链传动一级减速器设计计算说明书.doc

机械设计课程设计-链传动一级减速器设计计算说明书学院（系）：嘉兴学院机电工程学院专 业： 机械设计制造及其自动化班 级：姓 名：学 号：指导老师：完成日期：0设计计算说明书设计说明设计题目：链式输送机传动装置原始数据：输送带工作拉力：输送带工作速度：卷筒直径：工作条件：运输链连续单向运转，工作时有轻微振动，有粉尘，空载启动。误差范围：输送带工作速度允许误差为5%。使用期限：每年300个工作日，寿命为10年，大修期3年，两班制工作（每班按8h计算）。动力来源：Y系列电动机。生产批量：在专门工厂小批量生产。设计内容：减速器装配图1张（A1图纸）。零件工作图2张（A3图纸）。设计说明书一份。设计内容计算机说明结果1、 电机的选择（1）电动机的选择（2） 确定链式运输机所需的功率（3） 确定传动装置的效率（4） 确定电动机的输出功率一、电动机的选择及运动参数的计算（一）电动机的选择1、按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。2、确定链式运输机所需的功率由式可得：式中，工作装置的效率考虑胶带及其轴承的效率，代入上式得： 其中，为卷筒自身效率。3、确定传动装置的效率 由【常用设计资料】【常用资料和数据】【机械传动效率】得：滚子链传动效率7级精度齿轮传动效率滚动球轴承（稀油润滑）效率弹性联轴器效率由式得：4、电动机的输出功率其中，为链式运输机所需的功率，为传动装Pm=4.0kw.设计内容计算机说明结果（5）、选择电动机置的效率。因载荷平稳，电动机额定功率Pm只需略小于P。即可，按表8-169中Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率Pm为4.0kw.5、选择电动机（1）因为链条传动机运动载荷平稳，取过载系数，又由于卷筒轴作为工作轴，其转速为：，按表2-1推荐的各传动机构传动比范围：单极圆柱齿轮传动比范围，滚子链传动比单极传动比，则总的传动比范围应为，可见电动机转速的可选范围为，因此选常用的同步转速为1500转每分。 故选取电动机型号为Y112M-4，电动机额定功率，电动机满载转速.（2）根据机座号112M由表8-186、表8-187中查得电动机伸出端直径，电动机伸出端轴安装长度。Y112M-4电动机的主要数据如下：电动机额定功率电动机满载转速电动机伸出端直径电动机伸出端轴安装长度电动机型号为Y112M-4额定功率满载转速设计内容计算机说明结果2、 运动参数计算（1） 、总传动比的计算（2） 分配传动装置各级传动比3、 计算传动装置的运动和动力参数（1）、各轴功率的确定(二)总传动比计算及传动比分配1、总传动比的计算对于链式传输机，驱动滚动的转速为式中：v为输送带的输送速度（v/min），D为卷筒的直径（mm）。传动装置的总传动比是由电动机的满载转速和工作机的转速决定的，定电动机的满载转速为，工作机的转速为，则总传动比为2、分配传动装置各级传动比为了使链轮不至于太大，取链传动比，则由式，可得齿轮的传动比为（三）计算传动装置的运动和动力参数1、各轴功率的确定取电动机（I轴）的功率作为设计功率，则传递的功率为高速轴（I轴）的输入功率低速轴的传输效率 设计内容计算机说明结果（2）、各轴的转速计算（3）、各轴输入转矩的计算2、各轴的转速计算I轴 高速轴转速 II轴 低速轴转速 III轴 卷筒 3、各轴输入转矩的计算（式2-8）I轴 II轴高速转矩III轴低速转矩电动机轴输出转矩各轴功率、转速、转矩列表如下：参数轴名电动机轴I轴II轴工作轴转0489.44功率3.903.873.793.66转矩25.8625.67115.62390.80传动比14.63.5效率0.990.980.965设计内容计算机说明结果1、 选择链轮齿数2、 确定计算功率3、 选择链条型号和节距4、 验证小链轮轴孔5、 计算链节数和中心距二、链传动设计（一）选择链轮齿数取小链轮齿21，则大链轮的齿数74，故合适。（二）确定计算功率查机械设计手册表9-7得，由图9-13查的小链轮齿数系数选用单排链，链传动功率为，则计算功率为（三）选择链条型号和节距根据，查图9-11，可选用08A-1型链条，相应的链条节距为。（四）验证小链轮轴孔查表可知，小链轮最大许用直径为（五）计算链节数和中心距初选中心距 取，相应的链长节数为 设计内容计算机说明结果6、计算压轴力取链长节数。查表得中心距计算系数，则链传动的最大中心距为（六）计算压轴力链速度，确定润滑方式。 由速度和链号08A-1，查图9-14可知应采用油盘飞溅润滑。有效圆周力为链轮水平布置时的压轴力系数，则压轴力为链传动尺寸参数名称数值单位小链轮齿数21大链轮齿数74大链轮转速89.44r/ min小链轮转速313.04r/ min设计功率5.12kW链条节距12.7mm链号08A-1设计内容计算机说明结果1、 齿轮的设计（1）、选择材料、热处理、齿轮精度和齿数（2）、按齿面接触疲劳强度设计三、齿轮传动设计（一）齿轮的设计1、选择材料、热处理、齿轮精度和齿数1)按照图示要求选择直齿圆柱齿轮传动。