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：链板式输送机传动装置设计者：指导老师：１目录一、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34２一、设计任务说明1.设计任务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３电动机至工作机的总效率(串联时)。弹性联轴器效率，球轴承效率，8级精度锥齿轮，8级精度圆柱齿轮，滚子链传动效率所需电动机的功率。电动机额定功率。按照≥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，工作机的转速一般圆锥——圆柱齿轮减速器，高速级锥齿轮传动比可按下式分配12明显过大，根据一般锥齿轮传动比的限制，取，再取圆柱齿轮传动比取链传动传动比。五、传动参数的计算1.各轴转速n（r/min）高速轴Ⅰ转速，中间轴Ⅱ转速，低速轴Ⅲ转速，滚筒轴Ⅳ转速2.各轴的输入功率P(kw)高速轴Ⅰ输入功率中间轴Ⅱ输入功率低速轴Ⅲ输入功率滚筒轴Ⅳ输入功率3.各轴的输入转矩T（N·m）高速轴Ⅰ输入转矩中间轴Ⅱ输入转矩低速轴Ⅲ输入转矩滚筒轴Ⅳ输入转矩根据以上计算数据列出下表,供以后设计计算使用。４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0.990.95040.96030.9504六、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：分别确定公式内各个计算数值：参数依据结果载荷系数试选1.6小齿轮转矩前期计算弹性影响系数锻钢配对189.8齿宽系数通常取1/31/3齿数比u大小齿轮齿数3接触疲劳强度极限中等质量,硬度250HBS700MPa接触疲劳强度极限中等质量,200HBS550MPa应力循环次数N1N1=602.765×应力循环次数N2N2=N1/u9.22×接触疲劳寿命系数和N1N2，允许一定点蚀,调质刚许用接触应力失效概率1%，S=1644Mpa许用接触应力失效概率1%，S=1555.5MPa参数确定完毕，将较小的代入公式中，=61.147mm锥齿轮平均分度圆直径=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。计算实际载荷系数：载荷系数K=根据工作载荷状态(轻微冲击)和原动机类型(电动机)，５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1.15；:；根据。由表10-9，。。K=。校正分度圆直径：61.147×=72.754计算模数：(3)按齿根弯曲疲劳强度计算：确定公式中参数：参数依据结果载荷系数K=小齿轮转矩前期计算齿宽系数通常取1/31/3齿数比u大小齿轮齿数3弯曲疲劳强度极限中等质量,硬度250HBS580MPa弯曲疲劳强度极限中等质量,200HBS420MPa应力循环次数N1N1=602.765×应力循环次数N2N2=N1/u9.22×弯曲疲劳寿命系数和,N1N2，调质钢许用弯曲应力S=1.5317MPa许用弯曲应力S=1.5252MPa齿形系数2.80应力校正系数1.55齿形系数2.28应力校正系数1.73系数已经确定。对比大小齿轮。大齿轮数值较大。将大齿轮数值代入公式：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６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=72.754mm，算出小齿轮齿数：大齿轮齿数：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：计算分度圆直径计算锥角得计算锥距计算齿宽计算平均分度圆直径计算平均模数计算当量齿数(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2．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钢（调质），硬度为200HBS。仍选用8级精度。该级齿轮传动比为4，选择小齿轮齿数，大齿轮齿数，初选螺旋角(2)按齿面接触强度计算设计：按式（10-11）试算，即７分别确定公式内各个计算数值：参数依据结果载荷系数试选1.6小齿轮转矩前期计算区域系数.2.433弹性影响系数锻钢配对189.8齿宽系数1重合度,1.62齿数比u大小齿轮齿数3接触疲劳强度极限中等质量,硬度250HBS700MPa接触疲劳强度极限中等质量,200HBS550MPa应力循环次数N1N1=609.216×应力循环次数N2N2=N1/u3.072×接触疲劳寿命系数和N1N2允许一定点蚀,调质刚许用接触应力失效概率1%，S=1714Mpa许用接触应力失效概率1%，S=1583MPa重合度系数0.491将较小的值代入公式计算：计算圆周速度：计算齿宽：计算齿宽与齿高比：计算实际载荷系数：载荷系数K=根据工作载荷状态(轻微冲击)和原动机类型(电动机)，根据v=m/s，8级精度，由图10-8，锥齿轮第一级精度，按照9级精度，查得动载系数1.1；:由表10-3，；由表10-4，非对称分布，；由表10-13，。