设计说明书(链条)

1、设计说明书（链条）机械设计课程设计任务书江西理工大学南昌校区机电工程系设计步骤（目录）1）机械零件课程设计任务书 2）电动机的选择 3）设计链传动-33 -4）设计一单级斜齿圆柱齿轮减速器中的齿轮传动115）主动轴的设计136）从动轴的设计207）滚动轴承的选择及寿命计算258）联轴器的设计269）键的选择、螺栓、螺母、螺钉的选择2810）减速器的润滑与密封2811）装配图上的小数据3012）设计心得32机械零件课程设计任务书姓名:汪俊华专业:数控级：09数控2班学号:09313231设计题目带式输送机传动装置中的一级斜齿圆柱齿轮减速箱及链传动运动简图工作条件 输送带连续工作，单向运转，载 荷

2、变化不大，启动载荷为名义载荷的L25倍, 使用期限10年，两班制工作，输送带速度容许误差为±5%。 原始数据参数输送带 拉力F (N)数据2600输送带 速度v (m/s)滚筒直径D (mm)1.6450设计工作量设计说明书1份减速箱装配图1张减速箱零件图3张(主动轴、大齿轮及箱体底座）指导教师：王春华，伍胜男开始日期：设计 项目 设计 题目计算与说明试按下列一组数据，设计一带式输送机的传动装置， 传动简图如下。工作条件及要求：用于运输碎粒物体，工作时载荷有 轻微冲击，输送带允许速度误差±4%,二班制，使用期限 10年(每年工作日300天)，连续单向运转。设计原始数据于下表

3、主要结果F=260ONV=1.6m/sD=450 mm运输带牵引力FW (N)运输带速度VVV (m/s)传动滚筒直 径 D (mm)26001.6450带式输送机的传动装置简图电动机的选择及运动参数的计算一般电动机均采用三相交流电动机，如无特殊要 求都采用三相交流异步电动机，其中首选Y系列全封闭自 扇冷式电动机。13)确定皮带输送机所需功率Pvv=Fw Vw/1000=2600*1.6 /1000=4.16kw 式(11)传动装置的效率仁明心)?。*，*，1式(12)设计 的基 本步 骤电动 机的 选择式中：%. 一联轴器的效率0.97n 2-滚动轴承的效率（球轴承）0.99 （一对）齿轮传

4、动效率（一级直齿闭式圆柱齿轮8级精 度）-0.97n L一链传动的效率一 0.96明-运输机平型带传动效率（一般取0.97左右或根 据原始提供的数据）n = nx（n2）2*ns*n4*n 5=o.97*o.992*o.97*0.96*0.97=0.858730.86电动机的额定功率：P2Pw/ n = Fw Vw/ n （kw） 式（13）PPw/ n = Fw Vw/ n =4.16/0.86=4-84kw2）确定电动机的转数：滚筒轴的工作转速为：nw=60X1000Vw/nD （r/inln） 式（14）nw=60X 1000V w/nD=60*1000*1.6/（3.14159*450

5、）=67.91r/min式中：Vw一皮带输送机的带速 D一滚筒的直径电动机的转速：n电机=19nw式（1-15）式中：U是由电动机到工作机的减速比1 A=ll 12 13 In 式（1-6）hi213 in是各级传动比的范围。链传动的传动比ii=2-5单级齿轮传动12=35n 电机nw= （6-25） *67.91= （4071698） r/min按n电机的范围选取电动机的转速n (见指导书 pw=4< P119附录八查表)16KW列出电动机的主要参数(Y160M2-8)电动机额定功率P (KW)55电动机满载转速nm (r/miii)720电动机轴伸出端直径d (mm)42电动机轴伸出

