ZDL—5链式输送机的传动装置设计

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date：ZDL5链式输送机的传动装置设计机械设计课程设计计算说明书太原理工大学阳泉学院机械设计基础课程设计说明书设计题目：ZDL5链式输送机的传动装置设计班 级： 2012级数控技术（对口） 姓 名： 朱耀明 学 号： 120526016 指导教师： 韩变枝 成绩签字日期2014年1月2日目 录1. 设计任务书- 3 -1.1设计题目- 3 -1.2工作条件- 3 -1.3

2、技术数据- 3 -2. 传动装置总体设计- 3 -2.1电动机的选择- 3 -2.2分配传动比- 5 -2.3传动装置的运动和动力参数计算- 5 -3. 传动零件的设计计算- 7 -3.1减速器以外的传动零件设计计算- 7 -3.2减速器以内的传动零件设计计算- 9 -4. 轴的设计计算- 13 -4.1初步确定轴的直径- 13 -4.2轴的强度校核- 14 -5. 滚动轴承的选择及其寿命验算- 18 -5.1低速轴轴承- 18 -5.2高速轴轴承- 19 -6. 键联接的选择和验算- 19 -6.1减速器大齿轮与低速轴的键联接- 19 -6.2小链轮与减速器低速轴轴伸的联接- 20 -6.3

3、联轴器与减速器高速轴轴伸的联接- 20 -7. 联轴器的选择- 21 -8. 减速器的润滑及密封形式选择- 21 -计算过程及计算说明计算结果1. 设计任务书1.1设计题目 链式胶带运输机的机械传动装置设计1.2工作条件工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量82清洁平稳小批1.3技术数据题号滚筒圆周力F(N)带速v(m/s)滚筒直径D(mm)滚筒长度L(mm)ZDL-518001.83004002. 传动装置总体设计2.1电动机的选择2.1.1选择电动机系列按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380V，Y系列。2.1.2选择电动机功率1）传动滚筒所需有效功率： 2）

4、传动装置总效率： 由机械设计基础表2-11-1确定各部分效率如下:弹性联轴器的效率 一对滚动轴承的效率 闭式齿轮传动的效率 （暂定精度为8级）开式滚子链传动的效率 一对滑动轴承的效率 传动滚筒的效率 传动装总效率 3）所需的电动机功率： 查机械设计基础手册表2-19-1,可选Y系列三相异步电动机Y132S-4型，或选Y系列三相异步电动机Y132M2-6型，额定功率均为，均满足2.1.3确定电动机转速1）传动滚筒轴工作转速： 现以同步转速为1500r/min 及1000r/min两种方案进行比较，查表2-19-1得电动机数据,计算总传动比列于下表：方案号电动机型号额定功率kW同步转速r/min满

5、载转速r/min电动机质量kg总传动比1Y132S-45.5150014406812.572Y132M2-65.51000960848.38比较两方案可见，方案1选用的电动机虽然质量和价格较低，但总传动比较大。为使传动装置结构紧凑，决定选用方案2。电动机型号为Y132M2-6，同步转速为1000r/min。由表2-19-1和表2-19-2查得主要性能技术数据和安装尺寸：额定功率P0/kW5.5满载转速n0/(r/min)960堵载扭矩/额定扭矩2.0电动机外伸轴直径D/mm38电动机外伸轴长度E/mm80电动机中心高H/mm1322.2分配传动比 总传动比： 据表2-11-1取链传动比： 则齿

6、轮传动的传动比： 2.3传动装置的运动和动力参数计算2.3.1各轴功率、转速和转矩的计算0轴：即电动机的主动轴：轴：即减速器高速轴，与电动机轴采用联轴器链接，传动比，查表2-11-1弹性联轴器的传动效率，则：轴：即减速器低速轴，动力从轴到轴经历了轴上的一对滚动轴承和一对齿轮啮合，故发生两次功率损耗，计算效率时都要计入，查表2-11-1一对滚动轴承的传动效率利率，闭式齿轮传动的效率为（暂定齿轮精度为8级），则：轴：即传动滚筒轴，动力从轴到此轴经历了轴上的一对滚动轴承和开式滚子链传动，故发生两次功率损耗，计算效率时都要计入，查表2-11-1一对滚动轴承的传动效率为，开式滚子链传动的效率为，则：2.

