化工易燃易爆品生产车间链板式运输机传动装置设计

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1、目录一、课程设计任务书 - 1-二、传动方案的拟定 - 3-三、电动机的选择 - 4-电动机类型的选择- 4-四、确定传动装置的有关的参数 - 6-确定传动装置的总传动比和分配传动比。- 6-计算传动装置的运动和动力参数。- 6-五、传动零件的设计计算 - 8-V带传动的设计计算-8 -齿轮传动的设计计算-9-六、轴的设计计算-12-输入轴的设计计算-12-输出轴的设计计算-14-七、滚动轴承的选择及校核计算-16-八、连接件的选择 -18-联轴器的选择-18-键的选择计算-18-九、减速箱的附件选择 -20-十、润滑及密封 -21-十一、课程设计小结-22-十二、参考资料 -23-题目C：化

2、工易燃易爆品生产车间链板式运输机传动装置设计1. 设计要求链板式运输机由电动机驱动。电动机转动，经传动装置带动链板式运输机的 驱动链轮转动，拖动输送链移动，运送原料或产品。该机也可用于加工线或装配 线上运送零件。整机结构要求电机轴与运输机的驱动链轮主轴平行布置，使用寿 命为 5 年，每日两班制工作，连续运转，单向转动，载荷平稳。允许输送链速度 偏差为5%，工作机效率为 0.95。该机由机械厂小批生产。1-电机 ；2-传动装置；3-驱动链轮；4-输送链题目 C 图 链板式运输机传动示意图2. 设计数据数据编号21-122-223-324-425-526-627-728-8输送链拉力F（ N）48

3、004500420040003800350032003000输送链速度v （ m/s）0.70.80.91.01.01.11.11.2驱动链轮直径D（ mm）3503603703803904004104303. 设计任务1）至少设计三种传动方案，并对所提出的方案进行论证与选优分析。2）选择电动机，进行传动装置的运动和动力参数计算。3）传动装置中的传动零件设计计算。4）绘制传动装置的装配图和箱体、齿轮及轴的零件工作图。5）编写设计计算说明书。二、传动方案的拟定根据设计要求拟定了如下三种传动方案:a)c)b)0|1 11 1|XXJ11 1厂X1 X 1X1 1200 (适用)(5) 确定带的根数

4、P0单根普通V带的基本额定功率P0单根普通V带的基本额定功率的增量Ka包角修正系数klV带的基准长度系列及长度系数PCa计算功率根据教材 P152 表(8-4a) P0=0.90KW根据教材 P153 表(8-4b)AP=0.09KW根据教材 P155 表(8-5) K a =0.95根据教材 P146 表(8-2) Kl=1.06 由教材P158式(8-26)得Z= PCa /Pr=PCa/(P0+AP0) K a KL =4.8/(1.0+0.1) X 0.95X1.064取Z=4(6) 计算轴上压力由教材 P149 表 8-3 查得 q=0.1kg/m, P158 由式(8-27) 单根

5、V带的初拉力：F=500(2.5 - K ) x p / Kzv + qv 2acaa=500x (2.5-0.95) x4.8/0.95x4x4.22+0.1 x4.222 =233.76N则作用在轴承的压力Fp,由教材P159式(8-28) 尸卩=22%加 a 1/2=2 X 4 X 233 X sin161.30/2 =1845.23N齿轮传动的设计计算1)选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿L=2240mm a=743mm a 1=161.30Z=4F0 =233.76NF =1845.23N p轮选用40Cr调质，齿面硬度为280HBS。大齿轮选用4

6、5钢调 质，齿面硬度240HBS；根据教材P210表10-8选7级精度。 齿面粗糙度R W 1.63.2 口 ma2）按齿面接触疲劳强度设计根据教材P203式10-9a：确定有关参数如下: 传动比i1=5.89取小齿轮齿数：Z1=20大齿轮齿数：Z2=5.9Z1=5.9X 20=118实际传动比：i=118/20=5.9。传动比误差：i-i0/I=5.9-5.9/5.9=O% 可用。 齿数比：u=i=5.89 由教材P205表10-7：取 d=1.2 转矩片T1=9.55 X 106 X P/n1=9.55 X 106 X 3.8/225=161228Nmm 载荷系数k查机械设计书P193,表

7、10-2：取 k=1.00 由教材P201表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa1/2 许用接触应力oH H= HlimkHN/SH由教材P209图10-21查得： HlimZ1=600Mpa HlimZ2=550Mpa由教材P206式10-13计算应力循环次数NN=60njLh=60 X720X1X(16X365X 5)=1.26 X 109N2=N1/i=1.26X 109/5.9=2.1 X 108 由教材P207图10-19查得接触疲劳的寿命系数：Khn1=0.90 khN2=1.02通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求，选取安 全系数SH=1.0H1= Hlim1

