链板式输送机传动装置

机械设计课程设计计算说明书设计题目：带式输送机传动装置机械设计制造及其自动化专业2班设计者：李建成指导老师：冯银兰2015年7月4日星期六太原理工大学阳泉学院目录１一、设计任务说明.......................................................................2二、传动简图的拟定...................................................................2三、电动机的选择.......................................................................2四、传动比的分配.......................................................................3五、传动参数的计算...................................................................3六、减速器传动零件设计计算....................................................41.高速级直齿锥齿轮传动的设计计算........................................42.中间级斜齿圆柱齿轮传动设计计算........................................83.低速级链传动的设计计算......................................................11七、初算轴径.............................................................................13八、选择联轴器和轴承..............................................................13九、绘制基本结构装配底图......................................................14十、轴系零件设计校核..............................................................15十一、轴承寿命校核..................................................................24十二、键选择及强度校核..........................................................28十三、箱体结构及附件设计......................................................30十四、润滑和密封设计..............................................................33十五、设计心得体会..................................................................33十六、参考书目.........................................................................34一、设计任务说明1.设计任务２设计链板式输送机的传动装置。2.原始数据题号5-C输送链的牵引力F/kN7输送链的速度v/(m/s)0.4输送链链轮的节圆直径d/mm3833.工作条件连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期10年（每年300个工作日），小批量生产，两班制工作，输送机工作轴转速允许误差正负5%。二、传动简图的拟定三、电动机的选择1.类型和结构形式的选择选择Y系列电动机。具有结构简单，价格低廉，维护方便，可直接接于三相交流电网中等显著特点。2.功率的确定Pw=Fwvw1000ηw=7000×0.41000×0.95=2.947kW３电动机至工作机的总效率η(串联时)。弹性联轴器效率η1=0.99，球轴承效率η2=0.99，8级精度锥齿轮η3=0.96，8级精度圆柱齿轮η4=0.97，滚子链传动效率η5=0.96。η=η1η24η3η4η5=0.99×0.994×0.96×0.97×0.96=0.850所需电动机的功率Pd(kW)。Pd=Pwη=2.9470.850=3.467电动机额定功率Pm。按照Pm≥Pd来选取电动机型号。3.转速的确定根据Y系列常用转速，选择同步转速1000r/min的电动机。Y系列三相异步电动机，型号为Y132M1—6。机座带底脚，端盖无凸缘。型号额定功率（kW）满载转速（r/min）同步转速（r/min）Y132M1-649601000四、传动比的分配电动机满载转速nm=960r/min，工作机的转速nw=60×1000vπd=60×1000×0.4π×383=19.946r/mini=nmnw=96019.946=48.13一般圆锥——圆柱齿轮减速器，高速级锥齿轮传动比i1可按下式分配i1=0.25i=1212明显过大，根据一般锥齿轮传动比的限制，取i1=3，再取圆柱齿轮传动比i2=4，取链传动传动比i3=ii1×i2=4.01。五、传动参数的计算1.各轴转速n（r/min）高速轴Ⅰ转速nⅠ=nm，中间轴Ⅱ转速nⅡ=nⅠ/i1，低速轴Ⅲ转速nⅢ=nm/(i1×i2)，４滚筒轴Ⅳ转速nⅣ=nm/(i1×i2×i3)2.各轴的输入功率P(kw)η=η1η24η3η4η5高速轴Ⅰ输入功率PⅠ=Pmη1中间轴Ⅱ输入功率PⅡ=PⅠη2η3低速轴Ⅲ输入功率PⅢ=PⅡη2η4滚筒轴Ⅳ输入功率PⅣ=PⅢη2η53.