机械设计课程设计-悬挂式输送机传动装置设计.doc

机械设计课程设计目 录1. 设计目的及要求22. 传动设计方案33. 电机选择44. 传动比分配计算 55.链传动设计 66. 齿轮设计77. 联轴器选择 128.轴的设计计算 139. 键连接的校核 2810. 减速器附件设计 2911. 减速器润滑及密封 3012.其他技术说明 31一、课题：悬挂式输送机传动装置设计(一) 课程设计的目的1) 通过机械设计课程设计，综合运用机械设计课程和其它有关选修课程的理论和生产实际知识去2) 分析和解决机械设计问题，并使所学知识得到进一步地巩固、深化和发展。3) 学习机械设计的一般方法。通过设计培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力。4) 进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范。(二) 已知条件1) 机器功用 通过生产线中传送半成品、成品用，被运送物品悬挂在输送链上2) 工作情况 单向连续传动，轻度震动；3) 运动要求 输送链速度误差不超过5%；4) 使用寿命 8年，每年350天，每天工作16小时；5) 检修周期 一年小修，三年大修；6) 生产批量 中批生产7) 生产厂型 中、大型通用机械厂8) 主动星轮圆周力：7kn9) 主动星轮速度：0.9m/s10) 主动星轮齿数：711) 主动星轮节距：86mm(三) 设计内容1）电动机选型2）链传动设计3）联轴器选型设计4）减速器设计5) 其他e1:二级展开式圆柱齿轮传动计算及说明一、 传动方案设计传动系统方案的拟定。悬挂式输送机传动系统设计方案如图所示1- 输送链； 2-主动星轮； 3-链传动4-减速器； 5-电动机1. 根据主动星轮的速度和主动星轮节距可得星轮转速n= = 0.9601000/7/86=89.7r/minp=fv=70.9=6.3kw准备选用1500r/min的y型系列电动机2. 为加工方便采用水平剖分式3. 由于传递功率不大，故轴承采用球轴承4. 考虑到高速级转速较高，采用圆柱斜齿轮，使传动平稳；电动机和输入轴之间采用h型弹性块联轴器（tb/t5511-1991）一、 电动机的选择(一) 电动机输出功率计算已知工作机的阻力f和速度v，则工作机输入功率：式中f7kn7000n，v0.9m/s，。链传动效率0.96，角接触球轴承效率0.99，闭式圆柱齿轮啮合效率0.97（按8级精度），联轴器=0.99。把上述值代入后得：=7.33kw =0.86(二) 确定电动机型号 1 考虑到生产线上有时会出现过载现象，为了使输出链正常运转而不影响生产效率，取k（功率储备系数）=1.3所以，=k =9.52kw2 查表16-2，得，选y系列1500r/min的电动机，具体牌号为：y160m-41) 额定功率p=11kw2) 满载转矩nm=1460r/min3) 输出轴直径d=42mm4) 中心高h=160mm5) 轴延伸尺寸d*e=42*110=4620mm2 二、 传动比分配1）、计算总传动比在上面已经确定了电机满载转速为=1440r/min。 