悬挂式输送机传动装置设计说明

1、目录1. 设计目的及要求 22. 传动设计方案 33. 电机选择 44. 传动比分配计算 55. 链传动设计 66. 齿轮设计 77. 联轴器选择 128. 轴的设计计算 139. 键连接的校核 2810. 减速器附件设计 2911. 减速器润滑及密封 3012. 其他技术说明 31一、课题：悬挂式输送机传动装置设计（一）课程设计的目的1）通过机械设计课程设计，综合运用机械设计课程和其它有关选修课程的理论和生产实际知识去2）分析和解决机械设计问题，并使所学知识得到进一步地巩固、深化和发展。3）学习机械设计的一般方法。通过设计培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力。4）进行机械设计基本技能

2、的训练，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规。（二）已知条件1）机器功用通过生产线中传送半成品、成品用，被运送物品悬挂在输送链上2）工作情况单向连续传动，轻度震动；3）运动要求输送链速度误差不超过 5%;4）使用寿命 8年，每年350天，每天工作16小时；5）检修周期一年小修，三年大修；6）生产批量中批生产7）生产厂型中、大型通用机械厂8）主动星轮圆周力：7KN9）主动星轮速度：0.9m/s10）主动星轮齿数：711）主动星轮节距：86mm（三）设计容1）电动机选型2）链传动设计3）联轴器选型设计4）减速器设计5）其他E1:二级展开式圆柱齿轮传动计算及说明 、传动方案设计传动系统方案

3、的拟定。悬挂式输送机传动系统设计方案如图所示1-输送链；2-主动星轮；3-链传动4-减速器；5-电动机1. 根据主动星轮的速度和主动星轮节距可得星轮转速nv 60 1000n= 0.9 x 60 x 1000/7/86=89.7r/minz pP=Fv=7 0.9=6.3kw准备选用1500r/min的丫型系列电动机2. 为加工方便采用水平剖分式3. 由于传递功率不大，故轴承采用球轴承4. 考虑到高速级转速较高，采用圆柱斜齿轮，使传动平稳；电动机和输入轴之间采用 H型弹性块联轴器（TB/T5511-1991）、 电动机的选择（一）电动机输出功率计算已知工作机的阻力F和速度v，则工作机输入功率P

4、 :P 0= Fv /1000 h式中 F= 7kN= 7000N, v = 0.9m/s，h = h1h2hfh4 0链传动效率1 = 0.96，角接触球轴承效率2 = 0.99 ,，闭式圆柱齿轮啮合效率h3 = 0.97 （按8级精度），联轴器h4=0.99。把上述值代入后得:7000z 0.91000 创0.96 0.993 创0.972 0.99=7.33kW=0.96仓创0.993 0.99? 0.972=0.86（二）确定电动机型号1. 考虑到生产线上有时会出现过载现象，为了使输出链正常运转而不影响生产效率，取K（功率储备系数）=1.3I所以，p=k p=9.52kW2. 查表16

5、-2，得，选Y系列1500r/min的电动机，具体牌号为：Y160M-41）额定功率p=11kw2）满载转矩 nH=1460r/mi n3）输出轴直径D=42mm4）中心高H=160mm5）轴延伸尺寸 D*E=42*110=4620mm传动比分配1）、计算总传动比i在上面已经确定了 电机满载转速为nd=1440r/mi n。ng=6创1000 v/PZ= 60创1000 0.9/86? 789.7r / min传动装置的总传动比i为i = nd = 1460/89.7=16.28ng2）、传动比的分配i总=i2 ? i 23 x 2.5而设高速级传动比是低速级的1.3倍，即：i12= 1.3?

