链式输送机传动装置设计

1、赤柬於种许无理比GuangDong Polytechnic Normal University学生实训报告实训类别：机械课程设计院 别：机电学院专 业：机械电子工程班 级：09机电本姓 名：学 号：指导教师：高峰教务处制2011年 月 日一 机械设计课程设计任务书 3传动方案的分析 4电动机选择，传动系统运动和动力参数计算 4一、电动机的选择 4二、传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配 5三、运动参数和动力参数计算 5传动零件的设计计算 6一、V带传动设计6二、直齿圆柱齿轮设计 9（一）高速级直齿圆柱齿轮设计计算表 9（二）低速级直齿圆柱齿轮设计计算表 错误！未定义书签。（三）直齿轮设计参

2、数表 18轴的设计计算 19一、I轴的结构设计 19二、n轴的结构设计 21三、出轴的结构设计 错误！未定义书签。二、校核n轴的强度 错误！未定义书签。轴承的选择和校核 错误！未定义书签。键联接的选择和校核 30一、n轴大齿轮键的选择 30二.n轴大齿轮键的校核 31第八章 联轴器的选择 31减速器的润滑、密封和润滑牌号的选择 错误！未定义书签。一、传动零件的润滑 错误！未定义书签。二、减速器密封 错误！未定义书签。减速器箱体设计及附件的选择和说明 错误！未定义书签。一、箱体主要设计尺寸 错误！未定义书签。二、附属零件设计 错误！未定义书签。设计小结 错误！未定义书签。参考资料 38§

3、; 1机械设计课程设计任务书题目(四)一一链式输送机传动装置设计设计条件及要求1 .传动方案要求如下图所示2 .设计内容：选择合适的电动机型号；设计带传动和圆锥齿轮减速器。3 .工作条件：单向运转，载荷平稳，重载启动，两班制工作，输送链速度容 许误差为±5%,输送链效率正0.9。4 .使用年限：8年5 .生产批量：小批量生产1,原始数据已知条件原始数据编号123456输送链拉力F (N)2.1 X 1032.4 X 1032.7 X 1033X 1033X 1033X 103输送链速度v (m/s)0.90.80.90.60.81输送链链轮直径 D(mm)10012514010012

4、01402,设计工作量1 .设计说明书1份2 .圆锥齿轮减速器装配图1张(一般要求1:1)3 .减速器零件图13张(具体在完成装配图并经指导老师审阅后，由指导 老师指定)(要求所有工程图按1:1绘制)§ 1电动机选择，传动系统运动和动力参数计算一、电动机的选择1 .确定电动机类型根据用途，选用 Y系列三相交流异步电动机。2 .确定电动机的容量(1 )输送链上所需功率PwPw= Fv/1000 =3000 X 0.8/1000=2.4Kwnw=60v x 1000/兀 d=60X 0.8 x 1000/ 兀 x 120=127.4 r/min(2)电动机所需的输出功率为了计算电动机的所

5、需的工作功率 Pd,先要确定从电动机到工作机之间的总功率Y总。设刀1、刀2、刀3、刀4、分别为V形带传动、轴承、锥齿轮、输送链、，由 2表1-7查得刀1 = 0.96, Y 2 = 0.98, Y 3 = 0.95, Y 4= 0.9 ,则传动装置的总效率为刀总二刀 1 刀 22 Y1 3 rl 4= 0.96x 0.98 2 x 0.95x 0.9=0.788Pdd =旦=2.4/0.788Kw=3.05Kw “总3 .选择电动机转速查机械设计手册推荐的传动副传动比合理范围普通V带传动比i带=24锥齿轮传动比i锥=23则传动装置总传动比的合理范围为i总=1带x i锥i 总=(24) X (

