第5题__设计一链板式输送机传动装置

1 机械设计课程设计说明书 设计题目 链板式输送机传动装置 设 计 者： 指导老师 ： 学 号 ： 班 级 ： 2013.12.9 2 目 录 1 传动简图 的拟定 3 2 电动机的选择 4 3 传动比的分配 4 4 传动参数的计算 5 5 链传动的设计 与计算 5 6 圆锥 齿轮传动的设计计算 7 7 圆柱齿轮传动的设计计算 10 8 轴的设计计算 13 9 键连接的选择和计算 23 10 滚动轴承的设计和计算 24 11 联轴器的选择 25 12 箱体的设 计 25 13 润滑和密封设计 27 设计总结 28 参考文献 28 3 1 传动简图的拟定 1.1 技术参数： 输送链的牵引力： 9 kN ， 输送链的速度 ： 0.35 m/s， 链轮的节圆直径： 370 mm。 1.2 工作条件： 连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期 10 年（每年 300 个工作日 ） ，小批量生产， 两班制工作，输送机工作轴转速允许误差 5%。链 板式输送机的传动效率为 95%。 1.3 拟定传动方案 传动装置由电动机，减速器，工作机等组成。减速器为二级圆锥圆柱齿轮减速器。外传动为链传动。方案简图如图。 方案图 4 2 电动机的选择 2.1 电动机的类型： 三相交流异步电动机（ Y 系列） 2.2 功率的确定 2.2.1 工作机所需功率wP(kw): wP=wwvF/(1000w)=9000 0.35/(1000 0.95)= 3.316kw 2.2.2 电动机至工作机的总效率： = 1 323 4 56=0.99 399.0 0.97 0.98 0.96 0.96=0.841 （ 1 为联轴器的效率， 2 为轴承的效率，3为圆锥齿轮传动的效率， 4 为圆柱齿轮的传动效率，5为 链 传动的效率，6为卷筒的传动效率） 2.2.3 所需电 动机的功率dP(kw): dP = wP / =3.316Kw/0.841=3.943kw 2.2.4 电动机额定功率 :dm PP 2.4 确定电动机的型号 因同步转速的电动机磁极多的，尺寸小，质量大，价格高，但可使传动比和机构尺寸减小，其中mP=4kN，符合要求，但传动机构电动机容易制造且体积小。 由此选择电动机型号： Y112M 4 电动机额定功率mP=4kN,满载转速 =1440r/min 工作机转速筒n=60*V/( *d)=18.0754r/min 电动机型号 额定功率 (kw) 满载转速 (r/min) 起动转矩 /额定转矩 最大转矩 /额定转矩 Y112M1-4 4 1440 2.2 2.3 选取 B3 安装方式 3 传动比的分配 总传动比：总i=mn/筒n=1440/18.0754=79.667 设高速轮的传动比为 1i ,低速轮的传动比为 2i ,链 传动比为3i，减速器的传动比为减i,链 传动的传动比推荐 S=1.5 故可知安全。 8.3.15 截面 6 左侧 抗弯截面系数 333 6.1 7 5 6 1561.01.0 mmdW 抗扭截面系数 333 2.3 5 1 2 3562.02.0 mmdWt 截面 6左侧弯矩 mmNM 1 1 31 6 782 35822 0 07 0 0截面 6上的扭矩 3T=360.32N m 截面上的弯曲应力 M P aWMb 44.66.1 75 6 11 13 1 67 截面上的扭转切应力 M P aWT TT 2 8 6.102.3 5 1 2 33 6 0 3 2 03 由课本附表 3-8 用插值法求得 k/=3.75，则k/=0.8 3.75=3 轴按磨削加工，有附图 3-4 查得表面质量系数为=0.92 故得综合系数为 K k / +1/ 1 =3.75+1/0.92 1 =3.84 K k/+1/ 1=3+1/0.92 1 =3.09 又取碳钢的特性系数 05.0,1.0 所以轴的截面 5 右侧的安全系数为 maKS 1 08.1001.044.684.3 275 maKS 1 60.92/28.1005.02/28.1009.3 155 22SSSSSca 95.660.908.1060.908.1022 S=1.5 故可知其安全。 23 9 键连接的选择和计算 9.1 输入轴与联轴器的链接 轴径 mmd 2812 ，选取的 平键界面为 mmhb 78 ，长 L=50mm。