设计链式输送机传动装置

第一章 机械设计课程设计任务书1.1 设计题目 ： 设计链式输送机传动装置1.2 已知条件 ：1.输送链牵引力 F=4.5 kN ;2.输送链速度v=1.6 m/s（ 允许输送带速度误差为 5% ）；3.输送链轮齿数 z=15 ；4.输送链节距p=80 mm；5.工作情况 ：两班制 ， 连续单向运转 ，载荷平稳 ， 室内工作 ，无粉尘 ；6.使用期限 ：20 年 ；7.生产批量 ：20 台 ；8.生产条件 ：中等规模机械厂， 可加工 6-8 级精度齿轮和 7-8级精度蜗轮 ；9.动力来源 ：电力 ，三相交流， 电压 380 伏 ；10检修间隔期： 四年一次大修， 二年一次中修 ， 半年一次小修。验收方式 ：1减速器装配图 ；（使用 AutoCAD 绘制并打印为 A1 号图纸 ）2 绘制主传动轴 、齿轮图纸各 1 张；3设计说明书 1 份。第二章前言2.1分析和拟定传动方案：机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种不同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较，从而选择出最符合实际情况的一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便 。所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求 外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动机构。众所周知，齿轮传动的传动装置由电动机、减速器、链传动三部分组成，而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体 四部分组成。所以，如果要设计输送机的传动装置，必须先合理选择它各组成部分，下面我们将一一进行选择22方案优缺点分析1.在高速端应用圆锥齿轮，可以减小锥齿轮的尺寸，减小其模数，降低加工难度。2在输出端，即低速端采用链传动，因为链传动的瞬时传动比是变化的，引起速度波动和动载荷，故不适宜高速运转。3. 在高速输入端应用联轴器 ，结构紧凑，但启动电动机时，增大了电动机的负荷，因此， 只能用于小功率的传动。4. 圆锥齿轮端，可能由于两锥齿轮尺寸过小 ，不能很好的利用润滑油。第三章 电动机的选择与传动比的分配电动机是常用的原动机，具体结构简单、工作可靠、控制简单和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量和转速、确定具体型号。按工作要求和条件选取Y系列一般用途的全封闭三相异步电动机。3.1电动机的选择计算输送链链轮的节圆直径d/mmd=P/si n（180=385mm工作机的有效功率为：Pw =FwVw /=4.5*1.6/0.95=7.243kw从电动机到工作机间的总效率为：n n n n n n n n nZ=1 2 34567 8=0.99*0.96*0.97*0.994*0.96=0.877式中，1为联轴器效率 0.99,2为锥齿轮效率（7级）0.97 ,3圆柱齿轮的效率 （7级）0.98 ,4 5 6 7为角接触球轴承的效率0.99 ,8滚子链传动效率 0.96。所以，电动机所需工作功率为Pd =2=7.243/0.877= 8.3KW选择电动机的类型M *養tt*豪功J&*Mi定电蹴1粗Anlmtai%cosdB(Akmini a3ODDr.mlnYMM1-20.T51IJ750.842.2&52.36E711U17id77a.sfii2.272.36S711AvaS-z1.53.47ED.B52.272.37D75Z2iraaL-22.34.9B0.5D.B&2.372.37D75ma25Y1DDL-33GJ卫帧B2D.S72.272.37417Bu3442389Q0.872J73374W11J845V132S1-25.51112900D.BB3!72.3THS315&7Y132S.2-27.S.152900M.2D.IBB2723719B3KJ72Y14QMM11at eB7-2Q.Bfi3723S297U115电动机额定功率 Pd Pm因同步转速的电动机磁极多的，尺寸小，质量大，价格高，但可使传动比和机构尺寸减小。由此选择电动机型号：Y160M1-2电动机额定功率 Pm=4kN,满载转速nm=1440r/min工作机转速 n w=60*V/( n*d)=79.370r/min电动机型额定功率满载转速起动转矩最大转矩号Y160M1-211kw2930r/min2 N m2.3 N m选取B3安装方式3.2计算传动装置的总传动比I三并分配传动比：总传动比1二按表3-2推荐的链传动比乞6。