1_514861_链式输送机传动装置设计1

课程设计说明 0 课程设计说明 1 设设计计题题目目 链链式式输输送送机机传传动动装装置置 原始数据 传动装置运动简图 1 电动机2 带传动3 减速器4 链传 动 项目参数 输出功率P kw2 5 输出轴转速n r min 90 课程设计说明 2 目录 设计题目 01 第一章 机器传动装置的总体设计 03 1 1 电动机的选择 03 1 2 传动比计算与分 03 1 3 传动装置对运动和动力参数计算 03 第二章 传动零件的设计计算和轴系零件初步选择 04 2 1 外部零件设计计算 05 2 1 1 普通 V 带传动 06 2 减速器内部零件圆锥齿轮设计计算 07 2 3 初算轴的直径 07 2 4 初选滚动轴 08 第三章 减速器结构与润 08 3 1 箱体 08 3 2 减速器的附件 09 3 3 减速器的润滑 09 第四章 减速器装配图设计 10 箱体的结构尺寸初定 10 4 2 减速器装配草图设计 11 第五章 轴的设计计算 12 课程设计说明 3 5 1 高速轴的设计计算 13 5 2 低速轴的设计计算 14 第六章 滚动键连接的设计计算 15 6 1 高速轴上键联结的选择计算 16 6 2 低速轴上键连接的选择计算 17 第七章 滚动轴承的选择和计算 18 7 1 高速轴轴承的选择和计算 19 7 2 低速轴轴承的选择和计算 19 第八章 减速器结构尺寸的确定 20 8 1 箱体 21 8 2 减速器整体尺寸 22 附录 装配图和零件图 23 课程设计说明 4 第一章 机器传动装置的总体设计方案 1 11 1 电动机的选择 1 1 11 1 1 电动机类型的选择 电动机类型根据动力源和工作条件 选用Y 系列三相异步电动机 1 1 21 1 2 电动机功率的选择 由手册查的传动装置中V带传动 0 96 三对轴承 0 98滚子链 0 96 锥齿轮传动 0 97总功率 09 6 0 98 09 8 0 98 0 96 0 97 0 841 电动机功率P2 5 0 841 2 98KW dw pp 查手册选Y132S 6型电动机 额电功率P 3KW 满载转速N 960r min 1 2 传动比的设计计算和分配 计算总传动比取N1 960r min 960 90 10 667 12 inn 总 所以总传动比为 14 76 为使V带传动的外部尺寸不致过大 取传动 比3则10 667 3 3 56 2 i 1 i 1 3 传动装置的运动和动力参数计算 1 3 1 各个轴的转速计算 i1 960 3 56 269 67r min 1 n m n i2 269 67 3 90 r min 2 n 1 n 1 3 2 各轴的输入功率计算 电动机轴功率 2 831KW 2 719KW 1d pp 2112 pp 1 3 3 各轴的输入转矩计算 100 26 N m 111 9550 Tpn 课程设计说明 5 288 87 N m 222 9550 Tpn 第二章 传动零件的设计计算和轴系零件初步选择 2 12 1 外部零件的设计计算 本节所查表均出自 机械设计 华中理工大 学出版社20002000 版 2 1 12 1 1 普通V V 带传动 计算功率PC 取工况系数KA 1 2 表4 10 则 KW 1 2 33 6 AA pKp 选取V 带型号 根据PC 3 6KW 和nm 960r min 根据图4 7 可得的其工 作点位于A B 型区域 本题选择A 型带 计算小带轮基准直径dd1 和大带轮基准直径dd2 我们希望结构紧凑 取 dd1 100mm 选取 0 01 则大带轮基准直径dd2 100 i1 1 352 44mm 取dd2 280mm 此时从动轮实际转速 n1 960 100 0 99 355 267 7r min 转速误差 269 67 267 7 269 67 0 007 0 075 合适 验算带速 5 01m s 5m s V120 可以满足要 21 1 18057 3 dd dda 课程设计说明 