懸掛式輸送機傳動裝置設計說明

1、目錄1. 設計目的及要求 22. 傳動設計方案 33. 電機選擇 44. 傳動比分配計算 55. 鏈傳動設計 66. 齒輪設計 77. 聯(lián)軸器選擇 128. 軸的設計計算 139. 鍵連接的校核 2810. 減速器附件設計 2911. 減速器潤滑及密封 3012. 其他技術說明 31一、課題：懸掛式輸送機傳動裝置設計（一）課程設計的目的1）通過機械設計課程設計，綜合運用機械設計課程和其它有關選修課程的理論和生產(chǎn)實際知識去2）分析和解決機械設計問題，并使所學知識得到進一步地鞏固、深化和發(fā)展。3）學習機械設計的一般方法。通過設計培養(yǎng)正確的設計思想和分析問題、解決問題的能力。4）進行機械設計基本技能

2、的訓練，如計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)。（二）已知條件1）機器功用通過生產(chǎn)線中傳送半成品、成品用，被運送物品懸掛在輸送鏈上2）工作情況單向連續(xù)傳動，輕度震動；3）運動要求輸送鏈速度誤差不超過 5%;4）使用壽命 8年，每年350天，每天工作16小時；5）檢修周期一年小修，三年大修；6）生產(chǎn)批量中批生產(chǎn)7）生產(chǎn)廠型中、大型通用機械廠8）主動星輪圓周力：7KN9）主動星輪速度：0.9m/s10）主動星輪齒數(shù)：711）主動星輪節(jié)距：86mm（三）設計容1）電動機選型2）鏈傳動設計3）聯(lián)軸器選型設計4）減速器設計5）其他E1:二級展開式圓柱齒輪傳動計算及說明 、傳動方案設計傳動系統(tǒng)方案

3、的擬定。懸掛式輸送機傳動系統(tǒng)設計方案如圖所示1-輸送鏈；2-主動星輪；3-鏈傳動4-減速器；5-電動機1. 根據(jù)主動星輪的速度和主動星輪節(jié)距可得星輪轉(zhuǎn)速nv 60 1000n= 0.9 x 60 x 1000/7/86=89.7r/minz pP=Fv=7 0.9=6.3kw準備選用1500r/min的丫型系列電動機2. 為加工方便采用水平剖分式3. 由于傳遞功率不大，故軸承采用球軸承4. 考慮到高速級轉(zhuǎn)速較高，采用圓柱斜齒輪，使傳動平穩(wěn)；電動機和輸入軸之間采用 H型彈性塊聯(lián)軸器（TB/T5511-1991）、 電動機的選擇（一）電動機輸出功率計算已知工作機的阻力F和速度v，則工作機輸入功率P

4、 :P 0= Fv /1000 h式中 F= 7kN= 7000N, v = 0.9m/s，h = h1h2hfh4 0鏈傳動效率1 = 0.96，角接觸球軸承效率2 = 0.99 ,，閉式圓柱齒輪嚙合效率h3 = 0.97 （按8級精度），聯(lián)軸器h4=0.99。把上述值代入后得:7000z 0.91000 創(chuàng)0.96 0.993 創(chuàng)0.972 0.99=7.33kW=0.96倉創(chuàng)0.993 0.99? 0.972=0.86（二）確定電動機型號1. 考慮到生產(chǎn)線上有時會出現(xiàn)過載現(xiàn)象，為了使輸出鏈正常運轉(zhuǎn)而不影響生產(chǎn)效率，取K（功率儲備系數(shù)）=1.3I所以，p=k p=9.52kW2. 查表16

5、-2，得，選Y系列1500r/min的電動機，具體牌號為：Y160M-41）額定功率p=11kw2）滿載轉(zhuǎn)矩 nH=1460r/mi n3）輸出軸直徑D=42mm4）中心高H=160mm5）軸延伸尺寸 D*E=42*110=4620mm傳動比分配1）、計算總傳動比i在上面已經(jīng)確定了 電機滿載轉(zhuǎn)速為nd=1440r/mi n。ng=6創(chuàng)1000 v/PZ= 60創(chuàng)1000 0.9/86? 789.7r / min傳動裝置的總傳動比i為i = nd = 1460/89.7=16.28ng2）、傳動比的分配i總=i2 ? i 23 x 2.5而設高速級傳動比是低速級的1.3倍，即：i12= 1.3?

