鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置_機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目：鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置材料成型及控制工程專業(yè)專業(yè) 04021201 班設(shè) 計(jì) 者：王飛指導(dǎo)老師：袁茹2015 年 1 月 20 日星期日西北工業(yè)大學(xué)目目錄錄課程設(shè)計(jì)題目第一部分傳動(dòng)方案擬定第二部分電動(dòng)機(jī)的選擇第三部分傳動(dòng)比的分配第四部分傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算第五部分傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算第六部分軸的設(shè)計(jì)計(jì)算第七部分圓錐滾子軸承的選擇及校核計(jì)算第八部分鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算第九部分聯(lián)軸器的選擇第十部分潤(rùn)滑及密封第十一部分 箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇參考資料課程設(shè)計(jì)題目：課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（簡(jiǎn)圖如下）原始數(shù)據(jù)：輸送鏈的牽引力 F/kN1.5運(yùn)輸機(jī)鏈速 V/(m

2、/s)0.7傳送鏈鏈輪的節(jié)圓直徑 d/mm100工作條件： 連續(xù)單向轉(zhuǎn)動(dòng)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，使用期 10 年（每年300 個(gè)工作日） ，小批量生產(chǎn)，兩班制工作，輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為5%。鏈板式輸送機(jī)的傳動(dòng)效率為 0.95。計(jì)算與說明計(jì)算與說明主要結(jié)果主要結(jié)果第一部分第一部分傳動(dòng)方案擬定傳動(dòng)方案擬定傳動(dòng)方案（已給定） ：外傳動(dòng)為 V 帶傳動(dòng)；減速器為一級(jí)展開式圓錐齒輪減速器。方案簡(jiǎn)圖如下：傳動(dòng)類別精度結(jié)構(gòu)及潤(rùn)滑效率錐齒輪傳動(dòng)38 級(jí)精度開式傳動(dòng)（脂潤(rùn)滑）0.940.97（取中間值 0.955）滾動(dòng)軸承246滾子軸承（油潤(rùn)滑）0.98V 帶傳動(dòng)10.96滾子鏈傳動(dòng)70.96聯(lián)軸器5彈性、齒式

3、0.99第二部分第二部分電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇： Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)機(jī)功率選擇：a、工作機(jī)所需功率：11500 0.71.105210001000 0.95FVpkWb、傳動(dòng)總效率：3170.96 0.955 0.980.99 0.960.8367所需電動(dòng)機(jī)的功率Pd=1.1 Pw/=1.11.1052/0.8368=1.4824kwc、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：計(jì)算鼓輪工作轉(zhuǎn)速：60 10000.7 60 1000133.7579 / min3.14 100Vnrd按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓錐齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍1i=23。取 V 帶傳動(dòng)比2i=24，則總傳

4、動(dòng)比理想范圍為 i=412（mgbniiin） 。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選 n=1500r/min 。d、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，由理論需求電機(jī)功率 Pd=1.3839kw 及同步轉(zhuǎn)速， 選定電動(dòng)機(jī)型號(hào) Y90L-4。pw=1.1052kw=0.8367Pd=1.4824kw電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y90L-4其主要性能：額定功率：1.5KW，滿載轉(zhuǎn)速 1400r/min。第三部分第三部分計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、總傳動(dòng)比：i=1400/133.7579=10.46672、分配各構(gòu)件傳動(dòng)比：gbiii3、初定

5、減速器內(nèi)的傳動(dòng)比2i=3，則帶傳動(dòng)的傳比就為1210.46673.48893iii第四部分第四部分運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、各軸轉(zhuǎn)速：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速0n=1400r/min小錐齒輪軸轉(zhuǎn)速101inn =1400/3.4889=401.2726r/min大錐齒輪轉(zhuǎn)速212inn133.7575r/min鏈輪軸轉(zhuǎn)速23nn133.7575r/min2、各軸功率：01.5mPPkw111.5 0.961.44MPPkW21231.44 0.955 0.981.3477PPkW 32451.3477 0.98 0.991.3075PPkW 3、各軸轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸：1.59550955