8、 Khn1/Sh=600 X 0.90/1.0Mpa=540Mpa H2= Hlim2 KHn2/Sh=550X 1.02/1.0Mpa=556Mpa 故得：2d2.32c i1 x 161228 5.9 +1 (189.8) d1=2.323,1.25.9 J 556 丿=58.04mm模数：m=d/Z=65/20=2.90mm 取标准模数：m=3 mm3）校核齿根弯曲疲劳强度 根据教材P201公式10-5a：of=2KT Y Y Woh F1 Fa SaH0 m 3 Z 2 确定有关参数和系数 分度圆直径： d=mZ=3 X 20mm=60mm d2=mZ2=3 X 118mm=354mm

9、 齿宽：b=dd1=1X58.33=58.33mm 取 b=58.33mm b1=65mm 齿形系数YFa和应力修正系数Ysa根据齿数 Z1=20, Z2=118 由表 10-5(P200)得:YFa1=2.80YSa1=1.55YFa2=2.18Ysa2=1.79 许用弯曲应力O F根据公式：OF= O Flim/SFO Flim1=290Mpa O Flim2 =21MPa 按一般可靠度选取安全系数：SF=1.25 计算两轮的许用弯曲应力1= Flim1 /SF=290/1.25=232Mpam=3mmZ1=20Z2=118 d1=60mm d2=354mmb=58.33mmb1=65mm

10、YFa1=2.80YSa1 = 1.55YFa2=2.18Ysa2=1.79 Flim1=290Mpa Flim2 =210Mpa Sf=1.251=232Mpa F2=168MpaO2= o Flim2 /SF=21/1.25=168Mpa将求得的各参数代入式 F1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1 =(2x1.25x161288/58.04x32x20)x2.80x1.55 =167.5Mpav F1 F2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1 =(2x1.25x161288/58.33x32x118)x2.18x1.79 =25.53Mpa A輕(实心轴)n贝U：d 103

11、x J 3.65 =45.01mm3 38.57考虑有键槽，将直径增大5%， d=47.26mm 取 d=48mm2、速度校核实际的输出轴转速为：n =38.57r/min V：=D n n /600.706m/soII偏差为 %=(0.76-0.7)/0.7=0.92%5%(符合要求)3、轴的结构设计(1) 轴上的零件定位，固定和装配。单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴 承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位， 周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定 位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶梯状。两端都用套杯对两对轴承进行内圈定位，齿轮又右端轴 肩和

12、左端套杯定位。(2) 确定轴的各段直径和长度。设计准则与输入轴一样具体尺寸如下图Mec =239.7Nm o e =51.3MPao L _ibd=48mmFt =5154.97NFr=1876.25NFax=Fby =938NFAZ=FBZ=2577.5NMC1=58.2NmMC2=159.8NmMC =170NmMec=918.9Nmo e =55.23Mpa L =29200hh轴承预计寿命29200小时Lh=44484h预期寿命足够Fax=Fby =938N Faz=Fbz=25577. 5N七、滚动轴承的选择及校核计算1. 滚动轴承的类型应根据所受载荷的大小，性质，方向, 转速及工作

13、要求进行选择。若只承受径向载荷而轴向载荷较 小，轴的转速较高，则选用深沟球轴承；若轴承同时承受较 大的径向力和。轴向力，或者需要调整传动件的轴向位置，则应选择角 接触球轴承或圆锥滚子轴承。经过分析比较后，选用深沟球 轴承。2. 滚动轴承的型号。（从机械工程师电子手册查） 根据各轴的安放轴承出的直径大小，经过分析和比较，轴承的选择如下：输入轴选用的轴承标记为：滚动轴承 6206 GB/T 276-1994尺寸：d x D x B =30X62X16它的基本额定载荷Cr=13.2KN, Cor=8.30KN输出轴选用轴承的标记为：滚动轴承 6009 GB/T 276-1994尺寸：d x D x

14、B =50X80X16它的基本额定载荷Cr= 22.0 KN，Cor=16.2KN3. 对轴承进行寿命校核。根据已知条件，轴承预计寿命L =16X365X5=29200hh轴承的寿命校核可由教材P320式（13-5a）即:L二竺（华）s进行。h 60n P根据P319页,对于球轴承，s =3；对于滚子轴承 =10/3） 则 s =10/3。由教材表13-4结合该轴承的工作环境，取f =1.00。t由于轴承主要承受径向载荷作用则P二f F （由教材p rP321 式 13-9a）由教材P321表13-6，取f =1.0；（1）对输入轴的轴承进行寿命校核 按照最不利的情况考虑，轴承的当量动载荷为:

