链板输送机课程设计

1/37机械设计课程设计计算说明书题目螺旋输送机传动装置指导教师杨金勇院系机电学院班级机自2012级10班学号03121186姓名梁威2/37目录一、机械传动装置的总体设计………………….…1.1.1螺旋输送机传动装置简图1.1.2，原始数据1.1.3，工作条件与技术要求1.2.4，设计任务量二、电动机的选择……………………………………….2.1选择电动机的类型和结构形式2.2选择电动机的功率2.3初选电动机三、计算总传动比及分配各级的传动比………………3.1计算总传动比3.2分配传动装置各级传动比四、计算各轴的功率，转数及转矩………………………4.1已知条件4.2电动机轴的功率P，转速n及转矩T4.3Ⅰ轴的功率P，转速n及转矩T4.4Ⅱ轴的功率P，转速n及转矩T4.5Ⅲ轴的功率P，转速n及转矩T五、齿轮的设计计算…………………………………5.1齿轮传动设计准则5.2斜齿1、2齿轮的设计5.3斜齿3、4齿轮的设计3/375.4开式锥齿轮的设计六、铸造齿轮结构尺寸……………………………………….七、轴的设计计算…………………………………………..7.1轴的尺寸设计及滚动轴承的选择7.2轴的强度校核八、轴承端盖的选择……………………………………………九、键联接的选择及计算…………………………………..十、联轴器的选择……………………………………………十一、减速器箱体的设计………………………………….十二、润滑及密封设计…………………………………….十三、减速器的维护和保养………………………………十四、附录（零件及装配图）…………………………..4/37计算及说明结果一、机械传动装置的总体设计1.1螺旋输送机传动装置简图1—螺旋输送机；2—减速器3—电动机；4—开式齿轮传动1.2减速器装置运动简图1.3原始数据螺旋轴上的功率P=6.5kW螺旋筒轴上的转速n=100r/min1.4工作条件与技术要求1)机器功用：输送散装物料2)工作情况：单向转动，连续工作，工作平稳；3)运动要求：输送机转速允许误差为±7%；4)使用寿命：5年，每年300天，每天8小时；5)检修周期：两年大修，半年小修；6)生产厂型：中小型机械制造厂；7)生产批量：中批生产。1.5，设计任务量减速器装配图一张（A1）、零件工作图2张、说明书1份二、电动机的选择5/371.1选择电动机的类型和结构形式生产单位一般用三相交流电源，如无特殊要求(如在较大范围内平稳地调速，经常起动和反转等)，通常都采用三相交流异步电动机。我国已制订统一标准的Y系列是一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械，如金属切削机床、风机、输送机、搅拌机、农业机械和食品机械等。由于Y系列电动机还具有较好的起动性能，因此也适用于某些对起动转矩有较高要求的机械(如压缩机等)。在经常起动，制动和反转的场合，要求电动机转动惯量小和过载能力大，此时宜选用起重及冶金用的YZ型或YZR型三相异步电动机。三相交流异步电动机根据其额定功率(指连续运转下电机发热不超过许可温升的最大功率，其数值标在电动机铭牌上)和满载转速(指负荷相当于额定功率时的电动机转速，当负荷减小时，电机实际转速略有升高，但不会超过同步转速——磁场转速)的不同，具有系列型号。为适应不同的安装需要，同一类型的电动机结构又制成若干种安装形式。各型号电动机的技术数据(如额定功率、满载转速、堵转转矩与额定转矩之比、最大转矩与额定转矩之比等)、外形及安装尺寸可查阅产品目录或有关机械设计手册。按已知的工作要求和条件，选用Y型全封闭笼型三相异步电动机。1.2选择电动机的功率工作机所需的电动机输出功率为：螺旋工作输出PFVP1000弹性联轴器的传动效率η联轴器=0.99（0.98）（2对）圆柱齿轮的传动效率η齿轮=0.97（2对）球轴承的传动效率η=0.99（4对）锥齿轮的传动效率η=0.95（1对）螺旋筒的传动效率η=0.96（1个）电动机至运输带之间总效率螺旋筒锥齿球轴承齿轮联轴器联轴器总4221=96.0*95.0*99.0*97.0*98.0*99.042=0.800=0.800滚动轴承锥齿螺旋筒总6/37kw125.8800.05.6总工作输出电动机输入PP1.3初选电动机电动机额定电动机输入PP选择电动机型号为Y160M-4其额定功率为11kw，满载转数为1460r/min（《机械设计课程上机与设计》P215）三、计算总的传送比及分配各级的传动比3.1计算总传动比总传动比6.141001460nn工作机电动额定总i3.2分配传动装置各级传动比考虑两级齿轮润油问题，两级齿轮应有相近的浸油深度，所以高速级齿轮传动比与低速级齿轮传动比的比值取1.3，即=1.3取=1.3;if=16.2/1.3=11.2i3.1f2.1i=3.8；9.2/2.14.3iiif四、计算各轴的功率，转数及转矩4.1已知条件kW11电动机额定Pr/min1460n电动机额定4.2电动机轴的功率P，转速n及转矩T15.53n10*95500030PTN·mm4.3Ⅰ轴的功率P，转速n及转矩T=8.125kwKW11电动机额定功率P额定转速N=1460r/min=14.6=1.3=3.8=2.915.53n10*95500030PTN·mm2.1i4.3i2.1i4.3i6.5i电动机输入P总i6.5i2.1i4.3i7/3796.799.0*99.0*125.80球轴承联轴器ⅠPPkw1460nn0Ⅰr/min07.52n10*55.96ⅠⅠⅠPTN·mm4.4Ⅱ轴的功率P，转速n及转矩T64.799.0*97.0*96.72.1轴承齿轮ⅠⅡPPkw21.3848.31460inn2.1ⅠⅡr/min90.189n10*55.96ⅡⅡⅡPTN·mm4.5Ⅲ轴的功率P，转速n及转矩T34.799.0*97