带式输送机课程设计.doc

华南农业大学工程学院机械设计课程设计计算说明书设计题目：带式输送机班级：11级机化1班学号：201130500114设计者：梁 强指导教师：夏 红 梅目录1. 题目及总体分析32. 电动机选择43. 分配传动比54. 传动系统的运动和动力参数计算65. 设计高速级齿轮76. 设计低速级齿轮97. 链传动的设计128. 减速器轴及轴承装置、键的设计15轴（输入轴）及其轴承装置、键的设计15轴（中间轴）及其轴承装置、键的设计21轴（输出轴）及其轴承装置、键的设计279. 润滑与密封3310. 箱体结构尺寸3311. 设计总结3512. 参考文献36一.题目及总体分析设计题目：带式输送机传动装置设计参数：传动方案输送带的牵引力F，(KN)输送带的速度v，（m/s）提升机鼓轮的直径D,（mm）(2)60.42290传动方案（2）电机 两级圆柱齿轮（斜齿或直齿）减速器 链传动 工作机 1.传送带鼓轮 2.链传动 3.减速器 4.联轴器 5.电动机设计要求：1）输送机运转方向不变，工作载荷稳定。2）输送带鼓轮的传动效率取为0.97。3）工作寿命为8年，每年300个工作日，每日工作16小时。二 电动机的选择1.选择电动机类型 按工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式三相异步电动机，电压380v。2选择电动机容量 联轴器传动效率滚动轴承传动效率（一对）闭式齿轮传动效率滚子链传动效率鼓轮的传动效率0.990.990.970.960.97传动装置的总效率为 所需电动机功率为 因载荷平稳，由第六章，Y系列电动机技术数据选电动机的额定功率为4kW。3确定电动机转速 鼓轮工作转速 通常链传动的传动比范围为25，二级圆柱齿轮减速器为840，则总传动比范围为，则电动机转速的可选范围为 由第六章相关资料查的电动机数据，最终选用的电动机为：型号为Y112M4的三相异步电动机，额定功率为4.0Kw,额定电流8.8A，满载转速1440 r/min，同步转速1500r/min。 三 分配传动比 1.总传动比 2分配传动装置各级传动比 取链传动的传动比，则减速器的传动比为 取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比 则低速级的传动比 四 运动与动力参数计算0轴（电动机轴）： 1轴（高速轴） 2轴（中间轴） 3轴（低速轴） 4轴（鼓轮轴） 各轴运动和动力参数轴名功率P/kW转矩T/Nm转速n/(r/min)传动比效率电动机轴3.0421.16144010.991轴3.0119.9614404.930.962轴2.8994.49292.093.5190.963轴2.78319.878330.954轴2.64911.1727.67五 链传动的设计 链传动的传动功率,链输入轴转速，传动比为3 1. 链轮齿数 由表13-12选 大链轮齿数 实际传动比为 3 2. 链条节数 初定中心距。由式（13-21）可得 取链节数为节 3.计算功率 由表13-13查得,故 链条节距 采用单排链，故 由图13-33查得当n=83r/min时，16A链条能传动功率为4(),故采用16A链条，节距p=25.40mm。 4.实际中心距将中心距设计成可调节的，不必计算实际中心距。可取 5.计算链速 符合原来的假定。6.作用在轴上的压力，取 六 高速级齿轮传动的设计 高速级传动功比i=4.93,高速级转速n=1440r/min,传动功率P=2.92Kw,1.选择材料及确定许用应力 采用硬齿面的组合小齿轮用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度为5662HRC,，大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为5662HRC,，取,(表11-5)取,(表11-4) 2.按轮齿弯曲强度设计计算设齿轮按8级精度制造。取载荷系数K=1.3(表11-3)，齿宽系数（表11-6）小齿轮上的转矩 初选螺旋角 。齿数 取,则,取，实际传动比i=124/25=4.96。齿形系数 。查图11-8得，。由图11-9得， 因 故应对小齿轮进行弯曲强度计算法向模数由表4-1取。中心距 取。 确定螺旋角 齿轮分度圆直径 齿宽 取 ，。3. 验算齿面接触强度 安全。4. 齿轮的圆周转速 对照表11-2，选8级制造精度是合宜的。5.高速级齿轮各项参数名称计算公式计算结果法向模数1.5mm齿数，25,124压力角20螺旋角15.56分度圆直径，39mm,193mm齿顶高1.5mm齿根高1.875mm全齿高3.375mm顶隙0.375mm齿顶圆直径，42mm,196mm齿根圆直径 ，35.25mm,189.25mm中心距116mm齿宽，30mm,24mm七 低速级齿轮传动的设计低速级传动功比i=3.519,低速级转速n=292.09r/min,传动功率P=2.80Kw,1.