鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)傳動設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 題 目：鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 系：機(jī)電與信息工程學(xué)院 班 級：11機(jī)械卓越班 學(xué) 號：21106071013 姓 名：郭兵紅 指導(dǎo)教師：褚園 完成時間：2013-01-02目錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)32 電動機(jī)的選擇53 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算74 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算155 滾動軸承的選擇及校核計(jì)算196 鍵聯(lián)接的選擇及其校核計(jì)算217 減速箱的潤滑方式和密封種類的選擇228 箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)239 減速器附件的選擇2410 設(shè)計(jì)小結(jié)2511 參考資料26 一.設(shè)計(jì)任務(wù) 題目：設(shè)計(jì)一用于鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)上的直齒圓柱齒輪減速器。工作平穩(wěn)，經(jīng)常滿載，兩班制工作，引鏈容許速度誤差為5。減速

2、器小批生產(chǎn)，使用期限年。（主要設(shè)計(jì)一對直齒輪和鏈傳動），見下圖11、總體布置簡圖 電動機(jī)聯(lián)軸器鏈傳動鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)直尺圓柱齒輪圖12、原始數(shù)據(jù)（所選題號-五8） 已知條件：拽引鏈拉力F=12500N 拽引鏈速度V=0.42m/s 拽引鏈鏈輪齒數(shù)Z=8 拽引鏈鏈節(jié)距p=80mm3、傳動方案的分析 本傳動裝置傳動比不大，采用二級傳動。在電動機(jī)與鏈傳動之間布置一臺兩級直齒圓柱齒輪減速器。4、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.電動機(jī)的選擇與運(yùn)動參數(shù)計(jì)算 2.圓柱齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算 3.軸的設(shè)計(jì) 4.滾動軸承的選擇 5.聯(lián)接件、潤滑密封和聯(lián)軸器的選擇與校核 6.機(jī)體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì) 7.繪制裝配圖及零件工作圖 8.設(shè)計(jì)計(jì)算說明

3、書的編寫5. 設(shè)計(jì)任務(wù) 1.減速器總裝配圖一張 2.單級減速器低速軸零件圖一張 3.設(shè)計(jì)說明書一份6、 設(shè)計(jì)進(jìn)度 第一階段：總體計(jì)算和傳動件參數(shù)計(jì)算 第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計(jì) 第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制 第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說明書的編寫二、電動機(jī)的選擇1） 電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇：選擇Y系列三相異步電動機(jī)，此系列電動機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械。 2）計(jì)算和選擇電動機(jī)的容量1、求工作機(jī)的所需功率：式中 工作機(jī)構(gòu)的效率（含卷筒及軸承的效率）。由手冊查得：-

4、+，則=0.980.96=0.94。 2、 工作機(jī)所需要的有效功率為電動機(jī)輸出軸與減速器輸入軸間聯(lián)軸器的傳動效率，??；一對滾動軸承的傳動效率，取（球軸承）；一對閉式圓柱齒輪的傳動嚙合效率，當(dāng)齒輪精度為8級（不含軸承效率）稀油潤滑時??；鏈傳動效率，取=0.97。則 傳動系統(tǒng)的總效率 查手冊Y系列三相異步電動機(jī)型號與技術(shù)數(shù)據(jù)表選取電動機(jī)的額定功率為 3）電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇和型號的確定： 根據(jù)電動機(jī)的有關(guān)知識可知：通常設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先考慮選擇同步轉(zhuǎn)速為1500r/min或1000r/min的電動機(jī)。根據(jù)電動機(jī)所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查Y系列三相異步電動機(jī)型號與技術(shù)數(shù)據(jù)表可知，電動機(jī)型號為Y132M-4或Y160

