機械設(shè)計-課程設(shè)計鏈式輸送機傳動裝置

攀枝花學(xué)院學(xué)生課程設(shè)計說明書題 目： 機械設(shè)計—課程設(shè)計鏈式輸送機傳動裝置學(xué)生姓名： 學(xué)號：所在院(系)：機械工程學(xué)院專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化班 級：2023級機械設(shè)計制造及其自動指導(dǎo)教師： 職稱：教授20231215日機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 --1--目 錄課程設(shè)計任務(wù)書 3二 設(shè)計要求 3三 設(shè)計過程 4確定傳動方案 4選擇電動機 5運動學(xué)和動力學(xué)計算 6帶傳動的設(shè)計 7直齒圓錐齒輪傳動的設(shè)計計算 96斜齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算 12軸的初步設(shè)計計算 13軸承的壽命計算 23選用鍵并校核 24減速器附件的選擇 26潤滑和密封 27心得體會 29四 參考資料和書籍 29機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 --2--— 課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目:設(shè)計鏈式輸送機傳動裝置原始數(shù)據(jù)輸出軸功率p／kW輸出軸功率p／kW0.446.422h0工作示意圖：〔二、條件：輸送鏈牽引力 F=2200N；輸送鏈速度 V=0.2m/s；輸送鏈輪齒數(shù) Z=19；輸送鏈節(jié)距 P=100mm；工作狀況 兩年制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，無粉塵；使用期限 20年；生產(chǎn)批量 20臺；生產(chǎn)條件 中等規(guī)模機械廠，可加工6~8級精度齒輪和7~8級精度蝸輪；動力來源 電力，三相溝通380/220V;檢修間隔期 四年一次大修，兩年一次中修；半年一次小修。〔三、設(shè)計工作量：11份；21張〔A0A；31~3張。機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 --3--設(shè)計過程三 設(shè)計過程—確定傳動方案外傳動機構(gòu)為V帶傳動。減速器為錐齒輪減速器。方案簡圖如以下圖：電動機；2.V帶傳動；3.鏈式輸送機；4.錐齒輪減速器該方案的優(yōu)缺點：該工作機有稍微振動，由于V帶有緩沖吸振力量，承受V帶器局部錐齒輪減速，這是錐減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。原動機局部為Y相溝通異步電動機?？傮w來講，該傳動方案滿足工作機的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作牢靠，此外還構(gòu)造簡潔、尺寸緊湊、本錢低傳動效率高。機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -4-計算及說明二選擇電動機電動機類型和構(gòu)造型式選用一般用途的Y系列三相異步電動機。傳動裝置總效率：A，得：1 2

33

0.960.9930.970.970.850.96帶傳動效率1 0.99滾動軸承效率20.97圓錐齒輪傳動效率3 0.97鏈式輸送機效率6工作機輸入功率：FVp w

22000.21000

0.44kw機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -5-電動機所需要功率：pp d a

kw0.44/0.876kw0.502確定電動機的型號：運輸帶鼓輪的工作轉(zhuǎn)速為：6.3r/ming按課程設(shè)計指導(dǎo)書附表1查得常見機械傳動比一般范圍為：i 8~336,故電動機轉(zhuǎn)速：an ia

n(8~336)6.3r/min50.4~2116.8r/min依據(jù)功率ped

p,且轉(zhuǎn)速滿足50.4nd

2116.8r/min選電動機型號為：Y8014參數(shù)：額定功率為：P0.55kw電動機滿載轉(zhuǎn)速n 1390r/minm電動機軸伸出直徑D607.55mm,電動機收伸出長度L80mm三.運動學(xué)和動力學(xué)計算1.總傳動比及其安排.機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -6-總傳動比i na m

n /6.3220.6gz1

不宜過大，2

最好是奇數(shù)，由鏈齒輪2z2z

95i 1 z1

6.1i1

i2

3.5~7.5取i 2z3

4

z5120.3齒數(shù)比u z41 z3

120524d1 小齒輪直徑：查機械設(shè)計第八版紀明剛主編，d1 22dd1

5407.28011 總傳動比：iii u i 6.157.211 齒輪實際轉(zhuǎn)速：n”nw i

1350220.6

6.32、安排減速器的各級傳動比斜齒圓錐齒輪傳動比：i1

6.1i2

7.2錐齒輪傳動比：i 53機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -7-3、計算減速器各軸轉(zhuǎn)速：nn /iⅠ m 1n n/iⅡ Ⅰ 2n n

