链板式输送机传动装置_机械设计课程设计

1、机械设计课程设计计算说明书设计题目：链板式输送机传动装置材料成型及控制工程专业专业 04021201 班设 计 者：王飞指导老师：袁茹2015 年 1 月 20 日星期日西北工业大学目目录录课程设计题目第一部分传动方案拟定第二部分电动机的选择第三部分传动比的分配第四部分传动参数计算第五部分传动零件的设计计算第六部分轴的设计计算第七部分圆锥滚子轴承的选择及校核计算第八部分键联接的选择及校核计算第九部分联轴器的选择第十部分润滑及密封第十一部分 箱体及附件的结构设计和选择参考资料课程设计题目：课程设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如下）原始数据：输送链的牵引力 F/kN1.5运输机链速 V/(m

2、/s)0.7传送链链轮的节圆直径 d/mm100工作条件： 连续单向转动，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为5%。链板式输送机的传动效率为 0.95。计算与说明计算与说明主要结果主要结果第一部分第一部分传动方案拟定传动方案拟定传动方案（已给定） ：外传动为 V 带传动；减速器为一级展开式圆锥齿轮减速器。方案简图如下：传动类别精度结构及润滑效率锥齿轮传动38 级精度开式传动（脂润滑）0.940.97（取中间值 0.955）滚动轴承246滚子轴承（油润滑）0.98V 带传动10.96滚子链传动70.96联轴器5弹性、齿式

3、0.99第二部分第二部分电动机的选择电动机的选择1、电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动机2、电动机功率选择：a、工作机所需功率：11500 0.71.105210001000 0.95FVpkWb、传动总效率：3170.96 0.955 0.980.99 0.960.8367所需电动机的功率Pd=1.1 Pw/=1.11.1052/0.8368=1.4824kwc、确定电动机转速：计算鼓轮工作转速：60 10000.7 60 1000133.7579 / min3.14 100Vnrd按推荐的传动比合理范围，取圆锥齿轮传动一级减速器传动比范围1i=23。取 V 带传动比2i=24，则总传

4、动比理想范围为 i=412（mgbniiin） 。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选 n=1500r/min 。d、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，由理论需求电机功率 Pd=1.3839kw 及同步转速， 选定电动机型号 Y90L-4。pw=1.1052kw=0.8367Pd=1.4824kw电动机型号为Y90L-4其主要性能：额定功率：1.5KW，满载转速 1400r/min。第三部分第三部分计算总传动比及分配各级的传动比计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i=1400/133.7579=10.46672、分配各构件传动比：gbiii3、初定

5、减速器内的传动比2i=3，则带传动的传比就为1210.46673.48893iii第四部分第四部分运动参数及动力参数计算运动参数及动力参数计算1、各轴转速：电动机转速0n=1400r/min小锥齿轮轴转速101inn =1400/3.4889=401.2726r/min大锥齿轮转速212inn133.7575r/min链轮轴转速23nn133.7575r/min2、各轴功率：01.5mPPkw111.5 0.961.44MPPkW21231.44 0.955 0.981.3477PPkW 32451.3477 0.98 0.991.3075PPkW 3、各轴转矩：电动机轴：1.59550955

6、010.23211400dddPTN mn轴 1：1119550/34.2712TP nN mi=10.46671i=3.48892i=31401.2726 /minnr2133.7575 / minnr11.44Pkw21.3477kwP 31.3075kwP 轴 2：2229550/96.2373TPnN m轴 3：3339550/93.3527TPnN m4、参数汇总参数转速（r/min）功率（kW） 转矩（mN ）轴401.27261.4434.2712轴133.75751.347796.2373轴133.75751.307593.3527第五部分第五部分传动零件的设计计算传动零件的设

7、计计算1. 皮带轮传动的设计计算皮带轮传动的设计计算（1）选择普通 V 带截型，由机械设计教程表 6-6 得：3 . 1AK（工时16,轻载启动）1.3 1.51.95caApK pkw01400 /minnr由机械设计教程图 6.10 得选择 Z 型 V 带（2）确定带轮基准直径dd，并验算带速为提高 V 带的寿命，应选取较大的直径， 故选取：190mmdd 211i(1)3.48889 901 0.01310.8601ddddmm查表应选取2315ddmm轴的实际转速：12334.271296.237393.3527TN mTN mTN mZ 型 V 带190mmdd2315ddmm112

