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專業(yè) 班設 計 者：指導老師：2013 年 9 月 8 日星期日西北工業(yè)大學目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接的選擇及校核計算第九部分聯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構設計和選擇參考資料課程設計題目：設計帶式運輸機傳動裝置（簡圖如下）原始數據：輸送鏈的牽引力 F/kN1.5運輸機鏈速 V/（m/s）0.7傳送鏈鏈輪的節(jié)圓直徑 d/mm100工作條件：連續(xù)單向轉動

2、，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，兩班制工作，輸送機工作軸轉速允許 誤差為 ±5%。鏈板式輸送機的傳動效率為 0.95。主要結果計算與說明第一部分 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：傳動類別錐齒輪傳動 3精度結構及潤滑8 級精度開式傳動效率0.940.97（取中間值 0.955）滾動軸承 246脂潤滑）滾子軸承（油潤滑）0.98V 帶傳動 1 滾子鏈傳動 7 聯軸器 50.960.96彈性、齒式 0.99第二部分 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

3、、電動機功率選擇 ：a、工作機所需功率： p FV 1500 0.7 1.1052kW1000 1 1000 0.95 b、傳動總效率：1 7 0.96 0.955 0.983 0.99 0.96 0.8367 所需電動機的功率Pd=1.1 Pw/=1.1 ×1.1052/0.8368=1.4824kw c、確定電動機轉速：計算鼓輪工作轉速：n V 60 1000 0.7 60 1000 133.7579r / mind 3.14 100 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 i1 =2 3。取 V 帶傳動比 i2 =24， 則總傳動比理想范圍為 i=4 12

4、( inm ig ib )。綜n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 及同步轉速，選定電動機型號 Y90L-4。 其主要性能： 額定功率： 1.5KW，滿載轉速 1400r/min。pw =1.1052kw=0.8367Pd=1.4824kw電動機型號為Y90L-4第三部分 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： i ig ib3、初定減速器內的傳動 i2 =3，則帶傳動

5、的傳比就為i 10.4667i13.48891 i23第四部分 運動參數及動力參數計算1、各軸轉速：電動機轉速n0 =1400r/min小錐齒輪軸轉速 n1 n0 =1400/3.4889=401.2726r/mini1大錐齒輪轉速n2 n1 133.7575r/mini2鏈輪軸轉速n3 n2 133.7575r/min2、各軸功率：P0 Pm 1.5kwP1 PM 1 1.5 0.96 1.44kWP2 P1 2 3 1.44 0.955 0.98 1.3477kWP3 P2 4 5 1.3477 0.98 0.99 1.3075kW3、各軸轉矩：P 1.5Td 9550 d 9550 10

6、.2321N m 電動機軸：nd1400軸 1： T1 9550 P1 /n1 34.2712N m 軸 2： T2 9550 P2 /n2 96.2373N m 軸 3： T3 9550 P3 /n3 93.3527N mi=10.4667i1 =3.4889 i2=3n1 401.2726r /min n2 133.7575r / minP1 1.44kwP2 1.3477kwP3 1.3075kwT1 34.2712N mT2 96.2373N mT3 93.3527 N m4、參數匯總Z型V帶dd1 90mmdd2 315mmv =6.5973m/s參數轉速（r/min ）功率（ kW

7、）轉矩（ N m ）軸401.27261.4434.2712軸133.75751.347796.2373軸133.75751.307593.3527第五部分 傳動零件的設計計算1. 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：KA 1.3（工時 16,輕載啟動）pca KA p 1.3 1.5 1.95kwn0 1400r /min所以選擇 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?。篸d1 90mmdd2 i1dd1（1 ） 3.48889 90 1 0.01 310.8601mm查表應選取

8、dd2 315mm軸的實際轉速：（1 ）n1dd1 （1 0.01） 1400 90n2396r /mindd2315驗證帶的速度：dd1n190 1400v d1 16.5973m / s60 1000 60 1000一般 v 取 m/s25m/s,速度合適。(3)確定帶長和中心矩按設計要求 0.7(dd1 dd2) a0 2(dd1 dd2 )取 a0 400mm ：2L'd 2 a0dd1 dd2 (dd2 dd1) 1467.8126mm24a0查表， Ld 1400mm實際軸間距：Ld Ld01540 1467.8126a a0400 436.0937mm0 2 2安裝時所需

9、最小軸間距離：amin a 0.015Ld 436.0937 0.015 1540 412.9137mm張緊或補償伸長所需最大軸間距離：amax a 0.03Ld 436.0937 0.03 1540 482.2937mm(4) 驗算小帶輪包角：1 180 dd2 dd1 57.3 150.4364 120a包角合適。(5)確定帶的根數由 n 1540r /min ， dd1 90mm得 p1 0.36kw, p1 0.03 , K 0.92 ,kL 1.54Ld 1400mma=436.0937mmzpd1.95 3.5291p1 p1 K KL 0.36 0.03 0.92 1.54可以選

