链式输送机传动装置设计

精品文档 1欢迎下载 学学 生生 实实 训训 报报 告告 实训类别 机械课程设计 院 别 机电学院 专 业 机械电子工程 班 级 09 机电本 姓 名 学 号 指导教师 高峰 教务处制 2011 年 月 日 精品文档 2欢迎下载 目目 录录 一 机械设计课程设计任务书 3 二 传动方案的分析 4 三 电动机选择 传动系统运动和动力参数计算 4 一 电动机的选择 4 二 传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配 5 三 运动参数和动力参数计算 5 四 传动零件的设计计算 6 一 V 带传动设计 6 二 直齿圆柱齿轮设计 9 一 高速级直齿圆柱齿轮设计计算表 9 二 低速级直齿圆柱齿轮设计计算表 14 三 直齿轮设计参数表 18 五 轴的设计计算 19 一 轴的结构设计 19 二 轴的结构设计 21 三 轴的结构设计 23 二 校核 轴的强度 25 六 轴承的选择和校核 29 七 键联接的选择和校核 30 一 轴大齿轮键的选择 30 二 轴大齿轮键的校核 31 第八章 联轴器的选择 31 九 减速器的润滑 密封和润滑牌号的选择 32 一 传动零件的润滑 32 二 减速器密封 32 十 减速器箱体设计及附件的选择和说明 33 一 箱体主要设计尺寸 33 二 附属零件设计 35 十一 设计小结 37 十二 参考资料 38 精品文档 3欢迎下载 1 1 机械设计课程设计任务书机械设计课程设计任务书 题目 四 题目 四 链式输送机传动装置设计链式输送机传动装置设计 一 设计条件及要求 1 传动方案要求如下图所示 2 设计内容 选择合适的电动机型号 设计带传动和圆锥齿轮减速器 3 工作条件 单向运转 载荷平稳 重载启动 两班制工作 输送链速度 容许误差为 5 输送链效率 0 9 4 使用年限 8 年 5 生产批量 小批量生产 1 原始数据 原始数据编号 已知条件 123456 输送链拉力F N 2 1 10 3 2 4 10 3 2 7 10 3 3 1033 1033 103 输送链速度v m s 0 90 80 90 60 81 输送链链轮直径D mm 100125140100120140 2 设计工作量 1 设计说明书 1 份 2 圆锥齿轮减速器装配图 1 张 一般要求 1 1 3 减速器零件图 1 3 张 具体在完成装配图并经指导老师审阅后 由指导 老师指定 要求所有工程图按 1 1 绘制 减速器 输送链 电动机 三角皮带传动 精品文档 4欢迎下载 1 电动机选择 传动系统运动和动力参数计算 一 电动机的选择 1 确定电动机类型 根据用途 选用 Y 系列三相交流异步电动机 2 确定电动机的容量 1 输送链上所需功率 Pw Pw Fv 1000 3000 0 8 1000 2 4Kw nw 60v 1000 d 60 0 8 1000 120 127 4 r min 2 电动机所需的输出功率 为了计算电动机的所需的工作功率Pd 先要确定从电动机到工作机之间的总功率 总 设 1 2 3 4 分别为V形带传动 轴承 锥齿轮 输送链 由 2 表1 7查得 1 0 96 2 0 98 3 0 95 4 0 9 则传动装置的总效率为 总 1 22 3 4 0 96x 0 982 x 0 95x 0 9 0 788 2 4 0 788Kw 3 05Kw 总 w d P P 3 选择电动机转速 查机械设计手册推荐的传动副传动比合理范围 普通 V 带传动比 i带 2 4 锥齿轮传动比 i锥 2 3 则传动装置总传动比的合理范围为 i总 i带 i锥 i总 2 4 2 3 4 12 电动机转速的可选范围为 nd i总 nw 4 12 127 4 509 6 1528 8r min 根据电动机所需功率和同步转速 查 机械设计手册 符合这一范围的常用同步转速有 1000 满载转速 940r min 同步转速 1500r min 满载转速 1420r min 从成本minr 和结构来考虑 选用 Y132 6 其同步转速为 1000r min 满载转速为 960r min 二 