2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。3）材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280 HBS。大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。4）选小齿轮齿数=21，大齿轮齿数 2、按齿面接触疲劳强度设计（软齿面齿轮传动）接触疲劳强度计算公式 （1）确定公式内的各计算值1）试选载荷系数。2）计算小齿轮传递的转矩。 。3） 由表10-7选取齿宽系数4） 4）由表10-6查的材料的弹性影响系数5）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲=21设计内容计算机说明结果劳强度极限. 6）由式10-13计算应力循环次数由以上数据可以求得大、小齿轮应力循环次数应力循环次数，由图10-19取接触疲劳寿命系数，取为标准齿轮，；取。由于均为软齿面，故取，安全系数7)计算接触疲劳许用应力(2)计算1）小齿轮分度圆直径，代入【】中较小的值.2）计算圆周速率设计内容计算机说明结果3）计算齿宽4）计算齿宽与齿高之比 模数 齿高mm5)计算载荷系数根据，8级精度，由图10-8查的动载荷系数。直齿轮：由表10-2查的使用系数；由表10-4用插值法查得8级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，由，查图。故载荷 6）按实际的载荷系数校正所计算得到的分度圆直径，由式（10-10a）得 7）计算模数m设计内容计算机说明结果（3）、按齿根弯曲强度设计3.按齿根弯曲强度设计，由式（10-5）得弯曲强度的设计公式得（1）确定公式内的各计算数值1）由图10-20c查的小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数，3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数s=1.4.由式（10-12）得，；4）计算载荷系数K5）查取齿形系数。由表10-5查的 6）查取应力校正系数由表10-5查得 7）计算大、小齿轮的并加以比较。设计内容计算机说明结果（4）、几何尺寸计算则大齿轮的数值大。 (2)设计计算 mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度决定的承载能力，而齿面接触疲劳所决定的承载能力，与齿面直径（即模数与齿数的乘积）有关，可就近圆整为标准值模数mm，按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数：大齿轮齿数： 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。4.几何尺寸计算（1）计算分度圆直径 mm mm设计内容计算机说明结果1、 高速轴的设计（1）、轴的材料选择（2）、初算轴的直径（3）、高速轴的强度校核（2）计算中心距 mm（3）计算齿轮宽度mm取mm， mm四、轴的设计（一）高速轴的设计1、轴的材料选择40调质钢，HBS=280，2、初算轴的直径取，则主动轴直径mm选取标准直径28mm，轴头长度。3、高速轴的强度校核（1）绘制轴空间受力图如下： （2）作水平面H和垂直面V内的受力图，并计算支座反力对于H面488.97N40取标准直径28mm设计内容计算机说明结果V对于面N设计内容计算机说明结果（3）计算H面V面的弯矩，并作弯矩图对于H面对于V面（4）计算合成弯矩并作图 Nmm（5）计算并作图取，可得：Nmm（6）计算当量弯矩并作图 Nmm（7）校核轴的强度在B处所以，在高速速轴B处强度足够。在D处高速速轴B处强度足够设计内容计算机说明结果1、高速轴滚动轴承的选择所以，在高速速轴处的强度足够。由于在轴径最小处和受载最大处的强度都足够，因此可知高速轴强度足够。五、滚动轴承选择（一）高速轴滚动轴承的选择根据轴的结构设计，安装轴承处的轴颈为35mm，由于该轴没有收到轴向载荷的作用，且受载荷不大，并考虑到两轴承间的距离不大，考虑到箱体上加工两轴承空的同轴度，考虑到轴承的价格和轴承购买容易性，故选用深沟球轴承，高速轴两滚动轴承的型号均为6207。1、校核轴承寿命（1）、求当量动载荷。高速速轴D处强度足够。高速轴两滚动轴承的型号均为6207设计内容计算机说明结果2、低速轴滚动轴承的选择1、低速轴与齿轮、链轮的键联接按图计算，轴承均没有收到轴向载荷，；。查表可得，查有关轴承手册6207N。轴承：N轴承：N（2）求轴承寿命： 所以，满足设计要求。 （二）低速轴滚动轴承的选择根据轴的结构设计，安装轴承处的轴颈为28mm，由于该轴没有收到轴向载荷的作用，且受载荷不大，并考虑到两轴承间的距离不大，考虑到箱体上加工两轴承空的同轴度，考虑到轴承的价格和轴承购买容易性，故选用深沟球轴承，低速轴两滚动轴承的型号均为6208。六、键的选择（一）低速轴与齿轮、链轮的键联接 1、低速轴与链轮配合处用键，选用A型普通键联接，由【机械手册】【联接与紧固】【键、销及花键联接】【键连接】【普通平键型式与尺寸】，据配合处直径。查得：，取键长低速轴两滚动轴承的型号均为6208。设计内容计算机说明结果（1） 、低速轴与链轮配合处用键（2） 、低速轴与齿轮配合处用键键的有效长度键的材料选用45号钢，链轮材料选用铸铁，由机械手册可查得许用挤压应力。2、 低速轴与齿轮配合处用键，选用A型普通键联接，据配合处直径，查得：，取键长。键的有效长度。键的材料选用45号钢，齿轮材料选用45号钢，由机械手册可查得许用挤压应力。强度校核所以键连接强度足够。 3、键的标记：GB/T 10962003键名称数值单位传递的转矩T=115.62Nmm轴的直径D=48mm键的类型A 型键的截面尺寸mm键的长度L=42mm键的有效长度mm最弱的材料45号钢载荷类型静载荷许用应力计算应力校核计算结果满足键连接强度足够。设计内容计算机说明结果2、高速轴与联轴器配合处的键联接（二）高速轴与联轴器配合处的键联接 高速轴与联轴器配合处用键，选用A型普通键联接，由【机械手册】【联接与紧固】【键、销及花键联接】【键连接】【普通平键型式与尺寸】，据配合处直径，查得：，取键长。键的有效长度。键的材料选用45号钢，齿轮材料选用45号钢，由机械手册可查得许用挤压应力。强度校核所以键连接强度足够。键的标记：GB/T 10962003 名称数值单位传递的转矩T=25.67Nmm轴的直径D=28mm键的类型A 型键的截面尺寸mm键的长度L=40mm键的有效长度mm最弱的材料45号钢载荷类型静载荷许用应力计算应力校核计算结果满足键连接强度足够。设计内容计算机说明结果1、联轴器的选择七、联轴器的选择由于减速器在载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑到安装拆卸方便及经济的问题，选用LT弹性套柱销联轴器。取，由式得（Nm）选用TL4型（GB/T 43232002）弹性套柱销联轴器，公称尺寸转矩（Nm），满足要求。选用型轴孔，A型键，轴孔直径mm，选mm，轴孔长度mm。TL4型弹性套柱销联轴器的主要参数见下表：型号公称转矩T/(Nm)许用转数n/(r/min)轴孔直径mm轴孔长度mm外径mm材料轴孔类型键槽类型TL4635700223895HT200型A型mmmm设计内容计算机说明结果八、减速器箱体尺寸计算名称符号计算结果箱座壁厚取取箱盖壁厚，取箱座凸缘壁厚箱盖凸缘壁厚箱座底凸缘壁厚地脚螺钉直径及数目n取16选M16的螺钉，n=4轴承联接螺栓直径选M16的螺栓,箱盖与箱座联接螺栓直径mm选M12的螺栓轴承端盖螺钉直径，n=4选M10的螺钉外箱壁至轴承座端面的距离mm，取mm箱盖，箱座肋厚大齿轮顶圆与箱内壁间距离齿轮端面与内壁距离 设计内容计算机说明结果1、 检查孔及检查孔盖2、 油面指示装置3、 通气器4、 放油螺塞5、 起吊装置6、 起箱螺钉7、 定位销九、附件设计（一）检查孔及检查孔盖检查孔尺寸为100mm30mm，位置在上箱盖顶部传动件啮合区的上方。检查孔盖尺寸为130mm60mm。（二）油面指示装置选用游标尺M16。（三）通气器通气器在设箱体顶部，选用提手式通气器。（四）放油螺塞设置一个放油螺塞，选用M241.5 JB/T 17002008，放油螺塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈，螺塞垫选用M3414 JB/T 17182008。（五）起吊装置上箱盖采用吊环，箱座上采用吊钩。（六）起箱螺钉设置一个起箱螺钉，选用M1028 GB/T 57812000。（七）定位销采用830 GB/T 1172000两个定位销，安置在箱体纵向两侧联接凸缘上，对称布置。检查孔盖尺寸为130mm60mm。选用游标尺M16。选用提手式通气器选用M241.5 JB/T 17002008放油螺塞箱座上采用吊钩选用M1028 GB/T 57812000起盖螺钉采用830 GB/T 1172000两个定位销设计内容计算机说明结果1、减速器的润滑（1） 、齿轮的润滑（2） 、滚动轴承的润滑（3） 、链轮润滑2、减速器的密封十、减速器的润滑和密封（一）减速器的润滑1、齿轮的润滑因为齿轮圆周速度(线速度)m/s，所以采用浸油润滑。根据【机械设计手册】【润滑与密封】【润滑剂】【常用润滑的牌号、性能及应用】【常用润滑脂主要质量指标和用途】【工业闭式齿轮油】，选用工业闭式齿轮油，浸油深度取为浸没大齿轮齿顶。2、滚动轴