6、端的安装高度(min)160电动机轴伸出端的长度(mm)1103)总传动比的计算及传动比的分配传动装置总传动比i=nni/nw 式(21)i=nm/nw= 720/67.91=10.60分配传动装置各级传动比i=ii - i2 13 in 式(2-2)一级斜齿圆柱齿轮11=3链 12=10.60/3=3.534）传动装置的运动和动力参数的计算各轴的功率计算：Pi=P n ： 式（3一1）P1=P n l=4.84X0.97=4.69KWn=0.86Pi=p n i n 2 n 3 式（3-2）P2=P n i n 2 n 3=6.35 x 0.97 x 0.99=4.5ikw各轴的转速计算：高

7、速轴转速ni=nm (r/min)式(3-3)ni=nm=720低速轴转速 n2=iim/ii (r/min)式(3-4) n2=nm/i i=720/4=240r/min各轴扭矩的计算：Tk=9.55X106XPk/iik (N.mm) 式(3一5)Tk=9.55 X IO6 X Pk/iik=9550 X 4.84/720=64.2N*mTi=TkX n i=64.2 X0.97=62.24N.mTxXhX n2X n3=62.24X3X0.99X0.97= 179.3N.in二、设计链传动已知链条传递功率P=P2X n2=4.46KW,小链轮 ni=240i7min,大链轮n2=67.9

8、r/inin,电动机驱动，载荷平 稳，两班制工作。1)选择链轮齿数Zl, Z2传动比 i=m/n2=240/67.9=3.53估计链速V=0.63m/s,根据表9.9选取小链齿轮数 Zi=20,则大链轮齿数 Z2Tzi=3.53*20=712)确定链节数初定中心距a=40p,由P154式9.8Lp=2a/p+(Zl+Z2)/2+(Zl-Z2) / (2*11) )2*p/a= 1273根据额定功率曲线确定链型号由表9.4查得Ka=1；由表9.5查得Kz=1.06；由表9.6 查得Ki= 1.0239；由表9.7查得Ka=l;采用单排链由表9.8nw=67. 91r/mi n设计 链传动查得Kp

9、t=l.由(pl56式9.5)PoK.P/Kz*ki*ka*kpt=4.11KW由图9.9选取链号为12A,节距p=19.05润滑方式为滴油或者油浴润滑，飞溅润滑.4)验算链速VV=Zipm/(60*1000)=20*19.05*240/(60*1000)=1.52链速度在0.63m/s范围内，与估计相符。5)计算实际中心由式a = p/4<5-Zl+Z2/2)+4WTZl+Z2)2-8*(Zl-Z2/2>2=594.598 = 595?n/H6)确定润滑方式查图9.H知应选用油滴润滑。7)计算对链轮轴的压力T=1. 25F=1. 25*1000P/v=36688 )链轮的设计(详

10、见参考书)链轮齿轮应该有足够的接触强度和耐磨性,常用45钢， 小齿轮材料应优与大齿轮，并进行热处理。三、设计单级斜齿圆柱齿轮已知：传递功率P=4.69kV,电动机驱动，小齿轮转速 ni=720r/min,传动比1=3,单向运转，载荷平稳。使用寿 命10年，两班制。(1)选择齿轮材料及精度等级小齿轮选用45钢调质， 硬度为220250HBs (P127)；大齿轮选用45钢正火，硬 度为170210HBS。预选9级精度(2)按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为软齿面钢 质齿轮，故主要失效形式为齿面点蚀，按齿面接触疲劳强 度设计斜齿齿面接触疲劳强度设计公式三、设计单级斜齿圆柱齿轮减速器中的齿轮传3.5

11、2Zmm1)转矩Ti7；=9.55x106 -= 9.55x106 szzot.&4 -Nmm1的7202)载荷系数K查表10.11 (P192) 取K=L25弹性系数 Ze 查表 10.12 (P186) 取 ZE=206000Mpa松比为0.34)齿数、和齿宽系数wd软齿面，取Zi=36,3)Z2=Zii=108因是软齿面，斜齿轮对称布置，查表10.20 (P203)取巾d=b/dl=1.00)许用接触应力8和弯曲应力of 由 P180 式 10.13Fliml%查图10.2425(P181 )根据 HBS 1=220 取。HLimi=600MPa oFLimi=250MPa 根据