传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配 1 传动装置总传动比 i总 nm nw 960 127 4 7 54 式中 nm 电动机满载转速 960r min nw 输送链链的工作转速 127 4 r min 2 分配传动装置各级传动比 精品文档 5欢迎下载 分配传动比 带传动比为 i带 2 8 锥齿轮传动比为 i锥 i总 i带 7 54 2 8 2 7 三 运动参数和动力参数计算 1 各轴转速计算 96 r min m nn0 n nm i带 342 86r min n2 n i锥 126 98r min nW n2 126 98r min 2 各轴输入功率 P0 Pd 3 05 P1 Pd 带 2 93 P2 P 轴承 链条 2 67 Pw P3 P 轴承 链条 2 4 3 各轴输入转矩 T0 9550Pd n0 30 3 m T1 9550P1 n1 81 6 m T2 9550P2 n2 200 8 m Tw 9550Pw nw 180 5 m 2 2 传动零件的设计计算传动零件的设计计算 一 一 V V 带传动设计带传动设计 1 1 设计计算表设计计算表 项目计算 或选择 依据计算过程单位计算 或确定 结果 1 确定计 算功率Pca Pc 0 A KP 查 1 表 8 7 Pc 1 1 3 05 kw 3 355 2 选择带 的型号 由 n0和Pc查 8 11V 带选型 图 n0 960 r min Pc 3 355Kw 选 A 型 V 带 3 选择小 带轮直径 1d d 查 1 表 8 6 及 8 8 100 1d d mm 100 4 确定大 带轮直径 2d d 2d d 带 i 1d d 查 1 表 8 6 及 8 8 2 8 100 2d d mm 280 精品文档 6欢迎下载 5 验算传 动比误差 i i d d i i d d 1 2 100 Di 2 8 280 100 2 8 100 0 6 验算带 速v 10 60 1000 d d n v V 3 14 100 960 60 1000 s m 5 024 7 初定中 心距 0 a 0 7 2 0 a 1d d 2d d 0 7 2 100 280 0 a mm 500 8 初算带 长 0 L 2 2 2100dd ddaL 0 2 12 4 a dd dd 2 500 3 14 2 100 280 0 L 280 100 280 100 4 500 mm 1629 9 确定带 的基准长 度 d L 查 1 表 8 2 选标准值 最接近的 d L 0 L mm 1600 10 计算 实际中心 距离 取整 a 2 0 0 LL aa d 500 1600 1629 2amm485 5 11 安装时 所需最小中 心距 取 min a 整 d Laa015 0 min min 485 50 015 1600a mm476 12 张紧 或补偿伸 长量所需 最大中心 距 max a max 0 03 d aaL max 485 50 03 1600a mm548 13 验算 小带轮包 角 1 3 57180 12 1 a dd dd 1 280100 18057 3 485 5 a 度 158 8 14 单根 V 带的基 本额定功查 1 表 8 4a 插值法 1 09 0 P Kw 1 09 精品文档 7欢迎下载 率 0 P 15 单根 V 带额定 功率的增 量 0 P 查 1 表 8 4b 插值法 0 12 0 P Kw 0 12 16 长度 系数 L K 查 1 表 8 2 0 99 L K 0 99 17 包角 系数 K 查 1 表 8 5 插值法 0 96 K 0 96 18 单位 带长质量 q 查 1 表 8 3 0 1q m kg 0 1 19 确定 V 带根数 Z 00 cca oL PP Z PPP K K a D 0 3 355 1 090 12 0 960 99 c P Z P 根 3 20 计算 初拉力 0 F 2 0 2 5 500 1 c P Fqv vZ Ka 0 2 3 3552 5 1000 