6 求 单根V 带所能传递的功率 由n 960r min dd1 100 查表4 4 得 0 97KW 0 p 单根V 带传递功率增量 0 p A 型V 带 n1 960 3 55 查表4 5 得 P0 0 11KW 11212 dd inndd V 带的根数 Z 3 59取4 查的Za 0 92 001 c a p z pp K K A 1 01 l K 作用在带轮上178 94N q 0 1kg m 2 0 5002 5 1 c va p Fqv zK Fb 2z1389 43KN 1 1 0 2sin 2 FzF 选取A 型带 A 1600 4 2 2 减速器内部传动零件的设计计算 2 2 1 齿轮传动 取8 级精度软齿面标准传动 小齿轮45 钢 调质处 理 齿面硬度为 240HBS 大齿轮选用45 钢 正火处理 齿面硬度为180HBS 按接触强 度设计计算 弯曲强度校核计算 齿面粗糙度均为 3 2 2 2 1 1 按接触疲劳强度强度计算 1 3 1 4 1 0 5 EH RR KTz z d Ux 2 2 1 传动比u i 3 齿宽系数 表6 5 取R 0 3 小齿轮转矩T1 1 003 105 N mm 载荷系数 表6 3 K 1 45 课程设计说明 7 材料弹性系数 表6 4 2 189 8 E N z mm 节点区域系数 图6 13 H Z 2 37 许用接触疲劳应力 lim min HN H H E s AA AA 小齿轮和大齿轮 接触疲劳应力分别为 H lim1 590N mm2 H lim2 520N mm2 小大齿轮最小许用接触安全系数 接触寿命系数 小大齿轮每转一周同一侧齿面的啮合次数 1 齿轮传动工作时间t 5 300 16 24000h 小大齿轮应力循环次数 N1 60r1n1t 38 8 107 N2 60r2n2t 17 96 107 图6 20 得 12 1 1 1 15 nN zz 1 N mm2 598N mm2 1 590 1 15 1 1649H AA 2 520 1 15 1 1H AA 取 554N mm2HAA 按式2 2 1 得小齿轮大端分度圆直径d1 87 63mm 取d1 93mm 模数 m 3 小齿轮齿数为25 大齿轮齿数为90 大齿轮大端分度圆直径 d2 270mm 2 2 1 2 弯曲疲劳强度校核 2 2 1 齿形系数 图6 16 Fa1 Y 2 6 Fa2 Y 2 12 应力修正系数 图6 17 Sa1 Y 1 6 Sa2 Y 1 84 许用弯曲疲劳应力 2 2 2 lim min NX F F Y Y s AA AA 课程设计说明 8 270N mm2 250N mm2 lim1F lim2F 小大齿轮尺寸系数 X Y 1 小大齿轮最小许用弯曲安全系数 表6 9 1 F s AA 弯曲应力循环次数 28 107 9 3 107 11 1 60Nrnt 222 60Nr n t 小大齿轮弯曲寿命系数 图6 21 1 N Y 得 270N mm2 250N mm2 1F AA 2F AA 代入2 2 2 得 104 8 270 34 93 250 1F AA 2F AA 小大齿轮满足弯曲疲劳强度要求 2 2 1 3 小大齿轮结构设计 d1 90mm d2 270mm m 3 da1 m 2 cos 1 91 9mm da 2 m z22 cos 2 271 896mm df1 m z12 4 cos 1 83 19mm df2 m z22 4 cos 2 267 72mm 1 12 1 2sin arctan aa z 1 31 111 22 51 aa 结构见装配图 222 80 81 aa 2 3 初算轴的直径 2 3 1 主动轴 8 主动轮带轮轴颈估算 选轴的材料为45 钢 正火a 126 103 22 55 27 59 取d 30mm 3 0 P dA n 课程设计说明 9 小齿轮段传递功率P 2 69 0 95 0 99 2 803 KW 转速 n 267 7r min 选轴的材料45钢 