第二题 链板式输送机传动装置2-D

1、机械设计课程设计说明书机械设计课程设计说明书设计题目设计题目链板式输送机传动装置链板式输送机传动装置目目录录课程设计题目第一部分传动方案拟定第二部分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十一部分 箱体及附件的结构设计和选择参考资料课程设计题目：课程设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如下）原始数据：输送链的牵引力 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

2、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5%。链板式输送机的传动效率为 0.95。计算与说明计算与说明主要结果主要结果第一部分第一部分传动方案拟定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：传动类别精度结构及润滑效率锥齿轮传动3开式传动（脂润滑）0.920.95（取中间值 0.93）滚动轴承246滚子轴承0.98V 带传动10.96滚子链传动70.96联轴器5弹性、齿式0.99第二部分第二部分电动机的选择电动机的选择1、电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动机2、电动机

3、功率选择：a、工作机所需功率：11500 0.71.105210001000 0.95FVpkWb、传动总效率：170.96 0.98 0.93 0.98 0.99 0.98 0.960.7986所需电动机的功率Pd= Pw/=1.1052/0.7986=1.3839kwc、确定电动机转速：计算鼓轮工作转速：60 10000.7 60 1000133.7579 / min3.14 100Vnrd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1i=23。取 V 带传动比2i=24，则总传动比理想范围为 i=412。 符合这一范围的同步转速有 1000 和 1500r/min。综合考虑

4、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，可见转速 1500r/min 比较适合，则选 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=0.7986Pd=1.3839kw电动机 型号为 Y90L-4第三部分第三部分计算总传动比及分配各级的传动比计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i=1400/133.7579=10.46672、分配各构件传动比：21iii3、初定减速器内的传

5、动2i=3，则带传动的传比就为1210.46673.48893iii第四部分第四部分运动参数及动力参数计算运动参数及动力参数计算1、各轴转速：电动机转速0n=1400r/min小锥齿轮轴转速101inn =1400/3.4889=401.2726r/min大锥齿轮转速212inn133.7575r/min链轮轴转速23nn133.7575r/min2、各轴功率：111.5 0.961.44MPPkW21231.44 0.93 0.981.3124PPkW 32451.3124 0.98 0.991.2733PPkW 3、各轴转矩：电动机轴：1.59550955010.23211400dddPT

6、N mn轴 1：1119550/34.2712TP nN m轴 2：2229550/93.701TPnN m轴 3：3339550/90.9092TPnN mi=10.46671i=3.48892i=31401.2726 /minnr2133.7575 / minnr11.44Pkw21.3124kwP 31.2733kwP 12334.271293.70190.9092TN mTN mTN m4、参数汇总参数转速（r/min）功率（kW） 转矩（mN ）轴401.27261.4434.2712轴133.75751.312493.701轴133.75751.273390.9092第五部分第五部

7、分传动零件的设计计算传动零件的设计计算1. 皮带轮传动的设计计算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：3 . 1AK1.3 1.51.95caApK pkw01400 /minnr所以选择 Z 型 V 带（2）确定带轮基准直径，并验算带速为提高 V 带的寿命，应选取较大的直径， 故选取：180mmdd 211i(1)3.48889 801 0.01276.32ddddmm查表 6-8 应选取2280ddmm轴的实际转速：1122(1)(1 0.01) 1400 80396 / min280ddn dnrd验证带的速度：Z 型 V 带180mmdd2280

8、ddmm1 180 14005.8643/60 100060 1000dd nvm s一般 v 不得低于 5m/s，故带的速度合适。（3）确定带长和中心矩按设计要求120120.7()2()ddddddadd取0400amm：2210120()21390.224dddddddLaddmma查表 6-2 取1400dLmm实际轴间距：001400 1390.2400395.122ddLLaamm安装时所需最小轴间距离：min0.015395.1 0.015 1400374.1daaLmm张紧或补偿伸长所需最大轴间距离：max0.03395.1 0.03 1400437.1daaLmm(4) 验算

9、小带轮包角：21118057.3150.99120dddda包角合适。(5)确定带的根数由1400 / minnr，180ddmm得10.35pkw,10.03p,0.943ak ,1.11Lk v=5.8643m/s1400dLmma=395.1mm111.954.90250.350.030.943 1.11dLpzppK K可以选取5z (6)计算轴压力单根 v 带的初拉力：由表 6-3 得 m=0.06kg/m2205002.5500 1.952.5(1)10.06 5.864356.96635 5.8643 0.943dPFmvNzvk压轴力：0150.992sin2 5 56.966

10、3sin551.522rFzFN 根据查 6-10 取 ha=2.0mm,f=8mm,e=12mm,则小轮基准直径：dd1=80mm小轮外径：11284adaddhmm带轮宽：( -1)2(5 1) 122 864Bzefmm 大轮基准直径 ：2280ddmm大轮外径：2222802 2284adaddhmm 2齿轮传动的设计计算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