1 2 3 5 024 0 96 0 1 5 024 F N 181 1 21 计算 带对轴的 压力 p F 2 sin2 1 0 ZFFp 158 8 23 181 1sin 2 p F N 1068 2 2 带型选用参数表带型选用参数表 带型 1 mmdd 2 mmdd smv mma 1 根数Z NFp feZB mm 2 1 带轮宽 A 型 1002805 024485 5158 831068 48 二 锥齿轮传动设计二 锥齿轮传动设计 一 高低速级斜齿圆柱齿轮设计计算表 一 高低速级斜齿圆柱齿轮设计计算表 项目计算 或选择 依据计算过程单位计算 或确定 结 精品文档 8欢迎下载 果 1 选齿轮精度 等级 查 1 表 10 8级 7 2 材料选择 查 1 表 10 1 大锥齿轮 35SiMn 调质 250HBW 小锥齿轮 40Cr 调 质 260HBW 3 选择齿数 Z 40 20 1 Z 12 iZZ 1 2 Z Z U 1 30Z 2 2 73081Z 81 2 7 30 U 个 30 81 2 7 4 按齿面接触强度设计 1 试选Kt Kt 1 31 3 2 区域系数ZH由 1 图 ZH 2 52 5 3 a由 1 图 6 查得 a1 0 760 a2 0 82 82 0760 0 21 1 58 4 计算小锥齿 轮传递的转矩T1 1 1 5 1 105 95 n P T 1 95502 93 342 86 T Nmm81612 5 齿宽系数 d由 1 表 d 11 6 材料的弹性 影响系数ZE 由 1 表 ZE 189 8 MPa1 2 189 8 7 齿轮接触疲 劳强度极限 limH 由 1 图 700 1limH 575 limH MPa 700 575 8 应力循环 次数 N 由 1 式 N1 60n1jLh N2 N1 i齿 1 N1 60 342 86 1 2 8 365 8 N2 2 7 8 6 8 10 8 6 8 10 8 2 5 10 9 接触疲劳 强度寿命系数 KHN 由 1 图 KHN1 1 05 KHN2 1 12 1 05 1 12 10 计算接触 疲劳强度许用应 取失效概率为 安全系数 H 1 S K HHN1lim1 MPa 精品文档 9欢迎下载 力 H 为 S 1 由 1 式 得 1 05700 668 2 1 1 H 2 S K HHN2lim2 1 12575 585 5 1 1 H 2 21HH 668 2585 5 626 85 2 668 2 585 5 626 85 11 试算小齿 轮分度圆直径 t d1 按 1 式 10 21 试算 2 1 3 1 u tHE t dH kTZ Z d 2 3 2 1 1 81612189 84 98 0 32 7 10 50 3 700 mm 75 18 12 计算圆周 速度 v100060 11 nd v t 52 5 342 86 60 1000 v p m s0 942 13 计算齿宽 B b dd1tmm32 39 14 计算载荷 系数 K由 1 表 10 2 查得使用系数 1 25 A K 根据 v 1 16 m s 级精度 由 1 图 查得动载 荷系数1 0 载荷分布系数 K 1 11 KA V K b 1 1 25 故载荷系数 K KAKV K 1 25 1 0 1 11 1 39 b K 1 39 15 按实际的 载荷系数校正分 度圆直径 由 1 式 d1 d1t 3 t KK 78 15 3 1 39 1 3 mm 79 9 16 计算模数 n m 1 1 79 9 30 n d m z mm2 66 5 按齿根弯曲强度设计 精品文档 10欢迎下载 1 计算载荷 系数 K K KAKV Kb 1 25 1 0 1 11 1 391 39 2 计算当量 齿数 ZV cos v z z d 1 1 1 30 cos0 938 z z d 2 2 2 81 cos0 347 v z z d 个 31 99 233 4 齿形系数 YFa 由 1 表 YFa1 2 52 YFa2 2 14 2 52 2 14 5 应力校正 系数 YSa 由 