郑州轻工业学院机械课程设计链板式运输机传动装置设计.docx
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1、设计任务书(轻院的童鞋,大家只需改一下数据就行了,格式完全一样)1、设计题目:链板式运输机传动装置2、系统简图:1电动机;2、4联轴器;3圆锥-圆柱斜齿轮减速器;5开式齿轮传动;6输送链的小链轮3、原始数据及工作要求组别链条有效拉力 F(N)链条速度 V(m/s)链节距 P(mm)小链轮齿数 Zi开寿命(年)1100000.338.10 17102100000.3550.80 19103120000.463.50 21104110000.3538.10 21105110000.450.80 193-6106120000.4550.80 2110每日两班制工作,传动不逆转,有中等冲击,链速允许误
2、差为4、 设计工作量:设计说明书一份减速器装配图1张减速器零件图张开始日期:2010年1月4日 完成日期:2010年1月15日目 录 1、设计要求 12、选择电动机 13、计算传动装置的运动和动力参数 14、传动件的设计计算 24.1圆锥直齿齿轮设计 24.2圆柱斜齿轮设计 64.3开式齿轮 115、轴的设计计算 155.1输入轴设计 155.2中间轴设计 215.3输出轴设计 296、滚动轴承的选择及计算 366.1输入轴滚动轴承计算 366.2中间轴滚动轴承计算 376.3输出轴滚动轴承计算 387、键联接的选择及校核计算 397.1输入轴键计算 397.2中间轴键计算 397.3输出轴键
3、计算 408联轴器的选择 409、润滑与密封 4110、设计小结 42参考文献 43附录:A输出轴零件图一张A斜齿圆柱齿轮零件图一张A减速器装配图一张1、设计要求设计一用于链板式运输机传动装置,其为圆锥-圆柱斜齿齿轮减速器。链条有效拉力F=11000N,链速V=0.4m/s,链节距为50.80mm。每日两班制,寿命10年,传动不逆转,有中等冲击,链速允许误差为5%。2、选择电动机2.1电动机类型和结构形式;2.2电动机容量2.2.1链轮的输出功率由F=1000 ,知 2.2.2电动机输出功率 Pd=Pw / 取1=0.96(链轮), 2=0.96(开齿轮) , 3=0.99(联轴器), 4=0
4、.988(滚动轴承), 5=0.96(圆锥齿轮);=0.97(圆柱齿轮)=12(3)(4)56=0.80 故 Pd=4.4/0.80=5.5KW; 2.23电动机额定功率由此可知选取型号为Y132S-4,功率为5.5KW,n=1440r/min.3、计算传动装置的运动和动力参数3.1对于链轮输出功率与转速V=可知 n=24.87r/min 3.2传动装置的总传动比I=n/n=1440/24.87=57.903.3分配各级传动比选择链轮传动比i=3,圆锥齿轮i=4,圆柱斜齿齿轮i=4.83.4各轴转速共6根轴,各轴序号如简图n1=1440 r / minn2=n1 =1440 n3 = n2 /
5、 i1=1440 /4= 360r / minn4= n3 / i=360/4.8=75r/min n5=n4 =75 r / minn= n5/ i3=25r/min3.5各轴输入功率:P1=5. 5KWP2=P3=5.50.99=5.445kwP3=P25=5.445kw0.96=5.23kwP4= 5.230.9980.97=5.01kwP5=P443=5.010.9980.99=4. 90kwP6= P540.97=4.70kw3.6各轴输入转距:T1=9550P/n1=95505.5/1440=36.48NmT2= 9550P/n2=36.11 NmT3=9550P/n3=138.7
6、4NmT4=9550P/n4=637.94 NmT5=9550P/n5=440.3740.980.95=1639.94 NmT6=9550P/n6=1795.44.传动件的设计计算4.1圆锥直齿齿轮设计 4.1. 1.选定齿轮的精度等级、材料及齿数 1)圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器,速度不高,故选用7级精度 2)材料选择 由机械设计(第八版)表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS 3)选小齿轮齿数为,大齿轮齿数4.1.2.按齿面接触疲劳强度设计 (1).确定公式内各计算数值1).试选载荷系数1
7、.82).小齿轮传递转距3).由机械设计(第八版)表10-7选取齿宽系数0.33 4).由机械设计(第八版)表10-6查得材料的弹性影响系数5).由机械设计(第八版)图10-21d查得小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限6).计算应力循环次数 7).由机械设计(第八版)图10-19查得接触疲劳寿命系数8).计算接触疲劳许用应力取失效率为1%,安全系数S=1,故 (2).计算1).试算小齿轮分度圆直径, 2).计算圆周速度 3).计算载荷系数 根据6.47m/s,7级精度,由图10-8查得动载荷系数1.15 直齿轮 =1,由表10-2查得使用系数1.5 根据大齿轮两端支撑,小齿轮作悬
8、臂布置,查表得,则1.5 接触强度载荷系数3.234).按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 5).计算模数 取整为4mm6)计算齿轮相关系数 7)圆整并确定齿宽 圆整取4.1.3.校核齿根弯曲疲劳强度 1)确定弯曲强度载荷系数 3.23 2)计算当量齿数 3).查取齿形系数和应力校正系数 由表10-5查得 4)由机械设计(第八版)图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳强度极限 5)由机械设计(第八版)图10-18取弯曲疲劳寿命系数 6)计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4,得 7)校核弯曲强度 根据弯曲强度公式 进行校核 满足弯曲强度,所以参数合适。4.2
9、圆柱斜齿轮设计 4.2. 1. 选定齿轮的精度等级、材料及齿数 1)运输机为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度 2)材料选择 由表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS 3)选小齿轮齿数为,大齿轮齿数,取 4) 选取螺旋角。初选螺旋角4.2.2.按齿面接触疲劳强度设计 (1).公式内各计算值1).试选2).由机械设计(第八版)图10-30选取区域系数ZH=2.433 3).由机械设计(第八版)图10-26查得,则4).小齿轮传递转距5).由机械设计(第八版)表10-7选取齿宽系数 6).由机械
