设计链式输送机传动装置.docx
《设计链式输送机传动装置.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《设计链式输送机传动装置.docx（27页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
设计链式输送机传动装置
一课程设计任务书2
二设计要求2
三设计过程2
1.确定传动方案2
2.选择电动机3
3.运动学和动力学计算4
4.带传动的设计6
5.直齿圆锥齿轮传动的设计计算8
6斜齿圆柱齿轮传动的设计计算18
7.轴的初步设计计算19
8.轴承的寿命计算20
9.选用键并校核
10.减速器附件的选择
11.润滑和密封
12.心得体会
四参考资料和书籍20
课程设计任务书
设计题目：
设计链式输送机传动装置原始数据
输出轴功率p/kW
输出轴转速n/（r/min）
3.2
110
工作示意图:
1.电动机；2.V带传动；3.链式输送机；4.锥齿轮减速器
二设计要求：
1.设计说明书1份；
2.减速器转配图1张（A0或A1）；
3.零件工作图1~3张。
设计过程
一确定传动方案
1）外传动机构为V带传动
2）减速器为锥齿轮减速器。
3）方案简图如下图：
1.电动机；2.V带传动；3.链式输送机；4.锥齿轮减速器
4）该方案的优缺点：
该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振
能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。
减速器部分锥齿轮减速，这是锥减速器中应用最广泛的一种。
原动机部分为丫系列三
相交流异步电动机。
总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。
二选择电动机
传动装置总效率
33
12340.960.990.970.970.85
10.96带传动效率
20.99滚动轴承效率
30.97圆锥齿轮传动效率
60.97链式输送机效率
工作机输入功率：
Pw3.2kw
电动机所需要功率：
Pd■Pwkw-^.^kw3.76
a0.85
确定电动机的型号：
运输带鼓轮的工作转速为：
g110r/min
按课程设计指导书附表8.1查得圆锥传动比一般范围为：
ia6~20,故电动机转速：
naian（6~20）110r/min660~2200r/min根据功率PedPd,且转速满足：
660nd2200r/min
选电动机型号为：
Y112M4
参数：
额定功率为：
P4kw
电动机满载转速nm1440r/min
电动机轴伸出直径D38mm,电动机收伸出长度L80mm
计算及说明
结果
三运动学和动力学计算：
1总传动比及其分配
总传动比ianm/ng1440/11013
2分配减速器的各级传动比直齿轮圆柱斜齿轮传动比:
带传动比：
i13.5
锥齿轮传动比：
i22.42
链式输送机传送比：
i31.55
3.计算减速器各轴转速：
ninm1440/3.5411r/min
rhnz/2.8411/2.42170r/min
n皿nn/3.8170/1.55110r/min
n链式输送机n皿110r/min
4.减速器各轴功率计算：
Pipd123.760.963.6kw
pnpn233.60.990.993.52kw
pmpn243.520.990.970.973.2kw
p链式输送机p皿3.2kw
5.减速器各轴功率转速.转矩列表：
轴号
功率p（kw）
转速n（r/min）
转矩T（N/m）
电动机轴
3.76
1440
24.9
I轴
3.6
411
66.9
h轴
3.52
170
114.3
川轴
3.2
110
206.2
链式输送机
3.2
110
206.2
四带传动的设计
1•确定V带型号和带轮直径:
工作情况系数KA:
由表11.5确定（载荷轻微震动，双班制）
计算功率PckAPd1.23.7144.46kw
选带型号：
由图11.15（小带轮转速，Pc）小带轮直径：
由表11.6,Dmin=75mm（A型）
kA1.2
大带轮直径：
mnm
带根数:
由表11.8,P01.18kw;由表11.7，ka0.95;
由表11.12，kl0.99；由表11.10,p00.11kw
A型
取。
1112mm
5.求轴上载荷
张紧力:
由表11.4，q0.10kg/m,则
4.462.50.95
500（）0.105.63162.13N
5.6340.95
轴上载荷：
a16015
Fq2zF0sin124162.13sin1277.63N
22
带轮结构设计略
此带为普通v带B（z1）e2f65mm
五.直齿圆锥齿轮传动的设计计算：