接触疲劳载荷系数：K=。弯曲疲劳载荷系数：K=。校正分度圆直径：54.38×=62.242计算当量模数：(3)按齿根弯曲强度计算设计：８确定参数：参数依据结果弯曲疲劳载荷系数K=.26小齿轮转矩前期计算齿宽系数一般0.9-1.351齿数比u大小齿轮齿数4重合度,1.62弯曲疲劳强度极限中等质量,硬度250HBS580MPa弯曲疲劳强度极限中等质量,200HBS420MPa应力循环次数N1N1=609.216×应力循环次数N2N2=N1/u3.072×弯曲疲劳寿命系数和N1N2，调质刚许用弯曲应力S=1.5348MPa许用弯曲应力S=1.5266MPa螺旋角影响系数0.88当量齿数19.70当量齿数78.81齿形系数当量齿数2.80应力校正系数当量齿数1.55齿形系数当量齿数2.22应力校正系数当量齿数1.77重合度系数0.683系数已经确定。对比大小齿轮。大齿轮数值大。将较大数值代入公式中计算：对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的发面模数大于齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，由于齿轮模数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法面模数2.174就近圆整为标准值2.5mm。按接触强度所得的分度圆直径=62.242mm，算出小齿轮齿数大齿轮齿数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)尺寸计算：计算中心距a：９圆整为155mm修正螺旋角：改变不多，其他不需要修正。计算分度圆直径：计算齿轮宽度：圆整后取，(5)齿轮结构选择：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。中间级斜齿圆柱齿轮的主要设计参数：小齿轮大齿轮小齿轮大齿轮齿数z2496中心距a155mm齿宽B65mm60mm当量模数2.5mm修正后螺旋角结构实心腹板式分度圆直径mmmm当量齿数19.7078.81齿顶圆直径67.17mm253.17mm齿根圆直径56.19mm242mm3．低速级链传动设计计算需要传递的功率为3.132kW，主动链轮转速。（1）选择链轮齿数：取小链轮齿数，大链轮齿数。（2）确定计算功率：由表9-6，轻微冲击，工况系数=1.0。由图9-13，齿数18，主动链轮齿数系数。取单排链。则计算功率为：=4.5414kW（3）选择链条型号和节距：根据和。查图9-11，可选择20A。查表9-1，链条节距为p=31.75mm。（4）计算链节距和中心距：初选中心距取，相应的链长节数为取链长节数为110节。查表9-7得到中心距计算系数，则链传动的最大中心距为１０（5）计算链速v，确定润滑方式：查图9-14，选择滴油润滑。（6）计算压轴力：有效圆周力为链轮水平布置，压轴力系数，。压轴力为。低速级链轮的主要设计参数小齿轮大齿轮齿数z1872链号20A（节距31.75mm）排数1链节数104最大中心距994.19mm七、初算轴径1.选择材料选择45刚，调质处理。许用扭转切应力。2.按照扭转强度条件初步估算轴径电机轴轴Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ滚筒轴Ⅳ功率P/kw3.4673.4323.2613.1322.977转速n/(r/min)9609603208020轴Ⅰ:轴Ⅱ:轴Ⅲ:考虑到轴上键槽的影响，对于d≤100mm的轴，直径放大5%。八、选择联轴器和轴承１１1.选择高速输入轴联轴器(1)类型选择：选择弹性柱销联轴器，适用于连接两同轴线的传动轴系，并具有补偿两轴相对位移和一般减振性能。工作温度-20~70℃。(2)载荷计算：公称转矩由表14-1查得，由计算得到计算转矩：(3)型号选择：根据转矩，轴最小直径17.807mm。选择型号。查弹性柱销联轴器GB/T-5014-2003，LX1联轴器可以满足要求。主要参数如下：型号公称转矩许用转速转动惯量质量LX1250N·m8500r/min0.002kg·2kg输出端轴孔长度输出端轴径52mm18mm2.选择轴承类型考虑到有轴向、径向载荷，选择角接触球轴承，尺寸系列02，0级公差，0组游隙，，脂润滑。九、绘制基本结构装配底图１２如图为主要内箱的装配底图，基于此图进行后边的轴系设计。查手册表5-1，表5-2，表5-3。箱座壁厚与箱盖壁厚。地脚螺栓直径。取。箱盖与箱座连接螺栓直径。根据螺栓标准取8mm。对应螺栓的扳手空间，至外箱壁距离，至凸缘边缘直径。，，取。，初取8mm。后边设计时要保证小锥齿轮在箱体中心。十、轴系零件设计校核1.输入轴Ⅰ设计选择材料45钢，调制处理，硬度HBS250。设计基本结构并且确定尺寸：１３轴最小直径17.807，取d1=18mm。查联轴器参数L1=52，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上，而不压在轴的端面上，L1取略短一些，L1=50