鏈板式輸送機傳動裝置_機械設計課程設計

1、機械設計課程設計計算說明書設計題目：鏈板式輸送機傳動裝置材料成型及控制工程專業(yè)專業(yè) 04021201 班設 計 者：王飛指導老師：袁茹2015 年 1 月 20 日星期日西北工業(yè)大學目目錄錄課程設計題目第一部分傳動方案擬定第二部分電動機的選擇第三部分傳動比的分配第四部分傳動參數(shù)計算第五部分傳動零件的設計計算第六部分軸的設計計算第七部分圓錐滾子軸承的選擇及校核計算第八部分鍵聯(lián)接的選擇及校核計算第九部分聯(lián)軸器的選擇第十部分潤滑及密封第十一部分 箱體及附件的結(jié)構設計和選擇參考資料課程設計題目：課程設計題目：設計帶式運輸機傳動裝置（簡圖如下）原始數(shù)據(jù)：輸送鏈的牽引力 F/kN1.5運輸機鏈速 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，工作時有輕微振動，使用期 10 年（每年300 個工作日） ，小批量生產(chǎn)，兩班制工作，輸送機工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為5%。鏈板式輸送機的傳動效率為 0.95。計算與說明計算與說明主要結(jié)果主要結(jié)果第一部分第一部分傳動方案擬定傳動方案擬定傳動方案（已給定） ：外傳動為 V 帶傳動；減速器為一級展開式圓錐齒輪減速器。方案簡圖如下：傳動類別精度結(jié)構及潤滑效率錐齒輪傳動38 級精度開式傳動（脂潤滑）0.940.97（取中間值 0.955）滾動軸承246滾子軸承（油潤滑）0.98V 帶傳動10.96滾子鏈傳動70.96聯(lián)軸器5彈性、齒式

3、0.99第二部分第二部分電動機的選擇電動機的選擇1、電動機類型的選擇： Y 系列三相異步電動機2、電動機功率選擇：a、工作機所需功率：11500 0.71.105210001000 0.95FVpkWb、傳動總效率：3170.96 0.955 0.980.99 0.960.8367所需電動機的功率Pd=1.1 Pw/=1.11.1052/0.8368=1.4824kwc、確定電動機轉(zhuǎn)速：計算鼓輪工作轉(zhuǎn)速：60 10000.7 60 1000133.7579 / min3.14 100Vnrd按推薦的傳動比合理范圍，取圓錐齒輪傳動一級減速器傳動比范圍1i=23。取 V 帶傳動比2i=24，則總傳

4、動比理想范圍為 i=412（mgbniiin） 。綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，選 n=1500r/min 。d、確定電動機型號根據(jù)以上選用的電動機類型，由理論需求電機功率 Pd=1.3839kw 及同步轉(zhuǎn)速， 選定電動機型號 Y90L-4。pw=1.1052kw=0.8367Pd=1.4824kw電動機型號為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算總傳動比及分配各級的傳動比計算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比：i=1400/133.7579=10.46672、分配各構件傳動比：gbiii3、初定

5、減速器內(nèi)的傳動比2i=3，則帶傳動的傳比就為1210.46673.48893iii第四部分第四部分運動參數(shù)及動力參數(shù)計算運動參數(shù)及動力參數(shù)計算1、各軸轉(zhuǎn)速：電動機轉(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：電動機軸：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零件的設計計算傳動零件的設

7、計計算1. 皮帶輪傳動的設計計算皮帶輪傳動的設計計算（1）選擇普通 V 帶截型，由機械設計教程表 6-6 得：3 . 1AK（工時16,輕載啟動）1.3 1.51.95caApK pkw01400 /minnr由機械設計教程圖 6.10 得選擇 Z 型 V 帶（2）確定帶輪基準直徑dd，并驗算帶速為提高 V 帶的壽命，應選取較大的直徑， 故選取：190mmdd 211i(1)3.48889 901 0.01310.8601ddddmm查表應選取2315ddmm軸的實際轉(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）確定帶長和中心矩按設計要求120120.7()2()ddddddadd取0400amm：2210120()21467.812624dddddddLaddmma查表，1540dLmm實際軸間距：001540 1467.8126400436.093722ddLLaamm安裝時所需最小軸間距離：min0.015436.0937 0.015 1540412.9137daaLmm張緊或

9、補償伸長所需最大軸間距離：max0.03436.09370.03 1540482.2937daaLmm(4) 驗算小帶輪包角：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,則小輪基準直徑：dd1=90mm小輪外徑：21294adaddhmm帶輪寬：B=(z-1)e+2f=50mm大輪基準直徑 ：2315ddmm大輪外徑：222319adaddhmm2齒輪傳動的設計計算齒輪傳動的設計計算1、選定精度等級，材料熱處理方式，齒數(shù)初定：1)本運輸機工作速度、功率都不高，選用 7 級精度；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， 初步確定傳動比為 i2=3 則大齒輪齒數(shù) Z2= i2Z1=325=755)此時傳動比2113zuz2、按齒面接觸疲勞強度計算：錐齒輪以大端面參數(shù)為標準值，取齒寬中點處的當量齒輪作為強度計算依據(jù)進行計算。（1）初擬載荷系數(shù) K=1.2，取齒寬系數(shù)L=0.3（2）計算節(jié)錐角1cotcot318.4349arcuarc21909018.434971.5651（3)按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強度極限應以大齒輪材料所決定的許用接觸應力為準,對 45 號鋼,取2230HBS ,大齒輪：lim2539HaMP(4)接觸疲勞強度壽命