取链传动的传动比为4.6 ,则整个减速器的传动比为：I 总=门口/nw=2930/79.370=36.916i J 总 /4.6=8.025分配传动比：i匕=讣2高速级圆锥齿轮传动：il =2.5中间级圆柱齿轮传动比：i2=3.23.3计算传动装置各轴的运动和动力参数各轴的转速：I轴：n仁2930 r/mi nn轴：n2=2930/2.5=1172r/mi n川轴:n3=1172/3.2=366.25 r/min链轮的转速：n4=79.370 r/min各轴的输入功率I 轴:p1= p d*1=11*0.99=10.89kwn 轴：p2= p1*2 *4=10.89 X0.97 X0.99=10.458kw川轴：p3= p2*3*5=10.458 X0.98 X0.99=10.146kw各轴的输入转矩6电动机轴的输出转矩：Td=9.55 X10 XI轴：T1=9550*p1/ n仁35.495Nmn 轴：T2=9550*p2/n2=85.217Nm川轴：T3=9550*p3/n3=264.558Nm第四章链传动的设计计算4.1由3.2知链传动速比：i=4.5输入功率：p=3.689KW选小链轮齿数z1=17。大链轮齿数 z2=i Xz仁4.5 07=76 , z21.5 安全故该轴在最危险截面也是安全的，此截面的左侧直径大，其他情况相同，故安全。因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。6.2中间轴的设计已知参数：轴上功率：p=3.81 KW大锥齿轮的齿数 z1=102小圆柱齿轮的齿数 z1=19,对应的大齿轮齿数 z2=80转速：n=450r/min转矩：T=80700 N.mm按转矩法初定该轴的最小直径dmin :d min =25.83 mm根据最小端与角接触球轴承配合，取7206C型，故选取dl =30 mm 。计算齿轮圆周速度：Vd1n10.7065 m/ s1.5 安全故该轴在最危险截面也是安全的，因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。6.3低速轴的设计已知参数：轴上功率：p=3.689 kw转速：n=107.141r/min转矩：T328850N.mm链轮的分度圆直径 d=138.19mm ,齿数z=19 ;齿轮毂长离外壁 10mm，总长54mm。链轮轴受到的轴向力 F=5502.4N按转矩法初定该轴的最小直径dmin :IPdmin 兰 C*;=40.95 mm周端与轴承或链轮，取轴承的型号为7210C，故选4 =50 mm 。计算齿轮圆周速度：V0.28 m/s 1.55 安全故该轴在最危险截面也是安全的，因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。第七章轴承的计算与校核：7.1轴承1的计算与校核：第一对轴承的当量动载荷P: P二fp(XFr YF；)查手册取fp=1.1取7206C轴承计算步骤与内容计算结果1查手册查得：Cr、Cor值(GB/T 276)2. 由前面轴得：两轴承所受的力分别为Fi =1290.8NF2=444.9N3. 两轴的计算轴向力 Fa1=231.115NFa2=155.7N4. 计算 Fa1/Cor=0.0157Fa2/ Cor =0.01075 .查手册e值：6. 计算 Fa1/ F1=0.183e1 Fa2/F2=0.36=e27. 查手册：X、Y的值8. 查载荷系数:fp=1.19. P = fp(XFr+YF)10. 计算轴承的寿命：Lh=10 6/(60n) X(C/P1)3=49207.5h11. 结论:符合要求，选用此轴承.但需及时更换Cr =23KW Cor=15KWF1 =1290.8NF2=444.9NFa1=231.115NFa2=155.7NFa1/Cor=0.016 Fa2/ C or =0.0107e1=0.38e2=0.36Fa1/ F 1=0.183Fa2/F2=0.36X1=1,Y 仁0X2=1,Y2=0Ft / Fr 48000h7.2轴承2的计算与校核：第二对轴承的当量动载荷P: P = fp(XFr 丫Ft)查手册取fp=1.1取7206C轴承计算步骤与内容计算结果1.查手册查得：Cr、Cor值(GB/T 276)CCr =23KWor=15KW2.由前面轴得：两轴承所受的力分别为F1 =1924.5NF1 =1924.5NF2=1418NF2=1418NFa1=828.96NFa2=579.96N3.两轴的计算轴向力 Fa1=828.96NFa2=579.96NFa1/Cor=0.055264.计算 Fai/Cor=0.05526Fa2/ C or =0.0386Fa2/ C or =0.0386e1=0.426e2=0.4095.查手册e值：Fa1/ F 1 =0.429Fa2/F2=0.4096.计算 Fa1/ F1=0.429e1Fa2/F2=0.409=e2X1=0.44,Y1=1.317.查手册：X、Y的值X2=1,Y2=08.查载荷系数:fp=1.1Ft / Fr e1Fa2/F仁e29. P = fp(XFr+YF)P仁2125.99NP2=1559.8N10.计算轴承的寿命：40487.6he1Fa2/F2=0.409=e2Fa1/ F 1=0.358Fa2/F2=0.1387.