5、M-6?，F(xiàn)將此兩種電動機(jī)的數(shù)據(jù)列于下表中：電動機(jī)型號額定功率/kW同步轉(zhuǎn)速/(r/min)滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)N·mN·mY132M-47.515001 4402.22.2Y160M-67.510009702.02.0查表可知，電動機(jī)型號為Y160M-6，低轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩大，價格高。故初選電動機(jī)型號為Y132M-4。查表知，該電動機(jī)中心高H=132mm，軸外伸軸徑為38mm，軸外伸長度為80mm。4）.計(jì)算總傳動比和各級傳動系統(tǒng)的傳動比 1) 由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和拽引鏈轉(zhuǎn)速，求出傳動裝置的總 傳動比i 其中=1440r/min； 2） 分配傳動裝置的傳動比由i=可知，要

6、分配齒輪的傳動比，先確定鏈傳動的傳動比。由于鏈傳動的傳動比i<=6,初步選定=6。根據(jù)指導(dǎo)書取i齒=6（為減少誤差，取整）5）.傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算 1、各軸轉(zhuǎn)速：2、各軸的輸入功率：3、各軸轉(zhuǎn)矩三傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1.減速器外部傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算鏈傳動的設(shè)計(jì)1、選定鏈輪齒數(shù)初步假設(shè)鏈速v<0.63m/s，由表8-8查得小齒輪的齒數(shù)，取=19，根據(jù)初步選定的鏈傳動比=6，所以 （<=120合適）2、根據(jù)實(shí)用功率曲線，選鏈條型號初定中心距，；鏈節(jié)數(shù)為取=162節(jié)。由于中心距可調(diào)，可不算實(shí)際中心距。估計(jì)，鏈條鏈板可能產(chǎn)生疲勞破壞，查書查得=1.11，查得（初取單排鏈），=

7、1.0，。該鏈條在實(shí)驗(yàn)條件下所需傳遞的功率按圖9-11得=5.04kw，=40r/min,選取鏈條型號為20A，p=31.75mm，且與的交點(diǎn)在曲線頂點(diǎn)左側(cè)，確系鏈板疲勞破壞，估計(jì)正確。1 校核鏈速2 計(jì)算鏈長和中心距鏈長 L=中心距調(diào)整量 3 計(jì)算作用在軸上的軸壓力工作拉力在軸上 F=1000P/v=1000*5.59/0.40=13975N作用在軸上的壓軸力 計(jì)算結(jié)果：鏈條型號16A1×162 GB/T 124319973、鏈輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)A滾子鏈輪主要尺寸計(jì)算由于低速軸最小軸徑為35mm，所以小鏈輪的輪轂直徑，滾子鏈鏈號為20A，查表91得：節(jié)距p=31.75mm，排距,d1=19

8、.05 .根據(jù)上述計(jì)算，鏈節(jié)數(shù)為162，,滾子鏈主要尺寸計(jì)算公式：分度圓直徑 齒頂圓直徑分度圓齒高h(yuǎn)a/mm齒根圓直徑齒側(cè)凸緣（或排間槽）直徑/mm (h2為內(nèi)鏈板高度) B. 滾子鏈鏈輪齒槽形狀計(jì)算最大齒槽形狀齒面圓弧半徑 齒溝圓弧半徑齒溝角（°）最小齒槽形狀齒面圓弧半徑 齒溝圓弧半徑齒溝角（°）2.減速器內(nèi)部傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中的一級直齒圓柱齒輪減速器是一級減速器中最簡單的一種，由于工作載荷不大，故高速軸和低速軸均采用直齒圓柱齒輪，且設(shè)計(jì)中的減速器為一般用途減速器，故選用軟齒面齒輪傳動。 已知輸入功率，小齒輪的轉(zhuǎn)速，使用年限為5年，兩班制。1. 高速級直齒

9、輪傳動設(shè)計(jì)（1） 選擇材料。查表10-1，小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)處理，；大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，計(jì)算時取，。（二者材料硬度差，合適）（2） 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)由式 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。齒寬系數(shù)。查課本表10-4知，軟齒面、非對稱布置取。齒數(shù)比u：對減速運(yùn)動。載荷系數(shù)K：初選（直齒輪、非對稱布置）。確定許用接觸應(yīng)力由式 a. 接觸疲勞極限應(yīng)力由圖10-254查得， ，（按圖中MQ查值）。b.安全系數(shù)查課本取。c.壽命系數(shù)。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，式中 , , 查圖10-22 10-23得，（均按曲線1查得）故 計(jì)算小齒輪分度圓直徑初步確定主要參數(shù)a. 選取齒數(shù)。取.b. 計(jì)算法向模數(shù)。選取標(biāo)準(zhǔn)