6、 i 23，得i23 = 2.24i12= 2.91 5、计算传动1）、各个参数说明:n2I、II、III轴的转速（r/min ）R、B、p3I、II、山轴的输入功率（kW）T1、T2、T3i、ii、山轴的输入转矩（N m）Po电动机实际输出功率（kW ）n 电动机满载转（/丽门）2）、各个轴转速的计算：n, = ng /i0 = 1460/1 = 1460 r/minn2= n,/i12= 1460/2.91= 501.72 r/minn3= n, /i23 = 504.72/2.24= 223.98 r/min3）、各个轴功率的计算:p =Ph4h2 =:9.5200.990.99= 9.

7、33( kW)P2 =:Rh2h3 =:9.33创0.990.97= 8.96(kW)F3 =p2h2h3 ：=8.96 创0.990.97= 3.684(kW)4)、各个轴扭矩的计算h= 9550F1 / n. = 61.03(N.m)T2 = 9550F2 / n, = 170.55(N.m)T3= 9550F3 / ns = 366.86( N.m)将以上数据列表如下:轴号转速n功率P输出转矩T传动比i电机轴14609.5261. 031轴114609.3361.032.91轴2501.728.96170.552. 24轴3223.988.26366.682.5主动星轮轴89.598.2

8、6880.49装置的运动和动力参数三、传动件设计计算（一）链传动设计P3=8.26 KWn3=223.98r/min已知条件：i3= 2.5T3= 366.68N?m1.选择链轮齿数z、z2小链轮齿数估计链速为0.6 8m/s,由表5.3取19大链轮齿数Z2=iz 1=2.5 x 19=47.5取奇数为472.确定链节数Lp初取中心距a040 p，则链节数为Z221 2a。 Z1Lpp2pZ2Z1a22? 40 p +P3.1939+ p (39-19)2= 113.49240p 2p取Lp=114节确定链节距p 载荷系数Ka=1小链轮齿数系数Kz =1多排链系数Km =1链长度系数Kl =1

9、.1k p由式F0 ?A8.51 KWKzKlKm根据小链轮转速和p0，查图5-12，确定链条型号选16A单排链 P=25.4mm4.确定中心距apa =( Lp -4=1022.43Z1 + Z2. Z1+Z2 . 2 c / Z2 - Z1 2 _(Lp- 2 ) - 8( 2p )5. 验算链速vv 二一ZiniP = 1.80m/s60 10006. 计算压轴力Q链条工作拉力F = 1000P/v= 4778N压轴力系数Kq Kq 1.2由式5-13 压轴力Q = KqF = 5733N(二)圆柱齿轮传动设计计算1.高速级圆柱齿斜轮设计及计算1) 选择齿轮材料，确定许用应力小齿轮 40

10、Cr调质：(HBS1 260HBS)大齿轮45正火： (HBS2 210HBS)H lim zHZN其计算公式为：SH min接触疲劳极限Hlim :2h lim1 700N / mm2Hum2550N / mm接触强度寿命系数Zn应用循环次数N:M = 6(创h j? 1.3?1(fN2= N1 /i = 6.13? 108Zn1 = 1ZN2 = 1接触强度最小安全系数：SH min 1，则sH1= 700?1/1 70CN/mmisH2= 550? 1/1 550N/mm2许用弯曲应力 F : Sf= SLYnYxSF min弯曲疲劳强度极限 Flim，双向传动乘0.7,2Fiimi37

11、8N / mm2F|im2 294 N / mm弯曲强度寿命系数丫N查（机械设计课本）图6- 8YN1 YN 21弯曲强度尺寸系数Yx查（机械设计课本）图6- 9Yx 1弯曲强度最小安全系数：SFmin 1.4则：Sf1= 378创创 1/1.4= 270sF2= 294创 1 1/1.4 = 2100.0130.022 * R/q，估取圆周速度4m/ s,2）、齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，按d1小轮分度圆直径d12丰2K（u 1）斗ydu齿宽系数d .8按齿轮相对轴承为非对称布置小轮齿数z,在推荐值2040中选z1 = 29大轮齿数Z2:z2 = iz1 = 2.91? 2

