机械设计课程设计说明书-悬挂式板输送机传动装置设计.doc

中国矿业大学机械设计课程设计说明书题目：悬挂式板输送机传动装置设计班级： 学号：设计：指导：目录1. 题目及总体分析32. 各主要部件选择43. 电动机选择44. 分配传动比55. 传动系统的运动和动力参数计算66. 设计高速级齿轮77. 设计低速级齿轮128. 链传动的设计169. 减速器轴及轴承装置、键的设计18轴（输入轴）及其轴承装置、键的设计18轴（中间轴）及其轴承装置、键的设计24轴（输出轴）及其轴承装置、键的设计2910. 润滑与密封3411. 箱体结构尺寸3512. 设计总结3613. 参考文献36一.题目及总体分析题目：悬挂式输送机传动装置设计1. 设计条件1)机器公用 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；2)工作情况 单向连续运输，轻微振动；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16个小时;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2.原始数据 主动星轮圆周力：3.5KN，主动星轮圆周力：1.1m/s，主动星轮齿数：11；主动星轮节距80mm3.设计任务 1）设计内容 1.电动机选型；2.链传动设计3.减速器设计;4.联轴器选型设计;5.其他。2）设计工作量 1.传动系统安装图一张；2.减速器装配图一张；3.零件图两张（一个轴，一个齿轮）；4.设计计算说明书一份。4.设计要求 1）同轴式二级减速器；2）两对斜齿轮整体布置如下：图示：1为行星轮，2为链传动，为减速器，4为联轴器，5为电动机，6为低速级齿轮传动， 7为高速级齿轮传动。辅助件有:观察孔盖,油标和油尺,放油螺塞,通气孔,吊环螺钉,吊耳和吊钩,定位销,启盖螺钉,轴承套,密封圈等.。二.各主要部件选择部件因素选择动力源电动机齿轮斜齿传动平稳低速、高速级均做成斜齿，轴承此减速器轴承所受轴向力不大球轴承联轴器结构简单，耐久性好挠性联轴器链传动工作可靠，传动效率高单排滚子链三.电动机的选择目的过程分析结论类型电动机的选择选用Y系列封闭式三相异步电动机功率工作机所需有效功率为PwFV6000N0.9m/sPW = FV1000 = 35001.11000 = 3.85Kw圆柱齿轮传动(8级精度)效率(两对)为10.97 滚子轴承传动效率(四对)为20.98齿式联轴器(一个)传动效率30.99 主动星轮效率为40.96链（滚子链）传动的效率50.96电动机输出有效功率为电动机额定功率为P=KPd=1.24.86=5.83Kw电动机额定功率为型号查得型号Y132M-4封闭式三相异步电动机参数如下额定功率P=7.5 kW满载转速1440 r/min同步转速1500 r/min选用型号Y132M-4封闭式三相异步电动机四.分配传动比目的过程分析结论分配传动比传动系统的总传动比其中i是传动系统的总传动比，多级串联传动系统的总传动等于各级传动比的连乘积；nm是电动机的满载转速，r/min；nw 为工作机输入轴的转速，r/min。计算如下, 总传动比 取链传动比 ：高速级齿轮传动比 ：低速级齿轮传动比内部总传动比高速级齿轮传动比低速级齿轮传动比取 = 3 = 3.3五.传动系统的运动和动力参数计算目的过程分析结论传动系统的运动和动力参数计算设：从电动机到主动星轮轴分别为1轴、2轴、3轴、4轴；对应于各轴的转速分别为、 、 、 ；对应各轴的输入功率分别为、 、 、 ；对应名轴的输入转矩分别为、 、 、 ；相邻两轴间的传动比分别为、 、 ；相邻两轴间的传动效率分别为、 、 。