6、23) =412 电动机转速的可选范围为nd=i 总 xnw= (4 12) X 127.4=509.6 1528.8r/min根据电动机所需功率和同步转速，查机械设计手册，符合这一范围的常用同步转速有1000 r/min ,满载转速 940r/ min ,同步转速1500r/min满载转速1420r/min ,从成本和结构来考虑，选用Y1326,其同步转速为1000r/min满载转速为960r/min 。二、传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配1.传动装置总传动比1 总=nm / nw=960/127.4 = 7.54式中nm-电动机满载转速，960r/min;nw-输送链链的工作转速，

7、127.4 r/min。2 .分配传动装置各级传动比分配传动比：带传动比为：i带=2.8锥齿轮传动比为：i锥=i总/ i带=7.54/2.8/=2.7三、运动参数和动力参数计算1 .各轴转速计算n0 = nm =96 0 r/minni = nm / i带=342.86 r/minn2= n i / i锥=126.98 r/minnw= n2= 126.98 r/min2 .各轴输入功率P0= P d=3.05 K wP1= Pdi）带=2.93 K wP2= P I刀轴承刀链条=2.67 K wPw= P 3=P u4轴承刀链条=2.4 K w3 .各轴输入转矩To = 9550P d/n0

8、 =30.3 N - mTi = 9550P 1/n1=81.6 N - mT2 = 9550P 2/n2= 200.8 N - mTw= 9550P w/nw = 180.5 N - m§2传动零件的设计计算一、V带传动设计1 .设计计算表项目计算（或选择）依据计算过程单位计算（或确定） 结果(1Hte#算功率PcaPc= KA P0 查1表8-7Pc=1.1 X 3.05kw3.355（2）选择带 的型号由no和Pc查8-11V带选型图n0=960 r/minPc=3.355Kw-选A型V带（3）选择小 带轮直径查1表8-6及8-8dd1 =10。mm100ddi(4)确定大带轮

9、直径dd2dd 2 = i 带 d d1 查1表8-6及8-8dd2=2.8X 100mm280(5)验算传动比误差id d 2i d d 1”Ai = L 父100%iDi=(2.8-280/100)/2.8 X100%-0(6)验算带速vn dd1n v 60 M1000V=(3.14*100*960)/60*1000%5.024(7)初定中心距a0a0=(0.72)( dd1 + dd2)a0=(0.72)(100+280)mm500(8)初算带长Lo冗L。z2a0 +2(dd1 +dd2)2+ (dd2 - dd1)4a0L0=2*500+3.14/2(100+280)+(280-10

10、0)(280-100)/4*500mm1629(9)确定带的基准长度Ld查1表8-2Ld选标准值，最接近 L0的mm1600(10)计算实际中心距离a (取 整),Ld-L-0a生a02a =500+(1600-1629)/2mm485.5(11)安装时所需最小中心距amin(取整)amin =a-0.015Ldamin = 485.5- 0.015? 1600mm476(12)张紧 或补偿伸 长量所需 取人中心距 amaxamax =a+0.03Ldamax = 485.5+ 0.03? 1600mm548(13)验算小带轮包角巴© dd2 dd1©% 之180 父57.

11、3ao280- 100.4a1 ？ 180? 57.3485.5度158.8(14)单根V带的基 本额定功率Po查1表8-4a插值法P0=1.09Kw1.09(15)单根V带额定 功率的增量PPQ查1表8-4b插值法 F0 =0.12Kw0.12(16)长度 系数KL查1表8-2Kl=0.990.99(17)包角系数Ka查1表8-5插值法Kq=0.960.96(18)单位带长质量q查1表8-3q=0.1kg/ / m0.1(19)确定V 带根数ZZ=艮=Pca一间一(R+ DR)KaKLZ =号=3355P0(1.09+ 0.12)创0.96 0.99根3(20)计算初拉力F0F0= 500