选择材料及确定许用应力 采用软齿面的组合小齿轮用40MnB调质，齿面硬度为241286HBS,，大齿轮用ZG35SiMn调质，齿面硬度为241269HBS,，取,(表11-5)取,(表11-4) 2.按轮齿接触强度设计计算设齿轮按8级精度制造。取载荷系数K=1.3(表11-3)，齿宽系数（表11-6）小齿轮上的转矩 齿数 取,则,取，实际传动比i=106/30=3.53。模数 齿宽 ，取 ，取模数m=2mm,实际的，中心距 3.验算轮齿弯曲强度查图11-8得，。由图11-9得， 由式（11-5） ,安全。4. 齿轮的圆周转速 对照表11-2，选8级制造精度是合宜的。5.低速级齿轮各项参数名称计算公式计算结果模数2mm齿数，30,106压力角20分度圆直径，60mm,212mm齿顶高2mm齿根高2.5mm全齿高4.5mm顶隙0.5mm齿顶圆直径，64mm,216mm齿根圆直径 ，55mm,207mm中心距136mm齿宽，55mm,50mm八.减速器轴及轴承装置、键的设计1轴（输入轴）及其轴承装置、键的设计输入轴上的功,转速转矩求作用在齿轮上的力 初定轴的最小直径选轴的材料为20CrMnTi钢，渗碳淬火。根据表14-2，取，于是由式14-2初步估算轴的最小直径输入轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径.为了使所选的轴直径 与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号.联轴器的计算转矩Tca=KAT1,查表14-1,考虑到转矩的变化很小,故取KA=1.3,则， 查机械设计手册，选用HL型弹性柱销联轴器，其公称转矩为160000N。半联轴器的孔径，故取半联轴器长度L42，半联轴器与轴配合的毂孔长度。轴的结构设计 （）为满足半联轴器的轴向定位要求，轴段右端需制处一轴肩，轴肩高度,故取段的直径 。半联轴器与轴配合的毂孔长度=30mm.，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故的长度应该比略短一点，现取 （2）初步选择滚动轴承 参照工作要求并根据，初选型号6205轴承，其尺寸为，基本额定动载荷基本额定静载荷，故,轴段7的长度与轴承宽度相同,故取(3)取齿轮左端面与箱体内壁间留有足够间距，取。为减小应力集中,并考虑右轴承的拆卸,轴段4的直径应根据6205的深沟球轴承的定位轴肩直径确定（4）轴段5上直接做成齿轮, =39mm,已知齿宽b=30mm,故取。（5）取齿轮齿宽中间为力作用点,则可得 ，详细情况如输入轴结构设置图(6)参考表152，取轴端为，各轴肩处的圆角半径见CAD图。输入轴的结构设置 5受力分析、弯距的计算 ）计算支承反力 （1）在水平面上 （）在垂直面上,故总支承反力）计算弯矩并作弯矩图 （）水平面弯矩图 （）垂直面弯矩图 （）合成弯矩图 3）计算转矩并作转矩图6作受力、弯距和扭距图7选用键校核键连接：联轴器：选单圆头平键（C型） 联轴器:由式， 查表，得 ，键校核安全8按弯扭合成应力校核轴的强度由合成弯矩图和转矩图知，C处左侧承受最大弯矩和扭矩，并且有较多的应力集中，故c截面为危险截面。根据式，并取，轴的计算应力由表查得，故安全9校核轴承和计算寿命校核轴承A和计算寿命径向载荷轴向载荷由，在表1611取X0.56。相对轴向载荷为，在表中介于0.0280.056之间，对应的e值为0.220.26之间，对应Y值为1.991.71，于是，用插值法求得，故X=0.56，Y=1.904。A轴承的当量动载荷，校核安全该轴承寿命该轴承寿命校核轴承B和计算寿命 径向载荷 当量动载荷，校核安全该轴承寿命该轴承寿命2轴（中间轴）及其轴承装置、键的设计1. 中间轴上的功率，转速转矩求作用在齿轮上的力高速大齿轮: 低速小齿轮: 初定轴的最小直径 选轴的材料为钢，调质处理。根据表14-2，取C=112，于是由式14-2初步估算轴的最小直径这是安装轴承处轴的最小直径4根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（ 1 ）初选型号6206的深沟球轴承参数如下基本额定动载荷基本额定静载荷 故。轴段1和7的长度与轴承宽度相同,故取， ( 2 )轴段3上安装低速级小齿轮,为便于齿轮的安装,应略大与,可取。齿轮左端用套筒固定,为使套筒端面顶在齿轮左端面上,即靠紧,轴段3的长度应比齿轮毂长略短,若毂长与齿宽略长,已知齿宽，取。