6、 i 23，得i23 = 2.24i12= 2.91 5、計算傳動1）、各個參數(shù)說明:n2I、II、III軸的轉(zhuǎn)速（r/min ）R、B、p3I、II、山軸的輸入功率（kW）T1、T2、T3i、ii、山軸的輸入轉(zhuǎn)矩（N m）Po電動機實際輸出功率（kW ）n 電動機滿載轉(zhuǎn)（/麗門）2）、各個軸轉(zhuǎn)速的計算：n, = ng /i0 = 1460/1 = 1460 r/minn2= n,/i12= 1460/2.91= 501.72 r/minn3= n, /i23 = 504.72/2.24= 223.98 r/min3）、各個軸功率的計算:p =Ph4h2 =:9.5200.990.99= 9.

7、33( kW)P2 =:Rh2h3 =:9.33創(chuàng)0.990.97= 8.96(kW)F3 =p2h2h3 ：=8.96 創(chuàng)0.990.97= 3.684(kW)4)、各個軸扭矩的計算h= 9550F1 / n. = 61.03(N.m)T2 = 9550F2 / n, = 170.55(N.m)T3= 9550F3 / ns = 366.86( N.m)將以上數(shù)據(jù)列表如下:軸號轉(zhuǎn)速n功率P輸出轉(zhuǎn)矩T傳動比i電機軸14609.5261. 031軸114609.3361.032.91軸2501.728.96170.552. 24軸3223.988.26366.682.5主動星輪軸89.598.2

8、6880.49裝置的運動和動力參數(shù)三、傳動件設計計算（一）鏈傳動設計P3=8.26 KWn3=223.98r/min已知條件：i3= 2.5T3= 366.68N?m1.選擇鏈輪齒數(shù)z、z2小鏈輪齒數(shù)估計鏈速為0.6 8m/s,由表5.3取19大鏈輪齒數(shù)Z2=iz 1=2.5 x 19=47.5取奇數(shù)為472.確定鏈節(jié)數(shù)Lp初取中心距a040 p，則鏈節(jié)數(shù)為Z221 2a。 Z1Lpp2pZ2Z1a22? 40 p +P3.1939+ p (39-19)2= 113.49240p 2p取Lp=114節(jié)確定鏈節(jié)距p 載荷系數(shù)Ka=1小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz =1多排鏈系數(shù)Km =1鏈長度系數(shù)Kl =1

9、.1k p由式F0 ?A8.51 KWKzKlKm根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速和p0，查圖5-12，確定鏈條型號選16A單排鏈 P=25.4mm4.確定中心距apa =( Lp -4=1022.43Z1 + Z2. Z1+Z2 . 2 c / Z2 - Z1 2 _(Lp- 2 ) - 8( 2p )5. 驗算鏈速vv 二一ZiniP = 1.80m/s60 10006. 計算壓軸力Q鏈條工作拉力F = 1000P/v= 4778N壓軸力系數(shù)Kq Kq 1.2由式5-13 壓軸力Q = KqF = 5733N(二)圓柱齒輪傳動設計計算1.高速級圓柱齒斜輪設計及計算1) 選擇齒輪材料，確定許用應力小齒輪 40

10、Cr調(diào)質(zhì)：(HBS1 260HBS)大齒輪45正火： (HBS2 210HBS)H lim zHZN其計算公式為：SH min接觸疲勞極限Hlim :2h lim1 700N / mm2Hum2550N / mm接觸強度壽命系數(shù)Zn應用循環(huán)次數(shù)N:M = 6(創(chuàng)h j? 1.3?1(fN2= N1 /i = 6.13? 108Zn1 = 1ZN2 = 1接觸強度最小安全系數(shù)：SH min 1，則sH1= 700?1/1 70CN/mmisH2= 550? 1/1 550N/mm2許用彎曲應力 F : Sf= SLYnYxSF min彎曲疲勞強度極限 Flim，雙向傳動乘0.7,2Fiimi37

11、8N / mm2F|im2 294 N / mm彎曲強度壽命系數(shù)丫N查（機械設計課本）圖6- 8YN1 YN 21彎曲強度尺寸系數(shù)Yx查（機械設計課本）圖6- 9Yx 1彎曲強度最小安全系數(shù)：SFmin 1.4則：Sf1= 378創(chuàng)創(chuàng) 1/1.4= 270sF2= 294創(chuàng) 1 1/1.4 = 2100.0130.022 * R/q，估取圓周速度4m/ s,2）、齒面接觸疲勞強度設計計算確定齒輪傳動精度等級，按d1小輪分度圓直徑d12豐2K（u 1）斗ydu齒寬系數(shù)d .8按齒輪相對軸承為非對稱布置小輪齒數(shù)z,在推薦值2040中選z1 = 29大輪齒數(shù)Z2:z2 = iz1 = 2.91? 2