10、设计(第八版)表10-6查得材料的弹性影响系数7).由机械设计(第八版)图10-21d查得小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限8).应力循环次数 9).由机械设计(第八版)图10-19查得接触疲劳寿命系数10).计算接触疲劳许用应力取失效率为1%,安全系数S=1,故 11).许用接触应力(2).计算1). 试算小齿轮分度圆直径 2).计算圆周速度 3).计算齿宽b及模数 4).计算纵向重合度 5).计算载荷系数K由机械设计(第八版)表10-2查得使用系数根据v=1.14m/s,7级精度,由机械设计(第八版)图10-8查得动载荷系数,由表10-4查得,由图10-13查得,由表10-3
11、查得 故载荷系数 6).按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 7).计算模数 8)几何尺寸计算(1).计算中心距 将中心距圆整为158mm(2)按圆整后的中心距修正螺旋角 因值改变不多,故等值不必修正。 (3).计算大、小齿轮的分度圆直径 (4).计算齿轮宽度 圆整后取 4.2.3.按齿根弯曲强度设计 (1).确定计算参数 1).计算载荷系数 2).根据纵向重合度,从图10-28查得螺旋角影响系数 3).计算当量齿数 4).查取齿形系数和应力校正系数 由机械设计(第八版)表10-5查得 5)由机械设计(第八版)图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳强度极限 6)由机械设计
12、(第八版)图10-18取弯曲疲劳寿命系数 7)计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4,得 8).计算大、小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值大。 (2).设计计算 圆整 故 取,则4.3开式齿轮 4.3.1.选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数 1)按传动方案,选用开式直齿圆柱齿轮传动 2)圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器,速度不高,故选用7级精度 3)材料选择 由表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS 4)选小齿轮齿数为,大齿轮齿数4.4.2.按齿面接触疲劳强度设计 (1).确定公式内各
13、计算数值1).试选载荷系数1.32).小齿轮传递转距3).由机械设计(第八版)表10-7选取齿宽系数1 4).由机械设计(第八版)表10-6查得材料的弹性影响系数5).由机械设计(第八版)图10-21d查得小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限6).计算应力循环次数 7).由机械设计(第八版)图10-19查得接触疲劳寿命系数8).计算接触疲劳许用应力取失效率为1%,安全系数S=1,故 (2).计算1). 试算小齿轮分度圆直径,代入中较小的值 2).计算圆周速度 3)计算齿宽b 4)计算齿宽与齿高之比模数 齿高 5).计算载荷系数K由机械设计(第八版)表10-2查得使用系数根据v=0.
14、455m/s,7级精度,由机械设计(第八版)图10-8查得动载荷系数,由机械设计(第八版)表10-4查得,由机械设计(第八版)图10-13查得,由表10-3查得 故载荷系数 6).按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 7).计算模数m 4.3.3. 按齿根弯曲强度设计 (1). 确定公式内的个各算数值1)由机械设计(第八版)图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳强度极限2).由机械设计(第八版)图10-18查得弯曲疲劳寿命系数3).计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4,故 4)计算载荷系数K 5).查取齿形系数和应力校正系数 由机械设计(第八版)表10-5查得
15、 6). 计算大、小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值大。(2). 设计计算 圆整 ,可满足齿根弯曲疲劳强度,为满足齿面接触疲劳强度取 故 则4.3. 4.几何尺寸计算 (1). 计算分度圆直径 (2). 计算中心距 (3). 计算齿轮宽度 圆整后取 5轴的设计计算5.1输入轴设计5.1.1、求输入轴上的功率、转速和转矩 5.1.2、求作用在齿轮上的力已知高速级小圆锥齿轮的分度圆直径为而 圆周力、径向力及轴向力的方向如图所示5.1.3.初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢(调质),根据机械设计(第八版)表15-3,取,得,输入轴的最小直径为安装联轴器的直径,为了使所选的
16、轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩,查机械设计(第八版)表14-1,由于转矩变化很小,故取,则 查机械设计课程设计选HL3型弹性柱销联轴器,其公称转矩为160000,半联轴器的孔径,故取,半联轴器长度,半联轴器与轴配合的毂孔长度为38mm。5.1.4.轴的结构设计(1). 拟定轴上零件的装配方案如下(2). 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1).为了满足半联轴器的轴向定位,1-2轴段右端需制出一轴肩,故取2-3段的直径2)初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力,故选用单列圆锥滚子轴承,参照工作要求并根据,由机械设计课程设计手册初步选取0基本游
17、隙组,标准精度级的单列圆锥滚子轴承303006,其尺寸为,而。这对轴承均采用轴肩进行轴向定位,由机械设计课程设计查得30310型轴承的定位轴肩高度,因此取3)取安装齿轮处的轴段6-7的直径;为使套筒可靠地压紧轴承,5-6段应略短于轴承宽度,故取。4)轴承端盖的总宽度为20mm。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求,求得端盖外端面与半联轴器右端面间的距离,故取5)锥齿轮轮毂宽度为64.9mm,为使套筒端面可靠地压紧齿轮取6)由于,故取(3).轴上的周向定位圆锥齿轮的周向定位采用平键连接,按由表6-1查得平键截面,键槽用键槽铣刀加工,长为50mm,同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性,故
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