链板式输送机传动装置_机械设计课程设计报告

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： 王飞扌旨导老师：2015 年1月20日星期日西北工业大学课程设计题目第部分第二部分传动方案拟疋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:设计带式运输机传动装置（简图如下）< X >Z'1、:< /U皿< X >IV原始数据:输送链的牵

2、引力F/kN1.5运输机链速V/（m/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去链板式输送机的传动效率为0.95。主要结果计算与说明第一部分 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：传动类别锥齿轮传动n滚动轴承 n n n精度结构及润滑8级精度开式传动（脂润滑）滚子轴承（油润滑）效率0.940.97 （取中 间 值0.955）0.98V带传动n 滚子链传动n 联轴器n0.960.96弹性、齿式 0.99第

3、二部分电动机的选择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：FV _150°".7_1.105永w 1000" 10007.95b、传动总效率：耳=5 n7 =0.96x0.955x0.983x0.99x0.96 = 0.8367所需电动机的功率Pd=1.1 Pw/ r=1.1 x 1.1052/0.8368=1.4824kwc、确定电动机转速：计算鼓轮工作转速：F60"000 =°和 dlOOJgr/min 兀 d3.14"00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”=

4、23。取V带传动比i2=24,则总传动比理想范围为i=4 12 ( & =igib)。综合J n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。 其主要性能：额定功率：1.5KW 满载转速1400r/min。pw=1.1052kw n=0.8367Pd=1.4824kw电动机型号为Y 90L-4第三部分计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：q =1400/133.7579=10.46672、 分配各构件传动比：i =

5、 ig ib3、初疋减速器内的传动比i2=3,贝卩带传动的传比就为i 10.4667 cecch = 3.4889i23第四部分运动参数及动力参数计算1、各轴转速：电动机转速n °=1400r/mi n小锥齿轮轴转速 nn0=1400/3.4889=401.2726r/mi n11大锥齿轮转速n 2 =史=133.7575r/mi n12链轮轴转速n3 = n2 = 133.7575r/mi n2、各轴功率：P) = Pm =1.5kwR=Pm m =1.5汉 0.96 =1.44kWF2=P E2 3=1.44 汉 0.955 汉 0.98 =1.3477kWF3=P2 E4 &#

6、39;*5 =1.3477 汉0.98汉 0.99 =1.3075kW3、各轴转矩：P1 5Td9550 汇 d 9550 父.-10.2321 N m 电动机轴：仏1400轴 1 : £ =9550 R/n1=34.2712N m轴 2： T2 =9550 P2 /n2 =96.2373N m轴 3： T3 = 9550 P3 / n3 = 93.3527 N mi=10.4667"=3.4889i2=3n =401.2726r/ minn2 =133.7575r / minP =1.44kwP2 =1.3477kwB =1.3075kw=34.2712NLmT2 =96

7、.2373NLmT3 =93.3527N【m4、参数汇总Z型V带dd1 = 90mmdd2 = 315mmv=6.5973m/s参数转速(r/mi n )功率(kW转矩(Nm )轴H401.27261.4434.2712轴皿133.75751.347796.2373轴W133.75751.307593.3527第五部分传动零件的设计计算1.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：Ka=1.3 (工时16,轻载启动)Pea = KAp = 13 1.5= 1.95kwn0 = 1400r / min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

8、，并验算带速为提咼V带的寿命，应选取较大的直径，故选取：dd =90mmdd2 = hdd1(1 町=3.48889汉 90 汇(1 0.01 )= 310.8601mm查表应选取dd 315mm轴I的实际转速：(1 -£)n 1dd1 (0.0114090_ /n2 一- 396r / mindd2315验证带的速度:二 90 1400v6.5973m / s60 1000 60 1000二 ddini般v取5m/s25m/s,速度合适。(3)确定带长和中心矩按设计要求 0.7(ddidd2)乞 a。： 24 dd2)取 a。二 400mm :2Ld =2 a0dd1 dd2 (d

