链板输送机传动装置设计.doc

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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除目 录机械设计课程设计任务书2传动方案拟定3电动机的选择3总传动比及传动比分配4传动装置运动参数的计算4各组传动齿轮设计6各组传动轴设计13各传动轴上键与联轴器设计29各组传动轴承设计33箱体结构设计36感想37参考文献38设计任务书题目:矿用链板输送机传动装置设计1. 设计条件 1).机器功用 井下煤矿运输 2).工作情况 单向运输,中等冲击 3).运动要求 链板输送机运动误差不超过7 4).工作能力 储备余量15 5).使用寿命 10年,每年300天,每天8小时 6).修检周期 半年小修,一年大修 7).生产批量 小批量生产 8).生产厂型

2、矿物局中心厂,中型机械厂2原始数据1）运输机链条拉力（kN）:122）运输机链条速度（m/s）：0.53）主动星轮齿数：94）主动星轮节距（mm）：503设计任务1）设计内容 电动机选型；链传动设计；减速器设计；联轴器选型设计；其他。2）设计工作量 传动系统安装图1张；减速器装配图1张；零件图2张；设计计算说明书1份。4设计要求1）减速器设计成二级展开式斜齿减速器；2）所设计的减速器有一对标准直齿轮和一对斜齿轮。计算及说明结果1.运动简图1电动机 2V带 3齿轮减速器 4联轴器 5滚筒 6输送带2电动机的选择1. 计算电动机输出功率已知工作机上作用力F(N)和线速度,计算电动机输出功率： (k

3、W)式中F12kN12000N，v0.5m/s， 查表91得V带传动效率0.968级精度的一般齿轮传动效率0.97滚动球轴承0.98联轴器0.99二级圆柱-圆锥齿轮减速器传动效率0.84。把上述值代入后得0.84 =7.14kw计算及说明结果3.总传动比及传动比分配1.计算总传动比i i=n/601000v/Zp已知主动星轮齿数z=9,主动星轮节距p=64mm 在上边已确定电动机满载转速为n730r/min，计算总传动比 2分配传动比 由表9-2知：V带传动比24，取=3。减速器传动比减速器为二级展开式斜齿减速器，即， 3传动装置运动参数的计算 从减速器的高速轴开始各轴命名为1轴、2轴、3轴。

4、第一级传动比第二级传动比（1）各轴转速计算 第一轴转速 第二轴转速 第三轴转速 =66.67r/mini=21.6=480（r/min）=156.86（r/min）=66.75（r/min）计算及说明结果（2）各轴功率计算 （3）各轴扭矩计算 （4）将以上计算数据列表轴号转速n(r/min)输出功率P(kW)输出扭矩T(Nm)电动机14407.547.3514806.72133.72156.866.39388.96366.756.07 868.44=6.72kw=6.39kw=6.07kw=133.7Nm=389.04Nm=868.44Nm设计项目及说明结 果4. V带传动的设计（1） 确定计

5、算功率 已知P=7.14kW, 查表知工况系数KA=1.1 则（2） 选取V带（3） 确定大小带轮的基准直径 小带轮直径，查表4.7知 大带轮直径=（4） 验算带速 要求带速在525m/s范围（5） 确定V带长度Ld和中心距a 中心距 0.7() 初选中心距=1.5= 初算基准长度 （6） 验算主动轮上的包角 =（7） 确定V带根z 由=1440r/min,=100mm,查表知许用功率 传递功率增量 查表4.5知 包角系数 查表4.8知 长度系数 查表4.3知 由式z=（8） 计算初拉力 由式= 每米带质量q，查表4.2知 =（9） 计算压力轴Q 由式Q= = 其中为小带轮的包角（10） V带

6、传动的主要参数整理并列表： 带型带轮基准直径（mm） 传动比 基准长度（mm） A =100=300 3 2000中心距（mm） 根数初拉力（N）压轴力(N) 678 6 147.2 17475、各组传动齿轮设1.高速级齿轮参数设计（斜齿）1.选用齿轮材料，确定许用应力由表6.2选 小锥齿轮40Cr调质 大锥齿轮45刚正火许用接触应力 ，接触疲劳极限 ， 查图接触强度寿命系数 ， 应用循环次数N 查图得接触强度最小安全系数则 1） 齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，按估取圆周速度，参考表6.7、表6.8选取小轮大端分度圆直径，由式齿宽系数 查表，按齿轮相对轴承为非对称布置小轮齿数