由题可知，小齿轮选用40Cr调制处理，硬度为240~280HB,取平均硬度260HB；大齿轮选用45号钢，调制处理，硬度为230HB。
齿面接轴疲劳强度计算：
F0162.13N
齿数z和精度等级：
取z124,z2iz12.82467.2,取68估计V吗4m/s,由表12.6,选8级精度。
使用寿命KA,由表12.9,取KA1.25
动载系数Kv,由表12.9,取Kv1.18
Fq1277.63N
齿间载荷分配系数KHa,由表12.10,估计KAFtZ100N/mm
b
cos1
u
u21
2.8
2.821
0.94
d1
4.7KT1ZeZhZ
2
R（10.5R）U
107.54mm
Z|24,z268
选用8级精度
KA1.25
Kv1.18
验算圆周速度及KaFt/b
齿形系数YFa,由图12.30,FFa12.73,FFa22.15
应力修正系数YSa,由图12.31,YSa11.64,YSa22.07
重合系数Y,y0.250750.68
aV
齿间载荷分配系数KFa,由表12.10
KAFt/b100N/mm
Fa
1.47
载荷系数K,KKAKVKFaK3.90
弯曲疲劳极限Flim,由图12.23c,Flim1600Mpa
Flim257°Mpa
弯曲最小安全系数SFmin,由表12.14,SFmin1.25弯曲寿命系数Yn,由题意，YN1YN21.0
KFa1.47
尺寸系数YX，由图12.25，Yx1.0
许用弯曲应力f:
Flim
1YN1Yx
F1
SFmib
6001.01.0
1.25
480Mpa
F2
5701.01.0
1.25
456Mpa
K3.90
Flim1600Mpa
Flim2570Mpa
SFmin1・25
验算
YN1
YN2
1.0
F1
4.7KT1YFa1>Sa1Y
R10.5R2z：
m3..u21
4.73.90877902.731.640.68
223丿2
0.310.50.3244.52.81
144.84Mpa
F1
F2
YFa2YSa2
F1
Sa1
2.152.07
144.84144.0Mpa
2.731.64
F2
Yx1.0
六.斜齿圆柱齿轮传动的设计计算:
F1480Mpa
F2456Mpa
F1144.84Mpa
F2144.0Mpa
T1236.068N/m
选择齿轮材料，小齿轮40Cr,调制，硬度260HB，大齿轮45
号钢，调制，硬度240HB.
齿面接触疲劳强度计算:
1.初步计算
P
转矩T1，T9.551069.55106
齿宽系数d,查表佗13,可取d1.0
Ad值，由表佗16,估计10,取Ad81初步计算的许用接触应力[H]:
由图12.17c
Hlim1710Mpa,hlim2580Mpa,
h1°.9hlim1639Mpa
H2°.9hlim2522Mpa
初步计算的小齿轮直径d1
2.校核计算
1
1
a
1.883.2
—cos
Z2
1.71
tarctantannarctantan20
coscos9.30
表12.8,cosbcoscosn/cost0.99由此得KHa©a/COSb1.75
齿向分布载荷系数Kh，由表12.11
2
b323
KhAB—C103b1.170.16120.61103851.38
d1
载荷系数KKaKyKhrKh1.251.11.751.383.32
Hlim2ZN2
652Mpa
SHmin
642Mpa
齿根弯曲疲劳强度验算:
075
Y0.250.69
min
Y1——0.92
120
齿间载荷分配系数KFa，由表12.10注3,
Y1.7丁爲27
前已求得KFa1.75,故KFa1.75
齿向载荷分布系数：
由图12.14
b/h85/（2.253）12.6
Kfb1.35
载荷系数K:
KKAKVKFaKF1.251.11.751.35
许用弯曲应力：
弯曲寿命系数Yn:
由图12.24,Yn10.95,Yn20.97
尺寸系数Yx:
由图12.25,Yx1.0
弯曲疲劳极限Flim；由图12.23C,Flim1弯曲最小安全系数SFmin:
由表12.14,许用弯曲应力f
Flim1Yn1Yx
F1~S^
Fmin
Flim2YN2YX
F2
600Mpa,Flim
SFmin1.25
450Mpa
SFmin
验算：
6000.951.0
4500.971.0
1.25
456Mpa
349.2Mpa
2KT1
F1bd1mn
23.25236068
85853
YFa2Ysa2
F2F1YY
Fa1TSa1
YFalYsalYY
2.551.620.69
0.92186Mpa
F1
186
2.181.75
2.551.62
172MpaF2
七.轴的初步设计计算:
选取轴的材料及热处理：
选取45号钢，调制处理按许用切应力估算轴的最小直