8、2(1)(1 0.01) 1400 90396 / min315ddn dnrd验证带的速度：1 190 14006.5973/60 100060 1000dd nvm s一般 v 取 5m/s25m/s,速度合适。（3）确定带长和中心矩按设计要求120120.7()2()ddddddadd取0400amm：2210120()21467.812624dddddddLaddmma查表，1540dLmm实际轴间距：001540 1467.8126400436.093722ddLLaamm安装时所需最小轴间距离：min0.015436.0937 0.015 1540412.9137daaLmm张紧或

9、补偿伸长所需最大轴间距离：max0.03436.09370.03 1540482.2937daaLmm(4) 验算小带轮包角：21118057.3150.4364120dddda包角合适。v=6.5973m/s1540dLmma=436.0937mm(5)确定带的根数由1540 / minnr，190ddmm查表得10.36pkw,10.03p,0.92K,1.54Lk 111.953.52910.360.030.92 1.54dLpzppK K可以选取4z (6)计算轴压力单根 v 带的初拉力：查表得 m=0.06kg/m20500(2.5)66.112caK PFmvNZVK压轴力：02s

10、in490.98402pFzFN查表取 ha=2.0mm,f=7mm,e=12mm,则小轮基准直径：dd1=90mm小轮外径：21294adaddhmm带轮宽：B=(z-1)e+2f=50mm大轮基准直径 ：2315ddmm大轮外径：222319adaddhmm2齿轮传动的设计计算齿轮传动的设计计算1、选定精度等级，材料热处理方式，齿数初定：1)本运输机工作速度、功率都不高，选用 7 级精度；2) 选 择 小 齿 轮 材 料 为 40Cr ， 调 质 处 理 ， 硬 度HBS1=2412863) 大 齿 轮 材 料 为 45 钢 ， 调 质 处 理 ， 硬 度 为z=4066.112NF 49

11、0.9840pFNHBS2=2172554)选取小齿轮齿数 Z1=25， 初步确定传动比为 i2=3 则大齿轮齿数 Z2= i2Z1=325=755)此时传动比2113zuz2、按齿面接触疲劳强度计算：锥齿轮以大端面参数为标准值，取齿宽中点处的当量齿轮作为强度计算依据进行计算。（1）初拟载荷系数 K=1.2，取齿宽系数L=0.3（2）计算节锥角1cotcot318.4349arcuarc21909018.434971.5651（3)按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限应以大齿轮材料所决定的许用接触应力为准,对 45 号钢,取2230HBS ,大齿轮：lim2539HaMP(4)接触疲劳强度寿命

12、系数。取安全系数1.0Hs 计算接触疲劳的寿命系数06HNNKN8603.852 10nNnt,2.42.47030()30 (230)1.397 10NHBS,因0NN,故1HNK(5)计算接触疲劳许用应力许用接触应力：lim/539HHNHaKSMPZ1=25Z2=751u=3(6)按齿面接触强度设计传动区域系数2.5Hz，弹性影响系数189.8EazMP2131224()d58.093(1 0.5)HELLHKT z zumm齿轮模数1158.0932.323720dmmmZ3、按齿根弯曲疲劳强度计算：对小齿轮取1260HBS ,对大齿轮仍用接触强度时的数据,取2230HBS ,查表齿轮

13、材料的疲劳极限公式得：lim10.44186300.4FaHBSMPlim20.23166230.9FaHBSMP查表 得14.15FaY,23.96FaY许用应力： lim11231.077FNFaFFKMPS lim22183.769FNFaFFKMPS110.018 FaFY；220.0215 FaFY两者相比较可知22 FaFY大，故选其进行校验：2113221241.605(1 0.5)1 FaLRFkTYmZu4、确定模数：综上所述 ,应取模数较大值2.5m 5、齿轮参数计算：两齿轮的当量齿数1112526.3523coscos18.4349VZZ22275237.1714cosc

14、os71.5651VZZ由齿数求分度圆直径1162.5dZ mmm22187.5dZ mmm锥距 R，由2212198.82122Rddmm齿宽120.3 98.821226.6464RbbRmm圆整取130bmm230bmm6、齿轮参数汇总：名 称代 号小锥齿轮大锥齿轮齿数Z2575模数m2.5mm节锥角18.564971.4351分度圆直径d(mm)62.5187.52齿顶高ha(mm)2.5m=2.5齿根高hf(mm)3齿顶圆直径da(mm)67.4984188.9617齿根圆直径df(mm)56.8079185.6026锥距R(mm)98.8212顶隙c(mm)0.5分度圆齿厚S(mm