12、784.39圆整取85齿数比uu = z2 / z1 = 85/29 = 2.93传动比误差Du/u :D u / u = 0.0068 0.05小轮转矩Tl :T1 = 261028N gmm初选=12载荷系数K：KKaKvK KKa 使用系数kA 1.25Kv 动载系数由推荐值1.051.4取 Kv1.2K 齿间载荷分配系数由推荐值1.01.2取K K 齿向载荷分布系数由推荐值1.01.2取K行载荷系数kK= KAK/KaKb 1.1?1.1 1.82材料弹性系数ZeZE 189&N/mm2节点区域系数ZhZ h 2.45螺旋角系数Zb =、cosb = 0.990.87,故重合度系数 Z

13、, 由推荐值 0.850.92, 取门 骣89.8创2.45 0.78创0.99 22 1.81? 26790 3.43 1di 炒3?T ?桫5500.83.43=52.75齿轮模数mm= a ? coSd / z 1.78mm按表6.6圆整m= 2mm标准中心距aa= ntz + ZJ/QcoSo)二 116.55圆整后取：a = 117 mm分度圆螺旋角：arccos(mn (Z| z2) /2a)=13度小轮分度圆直径d1 :d1 = mz / cosb = 59.53齿宽bb=ydC! = 42.42mm 取整后：b=42大轮齿宽5 :b2b小轮齿宽b1 :bi = b2 +(510

14、)= 50 mm3）、齿根弯曲疲劳强度校核计算由（机械设计课本）式 6- 10FaYsaYeYbbd1mSf当量齿数ZvZV1 =乙 / cos3 b = 28.563ZV2 = Z2 / cos b = 83.55齿形系数YFa小轮 YFai= 2.53大轮 YFa2 = 2.21应力修正系数YSa小轮 YSa1= 1.62大轮&=1.78重合度乙(ta n a1tan t)Z2(tan a2 tan J解得： ea = 1.58重合度系数Y 0.25 0.75/解得：Ye = 0.725故 sF1 = 112.28J / mm2Sf2 = 122.49N / mm4) 、齿轮其他主要尺寸计

15、算大轮分度圆直径d2 :d2 = mz2 /cosb = 174.47mm根圆直径df :df1 = d|- 2hf = 54.53mmdf2= d2 - 2hf = 169.47hm顶圆直径dadai = di + 2ha = 63mmda2 = d2 + 2ha = 178.47mm5）、低速级圆柱齿轮几何参数低速级：选择圆柱直齿轮般机器，速度不高，选用8级精度1.选材齿轮材料，确定许用应力（1）（GB10095-88）小齿轮材料：40Cr（调质处理）HBS 260大齿轮材料：45 （正火处理）HBS 210许用接触应力，由式 6-6 , h Hmin ZnSH min小齿轮的接触疲劳强度

16、极限Hlim1 =700MPa.大齿轮接触疲劳强度极限H lim 2 =550MPa.接触疲劳寿命系数Zn 应力循环次数N由式6-7N1 = 60 n2 jLH =1.37? 109N8N2 =1 = 6.13? 108i查图6-5得ZN1ZN2接触强度最小安全系数SH minH170011700N/ mmH255011550N/ mm则h550N /mm许用弯曲应力计算f由式fJlim YnYxSF lim弯曲疲劳极限 Flim =378弯曲疲劳寿命系数 Yn =1弯曲强度尺寸系数Yx =1弯曲强度最小安全系数SF lim - =1.4Sfi= 378创1 1/1.4 = 270N/mm2s

17、F2= 294创1 1/1.4 = 210N /mm22.齿面接触疲劳强度设计计算1= 3m / s确定齿轮传动精度等级，按V1 (0.0130. 022)n?3P/ n?估取圆周速度v小轮分度圆直径d1d12u 1 2KT1u齿宽系数 d查表6.9,按齿轮相对轴承位非对称布置取0.8小轮齿数乙 在推荐值20-40中选取27大轮齿数Z2 Z2=i乙=60.48 圆整为61齿数比 u u= z2/n= 2.26传动比误差 Dm/m= 0.0088 d2且符合标准轴承径。查 GB/T292-1994,轴承暂选型号为 7209C,b3=36 mm轴承润滑方式选择：45d3n14514606.5710