12、8(25- 1)+ qv2 vZ Kaf° = 1000?3.355 (经 1)+2仓9 5.024 0.960.1' 5.02/N181.1(21)计算带对轴的压力Fp0flFp =2ZF0sin p2Fd = 2 创3 181.1sin p2N10682 .带型选用参数表wddi(mm)dd2(mm)v(m/s)a(mm)%。Z(根数)Fp(N)带轮宽(mm)B = (Z-1)e+2fA型1002805.024485.5158.83106848、锥齿轮传动设计(一)高低速级斜齿圆柱齿轮设计计算表项目计算(或选择)依据计算过程单位计算(或确定)结果1 .选齿轮精度等 级查1

13、表 10-8级72.材料选择查1表 10-1大锥齿轮35SiMn(调质)250HBW小锥齿轮40Cr (调质)260HBW3.选择齿数ZZ1 =(20 40)Z2 =iZ1U =Z1乙乙二30Z2 = 2.7? 30 8181U =2.7 30个30812. 74.按齿面接触强度设计(1)试选KK=1.31.3(2)区域系数Zh由1图 1 0 3 0Zh=2.52.5(3) a由1图 1 0 26查得到=0.760&2= 0.82%=轴+租=0.760 40.821.58(4)计算小锥齿 轮传递的转矩Ti95.5 M105 PT1 1n1丁 9550' 2.93丁产342.86

14、Nm m81612(5)齿宽系数d由1表1 0 7d =11(6)材料的弹性 影响系数Ze由1表1 0 6Ze =189.8MPa1/2189.8(7)齿轮接触疲 劳强度极限5h lim由1图 1 0 - 2 1 d仃 Hlim1 =7005lim=575MP<7001575(8)应力循环次数N由1式1 0 13 N = 60n 1jLhN = N 1/ i 齿 1N= 60X 342.86 X 1 X (2X8X365X8)N> = 6.8 108/ 2.768 10825 108(9)接触疲劳强 度寿命系数KHn由1图 1 0 19Khn1 = 1.05KhN2 = 1.121

15、.051.12(10)计算接触 疲劳强度许用应力b h取失效概率为1 %,安全系数为S=1,由1式 1 01 2得r1KHN 户 H lim1H 1=S1.05' 700 =668.21.1MPa668.2r, KhN2Ch lim 2b h广S1.12' 575 ”一=585.51.1仃 H 1 +仃 H26 h=2668.2+ 585.5=626.852585.5626.85(11)试算小齿 轮分度圆直径d1t按1式(10 21)试算=:d1t 士gu(用mm75.18J1.1 仓吃1612?料9.8 4.98；丫0.3创2.7 (1- 0.5? 0.3)2 ,存 700+

16、(12)计算圆周 速度v叫» v =60x1000p 仓 U52.5 342.86 v=60' 1000m/s0.942(13)计算齿宽Bb = ()dd1tmm32.39(14)计算载荷 系数K由1表10-2查得使用系数 KA = 1.25根据v= 1.16 m/s, 7级精度，由1图1 0 8查得动载荷系数Kv = 1.0 ,载荷分布系数 Kb =1.11,Ka=1.1.25故载荷系数 K=KaKvK b =1.25X1.0X1.11=1.39K=1.39(15)按实际的 载荷系数校正分 度圆直径由1式 1 0 1 0 ad1=d1t 3/ K /Kt=78.15x 加.

17、39/1.3mm79.9(16)计算模数mnd179.9mn=z130mm2.665.按齿根弯曲强度设计(1)计算载荷系数KK= KaKv Kb=1.25 X 1.0 X 1.11=1.391.39(2)计算当量齿 数Zvzzv= T cosdz130Z1 =cos d10.938z281Zv2 =cosd20.347个31.99233(4)齿形系数Y Fa由1表 1 0 5YFa1=2.52YFa2=2.142.522.14(5)应力校正系数Ysa由1表 1 0 5Y Sa1=1.64YSa2=1.881.641.88(6)齿轮的弯曲 疲劳强度极限0FE由1图 1 0 2 0 c仃 FE1