10、取 z 4 (6)計算軸壓力單根 v 帶的初拉力：查表得 m=0.06kg/m500(2.5 K)Pca2F0mv 66.112 N0 ZVK壓軸力：Fp 2zF0 sin490.9840 Np 0 2查表取 ha=2.0mm,f=7mm,e=12mm,則 小輪基準直徑： dd1=90mm 小輪外徑： da2 dd1 2ha 94mm 帶輪寬： B=(z-1)e+2f=50mm 大輪基準直徑 ： dd2 315mm 大輪外徑： da2 dd2 2ha 319mm 2齒輪傳動的設計計算 1、選定精度等級，材料熱處理方式，齒數初定： 1)本運輸機工作速度、功率都不高，選用 7 級精度； 2) 選

11、擇 小 齒 輪 材 料 為 40Cr， 調 質 處 理 ， 硬 度 HBS1=2412863) 大 齒 輪 材 料 為 45 鋼 ， 調 質 處 理 ， 硬 度 為 HBS2=2172554)選取小齒輪齒數 Z1=25，初步確定傳動比為 i2=3 則大 齒輪齒數 Z2= i2 Z1=3×25=75z=4F0 66.112NFp 490.9840NZ1=25Z2=755）此時傳動比 u1 z2 3z12、按齒面接觸疲勞強度計算： 錐齒輪以大端面參數為標準值，取齒寬中點處的當量 齒輪作為強度計算依據進行計算。（1）初擬載荷系數 K=1.2，取齒寬系數 L =0.32）計算節(jié)錐角1 arc

12、 cot u arc cot3 18.43492 90 1 90 18.4349 71.56513）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HBS2230 ,大齒輪： H lim2539MPa（4）接觸疲勞強度壽命系數。取安全系數 sH 1.0計算接觸疲勞的壽命系數 KHN 6 NN0N 60ntn 3.852 108,N0 30(HBS)2.4 30 (230)2.4 1.397 107因 N N0,故 KHN 1 (5)計算接觸疲勞許用應力許用接觸應力： H KHN lim / SH 539MPa（6）按齒面接觸強度設計傳動區(qū)域系數

13、 zH 2.5，彈性影響系數 zE 189.8 MPa4KT1(zH zE)1L (1 0.5 L )22 58.093 mm 2u2Hu1=3齒輪模數 m d1 58.093 2.3237 mmZ1 203、按齒根彎曲疲勞強度計算：對小齒輪取 HBS1 260,對大齒輪仍用接觸強度時的數據,取 HBS2 230,查表齒輪材料的疲勞極限公式得：Flim1 0.44 HBS 186 300.4MPaF lim2 0.23 HBS 166 230.9MPa查表 得 YFa1 4.15 , YFa2 3.96許用應力：F1 KFN F lim1 231.077 MPaF1SFaKF2 KFN F l

14、im2 183.769MPaSFYFa1 0.018 ； YFa2 0.0215 F1 F2兩者相比較可知 YFa2 大，故選其進行校驗： F 2m 34kT1Y2Fa11.605L(1 0.5 R)2Z1 u2 1 F 24、確定模數：綜上所述 ,應取模數較大值 m 35、齒輪參數計算：兩齒輪的當量齒數ZV1Z12526.3523cos 1 cos18.4349Z260ZV22 237.1714cos 2 cos71.5651m=3由齒數求分度圓直徑 d1 Z1m 62.5mm d2 Z2m 187.5mm 錐距 R，由R 1 d12 d22 98.8212mm齒寬 b RR 0.3 98.

15、8212 26.6464mm 圓整取 b1 30mm b2 30mm6、齒輪參數匯總：名稱代號小錐齒輪大錐齒輪齒數Z2575模數m2.5mm節(jié)錐角18.434971.5651分度圓直徑d(mm)62.5187.5齒頂高h a(mm)2.5齒根高hf(mm)3齒頂圓直徑da(mm)67.4984188.6617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)3.9269當量齒數ZV26.3523237.1714齒寬B(mm)30齒寬系數R0.3第六部分 軸的設計計算 輸入軸的設計計算 1、按照扭轉強度初定直徑選用 45 號鋼

16、 作為軸的材 料， 調質處 理，取 35MPa9550000Pdmin 3 16.98mm min0.2n T考慮有鍵槽，將直徑增大 5%，則 d 16.71 1.05 17.83mm 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 d 20mm 。2、輸入軸的結構設計( 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 L 1=55mmA 型平鍵：鍵長 45mm b=h=6mm段： d2=25mm 長度取 L 2=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