9、ddd1) = 1467.8126mm24比查表，Ld = 1540mm实际轴间距:丄丄0 =400 1540 一 1467.8126=436.093亦2Ld = 1540mma=436.0937mm安装时所需最小轴间距离:amin =a0.015Ld =436.09370.015><1540=412.9137mm张紧或补偿伸长所需最大轴间距离：amax = a+ 0.03Ld =436.0937+0.03%1540 = 482.2937mm(4) 验算小带轮包角：勺=180 Ldd2dd1 汇 57.3=150.4364 >120° a包角合适。(5) 确定带的根

10、数由 n= 1540r / min， dd1 =90mm查表得 P1 = 0.36kw,也5 = 0.03 , K j = 0.92 , & = 1.54z_Pd_1.95_ 3.5291（p1+p1 KKl （0.36 +0.03 严 0.92x1.54可以选取z=4（6）计算轴压力单根v带的初拉力：查表得m=0.06kg/m500（2.5 -K）Pca +mv2 =66.112NZVK«压轴力：Fp =2zF0si n 490.9840NP 2查表取 ha=2.0mm,f=7mm,e=12mmi则小轮基准直径：dd1=90mm小轮外径：da2 =dd1 +2ha =94m

11、m带轮宽：B=（z-1）e+2f=50mm大轮基准直径 ：dd2 =315mm大轮外径：da2 =dd2 +2ha =319mm2.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HBS2=21725!4）选取小齿轮齿数 乙=25,初步确定传动比为i 2=3则大齿轮齿数Z2= i 2乙=3>25=755）此时传动比山=互=3乙z=4F0 =66.112NFp =490.9840N5乙=25乙=75U1 =32、按齿面接触疲

12、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，取齿宽系数仇=0.3(2) 计算节锥角6 = arc cot u = arc cot 3 = 18.43496 =® = 90° _ 18.4349 = 71.5651(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HBS2 =230,大齿轮： Hlim2 =539MPa(4) 接触疲劳强度寿命系数。取安全系数 Sh = 1.0计算接触疲劳的寿命系数Khn=4N =60ntn =3.852 汇 108,N

13、0 =30(HBS)2.4 =30汉(230)2.4 =1.397 汉 107因 N >N°,故 Khn = 1(5) 计算接触疲劳许用应力许用接触应力：【】=KHNim/SH =539MPa(6) 按齿面接触强度设计传动区域系数Zh =2.5，弹性影响系数Ze=189.8jMPa2d11( H2 e)2_58.093mmV%(1-0.5%)2U 虹】H齿轮模数 m-L- 2.3237mmZ1203、按齿根弯曲疲劳强度计算：对小齿轮取HBSi =260,对大齿轮仍用接触强度时的数据,取HBS2 = 230 ,查表齿轮材料的疲劳极限公式得：Fimi =0.44xHBS +186

14、= 300.4MPa<yFim2 =0.23 xHBS+166 = 230.9MPa查表得 YFai =4.15 , YFa2=3.96许用应力：& F1 =KFlmL=231.077MPa丘=KFN；Flm2 =183.769MPa=0.018 ； = 0.02156F16f2两者相比较可知YFa2大，故选其进行校验：叫2mi4kT1YFa1 -1.605Y%（10.5钻）2 Z1 Ju2 +1冋F24、确定模数：综上所述，应取模数较大值m=2.55、齿轮参数计算：两齿轮的当量齿数Z125ZV1 - 26.3523cosqcos18.4349Z275ZV2 -237.1714c

15、os%cos71.5651由齿数求分度圆直径d1 =Z1m =62.5mmm=2.5d2 =Z2m =187.5mm锥距R,由R = 1 Jd；=98.8212mm齿宽 b = b2 = rR = 0.3 98.8212 = 26.6464mm圆整取 b 30mmb2 = 30mm6、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518.564971.4351分度圆直径d(mm)62.5187.52齿顶咼h a(mm)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.