径:
dminC3
*n
由表162取C112
I轴：
d1min1123如纠6,取认30mm
U轴：
d2min112
・339
32.62，取d2min40mm
■137.14
j326
川轴：
d3min112寸——48.33mm,取d3min50mm
中40.57
初选联轴器和轴承：
1.联轴器选择
减速器输出轴与工作机输入轴采用弹性注销联轴器，其型号为:
ZC50107
HL5—
JB56107
主要参数尺寸如下：
公称扭矩：
Tn2000N/m
许用转速：
n3550r/min
2轴承的选择
I轴选择圆锥滚子轴承30207
U轴选择圆锥滚子轴承30209
川轴选择圆锥滚子轴承30211
（轴I）轴的结构设计
1.拟定轴上零件的装配方案
下图为I轴上的装配方案
轴的材料选用45号钢，调制处理，
b650Mpa,s360Mpa
根据轴的初步设计：
2轴的长度的确定
A由带轮的大带轮决定
我们由前面的带传动带轮宽为65mm
为键槽预留一定长度
我们可确定d131mm,l170mm
B.由轴承决定
前面选取的轴承30207,可确定d335mm,l316mm
（一般为利于固定13比B小1mm）
C.由经验公式算轴肩高度：
h40.0735（1~2）（3.5~4.5）mm,取轴肩高为5mm,确定d443
由《机械设计课程设计》要求可得
1
l42d32一1354mm取l460.
2
D.根据轴承安装方便的要求，取d2.d5均比d3小1mm,得
d233mm，d534mm
根据安装轴承旁螺栓的要求，取l220mm
根据齿轮与内壁的距离要求，取1516mm
E根据齿轮孔的轴径和长度，确定d632mm,b53mm
则：
计算及说明结果
1
4€
—£
话
iri
1S
1
r
zLI、
（——
L3
7
确定轴上各力作用点及支点跨距
由于选定的是深沟球轴承，其负荷中心在轴向宽度的中点位置,
（n轴）轴的结构设计：
轴的材料选用：
45号钢，调制处理
B650Mpa,S360Mpa
一做出轴的初步设计：
1.由轴承30209可知，还要预留9mm的挡油板，当然轴应当小1mm,但是打圆锥齿轮会占2mm,所以还是取1129,d145.
2•由齿轮的厚度为56mm,轴应小2mm,所以取1254,又考虑到h到12的过渡,
取d247mm.
3」3长度适量取30mm，而轴肩应大于8mm,我们就取d354.
4.由小齿轮的厚度85mm，决定，我们就取l483mm,取d4d247mm.
5•由圆锥滚子轴承30211的厚度决定，再加上挡油板厚度10mm,和大齿轮多出的2mm,取l531mm.,d545mm.
可以得到下图
（二）轴的数学计算部分：
L1=46.5mm.L2=98.5mm,L3=63mm
轴的受力分析：
轴上的功率P23.39Kw,n2137.14r/min,T2236.07N/m
求作用齿轮上的力：
大圆锥齿轮的圆周力Ft!
2T2/dm
dm（10.5R）d（10.50.3）280
Ft!
2T2.1000/dm1983.8N
1
轴向力Fa1Fitan.sin21983.8tan201cos2
\U2.821
4.238N
1
径向力Fr1Ft1tan.cos21983.8tan20cos二
V2.821
242.85N
小圆柱齿轮的圆周力：
Ft22T21000/d12236.071000/855554.6N
Fa2Ft2tan5554.6tan9.30909.7N
计算及说明
结果|
2048.7N
Fr2Ft2tan/cos5554.6tan20/cos9.30
求支反力：
水平面上：
85306
RH1
Fr1（L2L3）Fr2L3Fa2Fal一？
L1L2L3
242.97N
3222.7N
Rv2
Ft2（L2L1）Ft1L1
L1L2L3
4315.7N
根据受力图画出剪力图和弯矩图:
竖直方向受力图:
剪力图:
计算及说明
结果
Mv:
剪力图:
剪力和:
M合:
由上图可知应力最大处的位置，校核此处即可
由于扭转切应力的脉动循环变应力，取0.6
因此轴的计算应力：
结果
计算及说明
（T）2,其中
O.ldi3
54Mpa
1]75Mpa
2132（0.6236.07）2
0.147
许用应力值由表16.3查得,[
因此
另外小齿轮的两个端面处较危险，左端按轴颈d=45mm
右弯曲组合按取大处计算，则有：
/M:
T2
1®57Mpai
0.1d3
轴川的设计：
1.11的尺寸有联轴器确定，我们留出30mm的余量，则可取1仁80mm,d1由联轴器
内的内径确定取d仁50mm。
2.12的尺寸由挡油板宽度，轴承宽度和轴承端盖的宽的确定，挡油板8mm,轴承宽
度为21mm,端盖24mm,在这之上加上2mm,l2-55mm,d2由轴承确疋为55mm.