15、P = f F = f f2 + F2 =1.0xq978.42 + 2688.22 =2860.7N P r P NH1 NV 1则：L 10 6 f c = 106 z 1.00 x 19500、10 6 ( J C )()10/3h1 60 n ( P ) 60 x 2252860.7故所选轴承可满足寿命要求。(2)输出轴的轴承进行寿命校核按照最不利的情况考虑，轴承的当量动载荷为：P = / F = /2 + F2 =1.0Xj9382 + 2577.52P RP 卒 NH1NV1= 2742.9N血 .106 /FC、1061.00X22000、贝y： l -()=()3h 260 亀

16、 P60 x 38.202577.5=271304h LH故所选轴承可满足寿命要求。Lh=271304h轴承合格八、连接件的选择联轴器的选择根据传递载荷的大小，轴转速的高低，被连接件的安装 精度等，参考各类联轴器特性，选择一种合用的联轴器类型。(1) 类型选择及材料由于此处并无剧烈冲击，且功率小。在输出轴处选择平 键套筒联轴器。输出扭距较大，但速度小所以选用45号钢。(2) 载荷计算名义转矩：T =9550作=9550X3.65/38.20=912.5 Nm11nii由教P351表14-1，考虑到转矩变化很小取K二1.5A由教材P351式14-1计算转矩：T 二 K T =1.5 X 912.

17、5 N m=1368.75N mcaA II(3) 具体设计及型号的选择由于输出轴转速较慢并且比较稳定，不会产生附加的相 对位移，而且传递的转矩不大，考虑到经济性以及拆装的方 便，初选选弹性套柱销联轴器。HL7 Y 型 nmax=3550r/min Tmax=2000N m1368.75 键的选择计算键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。键的类型 应根据键联接的结构特点，使用要求和工作条件来选择；键 的尺寸则按符合标准规格和强度要求来取定。1 .带轮毂与输入轴键的选择及计算1) 键联接的选择根据联接的结构特点、使用要求和工作条件，查手册选 用圆头普通平键(C型)，由轴径的大小d=28mm，及

18、由教材P106 表 4-1，选用键 GB/T 1096-1979 键 8X7X28。2) 键的强度校核键、轴和轮毂的材料都是钢，由教材P106表6-2查许用 挤压应力Q =100120 MP，取Q =150MP。papa键与带轮毂键槽的接触高度k = 0.5h =0.5 X 7=3.5mm键的工作长度l = L - b =45 8=37mm由教材P106式6-2则有：键 A8X7X28GB/T1096-1979q =90.0 MPPa2T x 103 2 x 161.3 x 103/ 人#、b =90.0 MP Q （合适）pkid35 x 37 x 28-p2. 输入轴与齿轮连接键的选择及计

19、算1）键联接的选择根据联接的结构特点、使用要求和工作条件，选用圆头 普通平键（A型），由轴径d =36mm，则两处键的型号可取 样，又由教材P106表4-1，两处的选用键分别为：安装小齿 轮段 GB/T 1096-1979 键 10X8X452）键的强度校核键、轴和轮毂的材料都是钢，由教材P106表6-2查许用挤压应力Q =100120MP，取b =150MP。papa键与轮毂键槽的接触高度。k 0.5h =0.5 X 8mm=4mm键的工作长度l L - b =45 10mm=35mm则有：2T x 103 2x 182.248 x 103 ” “r入、工、b -=72.32 MP b （合

20、适）pkid4 x 35 x 36ap3. 输出轴键的选择及计算1）键联接的选择根据联接的结构特点、使用要求和工作条件，选用圆头 普通平键（A型），由轴径d=62mm和由教材P106表4-1，选 用键 GB/T 10961976 键 20X12X56；联轴器段由2 表 4-1， 选用键 GB/T 1096 键 18X11X56。2）键的强度校核键、轴和轮毂的材料都是钢，由表6-2查许用挤压应 力b =100120MP，取，b =150MP。papa键与轮毂键槽的接触高度k 0.5h =0.5 X 11mm=5.5mm键的工作长度l L - b =63 18mm=45mm则有：2T x 103

21、2x803.39x 103/人、壬、b i=99.88 MP b （合适）pkid5.5 x 45 x 65ap键 A10X8X45GB/T1096-1976o p=64Mpa键 A18X11X56GB/T1096-1976o p=99.88Mpa九、减速箱的附件选择1. 检查扎和视孔盖检查孔用于检查传动件的啮合情况，润滑状态、接触斑 点及齿侧间隙，还可用来注入润滑油，故检查孔应开在便于 观察传动件啮合区的位置，其尺寸大小应便于检杳操作。视 孔盖可用铸铁、钢板或有机玻璃制成，它和箱体之间应加密 封垫，还可在孔口处加过滤装置，以过滤注入油中的杂质， 如减速器部件装配图1。2. 放油螺塞放油孔应设