16、8212顶隙c(mm)0.5分度圆齿厚S(mm)3.9269当量齿数Zv26.3523237.1714齿宽B(mm)30齿宽系数0.3第六部分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，取可=35MPa、(9550000P“dmin 色3= 16.98mmV 0.2nET考虑有键槽，将直径增大6%则d =16.98勺.06 = 17.99mm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d=20mm。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I段：di=20mm 长度取 Li=55mmA型平

17、键：键长 45mm b=h=6mmH段：d2=25mm 长度取 L2=39mm皿段：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。W段：d4=28mn长度为 L4=43mmV段：d5=35mn长度为L5=25mn用来和轴承进行过 度配合，初选用30207型圆锥滚子轴承。W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dmin9550000P20.2n2=25.2179mm考虑有键槽，将直径增大5%则d =28mmd =25.2179 1.05 = 26.4788 mm考虑到联轴器的尺寸，选大轴最小径4、输出轴的结

18、构设计(1 )轴上零件的定位，固定和装配I n mivvw(2 )确定轴各段直径和长度I段：d i=28mm长度取Li=60mm与联轴器相连。A 型平键：键长50mm b*h=8*7n 段：d 2=32mm长度取 L2=33mmm段：d 3=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。V段：d4=40mn长度为L4=82mm定位。V段：d5=37mn长度为L5=42mm与大齿轮配合。A 型平键：键长36 b*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：Fa=

19、0.3786KN(上);Fr2=0.1262KN (右);Ft2=Ft1=1.0966KN (里)危险面2处的弯矩:Mh = Ftr2 =102.806NmMv = Fr2&2 =11.8312NmM =mH =103.4845N m ; T2 = 96.2373N_m心辺二4972.65mm33232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=0.59CcaJm +（町2）_ =23.6064MPa前已选定轴的材料为45号钢，正火处理，查得I - 60MPa，因此二ca ： I，故满足要求。第七部分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

20、子轴承。 对于从动轴，选择30207轴承，由上部分受力分析知:Fr1 = 7RRH7 = 0.2834kN，F2戌2 RH2 0.8811kNFai =0.6539kN ； Fa2 = 0.2753kN ； e=0.37A/R =2.307 eA2/R2 =0.3124 < e查表知基本额定动载荷C二54.2kN故查表得Xi =0.4，丫1 =1.6 , X2 =0, 丫2 =1.6则当量动载荷, 载荷系数fp二1*2R = fp(X1R +Y1A11.3915kN ,P2 二 fp(X2R2 Y2A2) =1.053kN，因R>P2,所以按轴承1的受力大小验算-=竺(C)，7.3

21、6 106h60厲P因轴承预计寿命 L=10X300X16=48000h,故L ,满 足要求。第八部分键联接的选择及校核计算(1)带轮与输入轴所用键的校核车由径d =28mm ,车由长I =55mm选用A型平键，通过查表得到L =45mm b = 6mm h = 6mm轮毂的材料是铸铁，键和轴的材料是45号钢，选 A型键 用较小的材料做为计算，即6X6X504T1dhl& =50-60Mpa= 18.545MPa ：；、,满足要求。(2)输出轴和齿轮连接采用的键的校核轴径 d=37mm,轴长 |=42mm采用A型平键连接。通过查表得到L =36mm b=10mm h =8mm轴和齿轮的

22、材料都是45号钢，所以抗压需用应力是：tr L=100120Mpabs =丑=57.8皿卩3 c%s，满足要求。dhl（3）输出轴和联轴器连接采用的键的校核车由径d =28mm，轴长1 = 60mm采用A型平键连接。通过查表得到L =50mm b =8mm h =7mm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，即丘L=50GOMpa <b4T3=46.7625MPbs，满足强度要求dhl第九部分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

23、。第十部分润滑及密封齿轮的润滑米用浸油润滑，由于低速级周向速度为 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A型键10X8X36A型键8X750弹性套柱销联轴器CKC150润滑油锂基润滑脂由于浸油齿轮的圆周速度u <2m/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(GB 7324-1994)。毡圈油圭寸端盖与轴间的

24、密圭寸轴承用轴承盖紧固，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。第十一部分箱体及附件的结构设计和选择 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 M12<1.25油面指示器：选用油尺M12放油螺塞：选用外六角油塞及垫片 M1&1.5名称尺寸( mr)箱座壁厚10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

25、径M8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被动端轴承盖外径104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 T时效T油漆T划线T粗精加工基准面T粗、精加工各干面T粗、半精 加工各主要加工孔 T精加工主要孔T粗、精加工各次 要孔T加工各紧固孔、油孔等T去毛刺T清洗T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，即可拆下各零件。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：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 0.14mm3. 滚动轴承的轴向调整间隙均为0.05-0.1mm;4. 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