轴号电动机两级圆柱减速器工作机1轴2轴3轴4轴转速n(r/min)n0=1440n1= n0i01=1440n2=n1i12=480n3=n2i23=145.45n4=n3i02=70.95功率P(kw)P0=7.5P1=P001=7.425P2=P112=7.20P3=P223=6.98P4=P334=6.7转矩T(Nm)T=9550Pn0=49.74T1=49.24T2=143.25T3=458.29T4=901.83两轴联接联轴器齿轮齿轮链轮传动比 ii01=1i12=3.0i23=3.3i02=2.05传动效率01=0.9912=0.9723=0.9734=0.96六.设计高速级齿轮设计项目及说明结果1选精度等级、材料及齿数，齿型1）确定齿轮类型两齿轮均为标准圆柱斜齿轮2）选择齿轮材料，确定许用应力由表6.2选 小齿轮材料为（调质） 大齿轮材料为钢 正火许用接触应力 由式6-6， 接触疲劳极限 查图6-4接触强度寿命系数 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 需用弯曲应力 由式6-12，弯曲疲劳强度极限 查图6-7，弯曲强度寿命系数 查图6-8弯曲强度尺寸系数 查图6-9（设模数m小于5mm）弯曲强度最小安全系数2）按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，参考表6.7、表6.8选取小轮分度圆直径按式（6-5），即齿宽系数 查表6.9，按齿轮相对轴承为非对称布置小齿轮齿数 在推荐值20-40中选大齿轮齿数 圆整取齿数比传动比误差小齿轮转矩初选螺旋角载荷系数：=节点区域系数，材料弹性系数,重合度系数 螺旋角系数Z = =408.9u=3故 法面模数， 取标准计算中心距分度圆螺旋角分度圆直径：圆周速度计算齿宽及模数,大轮齿宽 ，圆整 3）齿根弯曲疲劳强度校核计算当量齿数 查取齿形系数查得 小轮 大轮查取应力修正系数查得 小轮 大轮 端面啮合角端面模数 重合度，重合度系数螺旋角系数4）齿轮其他主要尺寸计算大齿轮的分度圆直径计算大、小齿轮的齿根圆直径计算齿轮顶圆直径 公差组8级合适Z=408.9mn=3mmYFa1 = 2.53YFa2 = 2.2Ysa1 = 1.62Ysa2 = 1.78 满足要求六.设计低速级齿轮设计项目及说明结果1选精度等级、材料及齿数，齿型1）确定齿轮类型两齿轮均为标准圆柱斜齿轮2）选择齿轮材料，确定许用应力由表6.2选 小齿轮材料为（调质） 大齿轮材料为钢 正火许用接触应力 由式6-6， 接触疲劳极限 查图6-4接触强度寿命系数 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 需用弯曲应力 由式6-12，弯曲疲劳强度极限 查图6-7，弯曲强度寿命系数 查图6-8弯曲强度尺寸系数 查图6-9（设模数m小于5mm）弯曲强度最小安全系数2）按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，参考表6.7、表6.8选取小轮分度圆直径按式（6-5），即齿宽系数 查表6.9，按齿轮相对轴承为非对称布置小齿轮齿数 在推荐值20-40中选大齿轮齿数 圆整取齿数比传动比误差小齿轮转矩初选螺旋角载荷系数：节点区域系数，材料弹性系数,重合度系数 螺旋角系数故 法面模数， 取标准计算中心距 圆整分度圆螺旋角分度圆直径：圆周速度计算齿宽及模数,大轮齿宽 3）齿根弯曲疲劳强度校核计算当量齿数 查取齿形系数查得 小轮 大轮查取应力修正系数查得 小轮 大轮 端面啮合角端面模数 重合度，重合度系数螺旋角系数4）齿轮其他主要尺寸计算大齿轮的分度圆直径计算大、小齿轮的齿根圆直径计算齿轮顶圆直径 公差组8级合适mn=2.5mm 合格八链传动的设计计算项目及说明结果1 选择链轮齿数、小链轮齿数 估取链速0.68 m/s 查表5.3 大链轮齿数 圆整为奇数 材料选择40钢，热处理：淬火、回火2 确定链节数初取中心距，则链节数为 取偶数 3. 确定链节距载荷系数 查表5.4小链轮齿数系数 查表5.5，估计链板疲劳多排链系数 查表5.6链长系数 查图 4. 