鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目：鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置專業(yè) 班設(shè) 計(jì) 者：指導(dǎo)老師：2013 年 9 月 8 日星期日西北工業(yè)大學(xué)目錄課程設(shè)計(jì)題目第一部分傳動(dòng)方案擬定第二部分電動(dòng)機(jī)的選擇第三部分傳動(dòng)比的分配第四部分傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算第五部分傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算第六部分軸的設(shè)計(jì)計(jì)算第七部分圓錐滾子軸承的選擇及校核計(jì)算第八部分鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算第九部分聯(lián)軸器的選擇第十部分潤(rùn)滑及密封第十一部分箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇參考資料課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（簡(jiǎn)圖如下）原始數(shù)據(jù)：輸送鏈的牽引力 F/kN1.5運(yùn)輸機(jī)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(zhuǎn)動(dòng)

2、，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，使用期 10 年（每年300 個(gè)工作日），小批量生產(chǎn)，兩班制工作，輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速允許 誤差為 ±5%。鏈板式輸送機(jī)的傳動(dòng)效率為 0.95。主要結(jié)果計(jì)算與說(shuō)明第一部分 傳動(dòng)方案擬定傳動(dòng)方案（已給定） ：外傳動(dòng)為 V 帶傳動(dòng)；減速器為一級(jí)展開式圓錐齒輪減速器。方案簡(jiǎn)圖如下：傳動(dòng)類別錐齒輪傳動(dòng) 3精度結(jié)構(gòu)及潤(rùn)滑8 級(jí)精度開式傳動(dòng)效率0.940.97（取中間值 0.955）滾動(dòng)軸承 246脂潤(rùn)滑）滾子軸承（油潤(rùn)滑）0.98V 帶傳動(dòng) 1 滾子鏈傳動(dòng) 7 聯(lián)軸器 50.960.96彈性、齒式 0.99第二部分 電動(dòng)機(jī)的選擇1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇： Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī) 2

3、、電動(dòng)機(jī)功率選擇 ：a、工作機(jī)所需功率： p FV 1500 0.7 1.1052kW1000 1 1000 0.95 b、傳動(dòng)總效率：1 7 0.96 0.955 0.983 0.99 0.96 0.8367 所需電動(dòng)機(jī)的功率Pd=1.1 Pw/=1.1 ×1.1052/0.8368=1.4824kw c、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：計(jì)算鼓輪工作轉(zhuǎn)速：n V 60 1000 0.7 60 1000 133.7579r / mind 3.14 100 按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓錐齒輪傳動(dòng)一級(jí) 減速器傳動(dòng)比范圍 i1 =2 3。取 V 帶傳動(dòng)比 i2 =24， 則總傳動(dòng)比理想范圍為 i=4 12

4、( inm ig ib )。綜n合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、 減速器的傳動(dòng)比，選 n=1500r/min 。d、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，由理論需求電機(jī)功 率 Pd=1.3839kw 及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào) Y90L-4。 其主要性能： 額定功率： 1.5KW，滿載轉(zhuǎn)速 1400r/min。pw =1.1052kw=0.8367Pd=1.4824kw電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y90L-4第三部分 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、總傳動(dòng)比：i =1400/133.7579=10.46672、分配各構(gòu)件傳動(dòng)比： i ig ib3、初定減速器內(nèi)的傳動(dòng) i2 =3，則帶傳動(dòng)

5、的傳比就為i 10.4667i13.48891 i23第四部分 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、各軸轉(zhuǎn)速：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n0 =1400r/min小錐齒輪軸轉(zhuǎn)速 n1 n0 =1400/3.4889=401.2726r/mini1大錐齒輪轉(zhuǎn)速n2 n1 133.7575r/mini2鏈輪軸轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩：P 1.5Td 9550 d 9550 10

6、.2321N m 電動(dòng)機(jī)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(shù)匯總Z型V帶dd1 90mmdd2 315mmv =6.5973m/s參數(shù)轉(zhuǎn)速（r/min ）功率（ kW

7、）轉(zhuǎn)矩（ N m ）軸401.27261.4434.2712軸133.75751.347796.2373軸133.75751.307593.3527第五部分 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇普通 V 帶截型，由機(jī)械設(shè)計(jì)教程表 6-6 得：KA 1.3（工時(shí) 16,輕載啟動(dòng)）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(zhǔn)直徑 dd ，并驗(yàn)算帶速為提高 V 帶的壽命， 應(yīng)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(yīng)選取

8、dd2 315mm軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速：（1 ）n1dd1 （1 0.01） 1400 90n2396r /mindd2315驗(yàn)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(zhǎng)和中心矩按設(shè)計(jì)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(shí)際軸間距：Ld Ld01540 1467.8126a a0400 436.0937mm0 2 2安裝時(shí)所需

9、最小軸間距離：amin a 0.015Ld 436.0937 0.015 1540 412.9137mm張緊或補(bǔ)償伸長(zhǎng)所需最大軸間距離：amax a 0.03Ld 436.0937 0.03 1540 482.2937mm(4) 驗(yàn)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(shù)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(jì)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(zhǔn)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(zhǔn)直徑 ： dd2 315mm 大輪外徑： da2 dd2 2ha 319mm 2齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、選定精度等級(jí)，材料熱處理方式，齒數(shù)初定： 1)本運(yùn)輸機(jī)工作速度、功率都不高，選用 7 級(jí)精度； 2) 選