6、010.23211400dddPTN mn軸 1：1119550/34.2712TP nN mi=10.46671i=3.48892i=31401.2726 /minnr2133.7575 / minnr11.44Pkw21.3477kwP 31.3075kwP 軸 2：2229550/96.2373TPnN m軸 3：3339550/93.3527TPnN m4、參數(shù)匯總參數(shù)轉(zhuǎn)速（r/min）功率（kW） 轉(zhuǎn)矩（mN ）軸401.27261.4434.2712軸133.75751.347796.2373軸133.75751.307593.3527第五部分第五部分傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)零件的設(shè)

7、計(jì)計(jì)算1. 皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇普通 V 帶截型，由機(jī)械設(shè)計(jì)教程表 6-6 得：3 . 1AK（工時(shí)16,輕載啟動(dòng)）1.3 1.51.95caApK pkw01400 /minnr由機(jī)械設(shè)計(jì)教程圖 6.10 得選擇 Z 型 V 帶（2）確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd，并驗(yàn)算帶速為提高 V 帶的壽命，應(yīng)選取較大的直徑， 故選?。?90mmdd 211i(1)3.48889 901 0.01310.8601ddddmm查表應(yīng)選取2315ddmm軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速：12334.271296.237393.3527TN mTN mTN mZ 型 V 帶190mmdd2315ddmm112

8、2(1)(1 0.01) 1400 90396 / min315ddn dnrd驗(yàn)證帶的速度：1 190 14006.5973/60 100060 1000dd nvm s一般 v 取 5m/s25m/s,速度合適。（3）確定帶長(zhǎng)和中心矩按設(shè)計(jì)要求120120.7()2()ddddddadd取0400amm：2210120()21467.812624dddddddLaddmma查表，1540dLmm實(shí)際軸間距：001540 1467.8126400436.093722ddLLaamm安裝時(shí)所需最小軸間距離：min0.015436.0937 0.015 1540412.9137daaLmm張緊或

9、補(bǔ)償伸長(zhǎng)所需最大軸間距離：max0.03436.09370.03 1540482.2937daaLmm(4) 驗(yàn)算小帶輪包角：21118057.3150.4364120dddda包角合適。v=6.5973m/s1540dLmma=436.0937mm(5)確定帶的根數(shù)由1540 / minnr，190ddmm查表得10.36pkw,10.03p,0.92K,1.54Lk 111.953.52910.360.030.92 1.54dLpzppK K可以選取4z (6)計(jì)算軸壓力單根 v 帶的初拉力：查表得 m=0.06kg/m20500(2.5)66.112caK PFmvNZVK壓軸力：02s

10、in490.98402pFzFN查表取 ha=2.0mm,f=7mm,e=12mm,則小輪基準(zhǔn)直徑：dd1=90mm小輪外徑：21294adaddhmm帶輪寬：B=(z-1)e+2f=50mm大輪基準(zhǔn)直徑 ：2315ddmm大輪外徑：222319adaddhmm2齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選定精度等級(jí)，材料熱處理方式，齒數(shù)初定：1)本運(yùn)輸機(jī)工作速度、功率都不高，選用 7 級(jí)精度；2) 選 擇 小 齒 輪 材 料 為 40Cr ， 調(diào) 質(zhì) 處 理 ， 硬 度HBS1=2412863) 大 齒 輪 材 料 為 45 鋼 ， 調(diào) 質(zhì) 處 理 ， 硬 度 為z=4066.112NF 49

11、0.9840pFNHBS2=2172554)選取小齒輪齒數(shù) Z1=25， 初步確定傳動(dòng)比為 i2=3 則大齒輪齒數(shù) Z2= i2Z1=325=755)此時(shí)傳動(dòng)比2113zuz2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：錐齒輪以大端面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，取齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量齒輪作為強(qiáng)度計(jì)算依據(jù)進(jìn)行計(jì)算。（1）初擬載荷系數(shù) K=1.2，取齒寬系數(shù)L=0.3（2）計(jì)算節(jié)錐角1cotcot318.4349arcuarc21909018.434971.5651（3)按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)以大齒輪材料所決定的許用接觸應(yīng)力為準(zhǔn),對(duì) 45 號(hào)鋼,取2230HBS ,大齒輪：lim2539HaMP(4)接觸疲勞強(qiáng)度壽命