查手册：X、Y的值X1=0.44,Y 1=1.165X2=1,Y2=08.查载荷系数:fp=1.1Ft / Fr e1Fa2/F仁e29. P = fp(XF+YF)P仁7288.6NP2=10215.5N10.计算轴承的寿命：P2P140487.6h8mm8mm箱盖凸缘厚度bii.5 i2mm箱座凸缘厚度bi.5i2mm箱底座凸缘厚度b22.5 620mm地脚螺钉直径df0.0i8 (d mi +d m2) +imm i2mmi2mm地脚螺钉数目n查手册4轴承旁联接螺栓直径di0.75 dfi0mm盖与座联接螺栓直径d2(0.5 0. 6) df8mm联接螺栓的间距li50200i50轴承端盖螺栓直径d3(0.40.5) df6mm视孔盖螺栓直径d4(0.30.4) df4mm定位销直径d(0.7 0.8) d f6mmdf d1 d2 至外箱壁距离Ci查手册i6mmd1 d2至凸缘边缘距离C2查手册i4mm轴承旁凸台半径RiC2i4mm凸台高度h根据低速齿轮轴承座外径确定，便于 扳手操作为准.30mm外箱壁至轴承座端面距离liCi 9 +(5L 10)36mm大齿轮顶圆与内箱壁距离i1.26i0mm齿轮端面与内箱壁距离3i8mm箱盖/箱座肋厚mi ,mmi 吒 0.85$, m 吒 0.85&8.5mm第九章键的选择与校核选用A型键键1即与联轴器配合的键：因该轴段轴的直径 d=30mm,所以查手册得键宽 b=10mm,键高h=8mm,长度L=25mm,键所在轴的深度 t=5mm,轮毂深度t1=3.3mm,圆角半 径r=0.25mm.键2即与小圆锥齿轮配合的键 该轴段轴的直径 d=25mm,所以查手册得 键宽 b=8 mm,键高h=7mm,长度L=20mm,键所在轴的深度 t=4.0mm, 轮毂深度t1=3.3mm, 圆 角半径r=0.16mm.键3即大锥齿轮配合的键该轴段的直径 d=36mm,所以查手册得键宽 b=10mm,键高h=8mm, 长度 L=28mm, 键所在轴的深度t=5.0mm,轮毂深度 t1=3.3mm,圆角半径r=0.3mm.键4即小圆柱齿轮配合的键：因该轴段轴的直径d=36mm,所以查手册得 键宽b=10mm,键高h=8mm,长度L=45mm,键所在轴的深度 t=5.0mm,轮毂深度t1=3.3mm, 圆角半径r=0.3mm.键5即与大圆柱齿轮配合的键 ：因该轴段轴的直径 d=54mm,所以查手 册得，键宽b=16mm,键高 h=10mm,长度 L=45mm,键所在轴的深度t=6.0mm,轮毂深度t1=4.3mm,圆角半径r=0.3mm.键6即与链轮配合的键：因该轴段轴的直径 d=45mm,所以 查手册得 键宽b=14mm,键高h=9mm,长度L=40mm,键所在轴的深度t=5.5mm,轮毂深度 t1=3.8mm,圆角半径r=0.3mm.根据轴和轮毂的材料,查手册得：键的联接许用应力 =110 MPa ,根据校核公式：第一根键：二 p=2T/kld=2 X26262.5/(4 X25 X30)=17.51 ：p满足强度要求.第二根键：二 p=2T/kld=2 X26262.5/(3.5 X20 X25)=30.01满足强度要求.第三根键：c p=2T/kld=2 X80700/(4 X28 X36)=40.03 满足强度要求第四根键：二p=2T/kld=2X80700/(4 X45 X36)=24.91二 p第六根键：二p=2T/kld=2满足强度要求第五根键：-p=2T/kld=2X274012/(5 X45 X54)=45.10冷满足强度要求X274012/(4.5 X40 X45)=67.66满足强度要求第十章减速器的润滑与密封减速器的润滑：因为齿轮圆周速度 vv 5m/s,所以齿轮采用浸油润滑，轴承采用脂润滑，浸油润滑不但起 到润滑作用，同时有助于箱体散热为了避免浸油润滑的搅油功能消耗太大及保证齿轮啮合区 的充分润滑，传动件浸油的深度不宜太深或太浅，设计的减速器的合适浸油深度H1对于圆锥齿轮一般为1个齿高，但不应小于10mm，保持一定的深度和存油量油池太浅易激起箱底残渣 和油污，引起磨料磨损，也不易散热换油的时间为半年，主要取决于油中杂质多少及被氧化、污染的程度查手册选择L-CKBL-CKC 150号工业齿轮油润滑第十一章参考文献陈作模主编机械原理北京:高等教育出版社，2001年刘鸿义主编材料力学第四版北京:高等教育出版社，2004年 吴宗泽主编机械设计北京:高等教育出版社，2001年吴宗泽主编机械设计课程设计手册北京:高等教育出版社,2001年刘朝儒主编机械制图北京:高等教育出版社，2001年徐学林主编互换性与测量技术基础长沙:湖南大学出版社,2005年张建中主编机械设计基础北京:中国矿业大学出版社,2001年邓方英主编金属工艺学北京:高等教育出版社,2000年张代东主编机械工程霉烂应用基础北京:机械工业出版社,2001年刘北兴主编金属学与热处理原理 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2004年