7、在推荐值2040中选大轮齿数 ，圆整取齿数比u=Z1/Z2=83/27=3.07传动比误差 u=(3.07-3.06)/3.06=0.003=1.32kW=0.17kW=0.95=1.03Z=5.38取整Z=6根q=0.1Kg/m=145.2Q=1747N公差组8级u=3.07.5 =1.1=0.80=0.99 3mm= =68mm =2.518=2.195=1.63=1.782=20.=3.12mm=1.64=0.707=0.89=258.06mm2. 第二级齿轮参数设计（低速级）设计项目及说明结 果1） 选用齿轮材料，确定许用应力选小齿轮40Cr调质大齿轮45正火许用接触应力 由式接触疲劳

8、极限 查图接触强度寿命系数 应用循环次数N 由式67 查图，得接触强度最小安全系数则许用弯曲应力 由式弯曲疲劳强度极限 查图弯曲强度寿命系数 查图弯曲强度尺寸系数 查图弯曲强度最小安全系数 则2） 齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，按估取圆周速度，参考表6.7、表6.8选取小轮分度圆直径，由式65得齿宽系数 查表，按齿轮相对轴承为非对称布置小轮齿数 在推荐值2040中选大轮齿数 小轮转矩 载荷系数K 使用系数 查表（中等冲击）动载系数 由推荐值1.051.4齿间载荷分配系数 由推荐值1.01.2齿向载荷分布系数 由推荐值1.01.2载荷系数K 材料弹性系数 查表节点区域系数 查图重

9、合度系数 由推荐值0.850.92故 齿轮模数m 圆整小轮分度圆直径 圆周速度v 标准中心距a 齿宽b =108mm大轮齿宽 小轮齿宽 3） 齿根弯曲疲劳强度校核计算有式 齿形系数 查表 小轮 大轮应力修正系数 查表 小轮 大轮重合度 重合度系数故 4） 齿轮其他主要尺寸计算大轮分度圆直径 根圆直径 顶圆直径 公差组8级Vt=1m/s=0.8=27=64=1K=1.45m5mm =2.262=1.738=2.67=320mm 综上 ，得两组齿轮的相关几何参数齿轮ma (mm)d(mm)da(mm)(mm)zb(mm)高速级小斜齿轮317083.9589.9576.452773大斜齿轮258.0

10、6264.06250.568368低速级小圆柱轮5227.5135145122.527113大圆柱轮320330307.5641086.各组传动轴设计1.高速轴设计与校核设计项目及说明结 果1） 绘制轴的布置简图2) 计算作用在齿轮上的力转矩输出轴齿轮分度圆直径圆周力径向力轴向力3）初步估算轴的直径 选取40Cr作为轴的材料，调质处理 由 计算轴的最小直径并加大3以考虑键槽的影响 查表8.6 取 则 4）轴的结构设计 （1）确定轴的结构方案右轴承从轴的右端装入，靠轴肩定位。左轴承从轴的左端装入，同时靠轴肩定位。采用单列圆锥滚子轴承，确定各轴段直径和长度。（2）确定各轴段直径和长度 1段 根据圆

11、整（按GB4323-1984）， 2段 轴肩高度，孔倒角c取3mm（GB6403.4-86），且符合标准密封内径（JB/ZQ4606-86）。取端盖宽度20mm，端盖外端面与半连轴器右端面25mm，同时考虑到方便轴承端盖的螺栓的拧紧，所以要适当加大2段长度。 3段 为方便装拆轴承内圈，且符合标准轴承内径。查表选滚动轴承型号30209，=45mm，宽度T=22mm，轴承润滑方式选脂润滑。取L=40mm。 4段 d=+（13）,根据几何关系L=92mm 5段 安装齿轮直径为小齿轮的分度圆直径，= 6段 =，=22mm 7段 =，=（3）绘制轴的弯矩图和扭矩图 求轴承反力 U面 V面 求最大弯矩 U