12、784.39圓整取85齒數(shù)比uu = z2 / z1 = 85/29 = 2.93傳動比誤差Du/u :D u / u = 0.0068 0.05小輪轉(zhuǎn)矩Tl :T1 = 261028N gmm初選=12載荷系數(shù)K：KKaKvK KKa 使用系數(shù)kA 1.25Kv 動載系數(shù)由推薦值1.051.4取 Kv1.2K 齒間載荷分配系數(shù)由推薦值1.01.2取K K 齒向載荷分布系數(shù)由推薦值1.01.2取K行載荷系數(shù)kK= KAK/KaKb 1.1?1.1 1.82材料彈性系數(shù)ZeZE 189&N/mm2節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZhZ h 2.45螺旋角系數(shù)Zb =、cosb = 0.990.87,故重合度系數(shù) Z

13、, 由推薦值 0.850.92, 取門 驏89.8創(chuàng)2.45 0.78創(chuàng)0.99 22 1.81? 26790 3.43 1di 炒3?T ?桫5500.83.43=52.75齒輪模數(shù)mm= a ? coSd / z 1.78mm按表6.6圓整m= 2mm標準中心距aa= ntz + ZJ/QcoSo)二 116.55圓整后?。篴 = 117 mm分度圓螺旋角：arccos(mn (Z| z2) /2a)=13度小輪分度圓直徑d1 :d1 = mz / cosb = 59.53齒寬bb=ydC! = 42.42mm 取整后：b=42大輪齒寬5 :b2b小輪齒寬b1 :bi = b2 +(510

14、)= 50 mm3）、齒根彎曲疲勞強度校核計算由（機械設計課本）式 6- 10FaYsaYeYbbd1mSf當量齒數(shù)ZvZV1 =乙 / cos3 b = 28.563ZV2 = Z2 / cos b = 83.55齒形系數(shù)YFa小輪 YFai= 2.53大輪 YFa2 = 2.21應力修正系數(shù)YSa小輪 YSa1= 1.62大輪&=1.78重合度乙(ta n a1tan t)Z2(tan a2 tan J解得： ea = 1.58重合度系數(shù)Y 0.25 0.75/解得：Ye = 0.725故 sF1 = 112.28J / mm2Sf2 = 122.49N / mm4) 、齒輪其他主要尺寸計

15、算大輪分度圓直徑d2 :d2 = mz2 /cosb = 174.47mm根圓直徑df :df1 = d|- 2hf = 54.53mmdf2= d2 - 2hf = 169.47hm頂圓直徑dadai = di + 2ha = 63mmda2 = d2 + 2ha = 178.47mm5）、低速級圓柱齒輪幾何參數(shù)低速級：選擇圓柱直齒輪般機器，速度不高，選用8級精度1.選材齒輪材料，確定許用應力（1）（GB10095-88）小齒輪材料：40Cr（調(diào)質(zhì)處理）HBS 260大齒輪材料：45 （正火處理）HBS 210許用接觸應力，由式 6-6 , h Hmin ZnSH min小齒輪的接觸疲勞強度

16、極限Hlim1 =700MPa.大齒輪接觸疲勞強度極限H lim 2 =550MPa.接觸疲勞壽命系數(shù)Zn 應力循環(huán)次數(shù)N由式6-7N1 = 60 n2 jLH =1.37? 109N8N2 =1 = 6.13? 108i查圖6-5得ZN1ZN2接觸強度最小安全系數(shù)SH minH170011700N/ mmH255011550N/ mm則h550N /mm許用彎曲應力計算f由式fJlim YnYxSF lim彎曲疲勞極限 Flim =378彎曲疲勞壽命系數(shù) Yn =1彎曲強度尺寸系數(shù)Yx =1彎曲強度最小安全系數(shù)SF lim - =1.4Sfi= 378創(chuàng)1 1/1.4 = 270N/mm2s