1 表 YSa1 1 64 YSa2 1 88 1 64 1 88 6 齿轮的弯 曲疲劳强度极限 FE 由 1 图 250 1FE 240 2FE MPa 250 240 7 弯曲疲劳 强度寿命系数 1FN K 由 1 图 1 0 1FN K 1 0 2FN K 1 0 1 0 8 计算弯曲疲 劳许用应力 F 取弯曲疲劳安全系数 S 1 3 由式 得 F 1 S K FEFN11 1 250 1 3 F 2 S K FEFN22 1 0240 1 3 MPa 192 3 184 6 9 计算大小 齿轮的 并加以 F SaFaY Y 比较 11 1 2 52 1 64 192 3 FaSa F YY s 22 2 2 14 1 88 184 6 FaSa F YY s 结论 大齿轮的齿数值大 0 0215 0 0217 精品文档 11欢迎下载 10 齿根弯曲 强度设计计算 由 1 式 11 1 0 85 1 0 5 t FFS R KF Y Y bm aa s F 11 22 22 FS FF FS YY YY aa aa ss mm169 1 164 6 3 3 轴的设计计算轴的设计计算 减速器轴的结构草图减速器轴的结构草图 一 高速轴的结构设计一 高速轴的结构设计 1 1 选择轴的材料及热处理方法 选择轴的材料及热处理方法 查 1 表 15 1 选择轴的材料为优质碳素结构钢 45 热处理方法 调质处理 2 2 确定轴的最小直径 确定轴的最小直径 查 1 表 15 3 0 118 107A 精品文档 12欢迎下载 查 1 的扭转强度估算轴的最小直径的公式 370 P 118 107 mm 3 1 1 0 33 6 2 0 1055 9 n P A n P d 3 2 93 21 88 24 12 342 86 考虑键 有两键槽时 轴径应该增大 8 则 dmin 21 88 24 12 1 8 23 63mm 3 3 确定各轴段直径并填于下表内 确定各轴段直径并填于下表内 名称依据单位确定结果 1 d 用键玉 V 带轮连接 带轴键槽 d1 dmin 23 mm 取d1 25 mm 25 2 d 查 2 表 1 31 并观察其对称 有 d2 25 2 0 07 0 1 d1 取 d2 30 mm 30 3 d 轴承同时受径向力和轴向力 选用 角接触轴承 考虑d3 d2 查 2 表 6 6 选 7007C d3 35 mm 35 4 d 通常一根轴上的两个轴承趣相同的 型号 30 4 d mm 30 5 d 小锥齿轮采用悬臂结构小于 5 d 4 d mm 25 选择轴承润滑方式 确定与轴长有关的参数 选择轴承润滑方式 确定与轴长有关的参数 查 2 故选用 润滑 将与轴长度有关的各参数填入下表 215 P 名称依据单位确定结果 箱体壁厚 查 2 表 11 1 158 P 8 03 0 025 0 a 0 025a 3 0 025 152 3 mm 8 地脚螺栓直径 及数目 n f d 查 2 表 11 1 158 P 472 1712152036 0 f d n 4 Mm 个 df 16 n 4 精品文档 13欢迎下载 轴承旁联接螺 栓直径 1 d 查 2 表 11 1 158 P d1 0 75 df 0 75 16 12 mm 12 轴承旁联接螺 栓扳手空间 1 C 2 C 查 2 表 11 1 158 P 18 16 1 C 2 C mm 18 1 C 16 2 C 轴承盖联接螺 钉直径 3 d 查 2 表 11 1 158 P d3 0 4 0 5 df 0 5 1618 mm 8 轴承盖厚度e 查 2 表 11 10 166 P e 1 2 d3 1 2 8 9 6 mm 10 小齿轮端面距 箱体内壁距离 2 查 2 204 P 2 8 所以取 2 10 mm 10 轴承内端面至 箱体内壁距离 3 查 2 由于采用脂润滑 208 P 所以 8 12 取 10 3 3 mm 10 轴承支点距轴 承宽边端面距 离 a 查 2 表 6 6 a 13 5mm 13 5 5 5 计算各轴段长度 计算各轴段长度 名称计算公式单位计算结 果 1 L 1 l 