传动装置的总传动比 为1460/89.7=16.282）、传动比的分配 2.5而设高速级传动比是低速级的1.3倍，即： ，得 5、计算传动1）、各个参数说明： 、 、i、ii、iii 轴的转速（） 、 、i、ii、iii轴的输入功率（） 、 、i、ii、iii轴的输入转矩() 电动机实际输出功率（） 电动机满载转（）2）、各个轴转速的计算： 3）、各个轴功率的计算： 4)、各个轴扭矩的计算 将以上数据列表如下：轴号转速n功率p输出转矩t传动比i电机轴14609.5261031轴114609.3361.032.91轴2501.728.96170.55224轴3223.988.26366.682.5主动星轮轴89.598.26880.49装置的运动和动力参数三、 传动件设计计算(一) 链传动设计p3=8.26 kw n3=223.98r/min已知条件： t3= 366.68nm1 选择链轮齿数小链轮齿数 估计链速为0.68m/s，由表5.3取 19大链轮齿数 z2=iz1=2.519=47.5 取奇数为472 确定链节数初取中心距，则链节数为 = 取lp=114节3 确定链节距p载荷系数=1小链轮齿数系数=1多排链系数 =1链长度系数 =1.1由式 kw根据小链轮转速和，查图5-12，确定链条型号选 16a单排链 p=25.4mm4 确定中心距a 5 验算链速6 计算压轴力q链条工作拉力 压轴力系数 由式5-13 压轴力(二) 圆柱齿轮传动设计计算1.高速级圆柱齿斜轮设计及计算1） 选择齿轮材料，确定许用应力小齿轮40cr调质： 大齿轮45正火： 其计算公式为： 接触疲劳极限 ：接触强度寿命系数 应用循环次数n： 接触强度最小安全系数：，则 许用弯曲应力 ：弯曲疲劳强度极限 ，双向传动乘0.7， 弯曲强度寿命系数 查（机械设计课本）图68弯曲强度尺寸系数 查（机械设计课本）图69 弯曲强度最小安全系数：则： 2）、齿面接触疲劳强度设计计算 确定齿轮传动精度等级，按，估取圆周速度， 小轮分度圆直径 齿宽系数按齿轮相对轴承为非对称布置小轮齿数 ， 在推荐值2040中选 大轮齿数： 圆整取85齿数比 传动比误差： 小轮转矩 ： 初选12载荷系数k： 使用系数 动载系数 由推荐值1.051.4取齿间载荷分配系数 由推荐值1.01.2取齿向载荷分布系数 由推荐值1.01.2取载荷系数k 材料弹性系数 节点区域系数 螺旋角系数重合度系数 ，由推荐值0.850.92，取0.87，故=52.75齿轮模数m 按表6.6圆整m2mm标准中心距a 圆整后取：分度圆螺旋角：=13度小轮分度圆直径 ： 齿宽b ，取整后：b=42大轮齿宽： 小轮齿宽 ： mm 3）、 齿根弯曲疲劳强度校核计算由（机械设计课本）式610 当量齿数 齿形系数 小轮 大轮应力修正系数 小轮 大轮重合度 ： 解得： 重合度系数解得：故 4）、齿轮其他主要尺寸计算大轮分度圆直径： 根圆直径 ： 顶圆直径 5）、 低速级圆柱齿轮几何参数低速级：选择圆柱直齿轮1 选材齿轮材料，确定许用应力(1) 一般机器,速度不高,选用8级精度(gb10095-88)小齿轮材料：40cr(调质处理) hbs 260大齿轮材料：45 (正火处理) hbs 210许用接触应力，由式6-6， 小齿轮的接触疲劳强度极限=700mpa.大齿轮接触疲劳强度极限=550mpa.接触疲劳寿命系数 应力循环次数n 由式6-7 查图6-5得接触强度最小安全系数则许用弯曲应力计算 由式弯曲疲劳极限=378弯曲疲劳寿命系数 =1弯曲强度尺寸系数=1弯曲强度最小安全系数 =1.42 齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，按估取圆周速度小轮分度圆直径齿宽系数查表6.9,按齿轮相对轴承位非对称布置取0.8小轮齿数 在推荐值20-40中选取27大轮齿数 =i=60.48 圆整为61齿数比u 传动比误差 小轮转矩t1t1=170549n.mm载荷系数k= 使用系数 =1.3动载系数=1.2齿间载荷分配系数 =1.1齿向载荷分布系数 =1.1载荷系数k=1.6 材料弹性系数=189.8节点区域系数 =2.5重合度系数由推荐值0.87 =81.83模数m=d1=2.89 圆整为3分度圆直径圆周速度 与估取接近齿宽b mm 圆整为65mm大齿轮齿宽b2 b2=b小齿轮齿宽b1 b1=b2+(5-10)=703.