11、擇 小 齒 輪 材 料 為 40Cr， 調(diào) 質(zhì) 處 理 ， 硬 度 HBS1=2412863) 大 齒 輪 材 料 為 45 鋼 ， 調(diào) 質(zhì) 處 理 ， 硬 度 為 HBS2=2172554)選取小齒輪齒數(shù) Z1=25，初步確定傳動(dòng)比為 i2=3 則大 齒輪齒數(shù) Z2= i2 Z1=3×25=75z=4F0 66.112NFp 490.9840NZ1=25Z2=755）此時(shí)傳動(dòng)比 u1 z2 3z12、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算： 錐齒輪以大端面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，取齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量 齒輪作為強(qiáng)度計(jì)算依據(jù)進(jìn)行計(jì)算。（1）初擬載荷系數(shù) K=1.2，取齒寬系數(shù) L =0.32）計(jì)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(qiáng)度極限應(yīng)以大齒輪材料所決定的許用接觸應(yīng)力為準(zhǔn) ,對(duì) 45 號(hào)鋼 ,取HBS2230 ,大齒輪： H lim2539MPa（4）接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)。取安全系數(shù) sH 1.0計(jì)算接觸疲勞的壽命系數(shù) 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(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力許用接觸應(yīng)力： H KHN lim / SH 539MPa（6）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)傳動(dòng)區(qū)域系數(shù)

13、 zH 2.5，彈性影響系數(shù) zE 189.8 MPa4KT1(zH zE)1L (1 0.5 L )22 58.093 mm 2u2Hu1=3齒輪模數(shù) m d1 58.093 2.3237 mmZ1 203、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算：對(duì)小齒輪取 HBS1 260,對(duì)大齒輪仍用接觸強(qiáng)度時(shí)的數(shù)據(jù),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(yīng)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(jìn)行校驗(yàn)： F 2m 34kT1Y2Fa11.605L(1 0.5 R)2Z1 u2 1 F 24、確定模數(shù)：綜上所述 ,應(yīng)取模數(shù)較大值 m 35、齒輪參數(shù)計(jì)算：兩齒輪的當(dāng)量齒數(shù)ZV1Z12526.3523cos 1 cos18.4349Z260ZV22 237.1714cos 2 cos71.5651m=3由齒數(shù)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(shù)匯總：名稱代號(hào)小錐齒輪大錐齒輪齒數(shù)Z2575模數(shù)m2.5mm節(jié)錐角18.434971.5651分度圓直徑d(mm)62.5187.5齒頂高h(yuǎn) a(mm)2.5齒根高h(yuǎn)f(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(dāng)量齒數(shù)ZV26.3523237.1714齒寬B(mm)30齒寬系數(shù)R0.3第六部分 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初定直徑選用 45 號(hào)鋼

16、 作為軸的材 料， 調(diào)質(zhì)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(duì)軸強(qiáng)度的削弱以及帶輪對(duì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)( 1 ) 軸上零件的定位，固定和裝配( 2 )確定軸各段直徑和長(zhǎng)度段： d1=20mm 長(zhǎng)度取 L 1=55mmA 型平鍵：鍵長(zhǎng) 45mm b=h=6mm段： d2=25mm 長(zhǎng)度取 L 2=39mm段： d3=35mm 長(zhǎng)度取 L3=20mm 用來(lái)和軸承進(jìn)行 過(guò)度配合，初選用 30206 型圓錐滾子軸承

17、。段： d4=28mm 長(zhǎng)度為 L4=43mm段： d5=35mm 長(zhǎng)度為 L 5=25mm 用來(lái)和軸承進(jìn)行 過(guò)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(shè)計(jì)計(jì)算(1)按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初定直徑選用 45 號(hào)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(lián)軸器的尺寸，選大軸最小徑4、輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)( 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(zhǎng)度段 : d1=28mm、長(zhǎng)度取 L1=6

18、0mm，與聯(lián)軸器相連。A 型平鍵：鍵長(zhǎng) 50mm b*h=8*7段 : d2=32mm 長(zhǎng)度取 L 2=33mm。段 : d3=35mm 長(zhǎng)度取 L3=38mm 用來(lái)和軸承進(jìn)行 過(guò)度配合，初選用 30207 型圓錐滾子軸承。段： d4=40mm 長(zhǎng)度為 L4=82mm，定位。 段：d5=37mm 長(zhǎng)度為 L5=42mm，與大齒輪配合。A 型平鍵：鍵長(zhǎng) 36 b*h=10*8VI 段： d6=35mm 長(zhǎng)度為 L6=31mm，和軸承進(jìn)行過(guò) 度配合 ,初選用 30207型圓錐滾子軸承。( 3 )軸強(qiáng)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(xiǎn)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(zhuǎn)動(dòng)，扭矩可以認(rèn)為按脈動(dòng)循環(huán)變化，故取折合系數(shù) 0.59caM 2 ( T2)2 23.6064MPa前 已選 定軸 的材料 為 45 號(hào)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(jì)算 由于軸承會(huì)受到較大的軸向力， 故選擇圓錐滾子軸承。 對(duì)于從動(dòng)軸，選擇 30207 軸承，由上部分受力分