15、)3.9269当量齿数ZV26.3523237.1714齿宽B(mm)30齿宽系数R0.3第六部分第六部分轴的设计计算轴的设计计算输入轴的设计计算1、按照扭转强度初定直径选用 45 号钢作为轴的材料，调质处理，取 35MPa3min955000016.980.2 TPdmmn考虑有键槽， 将直径增大 6%， 则16.98 1.0617.99dmm因键槽对轴强度的削弱以及带轮对小轴有较大的拉力，我们选择小轴最小径20dmm。2、输入轴的结构设计( 1 )轴上零件的定位，固定和装配( 2 )确定轴各段直径和长度段：d1=20mm长度取 L1=55mmA 型平键：键长 45mmb=h=6mm段：d2

16、=25mm长度取 L2=39mm段：d3=35mm 长度取 L3=20mm 用来和轴承进行过度配合，初选用 30206 型圆锥滚子轴承。段：d4=28mm 长度为 L4=43mm段：d5=35mm 长度为 L5=25mm 用来和轴承进行过度配合，初选用 30207 型圆锥滚子轴承。段：齿轮部分3、输出轴的设计计算(1)按照扭转强度初定直径选用 45 号钢最为轴的材料23min2955000025.21790.2 Pdmmn考虑有键槽，将直径增大 5%，则25.2179 1.0526.4788dmm考虑到联轴器的尺寸，选大轴最小径28dmm4、输出轴的结构设计( 1 )轴上零件的定位，固定和装配

17、( 2 )确定轴各段直径和长度段: d1=28mm、 长度取 L1=60mm， 与联轴器相连。A 型平键：键长 50mmb*h=8*7段: d2=32mm 长度取 L2=33mm。段: d3=35mm 长度取 L3=38mm 用来和轴承进行过度配合，初选用 30207 型圆锥滚子轴承。段：d4=40mm 长度为 L4=82mm，定位。段：d5=37mm 长度为 L5=42mm，与大齿轮配合。A 型平键：键长 36b*h=10*8VI 段：d6=35mm 长度为 L6=31mm，和轴承进行过度配合,初选用 30207 型圆锥滚子轴承。( 3 )轴强度校核齿轮之间的力：Fa2=0.3786KN(上

18、)；Fr2=0.1262KN（右） ；Ft2=Ft1=1.0966KN（里）危险面 2 处的弯矩：2102.806HtMF rN m2211.8312VrMFrN m22103.4845VHMMMN m；296.2373TN m3330374972.653232dWmm由于轴单向转动，扭矩可以认为按脉动循环变化，故取折合系数0.59222()23.6064caaMTMPW前已选定轴的材料为 45 号钢，正火处理，查得 60aMP，因此 ca，故满足要求。第七部分第七部分圆锥滚子轴承的选择及校核计算圆锥滚子轴承的选择及校核计算由于轴承会受到较大的轴向力，故选择圆锥滚子轴承。对于从动轴，选择 30

19、207 轴承，由上部分受力分析知：221110.2834rVHFRRkN，222220.8811rVHFRRkN10.6539aFkN；20.2753aFkN；0.37e 11/2.307ARe22/0.3124AR e查表知 基本额定动载荷54.2CkN故查表得10.4X ，11.6Y ，20X ,21.6Y 则当量动载荷,载荷系数1.2pf 11111()1.3915pPfX RY AkN，22222()1.053pPfX RY AkN，因12PP,所以按轴承 1 的受力大小验算661110()7.36 1060hCLhnP因轴承预计寿命 L=1030016=48000h，故hLL，满足要

20、求。第八部分第八部分键联接的选择及校核计算键联接的选择及校核计算（1）带轮与输入轴所用键的校核轴径28dmm，轴长55lmm选用 A 型平键，通过查表得到4566Lmm bmm hmm轮毂的材料是铸铁，键和轴的材料是 45 号钢，选用较小的材料做为计算，即 5060bsMpa1418.545bsbsTMPadhl，满足要求。（2）输出轴和齿轮连接采用的键的校核轴径37dmm，轴长42lmm采用 A 型平键连接。通过查表得到36108Lmm bmm hmm轴和齿轮的材料都是 45 号钢，所以抗压需用应力是： 100 120bsMpa1457.8bsbsTMPadhl，满足要求。（3）输出轴和联轴