12、系數(shù)。取安全系數(shù)1.0Hs 計(jì)算接觸疲勞的壽命系數(shù)06HNNKN8603.852 10nNnt,2.42.47030()30 (230)1.397 10NHBS,因0NN,故1HNK(5)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力許用接觸應(yīng)力：lim/539HHNHaKSMPZ1=25Z2=751u=3(6)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)傳動(dòng)區(qū)域系數(shù)2.5Hz，彈性影響系數(shù)189.8EazMP2131224()d58.093(1 0.5)HELLHKT z zumm齒輪模數(shù)1158.0932.323720dmmmZ3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算：對(duì)小齒輪取1260HBS ,對(duì)大齒輪仍用接觸強(qiáng)度時(shí)的數(shù)據(jù),取2230HBS ,查表齒輪

13、材料的疲勞極限公式得：lim10.44186300.4FaHBSMPlim20.23166230.9FaHBSMP查表 得14.15FaY,23.96FaY許用應(yīng)力： lim11231.077FNFaFFKMPS lim22183.769FNFaFFKMPS110.018 FaFY；220.0215 FaFY兩者相比較可知22 FaFY大，故選其進(jìn)行校驗(yàn)：2113221241.605(1 0.5)1 FaLRFkTYmZu4、確定模數(shù)：綜上所述 ,應(yīng)取模數(shù)較大值2.5m 5、齒輪參數(shù)計(jì)算：兩齒輪的當(dāng)量齒數(shù)1112526.3523coscos18.4349VZZ22275237.1714cosc

14、os71.5651VZZ由齒數(shù)求分度圓直徑1162.5dZ mmm22187.5dZ mmm錐距 R，由2212198.82122Rddmm齒寬120.3 98.821226.6464RbbRmm圓整取130bmm230bmm6、齒輪參數(shù)匯總：名 稱代 號(hào)小錐齒輪大錐齒輪齒數(shù)Z2575模數(shù)m2.5mm節(jié)錐角18.564971.4351分度圓直徑d(mm)62.5187.52齒頂高h(yuǎn)a(mm)2.5m=2.5齒根高h(yuǎn)f(mm)3齒頂圓直徑da(mm)67.4984188.9617齒根圓直徑df(mm)56.8079185.6026錐距R(mm)98.8212頂隙c(mm)0.5分度圓齒厚S(mm

15、)3.9269當(dāng)量齒數(shù)ZV26.3523237.1714齒寬B(mm)30齒寬系數(shù)R0.3第六部分第六部分軸的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)計(jì)算輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初定直徑選用 45 號(hào)鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理，取 35MPa3min955000016.980.2 TPdmmn考慮有鍵槽， 將直徑增大 6%， 則16.98 1.0617.99dmm因鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的削弱以及帶輪對(duì)小軸有較大的拉力，我們選擇小軸最小徑20dmm。2、輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)( 1 )軸上零件的定位，固定和裝配( 2 )確定軸各段直徑和長(zhǎng)度段：d1=20mm長(zhǎng)度取 L1=55mmA 型平鍵：鍵長(zhǎng) 45mmb=h=6mm段：d2

16、=25mm長(zhǎng)度取 L2=39mm段：d3=35mm 長(zhǎng)度取 L3=20mm 用來和軸承進(jìn)行過度配合，初選用 30206 型圓錐滾子軸承。段：d4=28mm 長(zhǎng)度為 L4=43mm段：d5=35mm 長(zhǎng)度為 L5=25mm 用來和軸承進(jìn)行過度配合，初選用 30207 型圓錐滾子軸承。段：齒輪部分3、輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初定直徑選用 45 號(hào)鋼最為軸的材料23min2955000025.21790.2 Pdmmn考慮有鍵槽，將直徑增大 5%，則25.2179 1.0526.4788dmm考慮到聯(lián)軸器的尺寸，選大軸最小徑28dmm4、輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)( 1 )軸上零件的定位，固定和裝配