3.13的尺寸由2轴的尺寸确定让它们轴承之间的尺寸相减得到，I3=85.5mm,d3应
高出I2,5~8mm,我们取d3=62.
4.I4由大齿轮的宽度决定，大齿轮的宽度应小于小齿轮6mm,所以大齿轮宽度为
78mm,我们取I4=77,d4应咼与轴承15,2mm.所以d4=57mm
5.I5由轴承的宽度21,和挡油板12.5mm,再加齿轮的余量1mm,I5=34.5mm,d5由
轴承的内径决定d5=55mm.
计算及说明
结果
八•轴承的寿命计算（以n轴轴承30209为例）
30209的主要性能参数如下：
（可查阅相关手册）
基本额定动载荷：
Cr67.9KN
基本额定静载荷：
C0r83.6KN
极限转速：
N04500r/min（脂润滑）
N05600r/min（油润滑）
轴承面对面安装，由于前面求出支反力，则轴承受力为：
Fr1;rH1R^242.9723222.723231.8N
Fr2.RH2R：
21562.924315.724590N
Fa14.238N
Fa2909.7N
由于Fa2/C°r909.7/（83.61000）0.0109N
由表18.7得：
e=0.4
Fa2/Fr2909.7/45900.198e;X1,Y0
当量动载荷P为：
（由表18.8，取fp1.1）
P2fpFr25049N
轴承寿命计算：
由于P2P1,只需验算
2处轴承
L10h
16670Cr
16670
67.91000
P2
轴承预期使用寿命为;
显然L10hL
137.14
5049
10
3
703050h
3651629200h
结果
计算及说明
九•选用键并校核:
1•安装带轮处键的选择及尺寸，类型
键10*63GB/T1095-2003
2.小锥齿轮：
键10*45GB/T1095-2003
3.大锥齿轮：
键16*10*45（b*h*l）GB/T1095-2003
4.键的挤压强度校核：
由表7.1查得：
[p]=110Mpa
联结所能传递的转矩为：
1'1
Thldp10（4516）55110438625N.mm236070N.mm
44
十，减速器附件的选择
1.通气口
由于在室内使用，选用简易通气口，采用M16*1.5
2.油表指示装置
3.起吊装置
采用吊环螺钉，螺纹规格为M10，箱座采用吊钩
十^一，润滑和密封
1.齿轮的润滑
采用油池润滑，
2.轴承的润滑
可采用侵油润滑
3.密封方法的选取
选用凸缘式端盖易于调态，采用毡圈密封
计算及说明
结果
十二，心得体会。
再设计课题开始的时候非常的困难，完全一片茫然，就不知道减速箱里边的齿轮该怎样放，当然也参考了很多的书籍，和一些网络上的资料，才有了些头绪，当然还有我们班的冋学的大力支持，在计算和绘图的过程中有很多的问题，他们都给了很多的帮助，大家都是新娘子出阁头一回，自己也少不了摸索，特别是在作图的时候，更改了很多，把图纸都快擦坏了，这次的课程设计让我第一次自己做自己的设计，也许这也是自己设计生涯的开端，当然这是自己玉贵的经验，我想下次，我会做的更好。
四参考资料和书籍
1.邱宣怀主编《机械设计（第四版）》高等教育出版社.2009.5
2.林光春主编《机械设计课程设计》四川大学出版社.2009.9
3.罗特军主编《理论力学》四川大学出版社.2006.12
4.何銘新钱克强主编《机械制图》高等教育出版社.2007.5
5.孙桓陈作模葛文杰主编《机械原理》高等教育出版社.2008.4
6.单辉祖主编《材料力学
（1）»高等教育出版社.2007.12
谢谢支持
升级会员 