机械设计课程设计-链-二级圆柱齿轮式运输机传动装置设计.doc

韶 关 学 院课程设计说明书（论文）课程设计题目：链-二级圆柱齿轮式运输机传动装置设计学生姓名：学 号：051101218087院 系：信息工程学院机电系专业班级：05机械设计制造及其自动化 指导教师姓名及职称： 起止时间：2007年12月 2008年01月 课程设计评分：（教务处制）目录一、 传动方案的拟定（3）二、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算（4）三、传动零件的设计计算（7）四、轴的计算（16）五、滚动轴承的选择和计算（22）六、联轴器的选择（24）七、键联接的选择和计算（25）八、润滑方法、润滑油牌号（25）九、参考资料（26）一、 传动方案的拟定设计链-二级圆柱齿轮式运输机传动装置已知条件:运输带工作压力f =4500n;运输带工作速度v=1.8m/s;卷筒直径d=400mm1.滚筒效率j=0.96(包括滚筒与轴承的效率损失)；2工作情况 二班制连续单向运转，载荷较平稳；3使用折旧期 3年一次大修，每年280个工作日，寿命8年； 4工作环境室内，灰尘较大，环境最高温度35；5制造条件及生产批量 ： 一般机械厂制造，小批量生产。计算及说明二、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算（1）电动机的选择1、类型：选用三相笼式型异步电动机，封闭式结构，电压380v，y型。2、选择容量电动机所需功率按下式计算： (kw) (kw) 由于电动机到螺旋输送机的传动总效率为：为链传动效率，为滚动轴承传动效率，为闭式齿轮传动效率，为连轴器传动效率，为卷筒传动效率，故= 所以(2) 确定电动机转速卷筒工作转速取链传动的传动比；二级开式圆柱齿轮减速器传动比；则总传动比 。故电动机转速的可选范围为：符合这一范围的同步转速有1500r/min ; 3000r/min.根据容量和转速，查手册有2种适用的电动机型号，因此有2种传动比方案方案电动机型号额定功率(kw)电动机转速(r/min)电动机质量(kg)同步转速满载转速y160m1-21130002930117y160m-4111500144081根据电动机选择原则，低速电动机的极对数多，转矩也大，外廓尺寸及重量大，价格高的原因，并考虑到电动机与传动装置的性能，尺寸等因素，选转速为3000r/min电动机。其型号为y160m1-2，此电动机中心高：132mm，外形尺寸：l(ac/2+ad)hd=645418385 （）；底脚安装尺寸：ab=254254（）；地脚螺栓孔直径：k=15轴伸尺寸：de=42110 （）；装键部位尺寸：f（键长）gd =1245 （） 。(3) 确定传动装置的总传动比和分配传动比为电动机满载转速；为工作机轴转速分配传动比：为电动机到轴传动比，取传动比为1；为轴到轴传动比（闭式齿轮传动比），取传动比为4.18；为轴到轴传动比（闭式齿轮传动比），取传动比为2.91：为链传动的传动比，取传动比为2.8。传动比误差： (4)计算传动装置的运动和动力参数各轴转速、分别为轴、轴、轴、轴的转速。各轴输入功率各轴输出功率3，各轴输入转矩计算公式：= = = = = = =各轴输入转矩:4，列表轴名功率p（kw）转矩t（nm）转速n（r/min）传动比i效率输入输出输入输出电机轴1032.59293014.182.912.80.990.950.950.94轴9.99.732.2631.612930轴9.419.22128.19125.63701轴8.958.77354.59347.5241轴8.428.25934.08915.4086三、 传动零件的设计计算1.链的设计与计算（1）选择链轮齿数，选取小链轮齿数 = 21 ；从动链轮齿数= i= 2.8 x 21 = 47.6 48 。（2） 计算功率由表99查得工作情况系数，则计算功率为= 1 x 1.01 x 9.32 = 9.4132 kw（3） 选择链条型号与节距根据= 9.4 kw 及= 2930 r/m查图911，可选16a1。查表91，链条节距为= 25.4 mm 。（4） 确定链条节数与中心距初定中心距= （3050）x = （3050）x 25.4 取=800mm = + + = 2 x 800 / 25.4 + (48+17)/2 +97节查表98得到中心距计算系数= 0.247，则链传动的最大中心距为= 2 （+）= 0.247 x 25.4 x（2x97 65）= 809mm（5） 计算链速v ，确定润滑方式v = 由v = 1.72m/s和链号16a1，查图914可知采用滴油润滑。（6）计算压轴力 有效圆周力： = 1000 = = 5396 n链轮水平布置时的压轴力系数=1.15，则压轴力为 = = 1.15 x 5396 = 6205 n结果参考机械设计课程设计指导书（第二版）第7页参考机械设计课程设计手册（第二版）第155页参考机械设计课程设计手册（第二版）第156页以下设计计算参考机械设计（第七版）第184页到第221页2、齿轮的设计计算1. 轴到轴的齿轮传动设计已知t1=3.226 104n.mm p=9.9kw =2930r/min =4.18选用直齿圆柱齿轮传动，运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度材料选择：小齿轮材料为45钢（调质），硬齿面，硬度为240hbs； 大齿轮材料为45钢（调质），硬齿面，硬度为240hbs； 选取小齿轮齿数，大齿轮齿数 取101。1)确定公式内的个计算数值由设计计算公式进行试算，即 试选（1）由式10-13计算应力循环次数：n1=6.3109n2= n1/4.18=1.5 109（2）由表10-7选取齿宽系数为（3）由表10-6查得材料的弹性影响系数为 （4）由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为；大齿轮的接触疲劳强度极限为；（5）由图10-19查得接触疲劳寿命系数 、 （6）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数s = 1，由式10-12得接触疲劳许用应力：2）计算（1）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值故： =（2）圆周速度：（3）计算齿宽 （4）计算齿宽与齿高之比b/h模数 （5）计算载荷系数根据，7级精度，由图10-8查得动载系数；直齿轮，假设100。