17、( 2 )確定軸各段直徑和長(zhǎng)度段: d1=28mm、 長(zhǎng)度取 L1=60mm， 與聯(lián)軸器相連。A 型平鍵：鍵長(zhǎng) 50mmb*h=8*7段: d2=32mm 長(zhǎng)度取 L2=33mm。段: d3=35mm 長(zhǎng)度取 L3=38mm 用來和軸承進(jìn)行過度配合，初選用 30207 型圓錐滾子軸承。段：d4=40mm 長(zhǎng)度為 L4=82mm，定位。段：d5=37mm 長(zhǎng)度為 L5=42mm，與大齒輪配合。A 型平鍵：鍵長(zhǎng) 36b*h=10*8VI 段：d6=35mm 長(zhǎng)度為 L6=31mm，和軸承進(jìn)行過度配合,初選用 30207 型圓錐滾子軸承。( 3 )軸強(qiáng)度校核齒輪之間的力：Fa2=0.3786KN(上

18、)；Fr2=0.1262KN（右） ；Ft2=Ft1=1.0966KN（里）危險(xiǎn)面 2 處的彎矩：2102.806HtMF rN m2211.8312VrMFrN m22103.4845VHMMMN m；296.2373TN m3330374972.653232dWmm由于軸單向轉(zhuǎn)動(dòng)，扭矩可以認(rèn)為按脈動(dòng)循環(huán)變化，故取折合系數(shù)0.59222()23.6064caaMTMPW前已選定軸的材料為 45 號(hào)鋼，正火處理，查得 60aMP，因此 ca，故滿足要求。第七部分第七部分圓錐滾子軸承的選擇及校核計(jì)算圓錐滾子軸承的選擇及校核計(jì)算由于軸承會(huì)受到較大的軸向力，故選擇圓錐滾子軸承。對(duì)于從動(dòng)軸，選擇 30

19、207 軸承，由上部分受力分析知：221110.2834rVHFRRkN，222220.8811rVHFRRkN10.6539aFkN；20.2753aFkN；0.37e 11/2.307ARe22/0.3124AR e查表知 基本額定動(dòng)載荷54.2CkN故查表得10.4X ，11.6Y ，20X ,21.6Y 則當(dāng)量動(dòng)載荷,載荷系數(shù)1.2pf 11111()1.3915pPfX RY AkN，22222()1.053pPfX RY AkN，因12PP,所以按軸承 1 的受力大小驗(yàn)算661110()7.36 1060hCLhnP因軸承預(yù)計(jì)壽命 L=1030016=48000h，故hLL，滿足要

20、求。第八部分第八部分鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算（1）帶輪與輸入軸所用鍵的校核軸徑28dmm，軸長(zhǎng)55lmm選用 A 型平鍵，通過查表得到4566Lmm bmm hmm輪轂的材料是鑄鐵，鍵和軸的材料是 45 號(hào)鋼，選用較小的材料做為計(jì)算，即 5060bsMpa1418.545bsbsTMPadhl，滿足要求。（2）輸出軸和齒輪連接采用的鍵的校核軸徑37dmm，軸長(zhǎng)42lmm采用 A 型平鍵連接。通過查表得到36108Lmm bmm hmm軸和齒輪的材料都是 45 號(hào)鋼，所以抗壓需用應(yīng)力是： 100 120bsMpa1457.8bsbsTMPadhl，滿足要求。（3）輸出軸和聯(lián)軸

21、器連接采用的鍵的校核軸徑28dmm，軸長(zhǎng)60lmm采用 A 型平鍵連接。通過查表得到5087Lmm bmm hmm輪轂的材料是鑄鐵，鍵和軸的材料是 45 號(hào)鋼，選用較小的材料做為計(jì)算，即 50 60bsMpa3446.7625bsbsTMPadhl，滿足強(qiáng)度要求第九部分第九部分聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇減速器的輸出軸與工作機(jī)之間用聯(lián)軸器連接，由于軸的轉(zhuǎn)速較低，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，綜合考慮選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，聯(lián)軸器上的扭矩為 96.2373Nm，選用型號(hào)為 LT5。A 型鍵6650A 型鍵10836A 型鍵8750彈性套柱銷聯(lián)第十部分第十部分潤(rùn)滑及密封潤(rùn)滑及密封齒輪的潤(rùn)滑齒輪的潤(rùn)滑采用浸油潤(rùn)滑，由于低