确定中心距 5. 验算链速 6. 计算压轴力Q 链条工作拉力F 压轴力系数 压轴力 节20A单排链符合估计链轮的基本参数和主要尺寸名称符号计算公式结果分度圆直径小链轮：大链轮：齿顶圆直径查表得小链轮：大链轮：齿根圆直径小链轮：大链轮：齿高小链轮：大链轮：确定的最大轴凸缘直径名称符号计算公式结果分度圆直径小链轮：大链轮：齿顶圆直径小链轮：207.4mm大链轮：齿根圆直径查表得小链轮：大链轮：九.减速器轴及轴承装置、键的设计1轴（输入轴）及其轴承装置、键的设计输入轴上的功率转矩求作用在齿轮上的力 d1=83mm初定轴的最小直径选轴的材料为钢，调质处理。取（以下轴均取此值），初步估算轴的最小直径输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径.为了使所选的轴直径 与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号.联轴器的计算转矩Tca=KAT1,取KA=1.3,则， 查机械设计手册，选用HL型弹性柱销联轴器，其公称转矩为160000N。半联轴器的孔径，故取；半联轴器长度L52，半联轴器与轴配合的毂孔长度。轴的结构设计 ）拟定轴上零件的装配方案（见下图） ）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 （）半联轴器与轴配合的毂孔长度.，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故的长度应该比略短一点，现取为满足半联轴器的轴向定位要求，轴段右端需制处一轴肩，故取段的直径 。 （2）初步选择滚动轴承 参照工作要求并根据，初选型号6307轴承，其尺寸为，基本额定动载荷，基本额定静载荷，故，,轴段7的长度与轴承加挡油环的宽度相同,故取(3)取齿轮左端面与箱体内壁间留有足够间距，取。为减小应力集中,并考虑右轴承的拆卸,轴段4的直径应根据307的深沟球轴承的定位轴肩直径确定。（5）取齿轮齿宽中间为力作用点,则可得， 输入轴的结构布置轴5受力分析、弯距的计算 （）计算支承反力 在水平面上 （）在垂直面上故总支承反力）计算弯矩并作弯矩图 （）水平面弯矩图 （）垂直面弯矩图 （）合成弯矩图 3）计算转矩并作转矩图6作受力、弯距和扭距图7选用键校核键连接：联轴器：选单圆头平键（C型） ，键校核安全8按弯扭合成应力校核轴的强度由合成弯矩图和转矩图知，C处左侧承受最大弯矩和扭矩，并且有较多的应力集中，故c截面为危险截面。取，轴的计算应力查得，故安全9校核轴承和计算寿命（） 校核轴承A和计算寿命径向载荷轴向载荷基本额定动载荷，基本额定静载荷由，取X0.56。相对轴向载荷为，故。取则A轴承的当量动载荷，校核安全该轴承寿命该轴承寿命（） 校核轴承B和计算寿命 径向载荷 当量动载荷，校核安全该轴承寿命该轴承寿命2轴（中间轴）及其轴承装置、键的设计输入轴上的功率转矩求作用在齿轮上的力高速级大齿轮：低速级小齿轮：初定轴的最小直径选轴的材料为钢，调质处理。取（以下轴均取此值），初步估算轴的最小直径轴的结构设计 （ 1 ）初选型号6208的深沟球轴承参数如下其尺寸为，基本额定动载荷，基本额定静载荷，, 故。取。 ( 2 )轴段2上安装高速级大齿轮,为便于齿轮的安装, 。齿轮左端用套筒固定,为使套筒端面顶在齿轮左端面上,即靠紧,轴段2的长度应比齿轮毂长略短,若毂长与齿宽相同,已知齿宽，取。小齿轮右端用轴肩固定,由此可确定轴段3的直径, 取,(3)轴段4上安装低速级小齿轮,因这个齿轮与轴铸造在一起，则：，（4）取齿轮齿宽中间为力作用点,则可得， 输入轴的结构布置轴5受力分析、弯距的计算 （）计算支承反力 在水平面上 （）在垂直面上故总支承反力）计算弯矩并作弯矩图 （）水平面弯矩图 （） 垂直面弯矩图 （）合成弯矩图 3）计算转矩并作转矩图6作受力、弯距和扭距图7选用键校核高速级大齿轮：选圆头平键（A型）， ，键校核安全8按弯扭合成应力校核轴的强度由合成弯矩图和转矩图知，C处左侧承受最大弯矩和扭矩，并且有较多的应力集中，故c截面为危险截面。