910/6.1228r/min205/7.232r/min37/56.4r/minⅢ Ⅱ 3n n

8.3r/min鏈式輸送機 Ⅲ4、減速器各軸功率計算：ppηηⅠ d 1

0.5020.960.990.477kwp pηηⅡ Ⅰ2

0.4770.990.970.458kwp pηη 0.4580.990.970.42kwⅢ Ⅱ2 4p p鏈式輸送機

0.42kw5、減速器各軸轉(zhuǎn)矩計算：P 0.502T9.55103n

9.55103

1390

3.45N/mp 0.477T9.55103Ⅰ9.55103 19.875N/mp 0.4771 n 228Ⅰp 0.458T9.55103 Ⅱ9.55103 136.68N/m2 n 32Ⅱp 0.42T9.55103 3 n

9.55103

6.3

636.7N/mT鏈式輸送機T

Ⅲ636.7N/m6、減速器各軸功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩列表：軸號 功 率轉(zhuǎn) 速轉(zhuǎn)矩 Tp(kw)n(r/min)〔N/m〕電動機軸0.4413503.45Ⅰ軸0.47722819.875Ⅱ軸0.45832136.68Ⅲ軸0.426.4636.70.426.4636.7機機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -8-計算及說明 結(jié)果1.V帶型號和帶輪直徑：KA1568-7KA=1.1計算功率p k p 1.10.5020.55kwc A d

k 1.2A〔小帶輪轉(zhuǎn)速，Pc〕小帶輪直徑：dd1=80mm1578-11；dd2=6.180=488mm由機械設(shè)計150頁〔8~15a〕

p 4.46kwc基準長度：Ld0

2a

〔dd1

〔dd1-d

4a0

1975.4mmA型d20d2由機械設(shè)計158頁〔8-22〕；d20d2機械設(shè)計146頁由表8-2選Ld0

1800mm，K

1.01

取D112mmL1L機械設(shè)計158頁由表823：中心距：aa

〔Ld-

0 d02中心距變化范圍244~808mm

-9-被選中心距7d da2d d〕d1 d2 0 d1 d20 1136取a0 頁包角：57.301800(d

d )

122.709001800(d

d1d

a

237.30900

d1 a1212

}122.70K

4a。P0

153頁查表84b，p0

lp

0.55cz(p p)kkc0 0 al

14.084

3.44取z35.求軸上載荷v dd1nm張緊力：

5.82ms機械設(shè)計149頁查表83，得q0.10kg/m,則張緊力

pc(

2.5k

)qv20

vz 0.55 (3

0.84

)0.105.82234.5NF 2zFQ

sin

12334.5sin2

122.72

181.66N帶輪構(gòu)造設(shè)計略B2f機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -10-計算及說明 結(jié)果五.直齒圓錐齒輪傳動的設(shè)計計算：230HB。齒面接軸疲乏強度計算：

z3齒數(shù)z和精度等級：取z1

24,z2

iz313

估量V嗎

4m/s,由機械設(shè)計210頁表108，選8級精度。

F34.5N0機械設(shè)計193頁表10-2，使用壽命KA機械設(shè)計194頁圖10-8，動載系數(shù)KV

齒間載荷安排系數(shù)KHaKF

,由機械設(shè)計195頁表103；

F 181.66N估量AtZ100N/mm Qbi5cos 3 0.98i5i31 21 521i3

z1

1204.7KT

ZZ Z 2

d1 11

R

)2i

HH

K AK 103.52mm V取d104mm,1( 1/3)R機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -11-計算及說明 結(jié)果驗算圓周速度及KaFt/b47d (10.5)d 86.32mmmR1 1mRd nv m12 0.14m/s〔與估量值相近〕m 6010002T dF 1t dm1

0.46N,m m13.6z1

m4.5mmb

R d

i21

73.4mm3R R 1 23KF

d 108mm1d 540mmA t0.00078N/mm100N/mm〔與原估量值相符〕 2b確定傳動主要尺寸d

R274.5mm大端模數(shù)mm

14.33mm，取m4.5mmz1實際大端分度圓直徑d,d

mz

108mm

b90mmd mz2

1 1540mmm

YFa1Y

2.652.14錐距R，R2

z2z21 2

274.5mm

Y

1.58齒寬bb

R0.33274.590.6mm,取b90mmR

Y

1.83齒根彎曲疲乏強度計算：機械設(shè)計200頁查表10-5.