7、3.2各轴运动及动力参数列表轴序号功率PkW转速nr/min转矩TN.m传动形式传动比i效率04.0296039.99联轴器10.993.9896039.59齿轮传动3.3520.973.82286.40127.38链传动2.50.923.48114.56290.103. 传动零件的设计计算3.1减速器以外的传动零件设计计算3.1.1设计链传动1）确定链轮齿数: 由传动比取小链轮齿数,因链轮齿数最好为奇数，；大链轮齿数,取,。 实际传动比： 2）确定链条节距：查表得，工况系数1.4 小链轮齿数系数： 取单排链，由表取=1.0 由式，得 因为r/min，查图10-23，得选链号：No12A，节距

8、。 3）计算链长： 初选： 链长： 取： 4）验算链速： ，适合。5）选择润滑方式：按,链号12A，查图10-26选用滴油润滑。6）作用在轴上的力： 有效圆周力： 作用在轴上的力： 7）链轮尺寸及结构： 分度圆直径 3.2减速器以内的传动零件设计计算3.2.1设计齿轮传动1）材料的选择： 小齿轮选用45钢，调质处理，齿面硬度220250HBS， 大齿轮选用45钢，正火处理，齿面硬度170210HBS。 计算应力循环次数： 查机械设计基础图11-14，（允许一定点蚀）取，由机械设计基础图11-15(教材P187)，得 取，由图11-13(b)，得, 许用接触应力： 因，故取 2）按齿面接触强度确

9、定中心距：小轮转矩，初取，取，由表11-5得：由机械设计基础图11-7得：因为是减速传动，由式(11-17)计算中心距：查机械设计基础表2-11-2,在R40系列中取中心距。 估算模数：取标准模数 确定齿数： 小齿轮齿数： 大齿轮齿数：取，。 实际传动比： 传动比误差：，在允许范围内。 齿轮分度圆直径： 圆周速度： 由表11-6,取齿轮精度为8级。3） 验算齿面接触疲劳强度： 计算载荷系数：按电机驱动,载荷稍有波动,由表11-3(教材P176),取： 计算，由图11-2(a)(教材P177)，按8级精度得： 齿宽。由图11-3(a)，按，考虑轴的刚度较大和齿轮相对轴承为对称布置得：由机械设计基

10、础表11-4(教材P178)，得：载荷系数： 计算齿面接触应力：由图11-4，得，所以：由，查机械设计基础由图11-6(教材P180)得： 齿面接触应力： 故在安全范围内。4）校核齿根弯曲疲劳强度： 按，由机械设计基础图11-10得：，由机械设计基础图11-11得，由机械设计基础图11-12得，（）由图11-16(b)，得， 由机械设计基础图11-17，得， 由机械设计基础图11-18得,取，由式(11-25)计算许用弯曲应力： 故安全。 故安全。5）齿轮主要几何参数： ， 齿宽，取4. 轴的设计计算4.1初步确定轴的直径4.1.1高速轴及联轴器的设计1）初步选定减速器高速轴外伸段轴径：根据所

11、选电机，则2）选择联轴器：联轴器所传递的标称扭矩：根据传动装置的工作条件拟选用弹性柱销联轴器(GB/T5014-2003)查表16-1(教材P268)，取工作情况系数计算转矩由表2-14-1(P114)可查得LH2号联轴器就可以满足转矩要求（）。但其轴孔直径（）不能满足电动机及减速器高速轴轴径的要求。因此重选HL3号联轴器（,）3）最后确定减速器高速轴外伸直径为。 4.1.2 低速轴的设计计算1）选择轴的材料 选择材料为45号钢，调质处理。2）按转矩初步计算轴伸直径 取 取(按标准密封圈尺寸取值) ,根据轴承取标准值，取 查表2-13-1(P106)，选6209型号的深沟球轴承。轴承型号为62

