链式运输机的传动装置毕业设计.doc

机械设计课程设计设计计算说明书- 21 -电子科技大学成都学院电子工程系课程设计 题目名称 链式运输机的传动装置 学生姓名 黄柏斌 学 号专业 机械设计制造及其自动化 指导教师 李世蓉 2015年12月制一、课程设计任务书题目：一级圆锥齿轮减速器工作条件：单向运转，载荷平稳，工作时定期停车，每天工作16小时，减速器工作寿命不低于年，输送链速度允许误差为土5。原始数据：滚筒圆周力f=2100n，带速v=0.7m/s；链轮直径d=100mm。摘要4第1章 电机的选择51、电动机类型的选择52、电动机功率选择53、确定电动机转速54、确定电动机型号55、计算总传动比及分配各级的传动比66、运动参数及动力参数计算7第2章 带传动的设计8第3章 齿轮传动的设计计算9第4章 轴的设计计算111、输入轴的设计计算112、输出轴的设计计算13第5章 滚动轴承的选择及校核计算15第6章 键连接的选择及校核计算17第7章 密封与润滑18第8章 课程设计总结19参考资料21摘 要 本设计讲述了带式运输机的传动装置级圆锥齿轮减速器的设计过程。首先进行了传动方案的评述，选择齿轮减速器作为传动装置，然后进行减速器的设计计算（包括选择电动机、设计齿轮传动、轴的结构设计、选择并验算滚动轴承、选择并验算联轴器、校核平键联接、选择齿轮传动和轴承的润滑方式九部分内容）。运用autocad软件进行齿轮减速器的二维平面设计，完成齿轮减速器的二维平面零件图和装配图的绘制。 本次设计综合运用机械设计、机械制图、机械制造基础、几何精度、理论力学、材料力学、机械原理等知识，进行结构设计，并完成带式输送机传动装置中减速器装配图、零件图设计及主要零件的工艺、工装设计。机械设计课程设计的题目是减速器的传动装置的设计，设计内容包括：确定传动装置总体设计方案，选择电动机；计算传动装置运动和动力的参数；传动零件，轴的设计计算；轴承，联轴器，润滑，密封和联接件的选择与校核计算；箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计说明书；毕业设计总结；最后完成答辩。 第1章、电动机的选择1.1、电动机类型的选择按工作要求和条件选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380v，y型。1.2、电动机功率选择（1）传动装置的总效率： a123345式中：1、2、3、4、5分别是带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和输送链的传动效率。取1=0.96，2=0.99，3=0.95，4=0.98，5=0.96，则a=0.960.9930.950.980.96 =0.84（2）电机所需的功率：=kw= =1.47kw= =1.75kw1.3、确定电动机转速计算链轮工作转速：按机械设计课程设计指导书p7表1推荐的传动比合理范围，取v带传动比，一级锥齿轮减速器的传递比。则总传动比合理范围为。故电动机转速的可选范围为：。符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有三种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1000r/min。1.4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为y112m-6。其主要性能如表2.1 电动机型号额定功率/kw满载转速（）堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩质量/kgy112m-62.29402.02.045表1.1其安装尺寸如表2.2机座号abacadhdbbly112m-6245230190265180400表1.21.5、计算总传动比及分配各级的传动比（1）、总传动比ia=nm/n=940/133.76=7.03（2）、分配各级传动比a、据指导书p7表1，为使v带传动外廓尺寸不致过大，取ij=2.81。b、id=ia/ij=2.5 1.6、运动参数及动力参数计算（1）、计算各轴转速n=nm/id=940/2.1=376r/minn=n/ij=376/2.81=133.8r/minn=n=133.8r/min（2）、计算各轴的输入功率pi=pd=1.750.96=1.68 kwpii=pi23=1.680.990.95=1.58 kwpiii=pii24=1.580.990.98=1.53kw(3）、计算各轴扭矩电动机输出轴转矩:td=9.55106pd/nd=9.551061.75/960=17.78 nm各轴输入转矩ti=td1=17.07 nmtii= ti23=16.05nmtiii=9.55106piii/niii=15.57nm第2章、v带传动的设计计算2.1、选择普通v带截型由教材p156表8-7取工作情况系数ka=1.2计算功率pca=kap=1.21.75=2.1kw由教材p157图8-11选用a型v带2.2、确定带轮基准直径，并验算带速由教材教材p157图8-11推荐的小带轮基准直径为：80100mm，则取dd1=100mmdmin=75 mm 大带轮直径 dd2=nd/nidd1=940/376100=250mm由教材p157表8-8，取dd2=250mm 