22、速級(jí)周向速度為 1.54m/s，為錐齒輪傳動(dòng)，浸油高度應(yīng)沒過大錐齒輪齒寬，至少應(yīng)沒過 1/2 齒寬， 齒頂距箱底至少 30mm,這里為設(shè)計(jì)為45mm。選用 CKC150 潤(rùn)滑油。軸承的潤(rùn)滑軸承的潤(rùn)滑由于浸油齒輪的圓周速度2/m s，齒輪不能有效的把油飛濺到箱壁上，因此選用脂潤(rùn)滑方式。脂潤(rùn)滑具有形成潤(rùn)滑膜強(qiáng)度高，不容易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間，也有利于傳動(dòng)裝置的 維 護(hù) 。 選 用 ZL-2 號(hào) 通 用 鋰 基 潤(rùn) 滑 脂 （ GB7324-1994） 。端蓋與軸間的密封端蓋與軸間的密封軸承用軸承蓋緊固，已知軸承用脂潤(rùn)滑，且軸的最高圓周速度不超過 2m/s，屬于低速范疇，因

23、此這里可以使用氈圈油封。氈圈油封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，摩擦較大，易損耗，應(yīng)注意及時(shí)更換。第十一部分第十一部分 箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇減速器附件的選擇減速器附件的選擇起吊裝置：采用箱蓋吊環(huán)螺釘、箱座吊耳通氣器：由于在室內(nèi)使用， 選通氣器（一次過濾） ，采用 M121.25油面指示器：選用油尺 M12放油螺塞：選用外六角油塞及墊片 M161.5名稱尺寸（mm）箱 座 壁 厚10軸器CKC150 潤(rùn) 滑油鋰基潤(rùn)滑脂氈圈油封箱 蓋 壁 厚10箱蓋凸緣厚度15箱座凸緣厚度15箱座底凸緣厚度25地腳螺釘直徑12地腳螺釘數(shù)目4軸承旁連接螺栓直徑M10蓋與座連接螺栓直徑M8軸承端蓋螺釘直徑M

24、8視孔蓋螺釘直徑M6定位銷直徑8螺釘至外箱壁距離16螺釘至凸緣邊沿距離14軸承旁凸臺(tái)半徑14凸臺(tái)高度39外箱壁至軸承座端面距離35大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離10箱蓋，箱座肋厚8.5主動(dòng)端軸承蓋外徑114箱體及其附件參數(shù)箱體及其附件參數(shù)箱體的附件包括窺視孔及窺視孔蓋、通氣器、軸承蓋、定位銷、啟箱螺釘、油標(biāo)、放油孔及放油螺塞、起吊裝置等等。箱體 加工工藝路線：鑄造毛坯時(shí)效油漆劃線粗精加工基準(zhǔn)面粗、精加工各平面粗、半精加工各主要加工孔精加工主要孔粗、精加工各次要孔加工各緊固孔、油孔等去毛刺清洗檢驗(yàn)。減速器的裝拆順序及注意事項(xiàng) ：箱體和箱蓋通過螺栓連接，拆下螺栓即可將箱蓋取下，對(duì)于兩軸系零件，整個(gè)取下該軸

25、，即可一一拆下各零件。其它各部分拆卸比較簡(jiǎn)單。 拆卸零件不要用硬東西亂敲，以防敲毛敲壞零件，影響裝配復(fù)原。對(duì)于不可拆的零件，如過渡配合或過盈配合的零件則不要輕易拆下。對(duì)拆下的零件應(yīng)妥善保管，以免丟失。技術(shù)要求：技術(shù)要求：1.裝配前滾動(dòng)軸承用汽油清洗，其它零件用煤油清洗，箱體內(nèi)不允許有任何雜物存在，箱體內(nèi)壁涂耐磨油油漆；2.齒輪副的側(cè)隙用鉛絲檢驗(yàn)，側(cè)隙值應(yīng)不小于0.14mm；3.滾動(dòng)軸承的軸向調(diào)整間隙均為0.05-0.1mm；被動(dòng)端軸承蓋外徑1044.齒輪裝配后，用涂色法檢驗(yàn)齒面接觸斑點(diǎn)，沿齒高不小于65%，沿齒長(zhǎng)不小于60%；5.減速器剖面分面涂密封膠或水玻璃， 不允許使用任何填料；6.減速器內(nèi)裝L-AN1