12、09 GB/T276-19944.2轴的强度校核4.2.1计算大齿轮上的作用力 转矩 圆周力 径向力 轴向力 4.2.2绘轴的受力简图，求支座反力1） 垂直面支座反力 据，得 据，得 2）水平面支座反力 据，得 据，得 受力简图如图（b）4.2.3作弯矩图1） 垂直面弯矩MY图A点 C点 垂直面弯矩图如图（c）2）水平面弯矩MZ图A点 C点 水平面弯矩图如图（d）3）合成弯矩图 A点 C点 4.2.4作转矩图 转矩图如图（f）4.2.5作当量弯矩图该轴单向工作，转矩按脉动循环应力考虑，取当量弯矩 D点 A点 C点左 C点右 当量弯矩图如图（g）4.2.6校核轴的强度由以上分析可见，A点弯矩值最

13、大，C点有键槽，而D点轴径最小，所以该轴危险断面是A点、C点和D点所在剖面。查表13-1(教材P218)得查表13-2(教材P224)得。A点轴径该值小于原设计该点处轴的直径45mm,安全。C点轴径考虑键槽影响，有一个键槽，轴径加大5%。该值小于原设计该点处轴的直径48mm,安全。D点轴径考虑键槽影响，有一个键槽，轴径加大5%。该值小于原设计该点处轴的直径35mm,安全。5. 滚动轴承的选择及其寿命验算5.1低速轴轴承1）选定轴承类型及初定型号 深沟球轴承（GB/T276-1994），型号6209：查表得，。2）计算径向支反力 取3）校核轴承寿命 故满足轴承的寿命要求。5.2高速轴轴承1）选定

14、轴承类型及初定型号深沟球轴承（GB/T276-1994），型号6208：查表得，2） 计算径向支反力 取 3）校核轴承寿命 故满足轴承的寿命要求。6. 键联接的选择和验算6.1减速器大齿轮与低速轴的键联接1）键的材料、类型 键的材料选用45钢，选用A型普通平键。2）确定键的尺寸根据轴径，齿轮轮毂长，查表2-12-11(P103)确定键的尺寸为：3）验算键的挤压强度键和轴的材料为钢，轮毂材料为45钢，所以按钢校核键连接的挤压强度。查表9-7(教材P135)，得许用挤压应力键的计算长度，由下式得该键安全。所以选键1445 GB/T1096-1990。6.2小链轮与减速器低速轴轴伸的联接1）键的材料

15、、类型 键的材料选用45钢，选用A型普通平键。2）确定键的尺寸根据轴径，链轮轮毂长，查表2-12-11(P103)确定键的尺寸为：3）验算键的挤压强度键和轴的材料为钢，轮毂材料为45钢，所以按钢校核键连接的挤压强度。查表9-7(教材P135)，得许用挤压应力键的计算长度，由下式得该键安全。所以选键1045 GB/T1096-1990。6.3联轴器与减速器高速轴轴伸的联接1）键的材料、类型 键的材料选用45钢，选用A型普通平键。2）确定键的尺寸根据轴径，联轴器轴孔长，查表2-12-11(P103)确定键的尺寸为：3）验算键的挤压强度键和轴的材料为钢，联轴器材料为钢，所以按钢校核键连接的挤压强度。

16、查表9-7(教材P135)，得许用挤压应力键的计算长度，由下式得该键安全。所以选键1050 GB/T1096-1990。7. 联轴器的选择 联轴器所传递的标称扭矩：根据传动装置的工作条件拟选用弹性柱销联轴器(GB/T5014-2003)查表16-1(教材P268)，取工作情况系数计算转矩由表2-14-1(P114)可查得LH2号联轴器就可以满足转矩要求（）。但其轴孔直径（）不能满足电动机及减速器高速轴轴径的要求。因此重选HL3号联轴器（,）8. 减速器的润滑及密封形式选择1）轴承及齿轮润滑：根据减速器齿轮的圆周速度，减速器轴承 采用飞溅润滑，根据工作环境及工作强度，查表2-15-1(P119),齿轮润滑油选用工业闭式齿轮油(GB/T5903-1995)。2）密封圈：根据减速器的工作环境，减速器高速轴及低速轴采用内包骨架旋轴唇形密封圈。由高速轴外伸轴直径，低速轴外伸轴直径，通过查表2-15-6(P121)，得低速轴采用：FB 40628 GB/T13871-1992高速轴采用：FB 38628 GB/T13871-19923）油标尺M12,材料Q235A。-