12t LKeSTL D mm 107 2 L 2 14L mm 14 3 L 3 100L mm 100 4 L 3 14L mm14 5 L 514 321 25LCTL D mm54 L 总长 L 1 L 2 L 3 L 4 L 5 L mm 289 支点距离 l l 1 l 2 l 3 l mm 254 25 精品文档 14欢迎下载 低速轴的结构设计低速轴的结构设计 1 1 选择轴的材料及热处理方法 选择轴的材料及热处理方法 查 1 表 15 1 选择轴的材料为优质碳素结构钢 45 热处理方法为调质处理 2 2 确定轴的最小直径 确定轴的最小直径 查 1 的扭转强度估算轴的最小直径的公式 370 P 107 118 mm 3 0 33 6 2 0 1055 9 n P A n P d 3 2 15 24 83 27 39 171 97 再查 1 表 15 3 0 107 118A 考虑键 齿轮轴径 d 100mm 有一键时 轴径应增大3 5 所以取 dmin 24 83 27 39 1 5 7 28 3 3 确定各轴段直径并填于下表内 确定各轴段直径并填于下表内 名称依据单位确定结果 1 d 轴承同时受径向力和轴向力 选用 角接触轴承 查 2 表 6 6 选 7308C d1 30 mm 30 2 d 35 2 d a d mm 35 3 d 2 0 07 0 1 d2 3 d 2 d mm 43 4 d略大于 4 d 5 d mm 37 5 d 35 5 d mm 35 4 4 选择轴承润滑方式 确定与轴长有关的参数 选择轴承润滑方式 确定与轴长有关的参数 查 2 故选用 润滑 将与轴长度有关的各参数填入下表 215 P 名称依据单位确定结果 轴承支点距轴 承宽边端面距 离 a 查 2 表 6 6 选 7308C a 15 3 mm 15 3 5 5 计算各轴段长度计算各轴段长度 名称计算公式单位计算结 精品文档 15欢迎下载 果 1 L 1122t LLKeLL D D mm 100 2 L 22 2lB D D mm 40 3 L 222 2 x lBB D mm 70 4 L 43 4 l mm 42 5 L 38 5 l 224 BBL D D mm 40 L 总长 L 1 L 2 L 3 L 4 L 5 L mm 292 支点距离 l l 1 l 2 l 3 l mm 246 45 校核高速轴的强度校核高速轴的强度 齿轮的受力分析 精品文档 16欢迎下载 1068N 0 2sin 2QF Za 0 2 181 1 3 sin 158 8 2 1 t1 m1 2T2 81600 F 2568 46N d63 54 876 78N 11 rt1 tancosFFad 0 2568 46tan200 938 324 33N 11 t1 tansin a FFaqd 0 2568 46tan200 347 2323 76N 1 0 AVBVt RRF AH R 2132 54N 1 0 AHBHr QRRF BH R 21 3AVt RlF l 997 17 AV R 35653 63N 1 0 AVBVt RRF BV R 精品文档 17欢迎下载 22 2528 68 AAVAH RRRN 22 4154 69 BBVBH RRRN mm 1 88110 AH MQlN mm 111 3 218629 786 BHram MF lF dN mm 111 2 10303 96 Ham MF dN mm 2 84759 45 BVAV MRlN mm 22 86782 68 BBHBV MMMN mm 1 88110 A MQlN mm 11 10303 96 H MMN mm 1 81600TN 按弯扭合成校核轴的强度按弯扭合成校核轴的强度 1 确定轴的危险截面 根据轴的结构尺寸和弯矩图可知 危险截面是 B 截面 2 按弯矩组合强度校核轴危险截面强度 其抗弯截面系数 抗弯截面系数 33 30 165298 75 T Wmmp 最大弯曲应力 86782 68 32 14 2649 38 bB MWMPas 扭剪应力 1 81600 11 