12、 HBS2=170 取 o HLini2=450MPaFum2=200MPa查表10.10 (P190) 取Sh=1.0Sf=1.3应力循环次数Ni=60nJLh=60x955xlx(10x52x40)= !e19xl09N2=Ni /i=3>97xio8查图 10.26 27 (P190)得：Znti=1.0, Znt2=1.1Y nti=0.9, Y nt2=0.9600x 1 = 600Mp ai=10.6ii=3i2=3-35二号 xl.1 = 495 Mpa250¥皿 =x0,9 = 173,lMpar 1200 .j Yjm1yx 0.9 - 138.5MpaJI-

13、j故：马也E认Jg"=76.43*(1.1*62207*5/(6002*4)1/3mn =di/zi 取标准值mn =1.5中心距a=m(Zl+Z2)=1.5*(36+108)=108mm(3)求齿轮主要尺寸Zi =36Z2 =108di=mn Zi=54mmmn =1.5d2=mn Z2=162mmb=9dXdi=54圆整后bi取65； b2取60(4)验算齿根弯曲强度, =产”名=1.6”。5"心%b叫4痴；4根据 z =V = 28.43、28查表 10J310J4cos/(P195)齿形系数YF1=2.46应力修整系数YS1=1.65根据 Z, = - = 113.

14、73x114齿形系数 Yn=2.18cos/7应力修整系数Ys2=1.80Pl=4.69KWP2=4.51KWni=720 r/min112=240r/min1.6x1.1x62518.0465x2x56.5x2.58x 1.61 = 62.25= 153.462A/pr?1.6, 1.1x62”'.。+ x 2.18x1.80 = 58.784%.,65x2x56.5卜,(5)验算齿轮的圆周速度v60x100060x100056.5x970/=2.86/77/5Tk=64.2N.m由表10.22(P211)查得初选的8级是合适的T1=62.24N.mT2=1793N.m四.(一)主动

15、轴的设计1 .选择轴的材料确定许用应力由已知条件知减速器传递功率属中小功率，对材料无特殊 要求，故选用45钢并经正火处理。四轴的设计查表 14.2(p266)取 分 =600凡 J=55MPa2 .按弯曲许用切应力，初估轴的最小直径 由表14.1(教材p271),查得C=107-118o 则= Q Q7 -118) 3= 21.42-23. 63d > CJ- = (107 118 内箸刖=21.43 23.64因I轴上开有键槽，应增大轴颈以考虑键槽对轴强度的削 弱,则直径应增大3%5%,取为22.282458mm.并且轴 的最小直径处与电动机相连接则初步确定轴的最小直径为 dl=30m

16、m3 .设计轴的结构并绘制结构草图由于设计的是单级减速器,可将齿轮布置在箱体内部中央, 将轴承对称安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装电动机i=3.531）确定轴上零件的位置和固定方式要确定轴的结构形状，必须先确定轴上零件的装配顺 序和固定方式。确定齿轮从轴的右端装入，齿轮左端 用轴肩定位，右端用套筒固定。这样齿轮在轴上的轴 向位置被完全确定。齿轮的周向固定采用平键连接。轴承对称安装与齿轮的两侧，其轴向用轴肩固定，周 向采用过盈配合固定。2）确定各轴段直径Lp=127如图14.21a所示，轴段1 （外伸端）直径最小， d'=30mm;考虑到要对安装在轴1上的电动机进行定 位，上应有轴肩，同时

17、为能很顺利地在轴段2上安装 轴承，轴段2必须满足轴承内径的标准，故取轴段2 的直径d?为35mm；轴段3的直径d$为40mm；段5和轴段2的直径大小相同定为35mm;轴段4的直径为 50mm;为了便于拆卸左轴承，可查出6207滚动轴承的安尺寸为 35mm,3）确定各轴段的长度齿轮轮毂宽度为65mm,为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁间应留有一定的间距，取该间距为15mm；为保证轴承安装在箱体轴承座孔中 （轴承宽度为17mm）,并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁距离为5mm,所以轴5的长度取为20,轴3 的长度取为62,轴承支点距离21=102mm；根据 箱体结构P=19.0