18、 mm r / min m2)按弯扭合成强度校核轴的强度当量弯矩MCaM2T2 ,取折合系数0. 6,则齿宽中点处当量弯矩Mca2 = 579202+ 241402 + (0.6? 61030)264913N?mmb60N / mrn轴的材料45号钢调质处理.由表8.2查得b 640N / mrn,由表8.7查得材料许用应力由式8-4得轴的计算应力为caMca1wMca1 =0.1d3 -649130.1 473 =4.89 N / mm2该轴满足强度要求(插)校核轴承R = JR1+ RHT = 554.43N则：、 V 出1R? = 7Rv2 + Rh2 = 1780NSH1 = 0.5R

19、 = 277.2N02= 0.5R2 = 890N角接触球轴承边对面安装SH 1 + Fa = Sh2 = 890Ni. 计算当量动载荷A /Cor = 0.015 ,查表 10.5 并插值计算 e=0.38而 A / R 二 0.5 e 查表并插值 x=0.44 ; y=1.47所以 P1 = fp(xR+ yA1)= 1059.8WA2 / Cor = 0.031 ,查表 10.5 并插值计算 e=0.40而 A2 / R2 e 查表并插值 x=0.44 ; y=1.40fp=1.3所以 P2 = fp(xR2 + yAe) = 2556.97W,计算轴承寿命106 f c由式10-7轴承

20、寿命Lh ()温度系数ft=160n P_|6Lh38967h10(1 38500 )360 1460 ( 4327.2 )而三年大修时间Lh 3 350 16 1.68 104h轴承合适中间轴轴2的设计1）、选取45号钢材作为轴的材料，调制处2 ）、轴的结构设计（1）确定各轴段长度和直径 段 根据dmin圆整（按照GB5014-85 ,且符合标准轴承径。查 GB/T292-1994,暂选滚动 轴承型号为 7208C , d1 = 40mm，其宽度 B仁42。轴承润滑方式选择： d3? n 40? 501.7220069 SH 2则轴有右移的趋势，右边轴承被压紧则 A2= Shi+ Fa =

21、2188.6NA1 = SH1= 1728Nii. 计算当量动载荷A /Cor = 0.067 ,查表 10.5 并插值计算 e=0.44而 A / Rj e查表并插值 x=0.44 ； y=1.28所以 p1 = fp(xR + yA1)= 4852WA2 / Cor =:0.085 ,查表10.5并插值计算e=0.46而 A2 / R2 e 查表并插值 x=0.44 ； y=1.23fp=1.3所以P2 :=fP(xR2+ yA?) = 5084W,计算轴承寿命106 f c由式10-7轴承寿命Lh (t )温度系数ft-60n P=1Lh60(1 368005084)3 = 12598h

22、而1年大修时间Lh = 1创350 16= 5600h轴承合适低速轴：1)确定轴的结构方案由于是低速级时受力大，考虑使用深沟球轴承，轴承采用脂润滑方式，这就使用挡油环。2)确定各轴段直径和长度1段：安装 6401轴承d仁50mm b仁52mm2 段：安装齿轮 d2=55mm,b2=62mm3 段：d3=65mm, b3=8mm4 段：d4=55 mm, b4=30mm;b5=605段：为便于装拆轴承圈，d3d2且符合标准轴承径。轴承暂选型号为2410，d5=50mm其宽度mm轴承润滑方式选择：5D3? n350? 223.98 11199mm?r / min bsKt =kt= 1.958e