17、。段： d4=28mm 長度為 L4=43mm段： d5=35mm 長度為 L 5=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)按照扭轉強度初定直徑選用 45 號鋼最為軸的材料dmin 3 9505.20n000P2 25.2179mmmin0.2n2 d 28mm考慮有鍵槽，將直徑增大 5%，則 d 25.2179 1.05 26.4788 mm 考慮到聯軸器的尺寸，選大軸最小徑4、輸出軸的結構設計( 1 ) 軸上零件的定位，固定和裝配1 2 3 4 5 6( 2 )確定軸各段直徑和長度段 : d1=28mm、長度取 L1=6

18、0mm，與聯軸器相連。A 型平鍵：鍵長 50mm b*h=8*7段 : d2=32mm 長度取 L 2=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 36 b*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)；Fr2=0.1262KN(右)；Ft2=Ft1=

19、1.0966KN(里)危險面 2 處的彎矩：MH Ft r2 102.806N mMV Fr 2 r2 11.8312N mMMV2 M H2 103.4845N m； T2 96.2373N mWd03373 4972.65mm332 32由于軸單向轉動，扭矩可以認為按脈動循環(huán)變化，故取折合系數 0.59caM 2 ( T2)2 23.6064MPa前 已選 定軸 的材料 為 45 號鋼 ，正 火處 理， 查 得 60MPa ，因此 ca，故滿足要求。第七部分 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 30207 軸承，由上部分受力分

20、析知： Fr 1 RV21 RH21 0.2834kN ，Fr 2 RV22 RH22 0.8811kNFa1 0.6539kN ； Fa2 0.2753kN ； e 0.37A1 / R1 2.307 e A2 / R2 0.3124 e查表知 基本額定動載荷 C 54.2kN故查表得 X1 0.4 ，Y1 1.6，X2 0,Y2 1.6則當量動載荷 , 載荷系數 fp 1.2P1 fp(X1R1 Y1A1) 1.3915kN ，P2 fp(X2R2 Y2 A2) 1.053kN，因 P1 P2 ,所以按軸承 1 的受力大小驗算Lh 10 (C) 7.36 106hh 60n1 P1因軸承預

21、計壽命 L=10×365×16=58400h，故 Lh L ，滿 足要求。第八部分 鍵聯接的選擇及校核計算(1)帶輪與輸入軸所用鍵的校核軸徑 d 28mm ，軸長 l 55mm選用 A 型平鍵，通過查表得到L 45mm b 6mm h 6mmA 型鍵6×6×50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bs 50 60Mpabs 4T1 18.545MPa bs ，滿足要求。dhl(2)輸出軸和齒輪連接采用的鍵的校核軸徑 d 37mm，軸長 l 42mm采用 A 型平鍵連接。通過查表得到L 36mm b 10mm h 8

22、mm軸和齒輪的材料都是 45 號鋼，所以抗壓需用應力是： bs 100 120 Mpabs 57.8MPa bs ，滿足要求。dhl（3）輸出軸和聯軸器連接采用的鍵的校核軸徑 d 28mm ，軸長 l 60mm采用 A 型平鍵連接。通過查表得到L 50mm b 8mm h 7mm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 bs 50 60Mpabs 4T3 46.7625MPa bs ，滿足強度要求bs dhl bs第九部分 聯軸器的選擇減速器的輸出軸與工作機之間用聯軸器連接，由 于軸的轉速較低，傳遞轉矩較大，綜合考慮選用彈性 套柱銷聯軸器，聯軸器上的扭矩為 9

23、6.2373Nm，選用 型號為 LT5。第十部分 潤滑及密封齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于低速級周向速度為 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。A 型鍵10×8×36A 型鍵8×7×50彈性套柱銷聯軸器CKC150 潤滑油軸承的潤滑由于浸油齒輪的圓周速度2m/ s ，齒輪不能有效鋰基潤滑脂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

24、 的 維 護 。 選 用 ZL-2 號 通 用 鋰 基 潤 滑 脂 （ GB 7324-1994） 。 端蓋與軸間的密封氈圈油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，因此這里 可以使用氈圈油封。氈圈油封結構簡單，摩擦較大， 易損耗，應注意及時更換。第十一部分 箱體及附件的結構設計和選擇 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：由于在室內使用， 選通氣器（一次過濾）， 采用 M12×1.25油面指示器：選用油尺 M12 放油螺塞：選用外六角油塞及墊片 M16×1.5名稱尺寸（ mm）箱座壁厚10箱蓋壁厚1

25、0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M8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大齒輪頂圓與內箱壁距離10箱蓋，箱座肋厚8.5主動端軸承蓋外徑114被動端軸承蓋外徑104箱體及其附件參數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

26、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，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： 1.裝配前滾動軸承用汽油清洗，其它零件用煤油清洗， 箱體內不允許有任何雜物存在，箱體內壁涂耐磨油油 漆； 2.齒輪副的側隙用鉛絲檢驗， 側隙值應不小于 0.14mm； 3.滾動軸承的軸向調整間隙均為 0.05-0.1mm； 4.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