12、系數(shù)。取安全系數(shù)1.0Hs 計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)計算接觸疲勞許用應力許用接觸應力：lim/539HHNHaKSMPZ1=25Z2=751u=3(6)按齒面接觸強度設計傳動區(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、按齒根彎曲疲勞強度計算：對小齒輪取1260HBS ,對大齒輪仍用接觸強度時的數(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許用應力： lim11231.077FNFaFFKMPS lim22183.769FNFaFFKMPS110.018 FaFY；220.0215 FaFY兩者相比較可知22 FaFY大，故選其進行校驗：2113221241.605(1 0.5)1 FaLRFkTYmZu4、確定模數(shù)：綜上所述 ,應取模數(shù)較大值2.5m 5、齒輪參數(shù)計算：兩齒輪的當量齒數(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ha(mm)2.5m=2.5齒根高hf(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計計算軸的設計計算輸入軸的設計計算1、按照扭轉(zhuǎn)強度初定直徑選用 45 號鋼作為軸的材料，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因鍵槽對軸強度的削弱以及帶輪對小軸有較大的拉力，我們選擇小軸最小徑20dmm。2、輸入軸的結(jié)構設計( 1 )軸上零件的定位，固定和裝配( 2 )確定軸各段直徑和長度段：d1=20mm長度取 L1=55mmA 型平鍵：鍵長 45mmb=h=6mm段：d2

16、=25mm長度取 L2=39mm段：d3=35mm 長度取 L3=20mm 用來和軸承進行過度配合，初選用 30206 型圓錐滾子軸承。段：d4=28mm 長度為 L4=43mm段：d5=35mm 長度為 L5=25mm 用來和軸承進行過度配合，初選用 30207 型圓錐滾子軸承。段：齒輪部分3、輸出軸的設計計算(1)按照扭轉(zhuǎn)強度初定直徑選用 45 號鋼最為軸的材料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)構設計( 1 )軸上零件的定位，固定和裝配

17、( 2 )確定軸各段直徑和長度段: d1=28mm、 長度取 L1=60mm， 與聯(lián)軸器相連。A 型平鍵：鍵長 50mmb*h=8*7段: d2=32mm 長度取 L2=33mm。段: d3=35mm 長度取 L3=38mm 用來和軸承進行過度配合，初選用 30207 型圓錐滾子軸承。段：d4=40mm 長度為 L4=82mm，定位。段：d5=37mm 長度為 L5=42mm，與大齒輪配合。A 型平鍵：鍵長 36b*h=10*8VI 段：d6=35mm 長度為 L6=31mm，和軸承進行過度配合,初選用 30207 型圓錐滾子軸承。( 3 )軸強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，扭矩可以認為按脈動循環(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算圓錐滾子軸承的選擇及校核計算由于軸承會受到較大的軸向力，故選擇圓錐滾子軸承。對于從動軸，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 基本額定動載荷54.2CkN故查表得10.4X ，11.6Y ，20X ,21.6Y 則當量動載荷,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 的受力大小驗算661110()7.36 1060hCLhnP因軸承預計壽命 L=1030016=48000h，故hLL，滿足要

20、求。第八部分第八部分鍵聯(lián)接的選擇及校核計算鍵聯(lián)接的選擇及校核計算（1）帶輪與輸入軸所用鍵的校核軸徑28dmm，軸長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 號鋼，選用較小的材料做為計算，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 號鋼，所以抗壓需用應力是： 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 號鋼，選用較小的材料做為計算，即 50 60bsMpa3446.7625bsbsTMPadhl，滿足強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滑及密封潤滑及密封齒輪的潤滑齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于低

22、速級周向速度為 1.54m/s，為錐齒輪傳動，浸油高度應沒過大錐齒輪齒寬，至少應沒過 1/2 齒寬， 齒頂距箱底至少 30mm,這里為設計為45mm。選用 CKC150 潤滑油。軸承的潤滑軸承的潤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，因此選用脂潤滑方式。脂潤滑具有形成潤滑膜強度高，不容易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當長一段時間，也有利于傳動裝置的 維 護 。 選 用 ZL-2 號 通 用 鋰 基 潤 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)構簡單，摩擦較大，易損耗，應注意及時更換。第十一部分第十一部分 箱體及附件的結(jié)構設計和選擇箱體及附件的結(jié)構設計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 滑油鋰基潤滑脂氈圈油封箱 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軸承旁凸臺半徑14凸臺高度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、放油孔及放油螺塞、起吊裝置等等。箱體 加工工藝路線：鑄造毛坯時效油漆劃線粗精加工基準面粗、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。減速器的裝拆順序及注意事項 ：箱體和箱蓋通過螺栓連接，拆下螺栓即可將箱蓋取下，對于兩軸系零件，整個取下該軸

25、，即可一一拆下各零件。其它各部分拆卸比較簡單。 拆卸零件不要用硬東西亂敲，以防敲毛敲壞零件，影響裝配復原。對于不可拆的零件，如過渡配合或過盈配合的零件則不要輕易拆下。對拆下的零件應妥善保管，以免丟失。技術要求：技術要求：1.裝配前滾動軸承用汽油清洗，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，側(cè)隙值應不小于0.14mm；3.滾動軸承的軸向調(diào)整間隙均為0.05-0.1mm；被動端軸承蓋外徑1044.齒輪裝配后，用涂色法檢驗齒面接觸斑點，沿齒高不小于65%，沿齒長不小于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