正火 d 27 57 22 53mm 取d 30mm 2 3 2 从动轴 大齿轮段轴径 传递功率P 2 69KW n 90r min d 31 61 39 8 取d 45 mm 2 4 初选滚动轴承 因该减速器采用圆锥齿轮传动 齿轮受轴向 径向和周向载荷 使轴承 是轴承承受较大 的轴向和径向力 且需要调整传动件 锥齿轮的轴向位置 所以可选 用角接触球轴承和圆 锥滚子轴承 因圆锥滚子轴承装拆调整方便 价格低廉 所以采用之 第三章 减速器结构与润滑 3 1 箱体 箱体的选择 箱体有铸造箱体和焊接箱体两种 前者刚性较好 外形美 观 易于切削 加工 能吸收振动和消除噪声 但重量大 适用于批量生产 后者针对 于单体或小批量生产 的箱体 采用钢板和焊接而成 箱体壁薄 重量小 材料省 生产周期 短但技术含量高 本 题传动有轻微振动 考虑到技术性能而采用铸造箱体 3 2 减速器附件 1 窥视孔 2 通气器 一件 Q235A 3 轴承盖 四件 HT200 4 定位销 两件 销GB117 86 B10 30 课程设计说明 10 5 油面指示装置 选用油标 6 油塞 一件 Q235A M16 1 5 7 起盖螺钉 两件 Q235A 螺栓GB5783 86 M10 25 8 起吊装置 两件 Q235A 螺栓GB825 88 M10 3 3 减速器润滑 该装置齿轮传动采用闭式 所以润滑油粘度荐用值为118 又v 1 3m s 调质钢 齿面 硬度 280HBS 所以选用ckc 150 工业齿轮用油 对于滚动轴承润滑 因为v 1 3m s 2m s 所以采用脂润滑 第四章 减速器装配图设计 比例尺 1 2 视图布置 采用三视图 局部剖视图 向视图以及局部放大视图 箱体结构方案采取沿齿轮轴线水平剖分结构 4 1 箱体的结构尺寸 箱盖壁厚 0 026 0 031 取 8 箱座 箱盖 底座凸缘厚度 轴承旁凸台的高度和半径 由结构确定 轴承盖外径 本减速器采用轴承 23 5 5 5 DDd 地脚螺钉 d 16 n 4 通孔直径 d 20mm 底座凸缘尺寸 26mm 25mm 1 c 2 c 凸缘尺寸 c 22mm 箱体外壁至轴承座断面 大齿轮顶圆与箱体内壁距离 1 1 29 6 齿轮端面与箱体内壁的距离 22 12 课程设计说明 11 4 2 减速器装配草图初绘 箱体尺寸见4 1 初估轮毂宽度 1 2 l 45mm l 54mm 箱体内壁线的确定 大小齿轮轮毂端面与箱体内壁的距离 2 12mm 10mm 大锥齿轮顶圆与箱体内壁距离为 以小锥齿 轮中心线作为箱体 对称线 初估1 2 l 65mm l 100mm 轴承支承方式为两端支承 正装 轴承部件的调整和套杯结构 采用垫片调整小齿轮的轴向位置 套杯壁 厚s1 10mm 端面 壁厚s2 10mm 前端杯口厚 10mm 外圆直径 D 80 2s2 2 5d3 120mm 套杯长 l 120 19 25 2 10 10 178 5mm 箱体高度初估 考虑大锥齿轮浸油深度以及齿顶距箱体底面不小于 30 50mm 箱体高度 第五章 轴的设计计算 5 1 高速轴的设计计算 如下图 1 2 3 4 5 课程设计说明 12 6 1 轴的材料选用45 钢 调质处理 力学性能为 抗拉强度 b 640MPa 弯曲疲劳极限 1 275MPa 剪切疲劳极限 155MPa 许用弯曲应力 1 60MPa 2 计算轴的最小直径由前面章节求得dmin 22 51mm 取d 30mm 3 根据轴向定位的要求确定各轴直径和长度 轴上零件从两端装入 左 端装轴承30208 和小锥齿轮 右端装轴承30208 和带轮 1 左端第一段装带轮 由第一章计算得出带轮轮毂宽度为63 7 毫米 所以以此段取 轴径d 32mm 长L 80 毫米 2 第二段长度取50 毫米 为外伸轴 为第二阶梯 取d 38mm 3 第三段为支承段 为便于轴承轴向定位 此段轴径d 40mm 采用 30208 轴承 此段 轴长L 16mm 采用套筒定位 4 第三段右侧需对左侧轴承轴向定位 此段轴径d 45mm 