11、 理 ， 硬 度 为HBS2=2172554)选取小齿轮齿数 Z1=20， 初步确定传动比为 i2=3 则大齿轮齿数 Z2= i2Z1=320=60z=5056.9663NF 551.5rFNZ1=20Z2=605)此时传动比21160320zuz2、按齿面接触疲劳强度计算：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L=0.3（2）计算节锥角1cotcot318.4349arcuarc21909018.434971.5651（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

12、,取2230HBS ,大齿轮：lim2539HaMP(4)接触疲劳强度寿命系数。取安全系数1.0Hs计算接触疲劳的寿命系数06HNNKN86060 491.10743 16 300 104.715 10nNnt ,2.42.47030()30 (230)1.397 10NHBS,因0NN,故1HNK(5)计算接触疲劳许用应力许用接触应力：lim/539HHNHaKSMP(6)按齿面接触强度设计传动区域系数2.5Hz，弹性影响系数189.8EazMP2131224()d(1 0.5)HELLHKT z zu1u=333224 1.2 34.27 1058.0935390.3(1 0.5 0.3)

13、3 ()2.5 189.8mm 齿轮模数1158.0932.90520dmmmZ3、按齿根弯曲疲劳强度计算：对小齿轮取1260HBS ,对大齿轮仍用接触强度时的数据,取2230HBS ,按线性插值得弯曲疲劳极限分别为lim1278218218(260200)241.5353200FaMPlim2185 155155(230 120)192210 120FaMP许用应力： lim11186FNFaFFKMPS； lim22148FNFaFFKMPS112.770.01489 186FaFY；222.130.015 148FaFY两者相比较可知11 FaFY大，故选其进行校验：21132124(1

14、 0.5)11 0.51 LFaLLFkTYmZu332214 1.2 34.27 10 (1 0.5 0.3) 2.801 0.5 0.30.3 2031 186 2.08mm4、确定模数：综上所述 ,应取模数较大值3m 5、齿轮参数计算：两齿轮的当量齿数1112021.08coscos18.4349VZZ22260189.74coscos71.5651VZZ查表 8-8 表 得12.77FaY,22.13FaY由齿数求分度圆直径1120 360dZ mmm 2260 3180dZ mmm 锥距 R，由2211316094.868322uRdmm齿宽0.3 94.868328.4605RbR

15、mm圆整取128bmm228bmm6、齿轮参数汇总：名 称代 号小锥齿轮大锥齿轮齿数Z2060模数m3mm节锥角18.434971.5651分度圆直径d(mm)60180齿顶高ha(mm)3齿根高hf(mm)3.6齿顶圆直径da(mm)65.6921181.8974齿根圆直径df(mm)53.1695177.7232锥距R(mm)94.8683顶隙c(mm)0.6分度圆齿厚S(mm)4.7124当量齿数ZV21.08189.74齿宽B(mm)28齿宽系数R0.3第六部分第六部分轴的设计计算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 35MPa

16、33min95500009550000 1.4416.710.2 0.2 491.1074 30TPdmmn考虑有键槽， 将直径增大 5%， 则16.71 1.0517.55dmm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20dmm。2、输入轴的结构设计( 1 )轴上零件的定位，固定和装配123456( 2 )确定轴各段直径和长度段：d1=20mm长度取 L1=60mmA 型平键：键长 50mmb=h=6mm段：d2=25mm长度取 L2=30mm段：d3=30mm 长度取 L3=15mm 用来和轴承进行过度配合，初选用 30206 型圆锥滚子轴承。段：d4=28mm

17、长度为 L4=42mm段：d5=30mm 长度为 L5=26mm 用来和轴承进行过度配合，初选用 30206 型圆锥滚子轴承。段：齿轮部分( 3 )轴强度校核齿轮之间的力：对小锥齿轮受力分析：Ft1=2T1/dm1=2*34.27/51=1.34392KN（外）Fa1=Ft1*tan20*sin18.4349=0.15468KN（左）Fr1=Ft1*tan20*cos18.4349=0.4640456KN（下）带轮处：0150.992sin2 5 56.9663sin0.551522rFzFkN （下）对输入轴进行受力分析得轴 1 段 ：Fr1=1.144KN（上）Ft1=1.029KN（外）

18、轴 2 段： Fr=0.206KN（下）Ft2=2.127KN（里）轴 3 段位置为危险截面这里只校核危险截面 3 的强度。轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取折合系数59. 0首先计算截面 3 的抗弯截面系数 W13.286HMN m；49.41VMN m2251.165VHMMMNm333302650.7193232ccdWmm轴的计算应力222219()51.165(0.59 34.27)20.7552650.719 10caacMTMPW该轴材料为 45 号钢，调质处理，查得其许用应力 60aMP因此， ca，故满足要求。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