10、模數(shù)。c. 計(jì)算分度圓直徑 。 （合適）。d. 計(jì)算中心距a。a=1/2()=1/2(60+360)=210mme. 輪齒寬度。.（3） 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度由課本式(10-10) 彈性系數(shù) 查得，。節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)。 查得，。 重合度系數(shù)。由故 載荷系數(shù)K。a. 使用系數(shù) 查得。b.動載系數(shù)。由查圖10-8，（初取C=8級精度）。c.齒向載荷分布系數(shù)，按調(diào)質(zhì)齒輪、8級精度，非對稱布置，裝配時不作檢驗(yàn)調(diào)整，可得 d.齒間載荷分配系數(shù)。先求 由由前可知 ，所以故 驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 (4)驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由式 由前已知：。載荷系數(shù)K。a. 使用系數(shù)同前，即。b.動載系數(shù)同前，即。c.齒向載荷分布系

11、數(shù) ， 當(dāng) 時，查出d.齒間載荷分配系數(shù)由，查表知，又由 ，得。故 齒形系數(shù)。由，查圖10-17得 齒根應(yīng)力修正系數(shù)。由，查圖10-18，得 重合度系數(shù)。由前可知：。許用彎曲應(yīng)力。由式 a.彎曲疲勞極限應(yīng)力。 查得。b.安全系數(shù)。取。c.壽命系數(shù)。由，查圖10-22， 得 d.尺寸系數(shù)。由，查表得 。則 驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度故彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。（5） 確定齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸分度圓直徑 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒寬 取。中心距 四 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇軸的材料和熱處理采用45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，查機(jī)械設(shè)計(jì)P358表151，得其許用彎曲應(yīng)力，查表15-3得：。（2） 初步計(jì)算軸的直徑由前計(jì)算

12、可知：P2=5.70KW,n2=40r/min計(jì)算軸徑公式：即：其中，A取112。 考慮到有一個鍵槽，將該軸徑加大5%，則 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（軟件2008版）軸伸直徑，取d2=61mm（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件得安裝和固定要求，并考慮配合高速軸的結(jié)構(gòu)，初步確定低速軸的結(jié)構(gòu)。設(shè)有6個軸段。1段： 此段裝聯(lián)軸器。裝聯(lián)軸器處選用最小直徑d1=60mm，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（軟件2008版），選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，其軸孔直徑為60mm，軸孔長度為84mm。根據(jù)聯(lián)軸器的軸孔長度，又由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（軟件2008版），取軸伸段（即1段）長度L182mm。2段：查機(jī)械設(shè)計(jì)，取軸肩高度h為1.5mm，則,此軸段一

13、部分長度用于裝軸承蓋，一部分伸出箱體外。3段：取軸肩高度h為1mm，則。此段裝軸承與套筒。選用深溝球軸承。查機(jī)械設(shè)計(jì)表13-1，此處選用的軸承代號為6213，其內(nèi)徑為65mm，寬度為23mm。為了起固定作用，此段的寬度比軸承寬度小12mm。取套筒長度為10mm，則此段長L3=（23-2）+10+2=33mm。4段：此段裝齒輪，取軸肩高度h為2.5mm，則d4=d3+2h=mm。因?yàn)榇簖X輪的寬度為55mm，則L4=55-2=53mm5段：取軸肩高度h為2.5mm，則d5=d4+2h=75mm，長度與右面的套筒相同，即L5=10mm。6段：此段裝軸承，選用的軸承與右邊的軸承一致，即d6=65mm，