17、F2= 294創(chuàng)1 1/1.4 = 210N /mm22.齒面接觸疲勞強度設計計算1= 3m / s確定齒輪傳動精度等級，按V1 (0.0130. 022)n?3P/ n?估取圓周速度v小輪分度圓直徑d1d12u 1 2KT1u齒寬系數(shù) d查表6.9,按齒輪相對軸承位非對稱布置取0.8小輪齒數(shù)乙 在推薦值20-40中選取27大輪齒數(shù)Z2 Z2=i乙=60.48 圓整為61齒數(shù)比 u u= z2/n= 2.26傳動比誤差 Dm/m= 0.0088 d2且符合標準軸承徑。查 GB/T292-1994,軸承暫選型號為 7209C,b3=36 mm軸承潤滑方式選擇：45d3n14514606.5710

18、 mm r / min m2)按彎扭合成強度校核軸的強度當量彎矩MCaM2T2 ,取折合系數(shù)0. 6,則齒寬中點處當量彎矩Mca2 = 579202+ 241402 + (0.6? 61030)264913N?mmb60N / mrn軸的材料45號鋼調(diào)質(zhì)處理.由表8.2查得b 640N / mrn,由表8.7查得材料許用應力由式8-4得軸的計算應力為caMca1wMca1 =0.1d3 -649130.1 473 =4.89 N / mm2該軸滿足強度要求(插)校核軸承R = JR1+ RHT = 554.43N則：、 V 出1R? = 7Rv2 + Rh2 = 1780NSH1 = 0.5R

19、 = 277.2N02= 0.5R2 = 890N角接觸球軸承邊對面安裝SH 1 + Fa = Sh2 = 890Ni. 計算當量動載荷A /Cor = 0.015 ,查表 10.5 并插值計算 e=0.38而 A / R 二 0.5 e 查表并插值 x=0.44 ; y=1.47所以 P1 = fp(xR+ yA1)= 1059.8WA2 / Cor = 0.031 ,查表 10.5 并插值計算 e=0.40而 A2 / R2 e 查表并插值 x=0.44 ; y=1.40fp=1.3所以 P2 = fp(xR2 + yAe) = 2556.97W,計算軸承壽命106 f c由式10-7軸承

20、壽命Lh ()溫度系數(shù)ft=160n P_|6Lh38967h10(1 38500 )360 1460 ( 4327.2 )而三年大修時間Lh 3 350 16 1.68 104h軸承合適中間軸軸2的設計1）、選取45號鋼材作為軸的材料，調(diào)制處2 ）、軸的結(jié)構設計（1）確定各軸段長度和直徑 段 根據(jù)dmin圓整（按照GB5014-85 ,且符合標準軸承徑。查 GB/T292-1994,暫選滾動 軸承型號為 7208C , d1 = 40mm，其寬度 B仁42。軸承潤滑方式選擇： d3? n 40? 501.7220069 SH 2則軸有右移的趨勢，右邊軸承被壓緊則 A2= Shi+ Fa =

21、2188.6NA1 = SH1= 1728Nii. 計算當量動載荷A /Cor = 0.067 ,查表 10.5 并插值計算 e=0.44而 A / Rj e查表并插值 x=0.44 ； y=1.28所以 p1 = fp(xR + yA1)= 4852WA2 / Cor =:0.085 ,查表10.5并插值計算e=0.46而 A2 / R2 e 查表并插值 x=0.44 ； y=1.23fp=1.3所以P2 :=fP(xR2+ yA?) = 5084W,計算軸承壽命106 f c由式10-7軸承壽命Lh (t )溫度系數(shù)ft-60n P=1Lh60(1 368005084)3 = 12598h

22、而1年大修時間Lh = 1創(chuàng)350 16= 5600h軸承合適低速軸：1)確定軸的結(jié)構方案由于是低速級時受力大，考慮使用深溝球軸承，軸承采用脂潤滑方式，這就使用擋油環(huán)。2)確定各軸段直徑和長度1段：安裝 6401軸承d仁50mm b仁52mm2 段：安裝齒輪 d2=55mm,b2=62mm3 段：d3=65mm, b3=8mm4 段：d4=55 mm, b4=30mm;b5=605段：為便于裝拆軸承圈，d3d2且符合標準軸承徑。軸承暫選型號為2410，d5=50mm其寬度mm軸承潤滑方式選擇：5D3? n350? 223.98 11199mm?r / min bsKt =kt= 1.958e