Y 0.68齒形系數(shù)Y

，應(yīng)力修正系數(shù)Y，F(xiàn)

2.14YSa1

Fa1.58,YSa2

Sa Fa1

Fa2重合系數(shù)Y，y

0.68 aV齒間載荷安排系數(shù)K 1Fa Y

機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -12-計算及說明 結(jié)果載荷系數(shù)KKKKA V

K KFa

3.58

Flim

520Mpa2

480Mpa

FN1

0.85,；K FN2

K 1.47許用彎曲應(yīng)力 ： FaFF1

K * 0.85*520 FN1 Flim1 315.7MPaS 1.4K * 0.88*480 FN2 Flim2 301.7MPa

K3.90 600MpaFlim1F2 S 1.4

lim2

570Mpa4.7KTY Y Y

S 1.25 1Fa1Sa1

FminF1 R

R

2z2m3 i1

21

Y YN1

1.0 4.73.58230372.561.580.68

Y 1.00.3

x22424.53 521 F1

Y Y

F2 F1Y Y

2.651.58 F2Fa1Sa1

315.7MpaF2六.斜齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算：選擇齒輪材料，小齒輪 40Cr,調(diào)制，硬``````````````````````度

138.6MpaF1129.6MpaF245240HB.齒面接觸疲乏強度計算：1.初步計算

T23037N/m1轉(zhuǎn)矩T，T9.55106

P 0.55 9.55 106 1 n 2281機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -13-計算及說明計算及說明結(jié)果七.軸的初步設(shè)計計算：選取45號鋼，調(diào)制處理按許用切應(yīng)力估算軸的最小直徑：dminA n機械設(shè)計370頁15-2得P03由機械設(shè)計370頁表15-3，取A1120Ⅰ軸：d1min11230.4772280.458321min15mmⅡ軸：d2min112327.2，取d2min30mmⅢ軸：d3min11230.426.4d3min45mm計算及說明計算及說明結(jié)果初選聯(lián)軸器和軸承：1.聯(lián)軸器選擇減速器輸出軸與工作機輸入軸承受彈性注銷聯(lián)軸器，其型號為：HL5ZC50107JB56107主要參數(shù)尺寸如下：許用轉(zhuǎn)速n3550r/2.軸承的選擇Ⅰ軸選擇圓錐滾子軸承30207Ⅱ軸選擇圓錐滾子軸承30209Ⅲ軸選擇圓錐滾子軸承30211〔軸Ⅰ〕軸的構(gòu)造設(shè)計公稱扭矩：T 2023N/mn機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -14-1. 1. 擬定軸上零件的裝配方案以下圖為Ⅰ軸上的裝配方案B650Mpa,S360Mpa依據(jù)軸的初步設(shè)計:計算及說明計算及說明結(jié)果2.軸的長度確實定機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -15-由帶輪的大帶輪打算我們由前面的帶傳動帶輪寬為48mm為鍵槽預(yù)留肯定長度我們可確定d1由軸承打算

1

50mm前面選取的軸承30207，可確定d33由閱歷公式算軸肩高度:

25mm,l3

16mmh 0.07251~2)(3.5~4.5)mm,取軸肩高為5mm確定d4

33由《機械設(shè)計課程設(shè)計》要求可得l 2d 21l34mm.取l

40.4 3 23 4依據(jù)軸承安裝便利的要求，取d2

d5

3d 23mm，d2

24mm依據(jù)安裝軸承旁螺栓的要求，取l2依據(jù)齒輪與內(nèi)壁的距離要求，取l

20mm.5依據(jù)齒輪孔的軸徑和長度，確定d6則：

22mm,l6

43mm計算及說明 結(jié)果機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -16-確定軸上各力作用點及支點跨距由于選定的是深溝球軸承，其負荷中心在軸向?qū)挾鹊闹悬c位置，〔Ⅱ軸〕軸的構(gòu)造設(shè)計：軸的材料選用：45號鋼，調(diào)制處理 650Mpa, 360MpaB S由軸承30207可知，還要預(yù)留9mm的擋油板，固然軸應(yīng)當(dāng)小1mm，但是打圓錐齒輪會占2mm，所以還是取l1

