機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)33河南理工大學(xué)礦用鏈板輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院熱能與動(dòng)力工程專業(yè) 04-3 班 24 號(hào) 設(shè)計(jì)者：孫磊（ 0403040325） 指導(dǎo)教師：楊現(xiàn)卿 2007 年 1 月 河南理工大學(xué) 2 目 錄 一 設(shè)計(jì)任務(wù)書 3 二 傳動(dòng)方案的擬定 4 三 電機(jī)的選擇 4 四 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 5 五 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 6 六 軸的設(shè)計(jì) 12 七 滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算 20 八 聯(lián)軸器的選擇 24 九 鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算 25 十 箱體的設(shè)計(jì) 26 十一 減速器附件的設(shè)計(jì) 26 十二 潤(rùn)滑和密封 27 參考文獻(xiàn) 28 3 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 礦用鏈板輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 1、設(shè)計(jì)條件： （ 1）機(jī)器用途：煤礦井下運(yùn)煤； （ 2）工作情況：?jiǎn)蜗蜻\(yùn)輸，中等沖擊； （ 3）運(yùn)動(dòng)要求：輸送機(jī)運(yùn)動(dòng)誤差不超過(guò) 7%； （ 4）工作能力：儲(chǔ)備余量 15%； （ 5）使用壽命：十年，每年 300 天，每天 8 小時(shí)； （ 6）檢修周期：半年小修，一年大修； （ 7）生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)； （ 8）制造廠型：中小型機(jī)械廠； 2、輸送機(jī)簡(jiǎn)圖：如圖 1 3、原始數(shù)據(jù)： 運(yùn)輸機(jī)鏈條速度： 0.5m/s； 運(yùn)輸機(jī)鏈條拉力： 16KN； 主動(dòng)星輪齒數(shù)： 9； 主動(dòng)星輪節(jié)距： 50mm； 4、設(shè)計(jì)任務(wù)： 4 （ 1）設(shè)計(jì)內(nèi)容：電動(dòng)機(jī)選型傳動(dòng)件設(shè)計(jì)減速器設(shè)計(jì)聯(lián)軸器選型設(shè)計(jì)； （ 2）設(shè)計(jì)工作量：裝配圖 1 張零件圖 2 張； 二、傳動(dòng)方案的擬定 根據(jù) 傳動(dòng)裝置各部分的相對(duì)位置（如圖 1）， 綜合考慮工作機(jī)的性能要求、工作條件和可靠性，以使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、加工方便、成本低、傳動(dòng)效率滿足要求等，選擇二級(jí)圓錐 -圓柱齒輪減速器，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 2： 三 、電機(jī)的選擇 1、 計(jì)算運(yùn)輸機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速和功率 （ 1）轉(zhuǎn)速wn 由 原始數(shù)據(jù)可得主動(dòng)星輪的直徑 d=pz=14.3 950=143.3 , 則wn=dv60=1433.014.3 5.060=66.672r/min （ 2）功率wP 5 pw=Fv=12 0.5=6kw 2、電動(dòng)機(jī)的功率 （ 1）傳動(dòng)裝置的總效率 由參考文獻(xiàn) 1表 1-2查得： 滾筒效率 1=0.96； 彈性聯(lián)軸器效率 2=0.99； 滾動(dòng)軸承效率 3=0.98； 圓柱齒輪傳動(dòng)效率 4=0.97； 圓錐齒輪傳動(dòng)效率 5=0.95； 總效率 = 12 22 33 4 5=0.962 0.992 0.983 0.97 0.95=0.7834 （ 2）所需電動(dòng)機(jī)的功率 Pr=Pw/ =6/0.7834=7 659kw 3、選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 根據(jù)工作條件：煤礦下運(yùn)輸，應(yīng)選擇防爆電機(jī)。查參考文獻(xiàn) 2表 7-2-2 選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 Y160L-6，額定功率 11kw，滿載轉(zhuǎn)速 970r/min,電動(dòng)機(jī)軸伸直徑 48mm。 