取，轴的计算应力查得，故安全9校核轴承和计算寿命（） 校核轴承A和计算寿命径向载荷轴向载荷由，取X1,。基本额定动载荷，基本额定静载荷取则A轴承的当量动载荷，校核安全该轴承寿命该轴承寿命（） 校核轴承B和计算寿命 径向载荷 当量动载荷，校核安全该轴承寿命该轴承寿命3.轴（输出轴）及其轴承装置、键的设计输入轴上的功率转矩求作用在齿轮上的力初定轴的最小直径选轴的材料为钢，调质处理。取，初步估算轴的最小直径。这是安装链轮处轴的最小直径，取，由安装链轮的键的长度可确定。轴的结构设计4轴的结构设计）拟定轴的结构和尺寸（见下图）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（1）为使链轮与箱外壁有充足的距离则：，；轴段3和轴段7用来安装轴承，根据，初选型号6210的深沟球轴承，其尺寸为，基本额定动载荷，基本额定静载荷，故，故取（2）为减小应力集中,并考虑左右轴承的拆卸,轴段4和6的直径应根据6210的深沟球轴承的定位轴肩直径确定,即，取轴段6的长度应比齿轮毂长略短,若毂长与齿宽相同,已知齿宽，取( 3)大齿轮右端用轴肩固定,由此可确定轴段5的直径, 取, 取。（4）取齿轮齿宽中间为力作用点,则可得， 输出轴的结构布置轴5受力分析、弯距的计算 （）计算支承反力 在水平面上 （）在垂直面上故）计算弯矩并作弯矩图 （）水平面弯矩图 在C处： 在B处： （）垂直面弯矩图 在C处： （）合成弯矩图 在C处： 在B处：3）计算转矩并作转矩图6作受力、弯距和扭距图7选用键校核低速级大齿轮：选圆头平键（A型） ，键校核安全高速级链轮：选圆头平键（A型） ，键校核安全8按弯扭合成应力校核轴的强度由合成弯矩图和转矩图知，C处左侧承受最大弯矩和扭矩，并且有较多的应力集中，故c截面为危险截面。取，轴的计算应力查得，故安全9校核轴承和计算寿命（） 校核轴承A和计算寿命径向载荷轴向载荷由，取X0.56。故。取则A轴承的当量动载荷基本额定动载荷，基本额定静载荷，校核安全该轴承寿命该轴承寿命（） 校核轴承B和计算寿命 径向载荷 当量动载荷，校核安全该轴承寿命该轴承寿命十.润滑与密封1润滑方式的选择 因为此变速器为闭式齿轮传动，又因为齿轮的圆周速度，所以采用将大齿轮的轮齿浸入油池中进行浸油润滑。轴承利用油脂润滑。2密封方式的选择由于I，II，III轴与轴承接触处的线速度，所以采用毡圈密封。3润滑油的选择因为该减速器属于一般减速器，查机械设计手册可选用工业齿轮油N200（SH0357-92）。十一.箱体结构尺寸机座壁厚=0.025a+58mm机盖壁厚11=0.025a+58mm机座凸缘壁厚b=1.512mm机盖凸缘壁厚b1=1.5112mm机座底凸缘壁厚b2=2.520mm地脚螺钉直径df =0.036a+1216.284mm地脚螺钉数目a1.210mm齿轮端面与箱体内壁距离2212 mm两齿轮端面距离4=55 mmdf,d1,d2至外机壁距离C1=1.2d+(58)C1f=26mmC11=21mmC12=18mmdf,d1,d2至凸台边缘距离C2C2f=22mmC21=17mmC22=15mm机壳上部（下部）凸缘宽度K= C1+ C2Kf=48mmK1=38mmK2=33mm轴承孔边缘到螺钉d1中心线距离e=(11.2)d113mm轴承座凸起部分宽度L1C1f+ C2f+(35)52 mm吊环螺钉直径dq=0.8df13mm十二.设计总结之前我对机械设计基础这门课的认识是很肤浅的，实际动手设计的时候才发现自己学得知识太少，而且就算上课的时候再认真听课，光靠课堂上学习的知识根本就无法解决实际问题， 必须要靠自己学习。我的设计中存在很多不完美、缺憾甚至是错误的地方，但由于时间的原因，是不可能一一纠正过来的了。尽管设计中存在这样或那样的问题，我还是