另外此段 轴位于套杯内 为了达到弯曲强度 所以取轴长L 120mm 5 第五段为支承段 采用30208 圆锥滚子轴承 为了保证截面5 的轴 向定位 所以此 段轴径取d 40mm 长L 16mm 6 第六段安装小齿轮 由前得 d 30mm L 70mm 4 确定轴上的周向定位 齿轮与轴的周向定位均采用普通圆头平键联 结 尺寸分别为 齿轮 b h l 8 7 36 mm3 为了保证齿轮与轴的对中性 选择 课程设计说明 13 其配合为 H7 n6 滚动轴承与轴的周向定位依靠过盈配合保证 此处选轴的直径 公差为m6 带轮与轴 的周向定位采用圆头普通平键 其尺寸为 b h l 8 7 56 mm3 5 确定轴向圆角与倒角尺寸 轴端倒角为C2 圆角为R2 6 按弯扭合成强度校核轴的强度 1 作轴的计算简图 图5 1 垂直面内 NV1 F 285 64N NV 2 F 3401 36N NV 3 F 1455359N NV 4 F 98 99N 水平面内 NH1 F 285 64N NH 2 F 899 7N NH 3 F 1164 87N NH 4 F 537 82N 2 作出垂直面和水平面内的弯矩图 图5 1 BFNH 2C 课程设计说明 14 FNV 1 FNV 2FNH 3 课程设计说明 15 a 垂直面受力图 水平面受力图 c 垂直面内弯矩图 d 水平面内弯矩图 e 合成弯矩图 当量弯矩图 课程设计说明 16 垂直方向 MNV1 130 6N m MNV2 0 MNV3 46 70N m MNV4 8 34N m 水平面内 MNH1 18 42N m MNH2 0 MNH3 119 40N m MNH4 45 84N m 3 作出合成弯矩图 图5 1 e M MH2 MV2 所以M1 131 89 N m M2 0 M3 128 21N m M4 46 60N m 4 作出扭矩图 图5 1 f M 75 49 N m 5 校核轴的强度 由图可以看出在截面B 处受载荷最大 是危险截面 其上的弯矩 和扭矩分别为MH 131 89 N m TH 75 942 N m 此处最大应力为 W 7 轴的安全疲劳系数校核 易知左端第二截面为危险截面 校核其左右即可 左侧 则 故安全 同理右侧 故安全 5 2 从动轴校核 1 材料同主动轴 输出轴转矩T 218 986N m n 113 4r min 2 按弯扭合成强度校核轴的强度 课程设计说明 17 1 作轴的计算简图 图5 2 BC a A B FNV2 b 课程设计说明 18 d 水平弯矩图 e 垂直弯矩图 f 合成弯矩图 g 转矩图 h 当量弯矩图 课程设计说明 19 水平面内 FNH1 218 37N FNH2 285 64N FNH3 476 91N 16 垂直面内 FNV1 1548 09N FNV2 2025N FNV3 476 91N 2 计算弯矩并作出弯矩图 MH1 13639 3N mm MH2 44274 2N mm MNV1 73921 3N mm MNV2 73921 3 N mm 合成弯矩 M1 86165 91 N mm 扭 矩 T 218986 N mm 3 作出合成弯矩图 4 作扭矩图 由图可知B 为危险截面 MH1 13 64 N MH2 44 27 N m MV 73 921 N m 合成弯矩M1 75169 27 N mm M2 86165 91 N mm W 0 1d3 9112 5 ca 17 24MPa H 60MPa 故安全 第六章 键联结的设计及计算 6 16 1 高速轴上键联结的选择和计算 高速轴段有两处需要键联结 其一为外伸部分与带轮的联结 由第五章得带轮 段轴径 为28 毫米 外伸轴长60 毫米 带轮轮毂宽50 毫米 根据GB1096 79 选取 b h l 8 7 45 mm3 所以安全可用 的A 型圆 课程设计说明 20 头普通平键 大带轮传递转矩T1 100 26N m 键的许用应力为100MPa 则 43 898MPa 100 MPa 故安全 联结小锥齿轮处轴径为30