1

35.由齒輪的厚度為46mm,軸應(yīng)小2mm,所以取l

44,又考慮到l到l的過渡，取d 37mm.2

2 1 23.l3

長度適量取30mm，而軸肩應(yīng)大于8mm,我們就取d3

45.由小齒輪的厚度75mm，打算，我們就取l4

83mm,取d4

d 37mm.2由圓錐滾子軸承30211的厚度打算，再加上擋油板厚度10mm,和大齒輪多出的2mm,取l 31mm.,d 35mm.5 5可以得到以下圖：〔二〕軸的數(shù)學(xué)計算局部：

計算及說明 結(jié)果機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -17-L1=41.5mm.L2=88.5mm,L3=58mm軸的受力分析：軸上的功率P2

0.458Kw,n2

32r/min,T2

136.68N/m求作用齒輪上的力：大圓錐齒輪的圓周力Ft1

2T/d2 md (10.5)dm R 實

(10.51)540450mm3F 2Tt1 2

.1000/dm

607.47N1軸向力Fa143.704N

Ftan.sint1 2

tan20 1cos2

521徑向力Fr1

Ftan.cost1

607.47tan20cos

1521216.33N小圓柱齒輪的圓周力：F 2T1000/d 2136.681000/1082531Nt2 2F F

tan2531tan.sin

182.232Na2 t2 2計算及說明計算及說明結(jié)果機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -18-F Fr2

tancos2

804N求支反力：水平面上：F(LL)F

LF 75F

540R r1 2 3

r2 3 a2 2

a1 2H120.2N

LLL1 2 3F (LL)F

LF 75F

540R r2 1 2

r11 a2 2

a1 2H2608N垂直面上：

LLL1 2 3F(LR t1 V1 L1

L)FL3 t2 3LL2 31254NF (L

L)FLR V2

2 1 t11LLL1 2 31884N依據(jù)受力圖畫出剪力圖和彎矩圖：豎直方向受力圖：剪力圖：機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -19-計算及說明 結(jié)果Mv：水平方向受力圖：剪力圖：剪力和：機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -20-M合：由上圖可知應(yīng)力最大處的位置，校核此處即可由于扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的脈動循環(huán)變應(yīng)力，取0.6因此軸的計算應(yīng)力：計算及說明 結(jié)果機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -21-a M2(T)2a1 87.752(0.6136.68)20.132

37.5Mpa許用應(yīng)力值由機械設(shè)36頁15-查得 ]60Mpa1因此 1 1另外小齒輪的兩個端面處較危急，左端按軸頸d=35mm假設(shè)彎曲組合按最大處計算，則有：a M2Ta1

28Mpa

其中0.1d31 l軸Ⅲ的設(shè)計：l1的尺寸有聯(lián)軸器確定，我們留出30mm的余量，則可取l1=80mm,d1由聯(lián)軸器內(nèi)的內(nèi)徑確定取d1=50mm。l2的尺寸由擋油板寬度，軸承寬度和軸承端蓋的寬確實定，擋油板8mm,軸承寬21mm,24mm,2mm,l2=55mm,d255mm.l32軸的尺寸確定讓它們軸承之間的尺寸相減得到，l3=85.5mm,d3應(yīng)l2,5~8mm,d3=62.l4由大齒輪的寬度打算，大齒輪的寬度應(yīng)小于小齒輪6mm,所以大齒輪寬度為78mm,l4=77,d4應(yīng)高與軸承l(wèi)5,2mm.d4=57mml52112.5mm1mm,l5=34.5mm,d5由軸承的內(nèi)徑打算d5=55mm.計算及說明

結(jié)果-22-八．軸承的壽命計算〔以Ⅱ軸軸承30209為例〕30209的主要性能參數(shù)如下〔可查閱相關(guān)手冊根本額定動載荷:C 67.9KNr根本額定靜載荷：C 83.6KN0r極限轉(zhuǎn)速：N 4500r/min(脂潤滑〕0N 5600r/min(油潤滑)0軸承面對面安裝，由于前面求出支反力，則軸承受力為：F R2r1

