(完整版)链式输送机传动装置毕业课程设计

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1、机械设计课程设计设计题目： 链式输送机传动装置的设计内装： 1.设计计算说明书一份2. 减速器装配图一张（ A1）3. 轴零件图一张（ A2）4. 齿轮零件图一张（ A2）材控 系 08-4班级设计者：魏明炜指导老师：张晓辉完成日期：2010 年12月18日成绩： _河南理工大学课 程设计任务书设计题目链式输送机传动装置的设计学生姓名魏明炜所在院系材料学院专业、年级、班材控 08-4 班设计要求：输送机连续工作，单向运转，载荷较平稳，两班制工作，使用期限10 年，小批量生产。允许输送带速度误差为。输送带拉力F= 2.55kN ；输送带速度V=1.7ms ；滚筒直径D=300mm。学生应完成的工

2、作：1 编写设计计算说明书一份。2减速器部件装配图一张(A0 或 A1) ；3绘制轴和齿轮零件图各一张。参考文献阅读：1. 机械设计课程设计指导书2. 机械设计图册3. 机械设计手册4. 机械设计工作计划：1. 设计准备工作2. 总体设计及传动件的设计计算3. 装配草图及装配图的绘制4. 零件图的绘制5. 编写设计说明书任务下达日期： 2010 年 12 月 15 日任务完成日期： 2010 年 12 月 25 日指导教师（签名） ：学生（签名）：魏明炜带式输送机传动装置的设计摘要：齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式，它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力，目前齿轮传动装置

3、正逐步向小型化，高速化，低噪声，高可靠性和硬齿面技术方向发展，齿轮传动具有传动平稳可靠，传动效率高（一般可以达到94%以上，精度较高的圆柱齿轮副可以达到99%），传递功率范围广 （可以从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动）速度范围广（齿轮的圆周速度可以从 0.1ms 到 200ms或更高，转速可以从1rmin 到 20000rmin 或更高），结构紧凑，维护方便等优点。因此，它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用。本文设计的就是一种典型的一级圆柱直齿轮减速器的传动装置。其中小齿轮材料为40Cr（调质），硬度约为 240HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质），硬度约为 21

4、5HBS，齿轮精度等级为 8 级。轴、轴承、键均选用钢质材料。减速器、齿轮、轴、轴承、键、联轴器目录1.1 22. 3 3 4 6 7 10 12 13 14机械设计课程设计设计题目： 带式输送机传动装置的设计内装： 1.设计计算说明书一份2. 减速器装配图一张（ A）3. 轴零件图一张（ A）4. 齿轮零件图一张（ A）系班级设计者：指导老师：完成日期：成绩： _计算过程及计算说明一、传动方案拟定（ 1） 工作条件：运输链连续单项运转，工作时有轻微震 总=0.83动，有粉尘，空载启动，运输链工作速度允许误差P工作 =5.12KW为 5%，每年按 300 个工作日计算， 使用期限为 10n 滚

5、筒年，大修期为 3 年，两班制工作（每班按 8h 计算）， =108.2rmin在专门工厂小批量生产（ 2） 原始数据：滚筒圆周力F=2.55kN；带速 V=0.8ms； 电动机型号滚筒直径 D=125mm。Y132S-6二、电动机选择i总 =8.871、电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动机据手册得2、电动机功率选择：i齿轮 =2.91（ 1）传动装置的总功率：i带 =2.7总 =带3 3轴承 3 齿轮 3 联轴器 3 滚筒nI=0.96 3 0.98 3 3 0.97 3 0.99 3 0.96=355.56rmi=0.83n(2) 电机所需的工作功率：nII=122.18rP 工作

6、=FV（1000总 ）min=25503 0.8 （100030.83 ）nIII=122.18=2.46KWrminPI =2.36KWP =2.24KWIIPIII=2.18KWTI =63.43N2 mTII=175.47N2mTIII=170.24N2 m由附录九选取电动机额定功率P=3KW3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n 筒=603 1000VD=603 10003 0.8 3 125=122.3rmin按表 3-1 推荐的传动比合理范围， 取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I a=36。取 V 带传动比 I 1=24，则总传动比理时范围为I a =624。故电动机转速的可选