齿根弯曲疲劳强度校核计算由式6-16 大小齿轮齿形系数 查表6.5 小轮yfa1 =2.57大轮yfa2 =2.27齿轮应力修正系数 查表6.5 小轮ysa1 =1.60大轮ysa2=1.73重合度重合度系数=0.25+0.75/=0.72 满足要求5. 齿轮其他主要尺寸计算大齿轮分度圆直径=267根圆直径顶圆直径四、 （插）联轴器的选择工作情况系数 查表11.2则=t=1.561.03=82.39nm 选tl型弹性块联轴器型号：许用转矩： 许用转速：n=5000r/min联轴器参数：d=160mml=72mm五、 轴的设计计算(一) 齿轮上作用力计算高速级：1) 小齿轮圆周力径向力轴向力大齿轮圆周力径向力轴向力低速级：1) 小齿轮圆周力径向力2) 大齿轮圆周力径向力(二) 初步估计轴的直径选取45号钢作为轴的材料，调质处理由式8-2 计算轴的最小直径并加大3%以考虑键槽的影响，查表8-6 取a=115d=a=21.34mmd=a=30.06mmd=amm(三) 轴的结构设计高速轴：1确定轴的结构方案由于是高速级，采用斜齿轮使传动平稳，同时受力不大，考虑使用角接触球轴承。2确定各轴段直径和长度1段：由联轴器尺寸参数确定，d1=30mm,长度比b1=60mm 2段：为使半联轴器定位，轴肩高度h=c+(2-3)mm,孔倒角c取2mm,d2=40mm，b2=69mm3段：为便于装拆轴承内圈，d3d2且符合标准轴承内径。查gb/t292-1994,轴承暂选型号为7209c， =45mm， b3=36轴承润滑方式选择:d2且符合标准轴承内径。轴承暂选型号为2410，d5=50mm,其宽度 b5=60轴承润滑方式选择:1.210齿轮端面与内机壁距离10机盖，机座肋厚77轴承端盖外径+（55.5）d为轴承外径102102125轴承旁联结螺栓距离尽量靠近，不可干涉102102125八、 减速器的润滑与密封1、齿轮润滑齿轮速度小于12m/s，采用浸油润油。高速级大齿轮浸油一个齿高的高度，低速级大齿轮浸油深度为20mm左右，符合要求2、滚动轴承的润滑1) 查机械设计表10.10，轴承的润滑方式由值确定。高速级 并定期加脂，补充脂的运动消耗。2) 采用脂润滑轴承的时候，为避免稀油稀释油脂，需用挡油板将轴承与箱体内部隔开。3) 在选用润滑脂的牌号时，根据机械设计师手册表24-6查得常用油脂的主要质量指标和用途。轴承选用通用锂基润滑脂（gb7324-1987），它适用于温度范围内各种机械设备的轴承，选用牌号为的润滑脂。3、轴密封形式的选择 1) 在构成机体的各零件间，如机盖与机座间、及外伸轴的输出、输入轴与轴承盖间，需设置不同形式的密封装置。对于无相对运动的结合面，常用密封胶、耐油橡胶垫圈等；对于旋转零件如外伸轴的密封，则需根据其不同的运动速度和密封要求考虑不同的密封件和结构。 2) 为防止机体内润滑剂外泄和外部杂质进入机体内部，由机械设计课程上机与设计表6-2知密封形式由密封处圆周速度决定。各透盖密封处圆周速度： 九、 其他技术说明1. 减速器装配前，必须按图纸检验各个部分零件，然后需用煤油清洗，滚动轴承用汽油清洗，内壁涂刷抗机油浸蚀的涂料两次；2. 在装配过程中轴承装配要保证装配游隙；3. 轴承部位油脂的填入量要小于其所在轴承腔空间的2/3；4. 减速器的润滑剂在跑合后要立即更换，其次应该定期检查，半年更换一次。润滑轴承的润滑脂应定期添加；5. 在机盖机体间，装配是涂密封胶或水玻璃，其他密封件应选用耐油材料；6. 对箱盖与底座结合面禁用垫片，必要时可涂酒精漆片或水玻璃。箱盖与底座装配好后，在拧紧螺栓前