21、器连接采用的键的校核轴径28dmm，轴长60lmm采用 A 型平键连接。通过查表得到5087Lmm bmm hmm轮毂的材料是铸铁，键和轴的材料是 45 号钢，选用较小的材料做为计算，即 50 60bsMpa3446.7625bsbsTMPadhl，满足强度要求第九部分第九部分联轴器的选择联轴器的选择减速器的输出轴与工作机之间用联轴器连接，由于轴的转速较低，传递转矩较大，综合考虑选用弹性套柱销联轴器，联轴器上的扭矩为 96.2373Nm，选用型号为 LT5。A 型键6650A 型键10836A 型键8750弹性套柱销联第十部分第十部分润滑及密封润滑及密封齿轮的润滑齿轮的润滑采用浸油润滑，由于低

22、速级周向速度为 1.54m/s，为锥齿轮传动，浸油高度应没过大锥齿轮齿宽，至少应没过 1/2 齿宽， 齿顶距箱底至少 30mm,这里为设计为45mm。选用 CKC150 润滑油。轴承的润滑轴承的润滑由于浸油齿轮的圆周速度2/m s，齿轮不能有效的把油飞溅到箱壁上，因此选用脂润滑方式。脂润滑具有形成润滑膜强度高，不容易流失，容易密封，一次加脂可以维持相当长一段时间，也有利于传动装置的 维 护 。 选 用 ZL-2 号 通 用 锂 基 润 滑 脂 （ GB7324-1994） 。端盖与轴间的密封端盖与轴间的密封轴承用轴承盖紧固，已知轴承用脂润滑，且轴的最高圆周速度不超过 2m/s，属于低速范畴，因

23、此这里可以使用毡圈油封。毡圈油封结构简单，摩擦较大，易损耗，应注意及时更换。第十一部分第十一部分 箱体及附件的结构设计和选择箱体及附件的结构设计和选择减速器附件的选择减速器附件的选择起吊装置：采用箱盖吊环螺钉、箱座吊耳通气器：由于在室内使用， 选通气器（一次过滤） ，采用 M121.25油面指示器：选用油尺 M12放油螺塞：选用外六角油塞及垫片 M161.5名称尺寸（mm）箱 座 壁 厚10轴器CKC150 润 滑油锂基润滑脂毡圈油封箱 盖 壁 厚10箱盖凸缘厚度15箱座凸缘厚度15箱座底凸缘厚度25地脚螺钉直径12地脚螺钉数目4轴承旁连接螺栓直径M10盖与座连接螺栓直径M8轴承端盖螺钉直径M

24、8视孔盖螺钉直径M6定位销直径8螺钉至外箱壁距离16螺钉至凸缘边沿距离14轴承旁凸台半径14凸台高度39外箱壁至轴承座端面距离35大齿轮顶圆与内箱壁距离10箱盖，箱座肋厚8.5主动端轴承盖外径114箱体及其附件参数箱体及其附件参数箱体的附件包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置等等。箱体 加工工艺路线：铸造毛坯时效油漆划线粗精加工基准面粗、精加工各平面粗、半精加工各主要加工孔精加工主要孔粗、精加工各次要孔加工各紧固孔、油孔等去毛刺清洗检验。减速器的装拆顺序及注意事项 ：箱体和箱盖通过螺栓连接，拆下螺栓即可将箱盖取下，对于两轴系零件，整个取下该轴

25、，即可一一拆下各零件。其它各部分拆卸比较简单。 拆卸零件不要用硬东西乱敲，以防敲毛敲坏零件，影响装配复原。对于不可拆的零件，如过渡配合或过盈配合的零件则不要轻易拆下。对拆下的零件应妥善保管，以免丢失。技术要求：技术要求：1.装配前滚动轴承用汽油清洗，其它零件用煤油清洗，箱体内不允许有任何杂物存在，箱体内壁涂耐磨油油漆；2.齿轮副的侧隙用铅丝检验，侧隙值应不小于0.14mm；3.滚动轴承的轴向调整间隙均为0.05-0.1mm；被动端轴承盖外径1044.齿轮装配后，用涂色法检验齿面接触斑点，沿齿高不小于65%，沿齿长不小于60%；5.减速器剖面分面涂密封胶或水玻璃， 不允许使用任何填料；6.减速器内装L-AN1