机械设计课程设计-悬挂式输送机传动装置设计.docx

中国矿业大学机电工程学院机械设计课程设计全套图纸加扣 3012250582悬挂式输送机传动装置设计设 计 任 务 书1. 传动装置总图 2.设计条件机器功用 通用生产线中传送半成品、成品用，被运送物品悬挂在输送链上；工作情况 单向连续运输，轻度振动。运动要求 输送链速度误差不超过5%。使用寿命 8年，每年350天，每天16小时检修周期 一年小修，三年大修生产批量 中批生产生产厂型 中、大型通用机械厂3.原始数据主动星轮圆周力F=3.5KN，主动星轮速度V=0.9m/s，主动星轮齿数Z=7，主动星轮节距P=80mm4.设计任务1） 设计内容（一）电动机选型，（二）链传动设计，（三）减速器设计，（四）联轴器选型设计（五）其它2）设计工作量减速器装配图一张（三）零件图1张，（四）设计计算说明书一份5.设计要求减速器设计成同轴式二级减速器项目内容及计算说明：计算结果：一、 确定传动方案1. 没有特殊要求，选用卧式减速器2. 选用圆柱齿轮类型3. 根据工作机构速度和所选电动机的转速，初步计算出传动装置的总传动比。：工作机的转速Z为主动星轮齿数P为主动星轮节距V为主动星轮速度 =601000V/ZP=96.43r/min准备选用1500r/min的Y系列电动机;因此初步总传动比i=1500/96.43=15.56查表.选定二级同轴式圆柱齿轮减速器4. 为加工方便选用水平剖分式.5. 轴承选型高速级用深沟球轴承,其余用圆锥滚子轴承6选用联轴器电动机与输入轴之间选用弹性套柱销联轴器减速器输出轴与工作机之间选用弹性柱销联轴器传动方案如下图所示：二.电动机的选择：1） 主动星轮圆周力F=3.5KN，速度V=0.9m/s62）传动装置总效率： 选取 深沟球滚动轴承效率：圆锥滚子轴承效率：圆柱齿轮传动效率（8级）：弹性套柱销联轴器效率：弹性柱销联轴器效率：滚子链传动效率： 总效率： =0.8283） 电动机所需功率： =3.8 Kw4） 确定电动机额定功率： 5）根据值选择电动机型号：查表得 Y132S-4型，额定功率5.5，满载转速为1440r/min,机座中心高132mm。三、传动装置总传动比计算及各级传动比的分配1. 传动装置的总传动比计算：为电动机满载转速为工作机的转速 2. 分配传动比试分配传动比：第一级齿轮传动：第二级齿轮传动：第三级滚子链传动：四、传动装置运动和动力参数1.计算各轴转速：从减速器的高速轴开始，各轴命名为轴，轴，轴 2.各轴功率计算： 为输出轴联轴器上星轮的功率为主动星轮的功率3.计算各轴输入转矩： 4.将工件计算数据列成表轴号链速n输出功率输出扭矩传动比效率电机轴14403.82522510.9814403.74247722.550.95565.133.55600052.550.95221.783.38145345 2.30.93主动星轮96.433.15311982五、传动链的设计计算1.选择链轮的齿数 小链轮的齿数，估取链速为0.6-8m/s ，查表，取=17大链轮的齿数 =圆整为392) 确定链节数为初取中心距 则链节数为 =108.01591083）确定链节距P载荷系数小链轮齿数系数多排链系数链长系数由公式=根据小链轮转速 ，所以，选择16A 单排链4）确定中心距 =595.44mm=595m5）验算链速 6）计算压轴力Q 链条工作拉 压轴力系数 压轴力六低速级圆柱齿轮设计计算条件：，单向运动，轻度冲击，工作时长8年，每年350天，每天16小时1.选择齿轮的材料，确定许用应力： 小齿轮选用40Cr调质 大齿轮选用正火许用接触应力由式接触疲劳极限接触寿命系数 应力循环次数由式： 则：查表 得，（不允许有点蚀）接触强度最小安全系数 则： 许用弯曲应力,由式弯曲疲劳极限弯曲强度寿命系数弯曲强度尺寸系数（设计模数小于5）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精度等级，按估计齿宽中点分度圆上的圆周速度。查表取： 小轮大端分度圆由式： 计算： 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 中选： 大轮齿数 （取整） 齿数比 传动比误差 在范围内， 小轮转矩 载荷系数 使用系数 查表得： 动载荷系数 查 得： 齿向载荷分布系数 齿间载荷分布系数 由推荐值 材料弹性系数 查表得： 节点区域系数（，） 查表得： 故：的值为： 齿轮模数 圆整：小轮分度圆直径 圆周速度 ： 标准中心距 齿宽: 圆整 65大齿宽:小齿宽： 3.