四、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 1、分配傳動(dòng)比 （ 1）總傳動(dòng)比： i=970/66.672=14.549 （ 2）各級(jí)傳動(dòng)比： 直齒圓錐齒輪（高速級(jí)）傳動(dòng)比 i12=0.25i=3.637 斜齒圓柱齒輪（低速級(jí)）傳動(dòng)比 i23=4 【】 （ 3）實(shí)際總傳動(dòng)比 i 實(shí) =i12 i23=3.637 4=14.548 因?yàn)?i=i 實(shí) i=0.001e=0.37 查 4表 14-12， Pf =1.5 )(11 A RP YFXFfP =1.5 (0.4 1474.555+1.6 1233.19)=3844.389N 軸承 :2/ RA FF=1055.095/3376.293=0.313L=24000h 故所選軸承滿足要求。 3、減速器低速軸滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算 （ 1）軸承的選擇 根據(jù)受力要求，軸承將承受較大的徑向力和軸向力，選取圓錐滾子軸承，由參考文獻(xiàn) 3表 20.6-19 選用型號(hào)為 32010，其主要參數(shù)為： d=50 ,D=80 ,Cr=61KN,e=0.42,Y=1.4。 查參考文獻(xiàn) 4表 14-11：當(dāng) eFF RA / 時(shí)， X=1， Y=0；當(dāng) eFF RA / 時(shí)，X=0.4,Y=1.4 （ 2）計(jì)算軸承受力（如圖 11） 求軸向載荷 根據(jù)“軸的設(shè)計(jì)”中已算出的低速軸 3 的軸的支反力： 22221 36.1252298.1262RARAR FFF1778.146N 22222 9.777043.4 1 3 0RBRBR FFF4202.664N 求軸向載荷 軸承內(nèi)部軸向力 Fs,按參考文獻(xiàn) 4表 14-13： YFFRS 2/111778.416/2 1.4=635.052N YFFRS 2/22 =4202.664/2 1.4=1500.951N 24 軸承的軸向載荷： 其中 3aA FF =1424.718N,因12 SAS FFF 使得軸承被“壓緊”，故： ASA FFF 21=1500.951+1424.718=2925.669N 22 SA FF =1500.951N （ 3）求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 軸承 : 11 / RA FF =2925.669/1778.146e=0.42 查參考文獻(xiàn) 4表 14-12， Pf =1.5 )( 111 ARP YFXFfP 1.5 (0.4 1778.146+1.4 2925.669)=7210.792N 軸承 : 22 / RA FF =1500.951/4202.664=0.36L=24000h 即所選軸承滿足使用要求。 八、聯(lián)軸器的選擇 1、輸入端聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)工作情況要求，決定高速軸 1與電動(dòng)機(jī)軸之間選用彈性柱銷聯(lián)軸器。 按參考文獻(xiàn) 415-1，計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 TKTAC ，由轉(zhuǎn)矩變化較小，查參考文獻(xiàn) 4表 15-1 有AK =1.5，又因 0TT =103.729N m,所以 CT =1.5 103.729=155.59N m 根據(jù)CT=155.59N m小于公稱轉(zhuǎn)矩， n=940r/min小于許用轉(zhuǎn)速及電動(dòng)機(jī)軸伸直徑0d=48 ,高速軸軸伸直徑 d=30 ,查參考文獻(xiàn) 3表 22.5-37，選用3LH型其公稱轉(zhuǎn)矩 630N m,許用轉(zhuǎn)速 5000r/min,軸孔直徑范圍 d=30 48 ,孔長(zhǎng) 1L =82 ， 2L =82，滿足聯(lián)接要求。 標(biāo)記為 :HL3 聯(lián)軸器 19855014/8248 8230 TGBYAYA 25 2、輸出端聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)工作情況要求，決定低速軸 3 與運(yùn)輸機(jī)主軸之間也選用彈性柱銷聯(lián)軸器。按參考文獻(xiàn) 415-1，計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 TKTAC ，依然查參考文獻(xiàn) 4表 15-1有 AK =1.5，此時(shí) T=1230.169N m,所以CT=1.5 1230.169=1845.25N m 根據(jù)CT=1845.25N m小于公稱轉(zhuǎn)矩， 4nn =66.67r/min小于許用最高轉(zhuǎn)速及輸出軸軸伸直徑 d=50 ,查參考文獻(xiàn) 3表 22.5-37，選用 LH5型其公稱轉(zhuǎn)矩 2000N m,許用轉(zhuǎn)速 3500r/min,軸孔直徑范圍 d=50 70 ,孔長(zhǎng) 1L =142， 2L =142，滿足聯(lián)接要求。 標(biāo)記為 :HL5 聯(lián)軸器 19855014/14250 14250 TGBYAYA九、鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算 1、聯(lián)軸器與高速軸軸伸的鍵聯(lián)接 采用圓頭普通平鍵（ GB1095-79），由 d=30 ，查參考文獻(xiàn) 5表 3.2-18得 b h=8 7,因半聯(lián)軸器長(zhǎng) 82 ，故取鍵長(zhǎng) L=70 ，即 d=30 ,h=7 ,l=L-b=62 ,T=98.589N m 由輕微沖擊，查參考文獻(xiàn) 4表 10-1得 P =100MPa, 所以 dhlTP /4 4 1000 98.589/30 7 62=30.288MPa P =100MPa 故此鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠。 