12、面 V面 合成弯矩 扭矩T 轴的受力图如下图所示 5）按弯扭合成强度校核轴的强度当量弯矩，取折合系数，则齿宽中点处当量弯矩：轴的材料为45号钢，调质处理。由表8.2查得，由表8.9查得材料许用应力由式8-4得轴的计算应力为 6) 精确校核轴的疲劳强度（1）轴的细部结构设计圆角半径：各轴肩处圆角半径见装配图。键槽：齿轮、半连轴器与轴向固定采用A型平键联接，由和初选HL3型弹性柱销联轴器，按GB/T1096-2003半联轴器处的键为：。配合：参考现有设计图纸或设计手册、图册精加工方法：参考现有设计图纸或设计手册、图册(2)选择危险截面在装配图中可以看到各截面均有应力集中源，选择其中应力较大、应力较

13、集中较严重的截面。计算危险截面工作应力截面弯矩：截面扭矩：抗弯截面系数：抗扭截面系数：截面上弯曲应力：截面上扭剪应力：弯曲应力副：弯曲平均应力：扭切应力：(3)确定轴材料机械性能查表8.2，弯曲疲劳极限，剪切疲劳极限碳钢材料特性系数：(4)确定综合影响系数轴肩圆角处有效应力集中系数，根据，由表8.9差值计算得 无配合和开槽影响尺寸系数，根据d由图8-12查得表面状况系数，根据，表面加工方法查图8-2得轴肩处综合影响系数为：(5)计算安全系数由表8.13取需用安全系数S1.5由式8-6=3185.23N=30mm=54mm=45mm=40mmd=52mmL=92mm=84mm=70mm=52mm

14、=22mm=45mm=40mm该轴满足强度要求疲劳强度安全2.中间轴设计与校核设计项目及说明结 果1） 绘制轴的布置简图2）计算作用在齿轮上的力转矩输出齿轮分度圆直径圆周力 径向力轴向力3）初步估算轴的直径 选取45钢作为轴的材料，调质处理 由 计算轴的最小直径并加大3以考虑键槽的影响 查表8.6 取 则 4）轴的结构设计 （1）确定各轴段直径和长度 1段 选取轴承型号为30210，同时考虑齿轮与箱壁的距离取、。 2段 ,。 3段 为使齿轮定位，齿轮紧靠轴肩，轴肩高度=8mm。 4段 安装高速大齿轮，=，=-（14） 5段 = =5）绘制轴的弯矩图和扭矩图 求轴承反力 U面 V面 求弯矩 U面

15、 V面 合成弯矩 扭矩T 轴的受力图如下图所示 6）按弯扭合成强度校核轴的强度当量弯矩，取折合系数，则齿宽中点处当量弯矩：轴的材料为45号钢，调质处理。由表8.2查得，由表8.9查得材料许用应力由式8-4得轴的计算应力为 7 ) 精确校核轴的疲劳强度（1）选择危险截面在装配图中可以看到各截面均有应力集中源，选择其中应力较大、应力较集中较严重的截面。计算危险截面工作应力截面弯矩：截面扭矩：抗弯截面系数：抗扭截面系数：截面上弯曲应力：截面上扭剪应力：弯曲应力副：弯曲平均应力：扭切应力：确定轴材料机械性能查表8.2，弯曲疲劳极限，剪切疲劳极限碳钢材料特性系数：（2） 确定综合影响系数（3） 计算安全

16、系数由表8.13取需用安全系数S1.8由式8-6=36mm=50mm=60mm=110mm68mm=16mm=60mm=66mm=30mm=36mm该轴满足强度要求选择A截面校核疲劳强度安全3.输出轴设计与校核设计项目及说明结 果1） 计算作用在齿轮上的力转矩输出轴上大齿轮分度圆直径圆周力=径向力2） 初步估算轴的直径选取45号钢作为轴的材料，调质处理 由式 计算轴的最小直径并加大3以考虑键槽的影响 查表 取A=110 则 根据圆整，根据GB/T297-95，暂选轴承为深沟球轴承6016，于是得。根据轴上的零件布置、安装和定位的需要，初定个轴段的直径及长度，其中轴颈、轴头结构尺寸与轴上相关零件

17、的结构尺寸联系起来统筹考虑。 如图减速器高速轴结构图3）.绘制轴的弯矩图和扭矩图求轴承反力H面V垂直面：弯矩合成弯矩扭矩轴的受力图如下图所示 4） 按弯扭合成强度校核轴的强度 当量弯矩，取折合系数，则齿宽中点处当量弯矩 轴的材料为45号钢，调质处理。由表8.2查得，由表8.9查得材料许用应力 由式8-4得轴的计算应力为 5 ) 精确校核轴的疲劳强度(1)选择危险截面在装配图中可以看到各截面均有应力集中源，选择其中应力较大、应力较集中较严重的截面。(2)计算危险截面工作应力 截面弯矩：截面扭矩：抗弯截面系数：抗扭截面系数：截面上弯曲应力：截面上扭剪应力：弯曲应力副：弯曲平均应力：扭切应力：(3)