齿根弯曲疲劳强度校核计算： 由式 齿形系数 查表得：小轮 大轮 应力修正系数 查表得:小轮 大轮 重合度重合度系数 由式 4.齿轮的其他基本几何参数 大轮分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 七 高速级圆柱齿轮设计计算条件：，单向运动，轻度冲击，工作时长8年，每年350天，每天16小时1.选择齿轮的材料，确定许用应力： 小齿轮选用40Cr调质 大齿轮选用正火许用接触应力由式接触疲劳极限接触寿命系数 应力循环次数由式： 则：查表 得，（不允许有点蚀）接触强度最小安全系数 则： 许用弯曲应力,由式弯曲疲劳极限弯曲强度寿命系数弯曲强度尺寸系数（设计模数小于5）弯曲强度最小安全系数则3. 齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮精度等级，按估计齿宽中点分度圆上的圆周速度。查表取： 小轮大端分度圆由式： 计算： 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 中选： 大轮齿数 （取整） 齿数比 传动比误差 在范围内， 小轮转矩 载荷系数 使用系数 查表得： 动载荷系数 查 得： 齿向载荷分布系数 齿间载荷分布系数 由推荐值 材料弹性系数 查表得： 节点区域系数（，） 查表得： 故：的值为： 取54齿轮模数 圆周速度 ： 标准中心距 齿宽: 圆整 65大齿宽:小齿宽： 3.齿根弯曲疲劳强度校核计算： 由式 齿形系数 查表得：小轮 大轮 应力修正系数 查表得:小轮 大轮 重合度重合度系数 由式 4.齿轮的其他基本几何参数 大轮分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 八轴的结构设计及强度计算：（一） 输入轴的结构设计和强度计算： 1.计算作用在齿轮上的力： 圆周力： 径向力： 2.初步估算轴的直径： 选取45号钢作为轴的材料，调质处理 根据公式计算轴的最小直径，并加大3%以考虑键槽的影响。 查表取A=115则：4.轴的结构设计：1）确定轴的结构方案：右轴承从轴的右端装入，靠轴肩定位，左轴承从左端装入，靠挡油盘定位。齿轮做成齿轮轴。半联轴器靠轴肩定位，左轴承采用轴承端盖，半联轴器靠轴端挡圈得到轴向固定。半联轴器采用平键得到周向固定，采用深沟球滚动轴承和弹性套柱销联轴器。如下图：2）确定各轴段直径和长度 段，根据圆整（GB/T4323-1984）,并由和选择联轴器型号为TL3联轴器（GB/T4323-1984），比毂孔长度52短作为段长度， 段，为使半联轴器定位，轴肩高度，孔倒角取（GB6403.4-86），且符合标准密封内径（JB/2Q4606-86）。取端盖宽度，端盖外端面与半联轴器右端面，则，段，为便于装拆轴承内圈，且符合标准轴承内径，查GB/T276-1994,暂选滚动轴承型号为61907，宽度，轴承润滑方式选择：选择脂润滑，齿轮与箱体内壁间隙取,考虑轴承脂润滑，取轴承距箱体内壁距离，则段：即为小齿轮的分度圆直径，段， 查设计手册中的轴承标准，轴肩高度应满足轴承拆卸要求，否则应将轴环分为两个轴段，轴段长度段，该轴段直径，长度等于滚动轴承宽度，即3）确定轴承及齿轮作用力位置如图：，4）绘制轴的弯矩图和扭矩图： （1）求轴承反力 H水平面 V垂直面 （2）求齿宽中点出的弯矩H水平面 V垂直面合成弯矩M5） 按弯扭合成强度校核轴的强度扭矩T 当量弯矩 弯矩图和扭矩图：5.校核轴的强度：轴的材料为45号钢，调质处理，查表得 ,材料的许用应力即 ,轴的计算应力为：（二）输出轴的结构设计和强度计算1.计算作用在齿轮上的力： 圆周力： 径向力： 2.初步估算轴的直径： 选取45号钢作为轴的材料，调质处理 根据公式计算轴的最小直径，并加大3%以考虑键槽的影响。 查表取A=115则：4.轴的结构设计：1）确定轴的结构方案：左轴承从轴的左端装入，靠轴肩定位，齿轮和右轴承从右端装入，齿轮左侧端面，靠轴肩定位，齿轮和右轴承之间用定位套筒，使右轴承左端面得以定位。半联轴器靠轴肩定位，右轴承采用轴承端盖，半联轴器靠轴端挡圈得到轴向固定。齿轮和半联轴器采用平键得到周向固定，采用圆锥滚子轴承和弹性柱销联轴器如下图。2）确定各轴段直径和长度 段，根据圆整（GB/T5014-1985）,并由和选择联轴器型号为HL2联轴器（GB/T5014-1985），比毂孔长度62短作为段长度， 段，为使半联轴器定位，轴肩高度，孔倒角取（GB6403.4-86），且符合标准密封内径（JB/2Q4606-86）。