7、范围为 nd=I a3 n 筒n 筒 =（624）3 122.3=733.82935.2rmin符合这一范围的同步转速有750、 1000、和 1500rmin 。根据容量和转速， 由有关手册查出有三种适用的电动V=5.23msdd2=270mm取标准值dd2=280mmLd=1612.8mma=515mmZ=4F0=142.9N（ Fp ） min=1125.8Ni 齿 =2.91Z1=24Z2=70T1=634000N2 mmHlimZ1=520MpaHlimZ2=340Mpa NL1=1.02 3109NL2=3.523108KHN1=1.0机型号：因此有三种传支比方案：由机械设计手册查

8、得。KHN2=1.0综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2 方案比较适合，则选H 1 =520Mpan=1000rmin。4、确定电动机型号=340MpaH 2对应有三种适合的电动机型号可供选择，如下表d1=73.89mm传动电 动额 定电动机转速电 动参 考m=2.5mm比 方机 型 功 率 （ r 2）机 重YFa1=2.65价格传动装置案号kw同 步满 载量 N元总 传Y=1.58V带Sa1转 速转 速动 比YFa2=2.24动1Y13237507107610005.81YSa2=1.753.M-8m3.92mm2Y13231000960667.85d

9、1=80mm2.S-6d =232mm23Y1003150014303527011.69a=156mm3.L2-4B2=80mm综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量、价格和传B1=85mm动比，方案2 比较合适。因此选定电动机的型号为初算轴径Y132S-6。所选电动机主要性能和外观尺寸如下表d电动机（型号 Y132S-6）的主要性能20.90mm额定功率同步转速满载转速电动机总启动转矩 V 型带轮安kw重 N额定转矩装段额410009607302.0电动机（型号 Y132S-6）的主d1=22mmL1=63mm润滑密封段d2=26mmL2=45.5mm要外形尺寸和安装尺寸 mm中心高 H外形尺

10、寸底脚安装尺地脚螺栓孔轴承： 6207轴寸 AB直径 K滚动轴承安132475347.53121614012装段d3=35mm5L3=18mm三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比： i 总=n 电动 n 筒=960122.3=7.85齿轮左轴承2、分配各级传动比台阶段（ 1） 据指导书 P7 表 1，取齿轮 i 带 =2.7 （V 带传动比 I d4=41mm1=24 合理）L4=19mm（ 2） i 总 =i 齿轮 3 i 带 i 齿轮 =i 总 i 带四、运动参数及动力参数计算齿轮所在段1、计算各轴转速（ rmin ）d5=82mmnI =n mi 带 =9602.7=355.5

11、6(rmin)L5=85mmnII = n I i齿轮 nIII = n II =122.18(rmin)齿轮右轴承2、计算各轴的功率（ KW）台阶段PI =P 工作 3 带=2.46 3 0.96=2.36KWPII =PI3 轴承 3 齿轮 =2.36 3 0.98 3 0.97=2.24KW PIII =PII 3 轴承 3 联轴器 =2.24 3 0.97 3 0.99=2.18KW3、计算各轴扭矩（ N2 mm）T 工作 =95503 2.46960=24.47TI = T 工作 3 带 3 i 带 =24.47 3 2.7 3 0.96=63.43N 2 m TII = T I 3

12、 i 齿轮 3 轴承 3 齿轮=63.43 3 2.91 3 0.98 3 0.97=175.47N 2 mTIII =TII 3 轴承 3 联轴器=175.473 0.97 3 0.99=170.24N 2 m五、传动零件的设计计算1. 确定计算功率 PC由课本表 9-7 得： kA=1.2PC=KAP=1.23 3=3.6KW2. 选择 V 带的带型根据 PC、 n1 由课本图 9-12 得：选用 A 型3. 确定带轮的基准直径 dd 并验算带速 v。1）初选小带轮的基准直径dd1 由课本表9-8 ，取小带轮的基准直径 dd1=100mm。2）验算带速 v。按计算式验算带的速度v= dd1

13、n1 （603 1000）= 3 1003 1000（603 1000）=5.23ms在 5-25ms 范围内，带速合适。3）计算大齿轮的基准直径。计算大带轮的基准直径dd2d5=41mmL5=19mm右轴承安装段d7 =35mmL7=18mmV型A带轮安装段d1=22mmL1=63mm润滑密封段d2=26mmL2=45.5mm左轴承安装段d3=35mmL3=18mm左轴承右轴肩段d4=41mmL4=19mm齿轮宽度段d5=82mmdd2=i 带2 dd1=2.7 3 100=270mm由课本表 9-8 ，圆整为 dd2=280mm4. 确定带长和中心矩1）根据课本式（ 9-18 ），初定中心