18、确定轴材料机械性能查表8.2，弯曲疲劳极限，剪切疲劳极限碳钢材料特性系数：(4)确定综合影响系数轴肩圆角处有效应力集中系数，根据，由表8.9差值计算得 配合处综合影响系数，根据，配合H7/k6由表8.11差值计算得键槽处有效应力集中系数，根据由表8.10差值计算得尺寸系数，根据d由图8-12查得表面状况系数，根据，表面加工方法查图8-2得轴肩处综合影响系数为：键槽处综合影响系数为：同一截面如有两个以上得应力集中源，取其中较大得综合影响系数来计算安全系数，故按轴肩处取综合影响系数。(5)计算安全系数由表8.13取需用安全系数S1.8由式8-6该轴满足强度要求选择危险截面A 疲劳强度安全6.轴上键

19、与联轴器的设计1.高速轴（1轴）上联轴器处和键选择与校核设计项目及说明结 果输入端（联轴器孔连接）1 选联轴器和键。由1轴工作转矩T1=Nm，工作转速n1=730r/min,以及最小允许轴径即外伸轴径，查GB/T5014-85，选弹性柱销连轴器型号为TL6连轴器，许用转矩T=1250Nm，许用转速n=4000r/min。因T1T，n1n，故联轴器满足要求。选A型普通平键。d=50mm，L=88mm 查表GB/T1095-2003，选键：b=10mm， h=8mm ，L=60mm 2 键的强度较合。验算其挤压强度 ，查表得其许用挤压应力键的工作长度，则 联轴器：TL6A型普通平键满足挤压应力要求

20、2.中间轴上齿轮处键设计与校核设计项目及说明结 果输入端（与大锥齿轮孔连接）1选A型普通平键。d=52mm，L=90mm 查表GB/T1095-2003，选键：b=20mm， h=12mm ，L=90mm 2键的强度较合。验算其挤压强度 ，查表得其许用挤压应力键的工作长度，则 输出端（与小圆柱齿轮空孔连接）1选A型普通平键。d=66mm，L=67mm 查表GB/T1095-2003，选键：b=20mm， h=12mm ，L=60mm2.键的强度较合。验算其挤压强度 ，查表得其许用挤压应力键的工作长度，则 A型普通平键满足挤压应力要求A型普通平键满足挤压应力要求3.输出轴上齿轮处键和联轴器设计与

21、校核设计项目及说明结 果输入端（与大圆柱齿轮空孔连接）1选A型普通平键。d=70mm，L=107mm 查表GB/T1095-2003，选键：b=20mm， h=12mm ，L=90mm 2键的强度较合。验算其挤压强度 ，查表得其许用挤压应力键的工作长度，则 输出端（联轴器孔连接）1选联轴器和键。由3轴工作转矩T3=2509.299Nm，工作转速n3=51.063r/min,以及最小允许轴径即外伸轴径，查GB/T5014-85，选弹性柱销联轴器HL6，许用转T=3150Nm，矩许用转速n=2800r/min。因T3T，n3n，故联轴器满足要求。选A型普通平键。d=80mm，L=103mm查表GB

22、/T1095-2003，选键：b=22mm， h=14mm ，L=85mm 3 键的强度较合。验算其挤压强度 ，查表得其许用挤压应力键的工作长度，则 为提高工作强度与安全可靠性，采用双键联接，180布置，按1.5 个键的强度校核则 B型普通平键单键满足挤压应力要求联轴器：HL6B型普通平键单键双键满足挤压应力要求果轴结高速轴中间轴低速轴输入端d=32mm输入端d=52mm输出端d=52mm输入端d=88mm输出端d=70mm键型号、键数单A单A单A单A双A Mpa2647.1382.4824.5184.93联轴器型号TL6HL67.各组传动轴承设计1.第一对轴承的选用与校核设计项目及说明结 果

