链式运输机传动装置设计课程设计

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）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展开式两级圆柱齿轮减速器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,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aa≈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（）A1002765148.85（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740083.38/384×95500001c、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。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0.92vk；直齿轮，1kkF