18、=250CrFE2 240MPa250240(7)弯曲疲劳强 度寿命系数KFN 1由1图 1 0 1 8Kfni 1.0KFN2 =1.01.01.0(8)计算弯曲疲劳 许用应力b f取弯曲疲劳安全系数S= 1.3,由式 1 0 1 2得r1 _ Kfn产 FE1 _1' 250f 1 =S1.3r1_K FN 2。FE 2b f 2=S1.0' 240-1.3MPa192.3184.6(9)计算大小齿轮的YFaYSaL并仃f加以比较YFa1YSa1 = 2.52' 1.64 sF1 -192.3YFa2YSa2 = 2.14, 1.88 Sf2 -184.6结论：大齿

19、轮的齿数值大0.02150.0217(10)齿根弯曲 强度设计计算由1式 1 0 1 7sF13KFYa0.85bn(i1 0.FR) a1猛看1SfzHSfzTYFa2YSa2Y1mm169.1164.6§ 3轴的设计计算减速器轴的结构草图一、高速轴的结构设计1 .选择轴的材料及热处理方法查1表15-1选择轴的材料为优质碳素结构钢45;热处理方法；调质处理2 .确定轴的最小直径查1表 15-3, A0=118107查1 P370的扭转强度估算轴的最小直径的公式:3 9.55 106 3 P, 0.2 1 .二 Ao3一=(118107) x3 2.93: 342.86(21.88

20、24.12) mm考虑键：有两键槽时，轴径应该增大 (1+8%)=23.63mm8%,贝Udmin 呈(21.88 24.12) 乂3 .确定各轴段直径并填于下表内名称依据单位确定结果di用键玉V带轮连接，带轴键槽di= dmin=23 mm,取 di = 25mm25d2查2表1-31并观察其对称，有d2=25+2X (0.07 0.1) d1取 d2 = 30mm30d3轴承同时受径向力和轴向力，选用角接触轴承，考虑 d3 >d2, 查2表 6-6,选 7007C, d3=35mm35d4通常一根轴上的两个轴承趣相同的型号d4=30mm30d5小锥齿轮采用悬臂结构d5小于d 4mm2

21、5选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。查2 P215 ,故选用 润滑。将与轴长度有关的各参数填入下表名称依据单位确定结果箱体壁厚6查 口 P58 表 11-186 =(0.025 0.03)a +之8mm=0.025a+3=0.025X152+3地脚螺栓直径查 2 P58 表 111Mmdf = 16df及数目ndf =0.036父152 + 12 =17.472个n=4n=4轴承旁联接螺栓直径d1查P58表111d1=0.75 df=0.75 义 16=12mm12轴承旁联接螺 栓扳手空间C1、C2查 2 P58 表 11-1Ci =18, C2 =16mmC1=18C2=16轴承盖联接

22、螺旬直径d3查 2 P58 表 111d3= ( 0.4 0.5 ) df=0.5 x 1618mm8轴承盖厚度e查 2 耳66 表 11-10e=1.2 d3= 1.2 X 8=9.6mm10小齿轮端面距 箱体内壁距离2查 2 P2042> 6 , = =8,所以取 2=10mm10轴承内端向全 箱体内壁距离鼻查2巳08 ,由于采用脂润滑，所以 4=8- 12,取 & =10mm10轴承支点距轴 承宽边端面距离a查 2表 6-6, a=13.5mm13.55.计算各轴段长度。名称计算公式单位计算结 果L1.'-一一一 一 l1= L+K + e+Dt+S+T- L2mm

23、107L2L2 = 14mm14L3L3 = 100mm100L4L3 = 14mm14L5L5 = 32+ D1+ C + T- L4- 1.25mm54L （总长）L= L1+ L2+ L3 + L4+ L5mm289l （支点距离）l = 11 + I2 + I3mm254.25低速轴的结构设计1 .选择轴的材料及热处理方法查1表15-1选择轴的材料为优质碳素结构钢45,热处理方法为调质处理2 .确定轴的最小直径查127。的扭转强度估算轴的最小直径的公式：9.55 106 PPn。 2.15d >31r3 =A03 =(107118)x : = (24.83 27.39) mm:0