14、L621mm。由上可算出，兩軸承的跨度97mm低速軸的軸段示意圖如下：(4) 按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算A、圓周力: B、徑向力： ）求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ)由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為受力圖：）截面C在水平面上彎矩為：）合成彎矩為：）轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪力按脈動循環(huán)變化，取=0.6，截面C處的當(dāng)量彎矩：)校核危險截面C的強(qiáng)度 軸上合成彎矩最大的截面在位于齒輪輪緣的C處，W0.1d43所以軸強(qiáng)度足夠。 做出軸上各段受力情況及彎矩圖（5）確定滾動軸承的潤滑和密封由于軸承周向速度為1m/s <2m/s，宜用軸承內(nèi)充填油脂來潤滑。滾動軸承外側(cè)的密封采用凸緣式軸承蓋和

15、氈圈來密封。（6）回油溝 由于軸承采用脂潤滑，因此在箱座凸緣的上表面開設(shè)回油溝，以提高箱體剖分面處的密封性能。（7）確定滾動軸承在箱體座孔中的安裝位置因?yàn)檩S承采用脂潤滑，那么可取軸承內(nèi)側(cè)端面到箱體的距離為10mm，并設(shè)置封油盤，以免潤滑脂被齒輪嚙合時擠出的或飛濺出來的熱油沖刷而流失。 ( 8 ) 確定軸承座孔的寬度L ，為箱座壁厚，為箱座、箱蓋連接螺栓所需的扳手空間，查機(jī)械基礎(chǔ)表19-1得，取8mm，C118mm，C216mm，L8+18+16+850mm。（9）確定軸伸出箱體外的位置采用凸緣式軸承蓋，LH3型彈性柱銷聯(lián)軸器，高速軸軸承蓋所用螺栓采用規(guī)格為GB/T5782 M630，低速軸采用

16、螺栓采用規(guī)格為GB/T5782 GB/T5782M835為了方便在不拆卸外接零件的情況下，能方便拆下軸承蓋，查機(jī)械基礎(chǔ)附錄33，得出A、B的長度，則：高速軸：L1>(A-B)=35-23=12mm；低速軸：L2>(A-B)=45-38=7mm由前設(shè)定高速軸的L=80mm，低速軸的可知，滿足要求。 ( 10) 確定軸的軸向尺寸低速軸（單位：mm）：各軸段直徑D1D2D3D4D5D6606365707565各軸段長度L1L2L3L4L5L68210533531021五、滾動軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命Lh=5×365×12=21900小時（1）高速

17、軸承的校核選用的軸承是6308深溝型球軸承。軸承的當(dāng)量動負(fù)荷為 由機(jī)械設(shè)計(jì)P321表136查得，fd1.21.8，取fd=1.2。因?yàn)镕a1=0N，F(xiàn)r1= 663.76N，則 查機(jī)械設(shè)計(jì)P321表135得，X= 1，Y= 0 。查機(jī)械設(shè)計(jì)p320表13-3得：ft=1 查機(jī)械設(shè)計(jì)p319得：深溝球軸承的壽命指數(shù)為3 ；查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（軟件2008版）得：Cr= 40.8KN；則 所以預(yù)期壽命足夠，軸承符合要求。（2）低速軸承的校核選用6213型深溝型球軸承。軸承的當(dāng)量動負(fù)荷為由機(jī)械基礎(chǔ)P407表186查得，fd1.21.8，取fd=1.2。因?yàn)镕a2=0N，F(xiàn)r2=678.35N，則 查機(jī)械

18、基礎(chǔ)P407表185得，X=1，Y=0。查機(jī)械設(shè)計(jì)P320表13-4得：ft=1 ；查機(jī)械設(shè)計(jì)P321得：深溝球軸承的壽命指數(shù)為3;查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（軟件2008版）得：Cr=57.2KN；則所以預(yù)期壽命足夠,軸承符合要求。六、鍵聯(lián)接的選擇及其校核計(jì)算（1）選擇鍵的類型和規(guī)格 軸上零件的周向固定選用A形普通平鍵，聯(lián)軸器選用B形普通平鍵。 高速軸（參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（軟件2008版）平鍵：根據(jù)連接處的軸徑35mm，軸長為80mm，查得鍵的截面尺寸b10mm ，h8mm 根據(jù)輪轂寬取鍵長L60mm 高速齒輪是與軸共同制造，屬于齒輪軸。 低速軸：根據(jù)安裝齒輪處軸徑，查得鍵的截面尺寸，根據(jù)輪轂寬取鍵長L=