2、 小圓錐齒輪 與高速軸 1 的鍵聯(lián)接 采用圓頭普通平鍵（ GB1095-79），由 d=30 ，查參考文獻(xiàn) 5表 3.2-18 得 bh=10 8,取鍵長(zhǎng) L=100，即 d=30 ,h=8 ,l=L-b=90 ,T=98.589N m 由輕微沖擊，查參考文獻(xiàn) 4表 10-1得 P =100MPa, 所以 dhlTP /4 4 1000 98.589/30 8 90=18MPa P =100MPa 故此鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠。 3、 大圓錐齒輪 與 中間 軸 2 的鍵聯(lián)接 采用圓頭普通平鍵（ GB1095-79），由 d=50，查參考文獻(xiàn) 5表 3.2-18得 b h=14 9,因 大圓錐齒輪齒寬 71 ，故取鍵長(zhǎng) L=64 ，即 d=50 ,h=9 ,l=L-b=50 ,T=323.5297N m 由輕微沖擊，查參考文獻(xiàn) 4表 10-1得 P =100MPa, 所以 dhlTP /4 4 1000 323.5297/50 9 50=57.5MPa P =100MPa 26 故此鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠。 4、小斜齒圓柱齒輪與中間軸 2 的鍵聯(lián)接 由于軸直徑和傳遞轉(zhuǎn)矩相同，可采用與大圓錐齒輪和中間軸之間的鍵聯(lián)接相同的鍵亦可滿足強(qiáng)度要求 。 5、大圓錐齒輪與低速軸 3 的鍵聯(lián)接 采用圓頭普通平鍵（ GB1095-79），由 d=70，查參考文獻(xiàn) 5表 3.2-18得 b h=20 12,因大圓錐齒輪齒寬為 90 ，故取鍵長(zhǎng) L=80 ，即 d=70 ,h=12 ,l=L-b=60 ,T=1230.169N m 由輕微沖擊，查參考文獻(xiàn) 4表 10-1得 P =100MPa, 所以 dhlTP /4 4 1000 1230.169/70 12 60=97.6MPa P =100MPa 故此鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠。 6、輸出端與聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接 采用圓頭普通平鍵（ GB1095-79），由 d=50 ，查參考文獻(xiàn) 5表 3.2-18 得 bh=14 9,因半聯(lián)軸器長(zhǎng) 142 ，故取鍵長(zhǎng) L=130 ，即 d=50 ,h=9 ,l=L-b=116 ,T=1230.169N m 由輕微沖擊，查參考文獻(xiàn) 4表 10-1得 P =100MPa, 所以 dhlTP /4 4 1000 1230.169/50 9 116=94.3MPa P =100MPa 故此鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠。 十、箱體的設(shè)計(jì) 箱體是減速器中所有零件基基座，必須保證足夠的強(qiáng)度和剛度，及良好的加工性能，便于裝拆和維修，箱體由箱座和箱蓋兩部分組成，均采用 HT200 鑄造而成，具體形狀及尺寸見(jiàn)裝配圖。 十一、減速器附件的設(shè)計(jì) （ 1）檢查孔： 為檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況，并向箱體內(nèi)注入潤(rùn)滑油，在箱體頂部能直接觀察 到齒輪嚙合的部位處設(shè)置檢查孔，平時(shí)，檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。 （ 2） 通氣器： 減速器工作時(shí)，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱內(nèi)熱脹空氣能自由排出，以保持箱內(nèi)壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件等其他縫隙滲漏，在箱體頂部裝設(shè)通氣器。 （ 3）軸承蓋： 為固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。采用凸緣式軸承蓋，利用六角螺栓固定在箱體上，外伸軸處的軸承蓋是通孔，其中有密封裝置。 （ 4）定位銷： 為保證每次拆裝箱蓋時(shí)，仍保持軸承座孔制造和 加工時(shí)的精度，在箱蓋與箱座的縱 27 向聯(lián)接凸緣上配裝定位銷，彩用兩個(gè)圓錐銷。 （ 5）油尺： 為方便檢查減速器內(nèi)油池油面的高度，以經(jīng)常保待油池內(nèi)有適量的油，在箱蓋上裝設(shè)油尺組合件。 （ 6）放油螺塞； 為方便換油時(shí)排放污油和清洗劑，在箱座底部、油池的最低位置開(kāi)設(shè)放油孔，平時(shí)用螺塞將放油孔堵住，放油螺塞和箱體接合面間應(yīng)加防漏用的墊圈。 （ 7）啟箱螺釘： 為方便拆卸時(shí)開(kāi)蓋，在箱蓋聯(lián)接凸緣上加工 2個(gè)螺孔，旋入啟箱用的圓柱端的啟箱螺釘。 十二、潤(rùn)滑和密封