实际从动轮转速ni=nddd1/dd2=940100/250=384r/min转速误差为：ni-ni/ni=(382.5-384)/382.5=-0.00391200（适用）2.5、确定带的根数根据教材p152表（8-4a）查得：p0=0.95kw根据教材p153表（8-4b）查得：p0=0.11kw根据教材p155表（8-5）查得：ka=0.96根据教材p146表（8-2）查得：kl=0.99由教材p158式（8-26）得：z=pca/(p0+p0)kakl=3/(0.95+0.11)0.960.99=2.11取z=32.6、计算轴上压力由教材p149表8-3查得q=0.1kg/m，由教材p158式（8-27）单根v带的初拉力：f0=500pca（2.5-ka）/zv ka+qv2=500(2.5-0.96)4.8/0.9335.03+0.15.0242=114.4n则作用在轴承的压力fp，由教材p159式（8-28）得：fp=2zf0sin1/2=23114.4sin163.50/2=678.9n第3章、齿轮传动的设计计算3.1、选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用45钢调质，齿面硬度为240hbs。大齿轮选用45钢常化，齿面硬度220hbs；根据教材p210表10-8选7级精度。齿面粗糙度ra1.63.2m3.2、按齿面接触疲劳强度设计根据教材p203式10-9a：进行计算确定有关参数如下： 传动比i齿=2.81取小齿轮齿数z1=20。则大齿轮齿数：z2=iz1=2.8120=56实际传动比i0=56/20=2.8传动比误差：i-i0/i=2.81-2.8/2.2.81=0.5%0.07d，故取h=6mm。则段的直径。对于左轴承若直接采用轴段定位，则轴肩直径大于轴承内圈直径，不利于拆卸轴承，应在左轴承和轴段间加一套筒。轴承端盖的总宽度为20mm。根据轴承端盖的拆装及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面和带轮右端面的距离l=30mm,故取齿轮距箱体内壁距离a=16mm，考虑到箱体的铸造误差，取s=8mm，已知滚动轴承宽度t=32mm，则取段距箱体内壁的距离为16mm，在确定轴承位置时，应距箱体内壁一定距离，取8mm，则。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。（2）轴上零件的周向定位锥齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按d5有p106表6-1查的平键截面。键槽用铣刀加工，长45mm，同样半联轴器与轴的连接选用平键，滚动轴承与轴的周向定位是有过渡配合来保证的。（3）求轴上载荷 根据轴的结构图做出周德计算简图。在确定轴承的支点位置时兑取33210型，查的a=23.2mm。载荷水平面垂直面支反力 弯矩扭矩t=26.082n.m(4)按弯扭合成应力校核轴的强度故安全。第5章、滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命：1636510=58400小时5.1、计算输入轴轴承（1）两轴承径向反力：初选两轴承为圆锥滚子轴承30208型根据教材p322表13-7得轴承内部轴向力查机械手册知y=1.6,e=0.37。有p322式13-11得 （2）求系数x、yfaa/fra=0.36fab/frb=0.53根据教材p321表13-5得e=0.37 xa=1 xb=0.4 ya=0 yb=1.6（3）计算当量载荷p1、p2根据教材p321表13-6取fp=1.2根据教材p320式13-8a得p1=fp(xafra+yafaa)=4443.4np2=fp(xbfrb+ybfaa)= 2560n（4）轴承寿命计算故取p=4443.4n=10/3根据手册得30208型的cr=63000n由教材p320式13-5a得lh=106/60n(cr/p)=16670/458.2(163000/4443.4)10/3=347322h58400h预期寿命足够5.2、计算输出轴轴承1）两轴承径向反力：初选两轴承为圆锥滚子轴承33210型根据教材p322表13-7得轴承内部轴向力查机械手册知y=1.5,e=0.41。有p322式13-11得 （2）求系数x、yfaa/fra=1.67efab/frb=0.33e xa=0.4 xb=1 ya=1.5 yb=0（3）计算当量载荷p1、p2根据教材p321表13-6取fp=1.2根据教材p320式13-8a得p1=fp(xafra+yafaa)=3215.8np2=fp(xbfrb+ybfaa)= 3210n（4）轴承寿命计算故取p=3215.8n=10/3根据手册得33210型的cr=112000n由教材p320式13-5a得lh=106/60n(cr/p)=16670/458.2(1112000/3215.8)10/3=18059903h58400h第6章、键连接的选择及校核计算6.1、大带轮与轴连接采用平键连接轴径d1=28mm，l1=50mm查手册p51 选用c型平键，得：b=8 h=7 l=40即：键c840gb/t1096-2003 l=l1-b=40-8=32mm t2=106.63nm 根据教材p106式6-1得p=4t2/dhl=4106630/28732=78.5mpap(110mpa)6.2、输入轴与齿轮连接采用平键连接轴径d3=34mm l3=56mm t=260.82nm查手册p51 选a型平键，得：b=10 h=8 