小齿轮右端用轴肩固定,由此可确定轴段4的直径, 轴肩高度,取,故取( 3)轴段5上安装高速级大齿轮,为便于齿轮的安装, 应略大与,可取。齿轮右端用套筒固定,为使套筒端面顶在齿轮右端面上,即靠紧,轴段5的长度应比齿轮毂长略短,若毂长与齿宽略长,已知齿宽，取。取齿轮齿宽中间为力作用点,则可得,， （4）参考表152，取轴端为，各轴肩处的圆角半径见CAD图。 中间轴的结构布置5.轴的受力分析、弯距的计算1）计算支承反力： 在水平面上 在垂直面上：, 故总支承反力： 2)计算弯矩在水平面上： 在垂直面上 故 3)计算转矩并作转矩图6作受力、弯距和扭距图7选用校核键）低速级小齿轮的键由表11-9选用圆头平键（A型） ，L=50mm 由式， 查表，得 ，键校核安全2）高速级大齿轮的键 由表选用圆头平键（A型） 由式，查表，得 ，键校核安全8按弯扭合成应力校核轴的强度 由合成弯矩图和转矩图知，2处当量弯矩最大，并且有较多的应力集中，为危险截面根据式，并取由表查得，校核安全。9校核轴承和计算寿命）校核轴承A和计算寿命径向载荷轴向载荷,查表16-11得X=1,Y=0, 因为，校核安全。该轴承寿命）校核轴承B和计算寿命 径向载荷 当量动载荷，校核安全该轴承寿命该轴承寿命3.轴（输出轴）及其轴承装置、键的设计 输入功率转速转矩2 第三轴上齿轮受力3初定轴的直径轴的材料选45钢，调质处理。由式14-2，初步估算轴的最小直径这是安装链轮处轴的最小直径，取，查机械手册可得到安装在链轮孔的轴的长度：，为保证链轮与箱体的距离，取4轴的结构设计）拟定轴的结构和尺寸（见下图）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（1）轴段2和轴段7用来安装轴承，根据，初选型号6309的深沟球轴承，参数基本： 基本额定动载荷基本额定静载荷。由此可以确定： （2）为减小应力集中,并考虑左右轴承的拆卸,轴段3和6的直径应根据6309的深沟球轴承的定位轴肩直径确定,即，取( 3)轴段5上安装低速级大齿轮,为便于齿轮的安装, 应略大与,可取。齿轮左端用套筒固定,为使套筒端面顶在齿轮右端面上,即靠紧,轴段5的长度应比齿轮毂长略短,若毂长比齿宽略长,已知齿宽，取。大齿轮右端用轴肩固定,由此可确定轴段4的直径, 轴肩高度,取,故取。(4)取齿轮左端面与箱体内壁间留有足够间距，取（5）取齿轮齿宽中间为力作用点,则可得，,（6）参考表152，取轴端为，各轴肩处的圆角半径见CAD图。输出轴的结构布置5.轴的受力分析、弯距的计算（）计算支承反力在水平面上 在垂直面上,故（2）计算弯矩）水平面弯矩在C处，在B处， ）垂直面弯矩在C处（）合成弯矩图在C处在B处，（4）计算转矩，并作转矩图(CD段)6作受力、弯距和扭距图7选用校核键）低速级大齿轮的键由表10-9，选用圆头平键（A型） 由式，查表，得 ，键校核安全2）高速级链轮的键 由表选用圆头平键（A型） 由式，查表，得 ，键校核安全8按弯扭合成应力校核轴的强度 由合成弯矩图和转矩图知，B处当量弯矩最大，并且有较多的应力集中，为危险截面根据式，并取由表查得，校核安全。9校核轴承和计算寿命）校核轴承A和计算寿命径向载荷当量动载荷因为，校核安全。该轴承寿命该轴承寿命）校核轴承B和计算寿命 径向载荷 当量动载荷，校核安全该轴承寿命该轴承寿命九.润滑与密封1润滑方式的选择 因为此变速器为闭式齿轮传动，又因为齿轮的圆周速度，所以采用将大齿轮的轮齿浸入油池中进行浸油润滑。考虑到高速级大齿轮可能浸不到油，所以在大齿轮下安装一小油轮进行润滑。轴承利用大齿轮的转动把油溅到箱壁的油槽里输送到轴承机型润滑。2密封方式的选择由于I，II，III轴与轴承接触处的线速度，所以采用毡圈密封。3润滑油的选择因为该减速器属于一般减速器，查机械设计手册可选用工业齿轮油N200（SH0357-92）。十.箱体结构尺寸机座壁厚=0.025a+58mm机盖壁厚11=0.025a+58mm机座凸缘壁厚b=1.512mm机盖凸缘壁厚b1=1.5112mm机座底凸缘壁厚b2=2.520mm地脚螺钉直径df =0.036a+1216.9mm地脚螺钉数目a1.210mm齿轮端面与箱体内壁距离229 mm两齿轮端面距离4=55 mmdf,d1,d2至外机壁距离C1=1.2d+(58)C1f=26mmC11=21mmC12=18mmdf,d1,d2至凸台边缘距离C2C2f=22mmC21=17mmC22=15mm机壳上部（下部）凸缘宽度K= C1+ C2Kf=48mmK1=38mmK2=33mm轴承孔边缘到螺钉d1中心线距离e=(11.2)d113mm轴承座凸起部分宽度L1C1f+ C2f+(35)52 mm吊环螺钉直径dq=0.8df13m