14、距 a0=500mm2）由课本式（ 8-22 ）计算带所需的基准长度 Ld0 2a0+(d d1+dd2) 2+(d d2-d d1) 2 （4a0 ）由课本表 9-2 选带的基准长度Ld=1640mm计算实际中心距a。A=- B=a=A+=513.6mm取 a=515mm5. 验算小带轮上的包角 1 1=1800- （ dd2-d d1）a3 57.3 0=159.970 1200 （适用）6. 确定带的根数 z1）计算单根 V 带的额定功率 pr 。由 dd1=100mm和 n1=1000rmin 根据课本表 9-3 得P0=0.97KW根据 n1=960rmin， i 带=2.7 和 A

15、 型带，查课本表（ 9-4 ）得 P0=0.11KW根据课本表 9-5 得 Ka=0.95根据课本表 9-6 得 KL=0.992) 计算 V 带的根数 z。z=3.5圆整为 4 根7. 计算单根 V 带的初压力的最小值 (F 0) minL5=85mm右轴承左轴肩段d6=41mmL6=19mm右轴承安装段d7=35mmL7=18 mm(F 0) min =500 （2.5- K a） PCa zvK a +qV 2=500 3（ 2.5-0.95 ）3 3.6 （0.95 3 43 5.24 ）+0.1 3 5.24 2N=142.9N8. 计算压轴力 Fp压轴力的最小值为（Fp）min=2

16、z（F0） min sin （ 12）=23 43 142.9 3 sin （ 159.97 2）=1125.8N2、齿轮传动的设计计算1 选定齿轮材料及精度等级及齿数2）材料选择。选择小齿轮45 钢调质和大齿轮材料为45 钢正火3 ） 选小 齿 轮 齿 数z1=24， 大 齿 轮 齿数z2=24 32.91=69.84 ，取 70。2 按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式d1 13(1) 确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数 Kt =1.32）计算小齿轮传递的转矩T1=9.55 3 1063 P1n1=95.5 3 1063) 选取齿宽系数 d=1124) 查得材料的弹性影响系数ZE=18

17、9.8MPa5) 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim两支承点距离LAB=100mm齿轮中心距支承距离LCA=LCB=50mm带轮中线距B 点距离LDB=85mm1=520MPa；打齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim 2 =340MPa；6）计算应力循环次数NLNL1=60n1 jLh=60 3 355.56 3 13 (16 3 3003 10)9NL2=NL1i=1.02 3 1092.91=3.52 3 1087 ）取接触疲劳寿命系数 KHN1=1.0 K HN2=1.08）计算解除疲劳许用应力。取失效概率为 1%，安全系数 S=1.0 H 1 = KHN1Hlim1S=1.0

18、 3 5201.0Mpa=520Mpa H 2 = KHN2Hlim2S=1.0 3 3401.0Mpa=340Mpa(2) 计算1）试算小齿轮分度圆直径dd1，代入 H 较小的值dd1 13=73.89mm齿轮圆周力Ft =1625.3N齿轮径向力Fr=591.6N水平支反力FAy齿=FBy齿=813N2) 计算圆周速度 v。垂直支反力d11355.56（603 1000） FAz 齿=FBzv=d n（603 1000）=3.14 3 73.89 3=1.37ms齿 =296N3）计算齿宽 b。皮带力支反b=dd1=13 73.89mm=73.89mm力计算齿宽与齿高之比 b =（z-1）

19、e+2fmin =（4-1）15 + 2 9=FA带63mm，选取 B=64mm=691.6N考虑到轴端挡圈的安装，此段轴长度取L1=63mmFB带轴与带轮由平键连接，轴上 A 型平键键槽：宽 b=6mm，=1817.4N深 t=3.5mm。轴头倒角 C=1.045，长 L=60mm.垂直面弯矩段：润滑密封段MC1=20.72带轮安装处的轴肩单边高为 : =355.6N m=10063814400结论：选择正确水平面弯矩2、计算输出轴承Mc2=56.91(1)、选择轴承N.m转速 n =122.18rmin试选 6208 型深沟球轴承，合成弯矩其内径为 40mm，外径为 80mm，宽度为 18