20、析知： Fr 1 RV21 RH21 0.2834kN ，F(xiàn)r 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(dòng)載荷 C 54.2kN故查表得 X1 0.4 ，Y1 1.6，X2 0,Y2 1.6則當(dāng)量動(dòng)載荷 , 載荷系數(shù) 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(yàn)算Lh 10 (C) 7.36 106hh 60n1 P1因軸承預(yù)

21、計(jì)壽命 L=10×365×16=58400h，故 Lh L ，滿 足要求。第八部分 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算(1)帶輪與輸入軸所用鍵的校核軸徑 d 28mm ，軸長(zhǎng) l 55mm選用 A 型平鍵，通過(guò)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(hào)鋼，選 用較小的材料做為計(jì)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(zhǎng) l 42mm采用 A 型平鍵連接。通過(guò)查表得到L 36mm b 10mm h 8

22、mm軸和齒輪的材料都是 45 號(hào)鋼，所以抗壓需用應(yīng)力是： bs 100 120 Mpabs 57.8MPa bs ，滿足要求。dhl（3）輸出軸和聯(lián)軸器連接采用的鍵的校核軸徑 d 28mm ，軸長(zhǎng) l 60mm采用 A 型平鍵連接。通過(guò)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(hào)鋼，選用較小的材料做為計(jì)算，即 bs 50 60Mpabs 4T3 46.7625MPa bs ，滿足強(qiáng)度要求bs dhl bs第九部分 聯(lián)軸器的選擇減速器的輸出軸與工作機(jī)之間用聯(lián)軸器連接，由 于軸的轉(zhuǎn)速較低，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，綜合考慮選用彈性 套柱銷聯(lián)軸器，聯(lián)軸器上的扭矩為 9

23、6.2373Nm，選用 型號(hào)為 LT5。第十部分 潤(rùn)滑及密封齒輪的潤(rùn)滑采用浸油潤(rùn)滑，由于低速級(jí)周向速度為 1.54m/s， 為錐齒輪傳動(dòng)，浸油高度應(yīng)沒(méi)過(guò)大錐齒輪齒寬，至少 應(yīng)沒(méi)過(guò) 1/2 齒寬，齒頂距箱底至少 30mm,這里為設(shè)計(jì)為 45mm。選用 CKC150 潤(rùn)滑油。A 型鍵10×8×36A 型鍵8×7×50彈性套柱銷聯(lián)軸器CKC150 潤(rùn)滑油軸承的潤(rùn)滑由于浸油齒輪的圓周速度2m/ s ，齒輪不能有效鋰基潤(rùn)滑脂的把油飛濺到箱壁上，因此選用脂潤(rùn)滑方式。脂潤(rùn)滑 具有形成潤(rùn)滑膜強(qiáng)度高，不容易流失，容易密封，一 次加脂可以維持相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間，也有利于傳動(dòng)裝置

24、 的 維 護(hù) 。 選 用 ZL-2 號(hào) 通 用 鋰 基 潤(rùn) 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(rùn)滑，且軸的 最高圓周速度不超過(guò) 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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，摩擦較大， 易損耗，應(yīng)注意及時(shí)更換。第十一部分 箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(nèi)使用， 選通氣器（一次過(guò)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(shù)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(tái)半徑14凸臺(tái)高度39外箱壁至軸承座端面距離35大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離10箱蓋，箱座肋厚8.5主動(dòng)端軸承蓋外徑114被動(dòng)端軸承蓋外徑104箱體及其附件參數(shù)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(biāo)、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(shí)效 油漆劃 線粗精加工基準(zhǔn)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(yàn)。 減速器的裝拆順序及注意事項(xiàng) ：箱體和箱蓋通過(guò) 螺栓連接，拆下螺栓即可將箱蓋取下，對(duì)于兩軸系零 件，整個(gè)取下該軸，即可一一拆下各零件。其它各部 分拆卸比較簡(jiǎn)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(fù)原。對(duì)于不可拆的零件， 如過(guò)渡配合或過(guò)盈配合的零件則不要輕易拆下。對(duì)拆 下的零件應(yīng)妥善保管，以免丟失。 技術(shù)要求： 1.裝配前滾動(dòng)軸承用汽油清洗，其它零件用煤油清洗， 箱體內(nèi)不允許有任何雜物存在，箱體內(nèi)壁涂耐磨油油 漆； 2.齒輪副的側(cè)隙用鉛絲檢驗(yàn)， 側(cè)隙值應(yīng)不小于 0.14mm； 3.滾動(dòng)軸承的軸向調(diào)整間隙均為 0.05-0.1mm； 4.齒輪裝配后， 用涂色法檢驗(yàn)齒面接觸斑點(diǎn)， 沿齒高不 小于 65%，沿齒長(zhǎng)不小于 60%； 5.減速器剖面分面涂密封膠或水玻璃