24、.2L 1 , n - n171.97再查1表 15-3, A0 =107 118考虑键：齿轮轴径 dv 100mm，有一键时，轴径应增大 3%5% 所以取dmin呈(24.83 27.39) 乂1+(5% 7%)=283 .确定各轴段直径并填于下表内名称依据单位确定结果d1轴承同时受径向力和轴向力，选用 角接触轴承，查2表 6-6,选 7308C , d1 = 30mm30d2d2=da=35mm35d3d3 = d2 +2X (0.07 0.1 ) d2mm43d4d4略大于d5mm37d5d5=35mm354 .选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。查2 P215故选用 润滑。将与轴长

25、度有关的各参数填入下表名称依据单位确定结果轴承支点距轴 承宽边端面距查2表 6-6,选 7308C, a=15.3mm15.35 .计算各轴段长度名称计算公式单位计算结 果Li.'.一一.Li = Li+ K + e+ D t + L + D 2- L2mm100L2l2 = B+ D 2+ D - 2mm40L312= Bx- B2- 2D2mm70L4I4 = 43mm42L515 = B+D+D2+B2- L4=38mm40L （总长）L= Li + L2 + L3 + L4 + L5mm292l （支点距离）1 = li + 1 2 + l3mm246.45校核高速轴的强度齿轮

26、的受力分析Q=2FoZsin a/2 = 2 创 181.1 3? sin(158.80 / 2) =1068N' =2TLd m12 8160063.54=2568.46NFr1 = Ft1tana cosa = 2568.46 创tan20° 0.938 =876.78NFa1 = Ft1 tan a sin qd1 = 2568.46 创tan 20° 0.347 =324.33NRav + Rbv + Ft1 = 0,Rah =-2323.76NQ+ Rah + Rbh - Fn = 0,Rbh =2132.54NRav12= Ft1l3,Rav = 997

27、.17Rav + Rbv + Ft1 = 0,RBv =-35653.63NRa= ,Rav2+ Rah2 = 2528.68NRb= , Rbv2+ Rbh2 = 4154.69NMAH = Ql1 = 88110N mmMbH =-Fr113 + Fa1dmi/2= - 18629.786 N mmM1H = Fa1dmi/2= 10303.96N . mmMBV = Rav? 1284759.45N mmMB = Jmbh2+ Mbv2 = 86782.68N mmMA = Q11 = 88110N mmM1 = M1H = 10303.96N - mmT1 = 81600N mm按弯扭

28、合成校核轴的强度(1)确定轴的危险截面根据轴的结构尺寸和弯矩图可知：危险截面是B截面(2)按弯矩组合强度校核轴危险截面强度其抗弯截面系数:pd43 p'3033W= -= 2649.38mm ,3232抗弯截面系数： Wt = p? 303/16 5298.75mm386782.68取大弯曲应力sb = MB/W= 32.14MPa2649.38扭剪应力 t = T1/Wt = 81600 = 11.9MPa5298.75se= ,sb2+ 4? (at )2,(32.14)2+ 4J(0.6 11.9)2 = 35.17MPa弯扭合成强度计算sp= 125150MPa,Sp1<

29、 sp,sp2 V sp强度满足带轮出键链接的挤压应力为s a = 4T1 /d1hl =齿轮出键链接的挤压应力为Sp2 = 4T1/d5hl =4 8160028创7 454' 8160028创7 28=37MPa=59.48MPa取键和轴及带轮材料都为钢，查表可知sp= 125 150MPa,sp1v sp,sp2 v sp所以强度足够§ 5轴承的选择和校核一、高速轴承的选择和校核1 .高速轴轴承的选择选择高速轴轴承的一对 30206轴承，校核轴承，轴承使用寿命为8年，每年按365天计算。2 .根据滚动轴承型号，查出Cr和Cor。查2表 6-6, cr = 43.2 KN