18、及联轴器距轴承盖要有一定距离的要求，取厂= 35； 查阅有关的手册取/"为55mm；在轴段1上分别加工出键槽，使两键槽处于轴的同一圆柱母线上， 键槽的长度比相应的轮毂宽度小约510mm,键槽的 宽度按轴段直径查手册得到。4）选定轴的结构细节，如圆角、倒角、退刀槽等的 尺寸按设计结果画出轴的结构草图。v=1.52轴的结构图4 .按弯扭合成强度校核轴径F '=3668已知传递功率Pi=4. 69kW ,主动轴的转速为 ni=720r/min 分度圆直径 di=54mm , 转矩 71 =62207. 64N 圆周力七 =2=2 * 62007 .64/54N = 23(MN4径向

19、力Frl = FJi - tana = 2034 x tan20/V = 74ON1）画出轴的受力图2）作水平面内的弯矩图支点反力为Fiia =6=? = 2304/ 2N = 1152NI-I截面处的弯矩为：Mw=U52*61N=70272Nn-n截面处的弯矩为：= 1152 x 31 .5N - mm = 36288 .mm3）作垂直面（V平面）内的弯矩图d,支点反力为Fv=Fvb=Frl/2=370NI-I截面弯矩为：M=Fva-L =370 x 61 = 22570 N.mmu-n截面处的弯矩为：A/yn = Fyn 031.5 = 370x31.5=1 655N.inm4）作合成弯矩

20、图I-I截面：Mi =4Mi，+ ” J = 73807.58川？n-n截面：Mi = J、，；=38113.75N 川小5）作转矩图T=9.55*106*P/n=62207.64Nmm6）求当量弯矩因减速器单向运转，故可认为转矩为脉动循环变化， 修正系数。为。.6。I-I截面：ZW2 = xl.15 = 5115Mpa S1Me=+ （aT /=4361 IN.nunn-n截面：Me = jM+（aT）2 =53345.8N.7）确定危险截面及校核强度由图i4.2i可以看出，截面1-1、n-n所受转矩相 同，弯矩但M，口轴上还有键槽，故截面I- I截面n-n都可能为危险截面，故两轴都要进行校

21、 核。I -1截面：1=622 07.64K=1.2 5Ze =20 6000M Pa Zt=36Z2=108HLiml=600 MPa FLiml=250MPa HLim2=450MPa FLim2=200MP ZNT1=1ZNT2=1.15 YNT1=1YNT2=1/ j= & = 43617 = 6.8Mpa < 55Mpa W 0.1x40-n-n截面：% =必也=>334>S =12.4< 55MpaW 0.1x353查表14. 2得%J = 55M& ,满足? < ”的条件, 故设计的轴有足够的强度，并有一定裕量。8）修改轴的结构因所设

22、计轴的强度裕度不大，此轴不必再做修改。（二）从动轴的设计已知传递功率Pz=4. 51kW,转速n2=240r/min,分度圆直径山二162皿，转矩 Tn=179460N. mm由式（10. 34）得圆周力 Ft2=Ftl=2304N径向力 Fr2=Frl=740N1 .选择轴的材料，确定许用应力由已知条件知减速器传递的功率属中小功率，对材料无特 殊要求，故选用45钢并经调质处理。查表14.4（教材）取分取50Mpa查表14.2（教材）得口*=60Mpa2 .按扭转强度估算轴径由表14.1（教材），查得C=107118。贝IJ4 > C、= （107 -118）mm = 28.4 31.2