23、t則取較大的：Ks = 2.702Kt = 2.0215）計算安全系數(shù)由式8.13取安全系數(shù)S= 1.5由式8-6s 1Ss = 1= 2.19k s s a + f s s mSt =t - 1= 10.24ktta + f tt mS Ss + St該截面安全。六、鍵的選擇與強度驗算1)高速軸鍵許用擠壓應力p查表3.2得 p =110N/mm2t =85 N / mm2a) 聯(lián)軸器上：由直徑d=32mn選b串h 10? 8 確定鍵長：尺寸系數(shù), 根據(jù)d由圖8-12查得es = 0.84, et = 0.784TdhSp4 倉 U54.16 10330 創(chuàng)7 100=88mmL ? l b

24、= 98mm取 L = 100mm校核鍵:2T2t = 9.85N / mm2 t dLb滿足2）中速軸b） 斜（?。X輪：由直徑 d=44mn選b串h 確定鍵長：12? 8c)4Tl ? 41.5mmdhSpL ? l b = 53.5mm 取 L = 55mm校核鍵:2T2 倉山67.97t =dLb38 創(chuàng)40 10103=21.6N/mm t合格斜（大）齒輪：由直徑 d=44mn選b串h12? 8確定鍵長:4TdhSp4 倉創(chuàng)167.97 10338 創(chuàng)8 100=26.7mmL ? l b = 28.7mm取 L = 30mm校核鍵:2T2t = 22.4 N / mm t dLb滿

25、足3）低速軸16? 10d） 斜（大）齒輪：由直徑 d=55mn選b串h 確定鍵長：4Tl ? 37.6mmdhSpL ? l b = 53.6mm取 L = 56mm2T = dLb =2 倉創(chuàng)520.48 10367 創(chuàng)60 20=11.24 N / mm2 t校核鍵:滿足鏈輪：由直徑d=40mm& b串h 12? 8確定鍵長：4T4 倉山67.97 103l ?= 41.3mmdhsp50 創(chuàng)9 100L ? l b = 53.3mm取 L = 54mm校核鍵:2T2 創(chuàng)167.97 1032t = = = 68N / mm t dLb50 創(chuàng)40 14滿足七、減速器的結(jié)構和附件設計1）

26、減速器的箱體采用鑄造（HT150）制成；2）保證機體有足夠的剛度，在軸承座中加肋，鑄出凸臺，便于軸承座旁的螺栓連接并增加剛度；3）因其傳動件速度小于12m/s，采用浸油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x取為40mm4）機體結(jié)構有良好的工藝性；鑄件壁厚為8,箱圓角半徑為 R=6機體外型簡單，拔模方便。5）箱體底座加工成槽型，減少加工量，并安放穩(wěn)定。附件設計：?觀察孔及觀察孔蓋在機蓋頂部開有觀察孔，檢查傳動零件嚙合、潤滑及齒輪損壞情況，安放觀察孔的地方突出2-4mm以減少加工面；?放油螺塞：放油孔位于油池最底處，箱底切除部分便于鉆孔時防止刀具受力不均，加工不好，安放處突出2-4

27、m m減少加工面，并用油圈加以密封。?油標：油標位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處；油尺安置的部位不能太低，以防油進入油尺座孔而溢出；也不能太高，防止與齒輪發(fā)生碰撞，并考慮銃刀銃 的空間；?通氣器：由于減速器運轉(zhuǎn)時，機體溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達 到體為壓力平衡?啟蓋螺釘：啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋?定位銷：為保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高 定位精度?吊鉤：在機蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運。減速器機體結(jié)構尺寸如下：符號計算

28、公式取值箱座壁厚0.025a3 88箱蓋壁厚1i 0.02a3 88箱蓋凸緣厚度bib| 1.5 i12箱座凸緣厚度bb 1.512箱座底凸緣厚度b2b22.520地腳螺釘直徑dfdf 0.036a12M18地腳螺釘數(shù)目na 1.210齒輪端面與機壁距 離22 10機蓋，機座肋厚葉m2g 0.85 1m 0.8577軸承端蓋外徑D2D2 D + (55.5 ) d3D為軸承外徑102102125軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距 離SS D2盡量靠近，d2不可干涉102102125八、減速器的潤滑與密封1齒輪潤滑齒輪速度小于12m/s，采用浸油潤油。高速級大齒輪浸油一個齒高的高度，低速級大齒輪浸油深度為20mm左右，符合要求2、滾動軸承的潤滑1) 查機械設計表 10.10，軸承的潤滑方式由d n值確定。高速級45d n 4514606. 5710 mmr / min 1. 810 mmr / min所以所有軸承采用脂潤滑的方式，并定期加脂，補充