链式运输机传动装置设计

1湖南工业大学课程设计任务书2008—2009学年第1学期机械工程学院（系、部）机械设计制造及自动化专业062班级课程名称：机械设计课程设计设计题目：链式运输机传动装置设计完成期限：自2008年12月15日至2009年1月2日共2周内容及任务一、设计的主要技术参数运输链牵引力（F/N）：5000输送速度V/(m/s)：0.6链轮节圆直径D/(mm)：280工作条件：三班制，使用年限10年，连续单向运转，载荷平稳，小批量生产，运输链速度允许误差±5%.二、设计任务传动系统的总体设计；传动零件的设计计算；减速器的结构、润滑和密封；减速器装配图及零件工作图的设计；设计计算说明书的编写。三、设计工作量（1）减速机装配图1张；（2）零件工作图2~3张；（3）设计说明书1份（6000~8000字）。进度安排起止日期工作内容传动系统总体设计传动零件的设计计算；减速器装配图及零件工作图的设计、整理说明书交图纸并答辩主要参考资料［1］《减速器选用手册》，周明衡主编，化学工业出版社［2］《机械零件设计手册》，吴宗泽主编，机械工业出版社［3］《机械设计》，濮良贵，纪名刚主编，高等教育出版社［4］《机械设计手册》电子版指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日2机械设计课程设计设计说明书链式运输机传动装置设计起止日期：2008年12月15日至2009年1月2日学生姓名曹交平班级机设06-2学号06405100212成绩指导教师(签字)机械工程学院（部）2009年1月2日3目录一、设计要求-----------------------------------------（5）二、选择电动机的类型--------------------------------（6）三、V带的选择------------------------------------------（7）四、传动装置运动和动参数的计算------------------（9）五、齿轮的设计-----------------------------------------（10）六、轴的设计--------------------------------------------（18）七、轴承的校核-----------------------------------------（26）八、键的选择及校核-----------------------------------（27）九、箱体结构的设计-----------------------------------（28）十、润滑与密封------------------------------------------（29）十一、课程设计总结------------------------------------（30）十二、参考文献------------------------------------------（30）4链式运输机的传动装置设计任务书一设计要求一、传动装置简图链式运输机的传动装置如图（1）：动力及传动装置图（1）二、原始数据链式运输机的传动装置原始数据如下表题号运动链牵引力F/kN传输速度v(m/s)链轮节圆直径D/mm1050.6280三、工作条件三班制，使用年限10年，连续单向运转，载荷平稳，小批量生产，运输链速度允许误差为链速度的%5。传动方案：展开式两级圆柱齿轮减速器5展开式两级圆柱齿轮减速器6二选择电动机的类型。按工作要求选择Y型三相异步电动机，电压为380V。（一）选择电动机容量。电动机所需的工作功率为awdppkWwFvPw1000根据链式运输机工作机的类型，可取工作机效率97.0w。传动装置的总效率423321a查第10章中表10-2机械传动和摩擦副的效率概略值，确定个部分效率为：联轴器效率99.01，滚动轴承传动效率（一对）99.02，闭式齿轮传动效率97.03，V带传动效率4=0.96代入得868.096.097.099.099.023所需电动机的功率为50000.63.5610000.970.8681000daFvkWkWwp因载荷平稳，电动机额定功率pcd略大于pd即可，由第19章表19-1所示Y系列三相异步电动机的技术参数，选电动机的额定功率pcd为4kW.（二）确定电动机转速.链轮轴工作转速为6010006010000.641/min280vnrD两级圆柱齿轮减速器一般传动比范围为8~40,又由于V带的传动比推荐值为2~5，可取V带的传动比i0=2.5，则总传动比范围20~100ai,故电动机转速的可选范围为(20~100)41820~4100/mindanrni符合这一范围的同步转速有1000r/min,1500r/min,3000r/min,7方案电动机型号额定功率kw同步转速满载转速总传动比1Y132M1-64100096023.412Y112M-441500144035.123Y112M-243000289070.48由于是三班制，且使用年限达10年，对电动机的使用性能要求较高，同时电动机的成本也相应的高出很多的，故选电动机型号为Y132M1-6。三V带的选择(1)确定计算功率KPAcap由于要求是三班制，使用10年，并且载荷平稳，根据《机械设计》课本表8-7可以查得KA=1.2，而P=3.56kw，可得计算机功率Pca=1.2x3.33=4.27kw。(2)选择V带带型根据计算可得计算功率是4.27kw，小带轮转速是电动机的转速960r/min，查课本图8-11可知道V带的带型是A型的。(3)初选小带轮的基准直径并验算带速v由于带速不宜过低或者过高，一般在v=5~25m/s,验证初选小带轮的基准直径是满足要求的。v=2πnr/60000=5.03即5〈v〈25根据带型参考表8-6和表8-8可以确定仅当小带轮的基准直径dd1=100mm可以满足要求。