30、 Cor = 5.42 KN3 .校核II轴轴承是否满足工作要求(1)画轴的受力简图。F1= RA/2Y = 2528.68 = 790.21N(2)求轴承内部轴向力分别为2 1.64154.69F2= RB/2Y=-= 1298.34N22' 1.6(a)外部轴向力FA = 324.33NF2 + FA = 1298.34+ 324.33 = 1622.67 > F1两轴承的轴向力分另为Fa1 = F2+ Fa = 1622.67NaFa2 = F2 = 1298.34N当量动载荷:1622.67Fai / Ra =2528.680.64> e= 0.37,则轴承1当量动

31、载荷为Pr1 = 0.4Ra + YFa1 = 2731.5N(6)校核所选轴承由于两支承用相同的轴承，故按当量动载荷较大的轴承计算圆锥滚子轴承的e = 0.37查1表13-6取冲击载荷系数fP =1.2，查1表13-4取温度系数ft = 1 ，计算轴承工作 寿命:119274.9h =>46720h106 /Cr、3106432003 () = 7-; ?()60n P60 创342.861.2 4154.69结论：轴承寿命合格§6减速器的润滑、密封和润滑牌号的选择一、传动零件的润滑1 .齿轮传动润滑因为锥齿轮圆周速度 v= 1.16m/s? 12m/s,故选择浸油润滑。查2

32、表7-1，因齿面应力小于350500N/mm2 ,对一般齿轮采用中全损耗系统用油(GB443-1989),选 L-N32。2 .圆锥滚子轴承的润滑闭式减速器中传动件常采用油浴润滑，轴承采用滚子轴承，因 vv 2m/s,实现油润滑比 较困难，轴承应采用钠基润Vt脂润滑。工作温度在-10110。C的一般中负荷机械设备轴承润滑，选用钠基润滑脂(GB492-89),润滑脂牌号ZN-2二、减速器密封1 .轴外伸端密封用毛毡圈密封2 .轴承靠箱体内侧的密封用挡油环密封3 .箱体结合面的密封用软钢纸板密封垫密封§ 7减速器箱体设计及附件的选择和说明、箱体主要设计尺寸名称计算依据计算过程计算结果(m

33、m)箱座壁厚6(=(0.025 - 0.03)a +A >86 = 8mm8箱盖壁厚每1(0.8 0.85)6 之 861 =88箱座凸缘厚度 b1.56b=1.56 =1.5X 8=1212箱盖凸缘厚度b11.561b1=1.5 加=1.5X 8=1212箱座底凸缘厚度b22.56b2=2.56 =2.5X8=2020地脚螺栓直径dfdf = 0.015(d1 + d2)+ 1? 12d f =1818地脚螺钉数目 na? 250时,n 4a? 2505In 44轴承旁联接螺栓直径d10.75dfd1 = 0.75d f =0.75x 18=1414箱盖与箱座联接螺栓直径d2(0.5

34、0.6dfd2=(0.50.6) X 18=9 10.8取10联接螺栓d2的间距l查表211-1l =150200mm150轴承端盖螺钉直径d3(0.4 0.5 dfd3=(0.40.5) X 18=7.2 98定位销直径 d(0.7 0.8 d2d=(0.70.8) X 9.6取8df、d1、d2至外箱壁距离Ci查1表 11-2d f : C1=18d1: C1 =16d 2: C1 =16181616df、d2至凸缘边缘距离C2查2 P24 表 5-1df : C2=18d 2: C 2=161816轴承旁凸台半径R,轴承旁联接螺栓daqc2R1 = C2 =1616凸台高度h根据低速级轴承座外径确定h=3535轴承座宽度BiC +C1 +C2 +(510)B1 =8+18+16+10=4242铸造过渡尺寸x, y查1表 11-