20、mm。额定动MC合负荷 , Cr 29100 N 。1=60.56N m（ 2）、求两支承轴承的当量载荷皮带拉力弯FRA=(FAY2+FAZ2)12=(280.1 2+769.6)12=1049.7N矩FRB = FRA=1049.7NMB3=96.82因 Fa=0 当量载荷： P=1049.7NNm(3)、计算轴承寿命MC3=48.41fp=1.2轻微冲击， ft=1工作温度低于 100C， =3-Nm滚动轴承合成弯矩根据课本 P279（ 16-3）寿命计算公式MC合 2 =低速轴轴承寿命计算108.97NmMB合=32=96.82Nm=1.2=1扭矩C=25500NT=63.39NP=10

21、49.7Nmn=76.4结论：选择正确八、键联接的选择及校核计算（ 1）减速器用键一览表（单位：mm）当量弯矩轴颈颈长键宽键高键长键型号 Mec输入轴d22L63B6H6L60=115.42N m输出轴d32L80b10h8L70MeB=104.0d46L79b14h9L702Nm危险截面（ 2）、键的材料及许用应力根据课本 P158 表（ 10-10）得：键用精拔钢，轻微冲击时 p=100 120 Mpa选取 p=110 Mpa（ 3）、各轴受的扭矩TI=63430NmmTII=175470NmmTIII=170240Nmm(4)、键强度校核计算1、大带轮与减速器输入轴的键联接轴径 d1=2

22、2mm,L1=60mm（有效长度 l=56mm）T2=48020Nmm=250Nm许用转速： np=3800rminC、 B强度校核 -1b=60MPa eB=24.26MPa ec =2.09MPa eB -1b eC -1b适用于有冲击振动有粉尘的场合。（2）、工作要求承载扭矩： T=175.47Nm（TIII=175470Nmm ）工况系数： KA=1.25（ 3）、校核计算根据课本 P291（ 17-1）：Tc=KAT=1.25175.47=219.3NmTn(250Nm)n=122.18rminnp(3800rmin)结论：所选 LT6 联轴器符合要求九、箱体设计名称符号尺寸（ mm

23、）机座壁厚10机盖壁厚 110机座凸缘厚度b12机盖凸缘厚度b112机座底凸缘厚度b202地脚螺钉直径df18地脚螺钉数目n4轴承旁联结螺栓直径d114机盖与机座联接螺栓直d210径联轴器螺栓 d2 的间距l150轴承端盖螺钉直径d83输出轴初取轴径d=32mm联轴器安装段d1=32mmL1=80mm右轴承、密封段d2=40mmL2=65mm右轴承轴肩段d3=46mmL3=15mm齿轮右轴肩段d4=52mmL4=6mm齿轮安装段d5=46mmL5=79mm左轴承安装窥视孔盖螺钉直径46段d定位销直径d8d6=40mmdf ，d1,d2 至外机壁距离1L6=41mmCdf ， d2至凸缘边缘距离

24、C222,14轴承旁凸台半径R221凸台高度h根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准外机壁至轴承座端面距l 160离大齿轮顶圆与内机壁距 110轴承 6208离齿轮端面与内机壁距离 210机盖、机座肋厚m1 ,m8， 8轴承端盖外径D2120， 112轴承端盖凸缘厚度t8轴承旁联接螺栓距离s尽量靠近，以 Md1和 Md2互不干涉为准，一般 s=D2大齿轮圆周力Ft=1539.2N大齿轮径向力Fr=560.2N支反力FAY=FBY=769.6NFAZ=FBZ=280.1N水平面内弯矩MC1=53.87Nm垂直面内弯矩MC2=19.61Nm合成弯矩MC合=57.33N m转矩T=175.5N

25、.m当量弯矩Mec=106.85N m许用弯曲应力 -1b=60MPa计算应力 e =12.80Mpa e -1b强度足够轴承预计寿命14400h输入轴所选轴承深沟球轴承： 6207当量载荷P=2371.9N计算轴承寿命C=100638h（小时）预期寿命足够输出轴所选轴承深沟球轴承： 6208输出轴当量载荷P=1049.7N计算轴承寿命预期寿命足够键的许用应力 p=110Mpa大带轮与输入轴的键联接强度 p=34.32M pa输出轴与齿轮2平键联接强度 p=26.08M pa输出轴与联轴器平键联接强度 p=35.17M pa选用弹性套柱销联轴器LT6额定扭矩：Tn=250Nm许用转速：np=3800rmin计算转矩Tc=219.3Nm