由表10-3查得；由表10-2查得使用系数；小齿轮相对支承非对称布置时，由表10-4查得 =1.419由b/h=10.66,=1.419,图10-13查得,故载荷系数为：（6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式10-10a得：（7）计算模数 3）按齿根弯曲强度设计由式10-5得： 确定公式内的各计算数值（1）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限为；大齿轮的弯曲疲劳强度极限为；（2）由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数：； ；（3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数s = 1.40，由式10-12得弯曲疲劳许用应力： （4）计算载荷系数：（5）由表10-5查得；（6）由表10-5查得；（7）计算大、小齿轮的并加以比较 小齿轮的数值大。故 =对比计算结果，取，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数。于是由取，则，取z2=113。4）几何尺寸计算(1) 计算大、小齿轮的分度圆直径： (2)计算中心距： (3)计算齿轮宽度：圆整后取；。5）验算：ft=1194.44n=22.126100n/mm。合适。2.轴到轴的齿轮传动设计已知t2=1.28 105n.mm p=9.41kw =701r/min =2.91选用直齿圆柱齿轮传动，运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度材料选择：小齿轮材料为40cr（调质），硬齿面，硬度为280hbs； 大齿轮材料为45钢（调质），硬齿面，硬度为240hbs； 选取小齿轮齿数，大齿轮齿数 取70。1)确定公式内的个计算数值由设计计算公式进行试算，即 试选（1）由式10-13计算应力循环次数：n1=1.507109n2= n1/2.91=5.19 108（2）由表10-7选取齿宽系数为（3）由表10-6查得材料的弹性影响系数为 （4）由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为；大齿轮的接触疲劳强度极限为；（5）由图10-19查得接触疲劳寿命系数 、 （6）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数s = 1，由式10-12得接触疲劳许用应力：2）计算（1）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值故 =（2）圆周速度： （3）计算齿宽 （4）计算齿宽与齿高之比b/h模数 （5）计算载荷系数根据，7级精度，由图10-8查得动载系数；直齿轮，假设100。由表10-3查得；由表10-2查得使用系数；小齿轮相对支承非对称布置时，由表10-4查得 = =1.4242由b/h=10.667,=1.4242,图10-13查得,故载荷系数为：（6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式10-10a得：（7）计算模数 3）按齿根弯曲强度设计由式10-5得： 确定公式内的各计算数值（1）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限为；大齿轮的弯曲疲劳强度极限为；（2）由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数：； ；（3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数s = 1.40，由式10-12得弯曲疲劳许用应力： （4）计算载荷系数：（5）由表10-5查得；（6）由表10-5查得；（7）计算大、小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值大。故 =对比计算结果，取，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数。于是由取，则，取z2=94。4）几何尺寸计算(1) 计算大、小齿轮的分度圆直径： (2)计算中心距： (3)计算齿轮宽度：圆整后取；。5）验算：ft=3204.75n=40.05 13440h()故所选轴承可满足寿命要求。六、 联轴器的选择轴的输入转矩为，转速计算联轴器的计算转矩：根据表14-1，选取工作情况系数于是计算转矩按式14-3得查表8-8梅花形弹性连轴器按满足，被联接轴的转速不应超过所选联轴器允许的最高转速，即，协调轴孔的直径等校核的要求选择联轴器选取型号为：lm5型此型号联轴器的一些参数如下列：公称转矩为：350n.m ，许用转速为 ，轴孔直径d 1= 25，d2=42 ，轴孔类型为j型，其长度l为84（mm），d = 105（mm），= 127 （mm），质量为3.6（ kg） ，转动惯量为0.005 （kg），径向补偿量=1（）,轴向补偿量=3（），角向= 。选择lm5型联轴器 七、键的选择和计算轴链轮的联接键已知：装链轮处的轴d=40mm,链轮轮毂宽度为50mm,需传递的转矩t=(1) 选择键联接的类型和尺寸 选用圆头普通平键(a型).根据d=40mm从表6-1中查得键的截面尺寸为:bh=128.由轮毂宽度并参考键的长度系列,取键长l=36mm(2) 校核键联接的强度键、周和轮箍的材料都是钢，由表6-2查得许用挤压应力，取其平均值，。键的工作长度l=l-b=36-12=24mm,键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.58=4mm.由式6-1可得键的标记为：键1236 gb/t 1096-1979轴齿轮的联接键已知：装齿轮处的轴段d=55mm,轴段长为76mm ,需传递的转矩t=(3) 选择键联接的类型和尺寸 选用圆头普通平键(a型).根据d=55mm从表6-1中查得键的截面尺寸为:bh=1610.由轮毂宽度并参考键的长度系列,取键长l=70mm(4) 校核键联接的强度键、周和轮箍的材料都是钢，由表6-2查得许用挤压应力，取其平均值，。键的工作长度l=l-b=70-16=54mm,键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.510=5mm.由式6-1可得键的标记为：键1670 gb/t 1096-1979八、滑方法、润滑油牌号本减速器采用油润滑方法参考表7-1选取全损耗系统用油（gb443-89）牌号：l-an22因为此牌号润滑油主要适用于小型机床齿轮箱、传动装置轴承，中小型电机，风动工具等九、参考资料机械设计（第七版）；机械设计课程设计手册（第二版）；机械设计课程设计指导书（第二版）；机械设计课程设计图册（第三版）；参见课本机械设计参照课本机械设计以下计算参考机械设计（第七版）第35页到第41页、第353页到第