取端盖宽度，端盖外端面与半联轴器右端面，则，段，为便于装拆轴承内圈，且符合标准轴承内径，查GB/T297-1994,暂选滚动轴承型号为32209，宽度，轴承润滑方式选择：选择脂润滑，齿轮与箱体内壁间隙取,考虑轴承脂润滑，取轴承距箱体内壁距离，则段：为使套筒端面可靠地压紧齿轮，应比齿轮毂孔长（取等于齿宽）短，段，取齿轮右端定位轴肩高度，则轴环直径查设计手册中的轴承标准，轴肩高度应满足轴承拆卸要求，否则应将轴环分为两个轴段，轴段长度段，该轴段直径，长度等于滚动轴承宽度，即3）确定轴承及齿轮作用力位置如图：，4）绘制轴的弯矩图和扭矩图： （1）求轴承反力 H水平面 V垂直面 （2）求齿宽中点出的弯矩H水平面 V垂直面合成弯矩M6） 按弯扭合成强度校核轴的强度扭矩T 当量弯矩弯矩图和扭矩图：5.校核轴的强度：轴的材料为45号钢，调质处理，查表得 ,材料的许用应力即 ,轴的计算应力为：（二） 中间轴的结构设计：1.计算作用在齿轮上的力： 转矩： 大齿轮上受到的力与小齿轮上的力互为相反力，则： 轴向力： 径向力： 2.初步估算轴的直径： 选取45号钢作为轴的材料，调质处理 根据公式计算轴的最小直径，并加大3%以考虑键槽的影响。 查表取A=115则： 3.轴的结构设计： 确定轴的结构方案： 该轴（中间轴）右端齿轮轴，大圆柱齿轮从左端装入，然后分别自两端装入挡油板和轴承。方案如下图（2）确定各轴段的直径和长度：轴段：为支撑轴颈，预选轴承为圆锥滚子轴承30205（GB/T297-1994），其内圈直径，宽度。挡油板宽度为28mm，所以，确定轴段直径为，长度为47mm。轴段：为安装齿轮部分部分，长度为。轴段的直径为。 轴段：为轴肩，阻挡齿轮与轴的相对运动，且分开同根轴上的两个齿轮。轴段：为另一个齿轮的安装部位。轴段：为支撑轴颈，结构尺寸与轴段完全相同。4. 绘制轴的弯矩图和扭矩图： （1）求轴承反力 H水平面 V垂直面 2）求齿宽中点处的弯矩H水平面 V垂直面合成弯矩M扭矩T 当量弯矩弯矩图和扭矩图 5.校核轴的强度：查表得 ,材料的许用应力即 ,轴的计算应力为：满足要求九、1.输入轴轴承型号61907的寿命校核计算： 1）.支反力： 2）.轴承寿命： 按公式，求得，查表取，已知轴承的额定动载荷 满足设备中修的要求，寿命足够！ 满足设备中修的要求，寿命足够！ 2.中间轴轴承型号30205的寿命校核计算： 1）.支反力： 2）.轴承寿命： 按公式，求得，查表取，已知轴承的额定动载荷 ， 轴承派生轴向力 因， 计算轴承所受当量载荷因，查表得故因，查表得故计算轴承寿命因为比大，故应按算= 满足设备中修的要求，寿命足够！ 3.输出轴轴承型号32209的寿命校核计算： 1）.支反力： 2）.轴承寿命： 按公式，求得，查表取，已知轴承的额定动载荷 ， 轴承派生轴向力 因， 计算轴承所受当量载荷因，查表得故因，查表得故 计算轴承寿命因为比大，故应按算= 满足设备中修的要求，寿命足够！十、平键的强度校核：已知：, 1. 输入轴键（ GB/T1096-2003） 2. 中间轴键 (GB/T1096-2003)： : 3. 输出轴：键(GB/T1096-2003) 键(GB/T1096-2003) 十一、确定箱体的基本参数： (取低速轴中心距mm) 机座壁厚 机盖壁厚 机座凸缘厚度 机盖凸缘厚度 机座底凸缘厚度 地脚螺栓直径 地脚螺栓数目 轴承旁螺栓直径 机盖与机座连接螺栓直径 轴承盖螺钉直径 窥视孔螺钉直径 定位销直径 至外箱壁距离至凸缘边缘距离轴承旁凸台半径 外机壁至轴承座端面距离 大齿轮顶圆与内机壁距离 齿轮端面与内机壁距离 机盖、机座肋板厚十二.设计总图俯视图正视图左视图课程设计小结经过将近3星期的同轴式二级减速器的课程设计，使得我对机械设计有了更深一层次的理解，对独立设计有了初步的认识。在老师和同学的帮助下，历经困难与反复，在时间很紧张的情况下，完成了本次课程设计。虽然本次课程设计已完成，但本人深知才疏学浅，设计之中必定存在错误与不妥，对此本人心有余而力不足，发现了自己学习上存在的不足与劣势，将于以后攻关。在此，对在此次课程设计中帮助我的老师和同学深表感谢。参考书目1. 程志红.机械设计.徐州：东南大学出版社，20062. 程志红,唐大放.机械设计课程上机与设计.南京：东南大学出版社，20063. 李爱军,陈国平.画法几何及机械制图.徐州:中国矿业大学出版社,20074. 韩正铜,王天煜. 机械精度设计与检测.徐州：中国矿业大学出版社，