由指导书表 14-26 得，键在轴的深度 t=4.0mm， 轮毂深度 1t3.3mm。圆角半径 r=0.2mm。查课本表 6-2 得，键的许用应力 120MPap 。 pp 78.9350828 2626004dhl T4 满足强度要求。 9.2 输入轴与小圆锥齿轮的链接 轴径 mmd 2867 ，选取的 平键界面为 mmhb 78 ，长 L=40mm。由指导书表 14-26 得，键在轴的深度 t=4.0mm， 轮毂深度 1t 3.3mm。圆角半径 r=0.2mm。查课本表 6-2 得，键的许用应力 120MPap 。 pp 58.11640828 2 6 26 0 04dhl T4 满足强度要求。 9.3 中间轴与大圆锥齿轮的链接 轴径 mmd 3523 ，选取的 平键界面为 mmhb 810 ，长 L=32mm。由指导书表 14-26 得，键在轴的深度 t=5.0mm， 轮毂深度 1t 3.3mm。圆角半径 r=0.3mm。查课本表 6-2 得，键的许用应力 120MPap 。 pp 37.3932835 882004dhl T4 满足强度要求 。 9.4 中间轴与小圆柱齿轮的链接 轴径 mmd 3545 ，选取的 平键界面为 mmhb 810 ，长 L=63mm。由指导书表 14-26 得，键在轴的深度 t=5.0mm， 轮毂深度 1t 3.3mm。圆角半径 r=0.3mm。查课本表 6-2 得，键的许用应力 120MPap 。 pp 00.2063835 882004dhl T4 满足强度要求。 9.5 输出轴与大圆 柱齿轮的链接 轴径 mmd 4012 ，选取的 平键界面为 mmhb 812 ，长 L=56mm。由指导书表 14-26 得，键在轴的深度 t=5.0mm， 轮毂深度 1t 3.3mm。圆角半径 r=0.3mm。查课本表 6-2 得，键的许用应力 120MPap 。 pp 42.8256840 3603204dhl T4 满足强度要求。 9.6 输出轴与滚子链轮的链接 轴径 mmd 5656 ，选取的 平键界面为 mmhb 1016 ，长 L=63mm。由指导书表 14-26 得，键在轴的深度 t=6.0mm， 轮毂深度 1t 4.3mm。圆角半径 r=0.3mm。查课本表 6-2得，键的许用应力 120MPap 。 pp 85.40631056 3603204dhl T4 满足强度要求。 24 10 滚动轴承的设计和计算 10.1 输入轴上的轴承计算 10.1.1 已知 :1n=1440r/min， NFt 5.859， NFr 8.300, NFa 9.85 N5.36C 0r K N2.45C r K e=0.37， Y=1.6 10.1.2 求相对轴向载荷对应的 e 值和 Y 值 相对轴向载荷 0.00136350085.9CF0a 0 .2 8 63 0 0 .88 5 .9FFra 比 e 小 10.2.2 求两轴承的轴向力 NNYF 59.268)6.12/(5.859)2/(F1t1d NNYF 94)6.12/(8.3 0 0)2/(F 2r2d NFF da 59.26811 NFa 942 10.1.3 求轴承当量动载荷 1P 和 2P 0.31859.5268.59FF r1a1 48000h 故可以选用。 故可以选用。 10.2 中间轴上的轴承计算 10.2.1 已知： 2n =411.43r/min， NFt 25201 ， NFr 2.9171 NFt 10892 ， NFr 9.2422 ， NFa 17.692 63000NC0 ， 59000NC ， e=0.31， Y=1.9 10.2.2 求两轴承的轴向力 NNYF 15.6 6 3)9.12/(2 5 2 0)2/(F 1t1d NNYF 92.63)9.12/(9.2 4 2)2/(F2r2d NFFda 15.66311 NFa 92.632 10.2.3 求轴承当量动载荷 1P 和 2P 0.2632520663.15FF r1a1 e 0.264242.963.92FF r2a2 48000h 故可以选用。 10.3 输出轴上的轴承计算 10.3.1 已知：3n=95.68r/min，1tF= N2402 ，1rF=874.2N， 158000NC 0 ， 130000NC ， e=0.35， Y=1.7 10.3.2 求两轴承的轴向力 aF NNYF 8.706)7.12/(2 4 0 2)2/(F rd 10.3.3 求轴承当量动载荷 P 0.292402706.8FF r1a 48000h 故可以选用。 