各轴的输入转矩T（N·m）高速轴Ⅰ输入转矩TⅠ=9550PⅠ/nⅠ中间轴Ⅱ输入转矩TⅡ=9550PⅡ/nⅡ低速轴Ⅲ输入转矩TⅢ=9550PⅢ/nⅢ滚筒轴Ⅳ输入转矩TⅣ=9550PⅣ/nⅣ根据以上计算数据列出下表,供以后设计计算使用。电机轴轴Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ滚筒轴Ⅳ功率P/kw3.4673.4323.2613.1322.977转矩T/(N·m)34.14197.320373.8831421.518转速n/(r/min)9609603208020传动比i1344效率η0.990.95040.96030.9504六、减速器传动零件设计计算1.高速级锥齿轮的设计计算(1)选择材料，精度，齿数：小齿轮选择40Cr,锻钢,调质处理,硬度250-260HBS，大齿轮选择45钢，锻钢,硬度200-210HBS。8级精度。选小齿轮齿数20，大齿轮齿数60。(2)按齿面接触疲劳强度计算：d1≥√(ZEZH[σH])24KHtT1∅R(1−0.5∅R)2u3分别确定公式内各个计算数值：５参数依据结果载荷系数Kt试选1.6小齿轮转矩T1前期计算34141N·mm弹性影响系数ZE锻钢配对189.8MPa1/2齿宽系数∅R通常取1/31/3齿数比u大小齿轮齿数3接触疲劳强度极限σHlim1中等质量,硬度250HBS700MPa接触疲劳强度极限σHlim2中等质量,200HBS550MPa应力循环次数N1N1=60n1jLh2.765×109应力循环次数N2N2=N1/u9.22×108接触疲劳寿命系数KHN1和KHN2N1N2，允许一定点蚀,调质刚KHN1=0.92KHN2=1.01许用接触应力[σH]1[σH]1=KHN1σlim1S失效概率1%，S=1644Mpa许用接触应力[σH]2[σH]2=KHN2σlim2S失效概率1%，S=1555.5MPa参数确定完毕，将较小的[σH]代入公式中，d1≥√(ZEZH[σH])24KHtT1∅R(1−0.5∅R)2u3=61.147mm锥齿轮平均分度圆直径dm=d(1−0.5∅R)=50.955mm。计算圆周速度v，锥齿轮圆周速度需按照平均分度圆直径计算。v=πdmn160×1000=π×50.955×96060000=2.561m/s计算实际载荷系数：载荷系数K=KAKvKαKβKA:根据工作载荷状态(轻微冲击)和原动机类型(电动机)，KA=1.25；Kv:根据v=2.561m/s,8级精度，锥齿轮第一级精度，按照9级精度，查得动载系数Kv=1.15；Kα:Kα=1；Kβ:根据KHβ=KFβ=1.5KHβbe。由表10-9，KHβbe=1.25。KHβ=KFβ=1.5KHβbe=1.875。K=KAKvKαKβ=1.25×1.15×1.875=2.695。校正分度圆直径：６d1=d1t√KKt3=61.147×√2.6951.63=72.754计算模数：m1=d1z1=3.6377(3)按齿根弯曲疲劳强度计算：m≥√kFtT1∅R(1−0.5∅R)2z12√u2+1YFaYSa[σF]3确定公式中参数：参数依据结果载荷系数KK=KAKvKαKβ2.695小齿轮转矩T1前期计算34141N·mm齿宽系数∅R通常取1/31/3齿数比u大小齿轮齿数3弯曲疲劳强度极限σFE1中等质量,硬度250HBS580MPa弯曲疲劳强度极限σFE2中等质量,200HBS420MPa应力循环次数N1N1=60n1jLh2.765×109应力循环次数N2N2=N1/u9.22×108弯曲疲劳寿命系数KFN1和KFN2,N1N2，调质钢KFN1=0.82KFN2=0.9许用弯曲应力[σF]1[σF]1=KFN1σFE1SS=1.5317MPa许用弯曲应力[σF]2[σF]2=KFN2σFE2SS=1.5252MPa齿形系数YFa12.80应力校正系数YSa11.55齿形系数YFa22.28应力校正系数YSa21.73系数已经确定。对比大小齿轮YFaYSa[σF]。YFa1YSa1[σF]1=0.0137YFa2YSa2[σF]2=0.0157大齿轮数值较大。将大齿轮数值代入公式：７m≥√kFtT1∅R(1−0.5∅R)2z12√u2+1YFaYSa[σF]3==2.702对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关，可取由弯曲强度算得的模数2.702就近圆整为标准值m=3mm。按接触强度所得的分度圆直径d1=72.754mm，算出小齿轮齿数：z1=d1m=72.7543=24.251≈25大齿轮齿数：z2=3×25=75这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。(4)几何尺寸计算：计算分度圆直径d1=z1m=25×3=75d2=z2m=75×3=225计算锥角u=z2z1=cotδ1=tanδ2得δ1=18.43°δ2=71.57°计算锥距R=√(d12)2+(d22)2=118.59计算齿宽b=R·∅R=39.5计算平均分度圆直径dm1=d1(1−0.5∅R)=62.5dm2=d2(1−0.5∅R)=187.5计算平均模数mm=m(1−0.5∅R)=2.5计算当量齿数zv1=z1cosδ1=26.35zv2=z2cosδ2=237.23(5)结构选择：小齿轮齿顶圆直径＜160mm，选用实心结构。大齿轮齿顶圆直径＞160mm，选用腹板式结构。高速级锥齿轮的主要设计参数：小锥齿轮大锥齿轮小锥齿轮大锥齿轮齿数z2575锥距R118.59mm齿宽b39.5mm39.5mm模数m3mm锥角18.43°71.57°平均模数2.5mm分度圆直径75mm225mm当量齿数26.35237.23平均分度圆直径62.5mm187.5mm结构实心腹板式８2．中间级圆柱齿轮的设计(1)选精度等级，材料及齿：材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为250HBS，大齿轮材料为45