23、7?？因I轴上开有键槽，应增大轴颈以考虑键槽对轴强度的削弱,则直径应增大3%5%,取为29.3-32.8mm,并且1 轴与链轮相连接则初步确定轴的最小直径为di=40mm3 .设计轴的结构并绘制结构草图由于设计的是单级减速器,可将齿轮布置在箱体内部中央, 将轴承对称安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装链轮。1）确定轴上零件的位置和固定方式要确定轴的结构形状，必须先确定轴上零件的装配顺序和 固定方式。参考图14.8,确定齿轮从轴的右端装入，齿轮 左端用轴肩定位，右端用套筒固定。这样齿轮在轴上的轴 向位置被完全确定。齿轮的周向固定采用平键连接。轴承 对称安装与齿轮的两侧，其轴向用轴肩固定，周向采用过 盈

24、配合固定。2）确定各轴段直径.=284')YF1=2.58YS1=1.61如图所示，轴段（外伸端）直径最小，d'=40inm；考 虑到要对安装在轴1上的链轮进行定位，上应有轴 肩，同时为能很顺利地在轴段2上安装轴承，轴段2 必须满足轴承内径的标准，故取轴段2的直径（12为 45mm；用相同的方法确定确定轴段5,4,3的直径 d5=45mm、d4=60inm ,d3=50mm；（可查出 6209 型滚动轴 承的安装尺寸为45mm）3）确定各轴段的长度齿轮轮毂宽度为60mm,为保证齿轮固定可靠，轴段3 的长度应略短于齿轮轮毂宽度，取为58mm；为保证 齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮

25、端面与箱体内壁间 应留有一定的间距，取该间距为15mm；为保证轴承 安装在箱体轴承座孔中（轴承宽度为19mm）,并考虑 轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁距离为5mm,所ZL.0支点反力为Fiia = Fijb= = N = 52N乙乙I-I截面处的弯矩为：M= 1152 * 59.5N - nun = 68544 N , mmn-ii截面处的弯矩为：Mz/Il =1152 x 32.5 = 37440 N?？3）作垂直面内的弯矩图d,支点反力为Fva = Fvh= = /V= 370N1422I-I截面弯矩为：Mvi = FVA -1= 370 x 59.5Numi = 22015 N.nun

26、u-n截面处的弯矩为：A/V1I =鼻,8 , 32.5 = 370 * 32.5 = 12025 N.mm4）作合成弯矩图I-I截面：Mi =户 + Mu=71992N.n-n截面：Mu =+ 川2 =78084N.5）作转矩图7 = 179460N.加6）求当量弯矩因减速器单向运转，故可认为转矩为脉动循环变化， 修正系数。为。.6。I-I截面： = 4 Mr + （zT）2 = 129526N."?？n-nffiffi：= Jm； +（ aT）2 = 133OO8N."7）确定危险截面及校核强度由图14.21可以看出，截面i-i、n-n所受转矩相 同，但弯矩"

27、，”曰,且轴上还有键槽，故截面n-n 可能为危险截面。但由于轴径出内,故也应对截面 i-i进行校核。I-I截面：五、滚动轴承也 129526 in. "A/G = =r = 10.4< 60MpaW 0.1 x5O3n-n截面：Mhi 133008 人=r = 14.6 < 60 吸。W 0.1x453y查表14. 2得=,满足a <的条件，故设计的轴有足够的强度，并有一定裕量。8）修改轴的结构因所设计轴的强度裕度不大，此轴不必再做修改。（一）、主动轴滚动轴承的寿命计算主动轴已预选了深沟球轴承6207。已知主动轴的直径d 主=35mm,转速n主=720r/niin。

28、工作温度正常,要求轴承预期 寿命Lj=10 X52X 80=41600h舄=J2 + K；= ON/、=a；+K；=1210N主动轴上的轴承1）求当量动载荷PP = fp（XF-YF°）查表（15.得6=1$.查表（15.13）得:X=1 Y=0贝!） P 主=L5*1210=1815N由表15.14得fT=l2）计算所需要的径向额定动载荷值1,为轴 段2的 长度1”为轴 段1的 长度的寿 命计算C ='（6。器"）=2196 W < 115000N3）查有关的手册，由结果对比可知:预选的深沟球轴承 6207可以.（二）、从动轴滚动轴承的寿命计算从动轴已预选了