22、在箱座底面的最低处，或设在箱底。在其附 近应有足够的空间，以便于放容器，油孔下也可制出唇边， 以利于引油流到容器内。箱体底面常向放油孔方向倾斜1 1.5，并在其附近形成凹坑，以便于污油的汇集和排放。放 油螺塞常为六角头细牙螺纹，在六角头与放油孔的接触面处， 应加封油圈密封。也可用锥型螺纹或油螺塞直接密封。选择 M16X1.5的外六角螺塞（2表7-11）。3. 油标油标用来指示油面高度，应设置在便于检查及油面较稳 定之处。常用油标有圆形油标（2表7-7），长形油标（2表 7-8）和管状油标（2表7-9）、和杆式油标（2表7-10）等。 由2表7-10得M14的杆式油标。4. 通气器通气器用于通气

23、，使箱内外气压一致，以免由于运转时， 箱内油温升高，内压增大，而引起减速器润滑油的渗漏。简 易的通气器钻有丁字型孔，常设置在箱顶或检查孔上，用于 较清洁的环境。较完善的通气器具有过滤网及通气曲路，可 减少灰尘进入。5起吊装置起吊装置用于拆卸及搬运减速器。它常由箱盖上的吊孔 和箱座凸缘下面的吊耳构成表11-3。6.定位销为保证箱体轴承孔的加工精度与装配精度，应在箱体联 接凸缘上相距较远处安置两个圆柱销，并尽量不放在对称位 置，以使箱座与箱盖能正确定位。选择销GB/T 11986 A8 X30o十、润滑及密封1. 传动件的润滑减速器传动件和轴承都需要良好的润滑，其目的是为了 减少摩檫、磨损，提咼效

24、率，防锈，冷却和散热。减速器润 滑对减速器的结构设计有直接影响，如油面高度和需油量的 确定，关系到箱体高度的设计；轴承的润滑方式影响轴承轴 向位置和阶梯轴的轴向尺寸。因此，在设计减速器结构前， 应先确定减速器润滑的有关位置。高速级齿轮在啮合处的线速度：V=2.37m/s（前面已经计算出）则采用浸油润滑，箱体内应有足够的润滑油，以保证润 滑及散热的需要。2. 滚动轴承润滑对齿轮减速器，当浸油齿轮的圆周速度v2m/s时，滚 动轴承宜米用脂润滑；当齿轮的圆周速度v 2m/s时，滚动 轴承多采用油润滑。由上有v=2.37m/s则采用油润滑。3. 密封在润滑后，为防止油外漏，故减速器需密封。则轴出来 需

25、加密封圈，在据机械设计手册表7-14选择相应的密封圈。十一、课程设计小结从这次设计中，我学到了很多有用的东西。比如细心比 如合作精神比如虚心比如耐心，因为无论是查找数据还是计 算都需要这些优点和品质，我想，这些东西对我以后的学习 工作都会是一份珍贵的财富。尤其值得一提的是，在这段时 间内，我由原来的对CAD制图的水平有了很大提高，通过画 图，使我熟悉了机械零件结构和材料的强度，虽然花费了很 多时间和精力在这次的课程设计上面，但我认为这是值得的。 我想，我会把这次的所得带到以后的学习之中去，再次让自 己充实地生活，为以后的工作做好积极的准备。两周的课程设计很快就要结束了，经过两周的课程设计， 加

26、深了对理论的理解，提高了自己的独立设计能力，学会了 使用机械设计手册这个机械方面的“词典”冋时，在设 计过程中也遇到了一些问题，通过问题的解决，更加熟悉和 了解了设计过程，在设计中必须按部就班，也不可以想当然， 必须有 定的根据才可以。在这次实习中得到了指导老师的 精心扌日导和冋学的热心帮助，在此次实习纟口束时向他们表示 感谢。我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免 很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定 精确的设备。十二、参考资料1 机械设计课程设计指导书，高等教育出版社，龚溎义 锣 圣国 李平编，2006年4月第22版；2 机械设计（第第八版），高等教育出版社，濮良贵，纪 名刚主编，2006年5月第8版；3 机械工程图学，科学出版社，侯洪生主编4 画法几何及机械制图（第五版），高等教育出版社，朱 冬梅 胥北澜 主编，2000年12月第5版；5 互换性与技术测量，机械工业出版社，韩进宏主编， 2004年8月第1版。机械设计手册电子版。