l=50即：键a1050 gb/t1096-2003l=l3-b=50-10=40mm h=8mmp=4t/dhl=4260820/34840=95.9mpap(110mpa)6.3、输出轴与齿轮2连接用平键连接轴径d2=56mm l2=45mm t=116.3n.m查手册p51 选用a型平键，得：b=16 h=10 l=36即：键a1636gb/t1096-2003l=l2-b=36-16=20mm h=10mm根据教材p106（6-1）式得p=4t/dhl=4116300/561020=41.5mpap (110mpa)a=0.84=1.75kw 电动机型号：y112m-6ia=7.03ij=2.81id=2.5n=376r/minn=133.8r/minn=133.8r/minpd=1.75kwpi=1.68kwpii=1.58kwpiii=1.53kwtd=17.78 nmti=17.07nmtii=16.05nmtiii=15.57nmdd1=100mmdd2=250mmni=376r/minv=5.03m/s266mma0760mm取a0=500ld=1600mma=493.6mmz=3根fp=678.9ni齿=2.81z1=20z2=56u=2.8t1=17780nmmhlimz1=560mpahlimz2=350mpan1=3.3109n2=1.17108khn1=0.92khn2=0.94h1=506mpah2=517mpad1t=51.11mmzv1=27zv2=76d1=52.44m=3d1=54mmd2=152mmb=24mmyfa1=2.72ysa1=1.57yfa2=2.14ysa2=1.83flim1=420mpaflim2 =330mpasf=1.25f1=53.1mpaf2=48.68mpav =1.034m/sd=20mml1=48mmd2=26mmmml3=18mml5=16mml6=78mmd4=28mmd1=140mmt1=111070nmmft=1904nfr=646.8nfa=248.8n轴承预计寿命58400小时xa=1ya=0xb=0.4yb=1.6p1=4443.4np2=2560nlh=347322h预期寿命足够xa=0.4ya=1.5xb=1yb=0p1=3215.8np2=3210nlh=18059903h轴承合格键c840 gb/t1096-2003 p=78.5mpa键a1050gb/t1096-2003p=95.9mpa键a1636gb/t1096-2003p=45.1mpa第7章、密封与润滑1、密封由于选用的电动机为低速，常温，常压的电动机则可以选用毛毡密封。毛毡密封是在壳体圈内填已毛毡圈已堵塞空隙，达到密封的目的。毛毡具有天然弹性，呈松孔海绵状，可储存润滑油和遮挡灰尘。轴旋转时。毛毡又可以将润滑油自行刮下反复自行润滑。2、润滑（1）对于齿轮来说，由于传动件的圆周速度v12m/s，采用浸油润滑，因此机体内需要有足够的润滑油，用已润滑和散热。同时为了避免油搅动时泛起沉渣，齿顶到油齿地面h不应该小于3050mm。对于单机减速器，浸油深度为一个齿全高。（2）对于滚动轴承来说，由于传动件的速度不高，且难以经常供油，所以选用润滑脂润滑。这样不仅密封简单，不宜流失，同时也能形成滑动表面完全分开的一层薄膜。第8章、课程设计总结通过这一次的课程设计，我真是收获颇丰，不仅温习，巩固了上课所学知识，还填补了上课的没听懂了漏洞，重新学习了cad，而且让我们在实际操作中体会了很多快乐，团队合作的力量以及相互讨论的好处。虽然这次课程是那么短暂的1周时间，我感觉到这些天我的所学胜过我这一学期所学，这次任务原则上是设计，其实就是一次大的作业，是让我对课本知识的巩固和对基本公式的熟悉和应用，计算力学和运动学及预选电动机过程中的那些繁琐的数据，使我做事的耐心和仔细程度得以提高。课程设计是培训学生运用本专业所学的理论知识和专业知识来分析解决实际问题的重要教学环节，是对三年所学知识的复习和巩固。同样，也促使了同学们的相互探讨，相互学习。因此，我们必须认真、谨慎、踏实、一步一步的完成设计。如果时间可以重来，我可能会认真的去学习和研究，也可能会自己独立的完成一个项目，我相信无论是谁看到自己做出的成果时心里一定会很兴奋。此次设计让我明白了一个很深刻的道理：团队精神固然很重要，担人往往还是要靠自己的努力，自己亲身去经历，这样自己的心里才会踏实，学到的东西才会更多。心得体会 通过这次课程设计，让我更加深刻了解课本知识，和以往对知识的疏忽得以补充，在设计过程中遇到一些模糊的公式和专业用语，在使用手册时，有的数据很难查出，但是这些问题经过这次设计，都一一得以解决，我相信这本书中还有很多我为搞清楚的问题，但是这次的课程设计给我相当的基础知识，为我以后工作打下了严实的基础。 虽然这次课程是那么短暂的1周时间，我感觉到这些天我的所学胜过我这一学期所学，这次任务原则上是设计，其实就是一次大的作业，是让我对课本知识的巩固和对基本公式的熟悉和应用，计算力学和运动学及预选电动机过程中的那些繁琐的数据，使我做事的耐心和仔细程度得以提高。课程设计是培训学生运用本专业所学的理论知识和专业知识来分析解决实际问题的重要教学环节，是对三年所学知识的复习和巩固。同样，也促使了同学们的相互探讨，相互学习。因此，我们必须认真、谨慎、踏实、一步一步的完成设计。此次设计让我明白了一个很深刻的道理：团队精神固然很重要，担人往往还是要靠自己的努力，自己亲身去经历，这样自己的心里才会踏实，学到的东西才会更多。 课程设计是一个重要的教学