19、为轴的材料233min295500009550000 1.312424.99560.2 0.2 133.76 30Pdmmn考虑有键槽，将直径增大 5%，则24.9956 1.0526.2454dmm考虑到联轴器的尺寸，选大轴最小径28dmm2、输出轴的结构设计( 1 )轴上零件的定位，固定和装配123456( 2 )确定轴各段直径和长度段: d1=28mm、 长度取 L1=60mm， 与联轴器相连。A 型平键：键长 50mmb*h=8*7段: d2=32mm 长度取 L2=33mm。段: d3=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。段：

20、d4=40mm 长度为 L4=82mm，定位。段：d5=37mm 长度为 L5=42mm，与大齿轮配合。A 型平键：键长 36b*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：Fa2=0.379KN；Fr2=0.126KN；Ft2=Ft1=1.098KN大齿轮上的动力参数：P2=1.382832kw转速 n2=163.7025r/min ；T2=80.6710Nm危险面 2 处的弯矩：17.112HMN m；43.958VMN m2247.171VHMMMN m；293.901TN m33

21、30374972.653232dWmm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0.59222229()47.171(0.59 93.901)14.632624972.65 10caaMTMPW前已选定轴的材料为 45 号钢，正火处理，查得 60aMP，因此 ca，故满足要求。第七部分第七部分圆锥滚子轴承的选择及校核计算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，故选择圆锥滚子轴承。1、对于从动轴，选择 30207 轴承，由受力分析知：22221110.7090.2760.761VHRRR，22222220.3890.1500.417VHRRR10.68*0.7610

22、.517S ；20.68*0.4170.284S 10.663A ；20.284A ；0.37e 11/0.87ARe22/0.68ARe而查表 15-1 知 基本额定动载荷54.2CkN故查表得10.4X ，11.6Y ，20.4X ,21.6Y 则当量动载荷, 载荷系数1.2pf 11111()1.2 (0.4 0.761 1.6 0.663)1.638pPfX RY AkN，22222()1.2 (0.4 0.417 1.6 0.284)0.745pPfX RY AkN，因12PP,所以按轴承 1 的受力大小验算663611101054200()()3.688 106060 163.70

23、25 1638hCLhnP因轴承预计寿命 L=1030016=48000h，故hLL，满足要求。2、对于主动轴，选择 30206轴承，由受力分析知：1R1.539kN，2R2.137kN，10.68*1.5391.047S ；20.68*2.1371.453S 11.579A ；21.453A 11/1.026ARe；22/0.680ARe而查表 15-1 知基本额定动载荷43.2CkN,0.37e 故查表得10.4X ，11.6Y ，20.4X ,21.6Y 则当量动载荷,载荷系数1.2pf 11111()1.2 (0.4 1.539 1.6 1.579)3.77pPfX RY AKN222

24、22()1.2 (0.4 2.137 1.6 1.453)3.816pPfX RY AKN且2491.1074 / minnr，则663412101043.2()()4.92 106060 491 3.816hCLhnP而使用期限10 300 1648000Lh， 故hLL， 满足要求。第八部分第八部分键联接的选择及校核计算键联接的选择及校核计算（1）带轮与输入轴所用键的校核轴径28dmm，轴长60lmm选用 A 型平键，通过查表得到5066Lmm bmm hmm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 5060bsMpa144 34271.217.3628 6

25、 (503)bsbsTMPadhl ，满足要求。（2）输出轴和齿轮连接采用的键的校核轴径37dmm，轴长42lmm采用 A 型平键连接。通过查表得到36108Lmm bmm hmm轴和齿轮的材料都是 45 号钢，所以抗压需用应力是： 100 120bsMpa144 34271.218.71237 6 (363)bsbsTMPadhl ，满足要求。（3）输出轴和联轴器连接采用的键的校核A 型键6650A 型键10836轴径28dmm，轴长60lmm采用 A 型平键连接。通过查表得到5087Lmm bmm hmm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 50 60b

26、sMpa344 90909.240.3328 7 (504)bsbsTMPadhl ， 满足强度要求第九部分第九部分联轴器的选择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 93.901Nm，选用型号为 LT5。第十部分第十部分润滑及密封润滑及密封齿轮的润滑齿轮的润滑采用浸油润滑，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。轴承的润滑轴承的润滑由于浸油齿轮的圆周速度2/m

27、 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 （ GB7324-1994） 。端盖与轴间的密封端盖与轴间的密封轴承用轴承盖紧固，已知轴承用脂润滑，且轴的A 型键8750弹性套 柱销联轴器CKC150 润滑油锂基润滑脂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。第十一部分第十一部分 箱体及附件的结构设计和选择箱体及附件的结构设计和选择减速器附件的选择减速器附件的选