.0*64.74.3轴承齿轮ⅡⅢPPkw49.1321.3365inn4.3ⅡⅢr/min07.529n10*55.96ⅢⅢⅢPTN·mm传动和动力参数结果轴参数电机轴轴Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ螺旋轴功率P/KW8.1257.967.647.346.5转矩T/（N·mm）53.1552.07189.90529.88620.75转速n/（r/min）14601460384.21132.49100传动比i43.11.3效率0.990.970.970.95=7.96kw1460nn0Ⅰr/min52.07sm7.57kw=365r/min189.90N·mm7.34kw=132.49r/minmmN07.529ⅠPⅠTⅡPⅡnⅡTⅢPⅢnⅢT8/37五、齿轮的设计计算5.1齿轮传动设计准则齿轮传动是靠轮齿的啮合来传递运动和动力的，齿轮失效是齿轮常见的失效形式。由于传动装置有开式、闭式，齿面硬度有软齿面（硬度≤350HBS）、硬齿面（硬度＞350HBS），齿轮转速有高与低，载荷有轻与重之分，所以实际应用中常会出现各种不同的失效形式。分析研究试销形式有助于建立齿轮设计的准则，提出防止和减轻失效的措施。设计齿轮传动时应根据齿轮传动的工作条件、失效情况等，合理地确定设计准则，以保证齿轮传动有足够的承载能力。工作条件、齿轮的材料不同，轮齿的失效形式就不同，设计准则、设计方法也不同。对于闭式软齿面齿轮传动，齿面点蚀是主要的失效形式，应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。闭式硬齿面齿轮传动常因齿根折断而失效，故通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的模数和其他尺寸，然后再按接触疲劳强度校核齿面的接触强度。对于开式齿轮传动中的齿轮，齿面磨损为其主要失效形式，故通常按照齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的模数，考虑齿轮的模数，考虑磨损因素，再将模数增大10%～20%，而无需校核接触强度。5.2斜齿1、2齿轮的设计(一)根据已知条件选择材料1、96.7ⅠPPkw2、14601Ⅰnnr/min（二）选择齿轮材料及精度等级小齿轮选用40Cr（合金钢）调质硬度为280HBS大齿轮45（碳钢）调质硬度为240HBS（《机械设计》P191查表10-1）精度等级：8级9/37(三)按齿轮接触疲劳强度设计转矩4110207.5ⅠTTN·mm；(四）载荷系数tK和材料弹性影响系数EZ试选载荷系数tK=1.6查《机械设计》P201表10-6得材料的弹性影响系数2/18.189MPZE(五）齿宽系数d齿轮齿面为软齿面，查《机械设计》P205表10-7得，1d(六)许用接触疲劳许用应力H由《机械设计》P209图10-2(d)查得，MPaH6001limMPaH5502lim91100512.1)83005(114606060hnjLN892.11210628.24100512.1iNN查《机械设计》P207图10-19得，01.11HNK，08.12HNK安全系数1HS6061lim11HHHNHSKMPa5942lim22HHHNHSKMPa][H=594MPa（七）选小齿轮齿数Z1=23,则大齿轮齿数Z2=23*4=92.圆整2Z=90初选螺旋角14（八）查图选取区域系数433.2HZ（九）查《机械设计》P215图10-26得768.0188.02则648.121mmNT4110207.52/18.189MPZE1d91100512.1N8210628.2N01.11HNK08.12HNKMPaH594][648.110/371.试算小齿轮分度圆直径，15.42)594433.28.189(4648.11)14(520706.12)()1(2323211HHEdttZZuuTKdmm2.计算圆周速度V圆周速度v=10006011ndt3.2m/s3.计算齿宽b及模数ntm15.421tddbmm78.1cos11Zdmtnt01.478.155.225.2ntmhmm51.1001.415.42hb4.纵向重合度824.1tan318.01Zd5.查课本P193表10-2得使用系数1AK由精度等级为8，V=3.2m/s查课本《机械设计》P194图10-8得动载系数VK=1.15查课本P195表10-3得斜齿轮1FHKK.4查课本P196表10-4以及采用插值法得小齿轮相对于轴承非对称布置时，45.1HK1查《机械设计》P198图10-13得FK=1.45因此，载荷系数K=VKHHAKKK=2.3366.按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径(选tK=1.6)82.476.1336.215.423311ttKKdd15.421tdmmsmV/2.3336.2Kmmd82.471td111/377.计算模数02.22314cos82.47cos11zdmmm8.按齿根弯曲疲劳强度校核设计由式：3cos2)(2121FSaFadYYzYKTm1）确定有关系数与参数（1）查《机械设计》P208图10-20（c）得小齿轮（40Cr）弯曲疲劳强度极限5001FEmpa；大齿轮（45钢）弯曲疲劳强度极限3802FEmpa（2）查《机械设计》P206图10-18图得弯曲疲劳寿命系数90.01FNK；93.02FNK（3）计算弯曲疲劳许用应力查《机械设计》P206取弯曲疲劳安全系数S=1.4，得43.3214.150090.011lim1SKFFFNMPa43.2524.138093.022lim2SKFFFNMPa（4）.计算载荷