23、轴承的选用与校核初选圆锥滚动轴承30315GB/T297-94，主要性能参数： 1）轴承支撑反力轴所受轴向力2）计算轴承派生轴向力 3）计算轴承所承受的轴向载荷 ，则 3） 计算轴承所受当量动载荷 轴承工作时有中等冲击，载荷系数 因，查表，故因，查表，故 4） 计算轴承寿命，按计算，取温度，故h滚动轴承的润滑和密封 润滑方式选择 由，故选择脂润滑。密封：接触式密封。密封件为毡圈轴承32210满足十年寿命2.第二对轴承的选用与校核设计项目及说明结 果轴承的选用与校核初选圆锥滚子轴承32212GB/T297-94，主要性能参数： 1）轴承支撑反力轴所受轴向力2）计算轴承派生轴向力 3）计算轴承所承

24、受的轴向载荷 ，则 5） 计算轴承所受当量动载荷 轴承工作时有中等冲击，载荷系数 因，查表，故因，查表，故 6） 计算轴承寿命，按计算，取温度，故滚动轴承的润滑和密封 润滑方式选择 由，故选择脂润滑。密封：接触式密封。密封件为毡圈轴承31310满足十年寿命3.第三对轴承的选用与校核设计项目及说明结 果轴承的选用与校核初选深沟球轴承6018GB/T297-94，主要性能参数： 1）轴承支撑反力2）计算轴承派生轴向力 3）计算轴承所承受的轴向载荷 ，则 7） 计算轴承所受当量动载荷 轴承工作时有中等冲击，载荷系数 因，查表，故因，查表，故 8） 计算轴承寿命，按计算，取温度，故=24000h滚动轴

25、承的润滑和密封 润滑方式选择 由，故选择脂润滑。密封：接触式密封。密封件为毡圈轴承6018满足十年寿命减速箱体设计箱体结构尺寸1箱体壁厚11mm 箱盖壁厚11mm2. 箱座上部凸缘高度18mm箱盖凸缘厚度13.5mm箱座底凸缘厚22.5mm3. 地脚螺钉直径M244. 轴承连接螺柱直径M185. 箱盖与箱座螺栓连接M166. 轴承端盖螺钉直径M127. 检查孔盖螺钉直径M108. 定位销直径12mm9. 轴承旁凸台半径24mm10. 凸台高度68mm11. 内箱壁至轴承内壁距离10mm12. 齿轮顶圆与箱壁距离31mm13. 箱座肋板厚10mm14. 通气孔选择M18X1.515. 油标选择杆

26、式油标M2016. 放油孔及放油塞选择M20X1.517. 密封件选用毛毡密封18. 轴承选择脂润滑,所以每个轴承都有各挡油环 感想通过课程设计，发现自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，特别是在制图方面与别人还存在一定的差距，但有时想想己从去年什么都不会到现在可以画装配图，也会颇感欣慰。因为在过去的一年时间里或多或少还是学了点知识。这次的课程设计也让我看到了团队的力量，我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个体，个人也离不开团队。开始的时候，大家就分配好了各自的任务，大家有的测绘端盖，有的测绘泵体，有的查阅课本了解其配合尺寸，并且经常聚在一起讨论各个图的剖切方法。在课程设计中团结协作是我们

27、完成绘图的一项非常重要的保证。而这次设计也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的，而且在以后的学习和工作中，团队协作会显得更重要。虽然这只是一次的极简单的课程制作（绘制齿轮油泵装配图及其零件图），平心而论，初始阶段我也曾迷茫过，看到那么多图纸和零件不知从何处着手，那时我才意识到工厂里的技术人员没设计一张图纸要付出多少努力和汗水。有时想到自己以后也可能从事这方面的工作不免有点害怕，但是，我相信我可以胜任。通过这次课程设计，我想说：为完成这次课程设计我们确实用了点工夫，但付出也获得了回报，和同学们一起画图的时候，我们有说有笑，相互帮助，相互讨论，多少欢声笑语在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这几天

28、的实习，因为在大学一个班可以这样聚在一起已经很不简单了。平时大家除了上课很少见面，这次设计也给了大家一个交流的机会。这对加强班级的凝聚力是很有帮助的。对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远都不能满足于现状，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。虽然当我们画完装配图，绘完零件图，看着档案袋里自己绘制的第一幅相对比较标准的图时，我们会很兴奋，很激动。前几天的种种艰辛此刻也变成了美好的回忆！但是我们要明白后面还有很多更难更复杂的是事情在等着我们。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上一笔不菲的财富。【精品文档】第 - 37 - 页