19、L4-5=47mm根據(jù)安裝聯(lián)軸器處軸徑，查得鍵的截面尺寸b*h=18*11，取鍵長L=72mm。（2）校核鍵的強(qiáng)度 高速軸軸端處的鍵的校核：鍵上所受作用力： ）鍵的剪切強(qiáng)度 鍵的剪切強(qiáng)度足夠。）鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度 鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度足夠。 低速軸兩鍵的校核低速軸裝齒輪軸段的鍵的校核：鍵上所受作用力： ）鍵的剪切強(qiáng)度 鍵的剪切強(qiáng)度足夠。）鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度足夠。B、低速軸軸端處的鍵的校核：鍵上所受作用力 ： ）鍵的剪切強(qiáng)度鍵的剪切強(qiáng)度足夠。）鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度足夠。3、聯(lián)軸器的扭矩校核低速軸：選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（軟件2008版）P484附錄33，得許用轉(zhuǎn)

20、速n3800r/min則 n2240r/min<n所以符合要求。七、減速箱的潤滑方式和密封種類的選擇1.潤滑方式的選擇在減速器中，良好的潤滑可以減少相對運(yùn)動表面間的摩擦磨損和發(fā)熱，還可起到冷卻散熱防銹沖洗金屬磨粒和降低噪聲的作用，從而保證減速器的正常工作及壽命。齒輪圓周速度：高速齒輪V1=d1n1/(60×1000)=3.14×60×240/(60×1000)=0.754m/s<2m/s低速齒輪 V2=d2n2/(60×1000)=3.14×360×40/(60×1000)0.754 m/s<2m

21、/s由于V均小于2m/s，而且考慮到潤滑脂承受的負(fù)荷能力較大、粘附性較好、不易流失。所以軸承采用脂潤滑，齒輪靠機(jī)體油的飛濺潤滑。2.潤滑油的選擇由于該減速器是一般齒輪減速器，故選用N200工業(yè)齒輪油，軸承選用ZGN2潤滑脂。3.密封方式的選擇輸入軸和輸出軸的外伸處，為防止?jié)櫥饴┘巴饨绲幕覊m等造成軸承的磨損或腐蝕，要求設(shè)置密封裝置。因用脂潤滑，所以采用毛氈圈油封，即在軸承蓋上開出梯形槽，將毛氈按標(biāo)準(zhǔn)制成環(huán)形，放置在梯形槽中以與軸密合接觸；或在軸承蓋上開缺口放置氈圈油封，然后用另一個零件壓在氈圈油封上，以調(diào)整毛氈密封效果，它的結(jié)構(gòu)簡單。所以用氈圈油封。 八、箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 箱座壁厚=1

22、0mm 箱座凸緣厚度b=1.5 ,=15mm 箱蓋厚度=8mm 箱蓋凸緣厚度=1.5 ,=12mm箱底座凸緣厚度=2.5 ,=25mm ,軸承旁凸臺高度h=45，凸臺半徑R=20mm 齒輪軸端面與內(nèi)機(jī)壁距離=18mm 大齒輪頂與內(nèi)機(jī)壁距離=12mm 小齒端面到內(nèi)機(jī)壁距離=15mm 上下機(jī)體筋板厚度=6.8mm , =8.5mm 主動軸承端蓋外徑=105mm 從動軸承端蓋外徑=130mm地腳螺栓M16，數(shù)量6根9、 減速器附件的選擇 名稱功用數(shù)量材料規(guī)格螺栓安裝端蓋12Q235M6×16GB 57821986螺栓安裝端蓋24Q235M8×25GB 57821986銷定位235A6×40GB 1171986墊圈調(diào)整安裝365Mn10GB 931987 螺母安裝3M10GB 61701986油標(biāo)尺測量油面高度1組合件通氣器透氣1十、設(shè)計(jì)小結(jié)機(jī)械課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)機(jī)械課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次