R2v1

20.22125421254NF R2r2 H2

R2v2

608218842

1979.7NF 43.704Na1F 182Na2由于F /Ca2 0r

182/(83.61000)0.00217N32113-5.得：e=0.4F /Fa2

182/8040.23e;X1,Y0當(dāng)量動載荷P〔由機械設(shè)計321頁表13-，取fp

1.1〕pfXF YF fF 237.963N1 p 1

1 a1

p r1Pf2

Fp

884.4N軸承壽命計算：由于P2

P,只需驗算2處軸承116670C 1667067.9100010L

r

3215421024h10h

n P 137.142

884.4 軸承預(yù)期使用壽命為；L53652036500h明顯L L10h機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -23-九.選用鍵并校核：1、低速軸上鍵連接的校核1、與齒輪連接的鍵的校核依據(jù)：鍵的尺寸為bhL16mm10mm70mm，需傳遞的轉(zhuǎn)矩T=451.04N.m，與鍵連接的軸頸d=56mm。鍵、軸、輪轂的材料都是鋼，查得許用擠壓應(yīng)力p

100~120MPa，取其平均值

110MPa，p鍵的工作長度l=L-b=70mm-16mm=54mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k0.5h0.5105mm。 2T1032451.04103

60MPaP kld 55456 P p2、與聯(lián)軸器連接的鍵的校核依據(jù)：鍵的尺寸為bhL12mm8mm80mm，需傳遞的轉(zhuǎn)矩T=451.04N.m，與鍵連接的軸頸d=42mm。鍵、軸、輪轂的材料都是鋼，查得許用擠壓應(yīng)力p

100~120MPa取其平均值p110MPa，鍵的工作長度l=L-0.5b=80mm-6mm=74mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k0.5h0.584mm。 2T1032451.04103

76.7MPaP kld 47442 P p2、高速軸上鍵連接的校核1、與帶輪連接的鍵的校核依據(jù)：鍵的尺寸為bhL6mm6mm32mm，需傳遞的轉(zhuǎn)矩T=34.26N.m，與鍵連接的軸頸d=20mm。鍵、軸、輪轂的材料都是鋼，p查得許用擠壓應(yīng)力 100~120MPa，p機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -24-p取其平均值110MPa，p鍵的工作長度l=L-0.5b=32mm-3mm=29mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k0.5h0.563mm。 2T103234.26103

39.4MPaP kld 32029 P p3、中間軸上鍵連接的校核1、與小齒輪連接的鍵的校核依據(jù)：鍵的尺寸為bhL10mm8mm70mm，需傳遞的轉(zhuǎn)矩T=141.75N.m，與鍵連接的軸頸d=34mm。鍵、軸、輪轂的材料都是鋼，查得許用擠壓應(yīng)力p

100~120MPa，取其平均值p

110MPa，鍵的工作長度l=L-b=70mm-10mm=60mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k0.5h0.584mm。 2T1032141.75103

34.7MPaP kld 46034 P p2、與大齒輪連接的鍵的校核依據(jù)：鍵的尺寸為bhL10mm8mm40mm，需傳遞的轉(zhuǎn)矩T=141.75N.m，與鍵連接的軸頸d=34mm。鍵、軸、輪轂的材料都是鋼，查得許用擠壓應(yīng)力p

100~120MPa，取其平均值p

110MPa，鍵的工作長度l=L-b=80mm-10mm=70mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k0.5h0.584mm。 2T1032451.04103

76.7MPaP kld 47042 P p機械設(shè)計根底課程設(shè)計說明書 -25-十.減速器附件的選擇減速器由傳動零件、軸系部件、箱體、附件以及潤滑密封裝置等組成。傳動零件和軸系部件已經(jīng)做過設(shè)計。、箱體箱體是減速器中全部零件的基座，作用在于支持旋轉(zhuǎn)軸和軸上零件，并為軸上傳動零件供給一封閉的工作空間，使其處于良好的工作狀況；同時防止外界灰塵、異物侵入以及箱體內(nèi)潤滑油溢出。箱體兼做油箱使用，以保證傳動零件的嚙合過程的良好潤滑。箱體是減速器中構(gòu)造和受力最簡單的零件之一，為了保證具有足夠的強度和剛度，箱體有肯定的壁厚，并在軸承座孔上、下處設(shè)置加強肋。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體做成剖分式，有箱座和箱蓋組成，箱座和箱蓋承受一般螺栓連接，用圓錐銷定位鑄造箱體承受灰鑄鐵鑄造，剛性較好，外形美觀，易于切削加工，能吸取振動和消退噪聲，適合于成批生產(chǎn)。、減速器的附件、窺視孔和視孔蓋漏，蓋板底部有紙質(zhì)封油墊片。、通氣器時排出，保證箱體內(nèi)外氣壓平衡，以免潤滑油沿箱體結(jié)