23、t则取较大的：Ks = 2.702Kt = 2.0215）计算安全系数由式8.13取安全系数S= 1.5由式8-6s 1Ss = 1= 2.19k s s a + f s s mSt =t - 1= 10.24ktta + f tt mS Ss + St该截面安全。六、键的选择与强度验算1)高速轴键许用挤压应力p查表3.2得 p =110N/mm2t =85 N / mm2a) 联轴器上：由直径d=32mn选b串h 10? 8 确定键长：尺寸系数, 根据d由图8-12查得es = 0.84, et = 0.784TdhSp4 仓 U54.16 10330 创7 100=88mmL ? l b

24、= 98mm取 L = 100mm校核键:2T2t = 9.85N / mm2 t dLb满足2）中速轴b） 斜（小）齿轮：由直径 d=44mn选b串h 确定键长：12? 8c)4Tl ? 41.5mmdhSpL ? l b = 53.5mm 取 L = 55mm校核键:2T2 仓山67.97t =dLb38 创40 10103=21.6N/mm t合格斜（大）齿轮：由直径 d=44mn选b串h12? 8确定键长:4TdhSp4 仓创167.97 10338 创8 100=26.7mmL ? l b = 28.7mm取 L = 30mm校核键:2T2t = 22.4 N / mm t dLb满

25、足3）低速轴16? 10d） 斜（大）齿轮：由直径 d=55mn选b串h 确定键长：4Tl ? 37.6mmdhSpL ? l b = 53.6mm取 L = 56mm2T = dLb =2 仓创520.48 10367 创60 20=11.24 N / mm2 t校核键:满足链轮：由直径d=40mm& b串h 12? 8确定键长：4T4 仓山67.97 103l ?= 41.3mmdhsp50 创9 100L ? l b = 53.3mm取 L = 54mm校核键:2T2 创167.97 1032t = = = 68N / mm t dLb50 创40 14满足七、减速器的结构和附件设计1）

26、减速器的箱体采用铸造（HT150）制成；2）保证机体有足够的刚度，在轴承座中加肋，铸出凸台，便于轴承座旁的螺栓连接并增加刚度；3）因其传动件速度小于12m/s，采用浸油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离取为40mm4）机体结构有良好的工艺性；铸件壁厚为8,箱圆角半径为 R=6机体外型简单，拔模方便。5）箱体底座加工成槽型，减少加工量，并安放稳定。附件设计：?观察孔及观察孔盖在机盖顶部开有观察孔，检查传动零件啮合、润滑及齿轮损坏情况，安放观察孔的地方突出2-4mm以减少加工面；?放油螺塞：放油孔位于油池最底处，箱底切除部分便于钻孔时防止刀具受力不均，加工不好，安放处突出2-4

27、m m减少加工面，并用油圈加以密封。?油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处；油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出；也不能太高，防止与齿轮发生碰撞，并考虑铳刀铳 的空间；?通气器：由于减速器运转时，机体温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达 到体为压力平衡?启盖螺钉：启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹?定位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高 定位精度?吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运。减速器机体结构尺寸如下：符号计算

28、公式取值箱座壁厚0.025a3 88箱盖壁厚1i 0.02a3 88箱盖凸缘厚度bib| 1.5 i12箱座凸缘厚度bb 1.512箱座底凸缘厚度b2b22.520地脚螺钉直径dfdf 0.036a12M18地脚螺钉数目na 1.210齿轮端面与机壁距 离22 10机盖，机座肋厚叶m2g 0.85 1m 0.8577轴承端盖外径D2D2 D + (55.5 ) d3D为轴承外径102102125轴承旁联结螺栓距 离SS D2尽量靠近，d2不可干涉102102125八、减速器的润滑与密封1齿轮润滑齿轮速度小于12m/s，采用浸油润油。高速级大齿轮浸油一个齿高的高度，低速级大齿轮浸油深度为20mm左右，符合要求2、滚动轴承的润滑1) 查机械设计表 10.10，轴承的润滑方式由d n值确定。高速级45d n 4514606. 5710 mmr / min 1. 810 mmr / min所以所有轴承采用脂润滑的方式，并定期加脂，补充