29、深沟球轴承6209。从动轴的直径d从二45mm, 转速 n 从=240r/min;从动轴上的轴承：1）求当量动载荷PP = fp（XF,+YF°）查表（15.12）得=15.查 表（15.13）得:X=1Y=0则P从=1.5*1210=1815N2）计算所需要的径向额定动载荷值C =也（6。丝网=15246 V 115000ATf, I io6 ）3）查有关的手册，由结果对比可知:预选的深沟球轴承 6210可以.六、联轴器的选择1）由于所连接的轴的转速较低,传递的转矩较大,减速 器与工作机常不在同一底座上，而要求有较大的轴线偏移 补偿.因此,凸缘联轴器2）已知联轴器所传递的转矩T?为

30、6.61N.m,转速m为 242.5r/min,被连接轴的直径为30皿.联轴器的工作状况六、联轴 器的选择系数K为1.3。则转矩 T=l. 3 X 242. 5=310. 5N. m<Tmn2< n由此可知：选用凸缘联轴器合适。一、键的选择查表41 （机械设计基础课程设计）1轴与大齿轮相配合的键：b = 14mm, h = 9mm, t = 5.5mm, tl = 3.8mm2轴与联轴器相配合的键：b = 8mm, h = 7mm, t =4.0mm, 11= 3.3mm二、螺栓、螺母、螺钉的选择考虑到减速器的工作条件，后续想体的附件的结构，以及 其他因素的影响选用螺栓 GB578

31、2 - 86, M1O 和 GB5782 - 86,M114 两种。 选用螺母 GB6170 - 86, Ml 和 GB6170 - 86, M14 两种。 选用螺钉 GB5782 - 86, M6 和 GB5782 - 86, M12 两种。一、传动件的润滑浸油润滑：浸油润滑适用于齿轮圆周速度VW12m/s的减 速器。为了减小齿轮的阻力和油的升温，齿轮浸入油中的 深度以ls2个齿高为宜，速度高时还应浅些，在0.7个齿 高上下，但至少要有10mm,速度低时，允许浸入深度达1/6 -1/3的大齿轮顶圆半径。油池保持一定深度，一般大齿轮 齿顶圆到油池底面的距离不应小于30s50mm。以免太浅 会激

32、起沉积在箱底的油F =2304NF. =740N泥，油池中应保持一定的油量，油量可按每千瓦约350s 700cm3来确定，在大功率时用较小值。二、滚动轴承的润滑七、减速器中滚动轴承的润滑应尽可能利用传动件的润滑油来键的 选择螺实现，通常根据齿轮的圆周速度来选择润滑方式，本设计 采用润滑脂润滑，并在轴承内侧设置挡油环，以免油池中 的稀油进入舟车功能而使润滑脂稀释。栓、三、润滑剂的选择母、螺钉 的选 择润滑剂的选择与传动类型、载荷性质、工作条件、转动速度等多种因素有关。轴承负荷大、温度高、应选用粘度较 大的润滑油。而轴承负荷较小、温度低、转速高时，应选 用粘度较小的润滑油，一般减速器常采用HT40

33、,HT50号 机械油，也可采用HL20,HL30齿轮油。当采用润滑脂润 滑时，轴承中润滑脂装入量可占轴承室空间的l/3-l/2o四、减速器的密封减速器的密封是为了防止漏油和外界灰尘和水等进入常见 的漏油部位有分箱面、轴头、盖端及视孔盖等。5）分箱面的密封，可在箱体剖分面上开回油槽，轴伸出 处密封的装置有垫圈，O型橡胶圈和唇形密封圈。八、减速器的 润滑 与密 封名 称0; 符。号 =减速器形式及尺寸关不顺齿轮本次设计取值1.4223. 63/mmFHa=ll52N箱体壁 厚50.025a + 1>83=8箱盖壁 厚S10.02zz + l>8乐=8箱盖凸缘厚度bi1.58,4=12箱座凸缘厚度b1.58b=12箱座底 凸缘厚 度%2.53% =20地脚螺 栓直径 及数目匕、n0.03G/ + 124250时