11 联轴器的选择 在轴的计算中已选定联轴器型号， 选 LT4型弹性套柱销联轴器 。其 公称转矩为 m3N6 ，许用转速为 5700 r/min。 12 箱体的设计 12.1 箱体的基本结构设计 箱体是减速器的一个重要零件，它用于支持和固定减速器中的各种零件，并保证传动件的啮合精度，使箱体有良好的润滑和密封。箱体的形状较为复杂，其重量约占减速器的一半，所以箱体结构对减速器的工作性能、加工工艺、材料消耗，重量及成本等有很大的影响。箱体结构与受力均较复杂，各部分民尺寸一般按经验公式在减速器装配草图的设计和绘制过程中确定。 12.2 箱体的材料及制造方法 选用 HT200，砂型铸造。 12.3 箱体各部分的尺寸（如表 1、 2） 26 表 1：箱体参数 名 称 符 号 圆锥圆柱齿轮减速器 计算结果 机座壁厚 0.025a+3mm 8mm 8 机盖壁厚 1（ 0.80.85） 8mm 8 机座凸缘厚度 b 1.5 12 机盖凸缘厚度 1b 1.5 12 机座底凸缘厚度 p 2.5 20 地脚螺钉直径 df 0.036a+12mm 20 地脚螺钉数目 n a 250mm 4 轴承旁连接螺栓直径 d1 0.75 df 16 机座与机盖连接螺栓直径 d2 (0.50.6) df 12 连接螺栓 d2 的间距 l 150200mm 轴承端螺钉直径 d3 (0.40.5) df 10 窥视孔盖螺钉直径 d4 (0.30.4) df 8 定位销直径 d (0.70.8) d2 9 df、 d1 、 d2 至外机壁距离 1c 见 表 2 d1 、 d2 至缘边距离 2c 见表 2 轴承旁凸台半径 1R 2c 凸台高度 h 根据低速轴承座外径确 定 50 外机壁到轴承端面距离 1l c1+ c2+(58)mm 50 内机壁到轴承端面距离 2l + c1+ c2+(58)mm 58 大齿轮齿顶圆与内机壁距离 1 1.2 10 齿轮端面与内机壁的距离 2 10 机盖、机座肋厚 1m 、 m m1 0.85 1， m 0.85 7 轴承端盖外径 2D 轴承座孔直径 +(55.5) d3 110 / 130 轴承端盖凸缘厚度 e (11.2) d3 10 轴承旁连接螺栓距离 s 尽量靠近，以 Md1 和 Md3不发生干涉为准 27 表 2：连接螺栓扳手空间 c1 、 c2 值和沉头座直径 螺栓直径 M8 M10 M12 M16 M20 M24 M30 1minc13 16 18 22 26 34 40 2minc11 14 16 20 24 28 34 沉头座直径 18 22 26 33 40 48 61 13 润滑和密封设计 13.1 润滑 齿轮圆周速度 v5m/s 所以采用浸油润滑，轴承采用脂润滑。浸油润滑不但起到润滑的作用，同时有助箱体散热。为了避 免浸油的搅动功耗太大及保证齿轮啮合区的充分润滑，传动件浸入油中的深度不宜太深或太浅，设计的减速器的合适浸油深度 H1 对于圆柱齿轮一般为 1 个齿高，但不应小于 10mm，保持一定的深度和存油量。油池太浅易激起箱底沉渣和油污，引起磨料磨损，也不易散热。取齿顶圆到油池的距离为50mm。换油时间为半年，主要取决于油中杂质多少及被氧化、被污染的程度。查手册选择 L-CKB 150 号工业齿轮润滑油。 13.2 密封 减速器需要密封的部位很多，有轴伸出处、轴承内侧、箱体接受能力合面和轴承盖、窥视孔和放油的接合面等处。 13.2.1 轴伸出处的密封：作用是使滚动轴承与箱外隔绝，防止润滑油漏出以及箱体外杂质、水及灰尘等侵入轴承室，避免轴承急剧磨损和腐蚀。由脂润滑选用毡圈密封，毡圈密封结构简单、价格便宜、安装方便、但对轴颈接触的磨损较严重，因而工耗大，毡圈寿命短。 13.2.2 轴承内侧的密封：该密封处选用挡油环密封，其作用用于脂润滑的轴承，防止过多的油进入轴承内，破坏脂的润滑效果。 13.2.3 箱盖与箱座接合面的密封：接合面上涂上密封胶。 28 设计总结 虽然这次课程设计只有短短的三周，但是使我体会到了很多。明白了一张比较完美的装配图是要付出多少努力，加强了我的 动手、思考和解决问题的能力 ，使我对机械设计有更深刻的认识。 同时要感谢肖老师多次亲自进入我们寝室，给我们指出了多