9 5298 75 T T WMPat 弯扭合成强度计算 2222 12 4 32 14 4 0 6 11 9 35 17 125 150 eb ppppp MPa MPa ssat sssss 强度满足 带轮出键链接的挤压应力为 1 11 4 81600 4 37 28745 p Td hlMPas 齿轮出键链接的挤压应力为 2 15 4 81600 4 59 48 28728 p Td hlMPas 取键和轴及带轮材料都为钢 查表可知 12 125 150 ppppp MPasssss 两轴承的轴向力分别为 12 1622 67 aA FFFN 精品文档 19欢迎下载 22 1298 34 a FFN 当量动载荷 则轴承 1 当量动载荷为 1 1622 67 0 640 37 2528 68 aA FRe 11 0 42731 5 rAa PRYFN 6 校核所选轴承 由于两支承用相同的轴承 故按当量动载荷较大的轴承 计算圆锥滚子轴承的0 37 e 查 1 表 13 6 取冲击载荷系数 1 2 查 1 表 13 4 取温度系数 1 计算轴承 P f t f 工作寿命 46720h 6 3 10 60 r h C L nP 6 3 1043200 119274 9 60342 861 24154 69 h 结论 轴承寿命合格 6 减速器的润滑 密封和润滑牌号的选择 一 传动零件的润滑 1 齿轮传动润滑 因为锥齿轮圆周速度 故选择浸油润滑 1 1612vm sm s 查 2 表 7 1 因齿面应力小于 350 500N 对一般齿轮采用中全损耗系统用油 2 mm GB443 1989 选 L N32 2 圆锥滚子轴承的润滑 闭式减速器中传动件常采用油浴润滑 轴承采用滚子轴承 因 v 2m s 实现油润滑 比较困难 轴承应采用钠基润滑脂润滑 工作温度在 10 110 C 的一般中负荷机械设备轴 承润滑 选用钠基润滑脂 GB492 89 润滑脂牌号 ZN 2 二 减速器密封 1 轴外伸端密封 用毛毡圈密封 2 轴承靠箱体内侧的密封 用挡油环密封 精品文档 20欢迎下载 3 箱体结合面的密封 用软钢纸板密封垫密封 7 减速器箱体设计及附件的选择和说明 一 箱体主要设计尺寸 名称计算依据计算过程 计算结果 mm 箱座壁厚 8 03 0 025 0 a 8mm 8 箱盖壁厚 1 8 85 0 8 0 8 1 8 箱座凸缘厚度 b 5 1b 1 5 8 12 5 1 12 箱盖凸缘厚度 1 b 1 5 1 1 5 8 12 1 b 1 5 1 12 箱座底凸缘厚 度 2 b 5 2 2 5 8 20 2 b 5 2 20 地脚螺栓直径 f d 12 0 015 112 f ddd 18 f d 18 地脚螺钉数目 n 250 4an 时250 4an 时 4 轴承旁联接螺 栓直径 1 d f d75 0 0 75 18 1 d f d75 0 14 14 箱盖与箱座联 接螺栓直径 2 d f d6 0 5 0 0 5 0 6 18 2 d 9 10 8 取 10 联接螺栓 的间距 2 dl 查表 2 11 1 150 200mml 150 轴承端盖螺钉 直径 3 d f d5 0 4 0 0 4 0 5 18 3 d 7 2 9 8 定位销直径 d 2 8 0 7 0d d 0 7 0 8 9 6 取 8 精品文档 21欢迎下载 f d 1 d 至外箱壁 2 d 距离 1 C 查 1 表 11 2 18 f d 1 C 16 1 d 1 C 16 2 d 1 C 18 16 16 至凸 f d 2 d 缘边缘距离 2 C 查 2 表 5 1 24 P 18 f d 2 C 16 2 d 2 C 18 16 轴承旁凸台半 径 1 R 轴承旁联接螺栓的 1 d 2 C 16 1 R 2 C 16 凸台高度h根据低速级轴承座外径确定h 3535 轴承座宽度 1 B 10 5 21 CC 8 18 16 10 42 1 B 42 铸造过渡尺寸 yx 查 1 表 11 1 和 1 表 1 38 x 3 y 15x 3 y 15 大齿轮顶圆与 内箱壁距离 1 2 1 1