计算大带轮的基准直径dd2=i0dd1=2.5×100=250mm（4）确定中心距a，并选择V带的基准长度Ld根据带传动总体尺寸的限条件或者要求的中心距，0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2），即可得到245≤a0≤700，现在初选a0=300mm，Ld0=2a0+π（dd1+dd2）/2+（2dd-1dd）（2dd-1dd）/(4a0)≈1168mm,根据得到的数据和课本表8-2可以确定带的基准长度Ld=1120mm。计算实际中心距a8a≈a0+1/2(Ld-Ld0)=276mm考虑到带轮的制造误差、带长误差、带的弹性以及因带的松弛而产生的补充张紧的需要，中心距的变化范围为260~290mm。（5）验算小带轮上的包角a121118057.3ddddaa=148.8590（6）.计算带的根数z1）计算单根v带的额定功率Pr。由dd1=100mm和n1=960r/min，查表8-4a得P0=0.95kW根据n1=960r/min，i0=2.5和A型带，查表8-4b得△po=0.11kw。查表8-5得ka=0.92，表8-2得kl=0.91，于是Pr=(p0+△po)kakl=(0.95+0.11)0.920.91kw=0.8874kw2)计算v带的根数z。4.04.390.91carPZP所以取5根。（7）．计算单根v带的初拉力的最小值（f0）min由表8-3的A型带的单位长度质量q=0.1kg/m，所以22(2.5)(Fo)min500(2.50.92)45000.15.030.9255.03139.1acaaKPqvKzvN应使带的实际初拉力Fo(Fo)min（8）.计算压轴力Fp压轴力的最小值为(Fp)min=2Z(F0)minsin(2a)=25139.1sin(148.852)=1339.92N带型小带轮直径（mm）中心距（mm）根数小带轮包角（）A1002765148.859（9）总传动比的计算和各级传动比的分配由于选放方案1，则960/4123.41manni该方案为俩级同轴式圆柱齿轮减速器，选取传动比为13.06i23.06i四传动装置运动和动参数的计算1、各轴转速960/minmrn，0384/minmrnniⅠ01125.49/minmrnniiⅡ，01241/minmrnniiiⅢ=n2、各轴输入的功率电动机轴3.56dkWp423.560.960.993.38dkWppⅠ42323.380.960.990.970.993.25dkWppⅡ233.12kWppⅢⅡ工作轴13.09kWppⅢ3、各轴的输入转矩955035.41ddmNmpTn0487.4dNmiTTⅠ13252.30NmiTTⅡⅠ23748.87NmiTTⅢⅡ工作轴1741.38NmTTⅢ综上有下表10轴号功率P/kw转矩T（mN）转速（r/min）效率传动比i电动机轴3.5635.419600.962.5Ⅰ轴3.3887.43840.973.06Ⅱ轴3.25252.29125.490.973.06Ⅲ轴3.12748.87410.991工作轴3.09741.3841五齿轮的设计题目要求：三班制，使用年限为10年，设计年使用日为350天连续单向运转，载荷平稳，小批量生产，运输链速度允许误差为链速度的%5。选取图中的两个大齿轮相等，两小齿轮也相等1选定论类型，精度等级，材料及齿数。a、齿轮选直齿圆柱齿轮。b、运输机一般为工作机器，速度不高，故选用精度为7级。c、材料选择。由《机械设计》表10-1选择小齿轮材料为12Cr2Ni4(渗碳后淬火)，硬度为320HBS，大齿轮材料为20Cr2Ni4（渗碳后淬火）硬度为350HBS，二者材料硬度差为30HBS。d、选小齿轮数201z，则大齿轮齿数为2.612006.32z取612z。1、按齿面接触强度设计，由《机械设计》设计计算公式（10-9a）进行计算，即3211)][(1×32.2HEuuKZTddt1）、确定公式内的各计算数值a、试选载荷系数3.1kt。b小齿轮传递的转矩mmNT740083.38/384×9550000111c、由《机械设计》表10-7选取齿宽系数1d。d、由《机械设计》图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPaH6201lim，大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH6202lim。e、由《机械设计》表10-6查得材料的弹性影响系数PazME21188。f、计算应力循环次数。1091194.1)1035083(13846060LnNhj101089232.606.394.1Ng、由《机械设计》图10-19取接触疲劳寿命系数98.01kHN，05.12KHN。h、计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1,由MPaSHkHN607.6620×98.01lim11][MPaSHkHN516620×05.12lim22][2）、计算。a、试算小齿轮分度圆直径dt1，代入[H]中较小的值。mmmmHEuuZTkddtt73.5506.306.41874003.1×32.21×32.2323211)620188()][(b、计算圆周速度v。smvndt/12.110006038473.5510006011c、计算齿宽b.mmbdtd73.5573.5511d、计算齿宽与齿高比hb。12模数mmzdmtt79.22073.5511齿高mmhmt27.679.225.225.2比88.827.673.55hbe、计算的载荷系数根据v=1.12m/s，7级精度，由《机械设计》图10-8查得动载荷系数