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1、毕业设计论文矿用链板输送机传动装置设计 机械设计说明书机械设计课程设计任务书设计题目: 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：储藏余量15%；5使用寿命：10年，每年300天，每天8小时；6检修周期：半年小修，一年大修；7生产批量：小批量生产；8生产厂型：矿务局中心机厂 中型机械厂2、链板输送机简图1 链板运输机 2 电动机 3 减速器4 运输机主轴 5 运输机主动星轮原始数据： 题号: G8 运输机链条拉力：20KN； 运输机链条速度：0.6 m/s； 主动星轮齿数：11； 主动
2、星轮节距：64mm；4、设计任务： 1设计内容：电动机选型 传动件设计 减速器设计联轴器选型设计 其他； 2设计工作量：减速器装配图一张 零件图二张 设计计算说明书一份参考文献: 【1】、?机械设计课程上机与设计设计?程志红 唐大放 编著 东南大学出版社； 【2】、?机械设计?程志红 主编 东南大学出版社出版社；传动方案确实定 传动形式的选择:链传动 减速器类型选择:二级锥圆柱直齿轮减速器三、电机的选择1、电动机输出功率计算 传动装置的总效率 由参考文献1表9-1查得： 圆柱齿轮传动 8级精度的一般齿轮传动:1 0.97； 圆锥齿轮传动 8级精度的一般齿轮传动:2 0.96； 链传动 滚子链:
3、3 0.96； 联轴器 挠性联轴器:4 0.992； 滚动轴承 球轴承:5 0.99； 总效率 123454 工作机上的作用力F和线速度v 那么 P Fv/1000 200000.6 / 1000确定电动机的型号 电动机所需额定功率P和电动机输出功率P有 查参考文献1表16-2选择电动机的型号为Y180M-4，额定功率18.5kw，满载转速1470r/min。总传动比及传动比分配总传动比n 601000v/Zp 6010000.6/1164 51.14 r/min 可得各级传动比： 直齿圆柱齿轮低速级传动比i2 4五、传动装置运动参数的计算1各轴转速计算 n1 n/i0 1470/1 1470
4、 r/min n2 n1/i1 1470/3.593 409.13 r/min n 电动机转速 i0电动机至轴传动比 i1 i2轴至轴传动比,轴至轴传动比2各轴功率计算P1 P12 16.20.9920.99 15.9 kw P2 P123 15.90.990.96 15.11 kwP3 P223 15.110.990.96 14.36 kw 1联轴器效率 2轴承效率 1齿轮传动效率3各轴扭矩计算链传动的设计 链传动的功率P 16.41KW,转速n 102.28 r/min ,求传动比i 21选择链轮齿数小链轮齿数z1 估取链速为0.63 m/s,由查参考文献2表5.3取 小链轮齿数z2 z2
5、 iz1 219 38 确定链节数Lp 初取a0 40p,那么链节数为 Lp 2a0/p+ z1+z2 /2+p/a0 z2-z1 /22 80p/p+ 19+39 /2+p/40p 39-19 /22确定链节距p 载荷系数kA 查表5.4 多排链系数km 查表5.6 链长系数kL 查图5-13 由式5-9 P010/11 根据小链轮转速n和P0,查图5-12,确定链条型号 确定中心距a由式5-12 5验算链速v v z1np/601000 19102.2838.1/601000 6计算压轴力Q 13341.5 七、锥齿轮的设计与校核1选择齿轮材料,确定许用应力由表6.2选 小齿轮：40Cr，
6、调质 HBS1 260HBS 大齿轮：45钢，正火 HBS2 210HBS许用接触应力 由式6-6 接触疲劳极限Hlim 查图6-4 接触强度寿命系数ZN 英里循环次数N 由式6-7N1 60n1jLh 6014701 123008 N2 N1/i 2.12109 /3.593 查图得ZN1 ZN2 接触强度最小平安系数SHmin 那么H1 7001/1 许用弯曲应力F由机械设计课本式612， 弯曲疲劳极限Flim 查图6-7 弯曲强度寿命系数YN 查图6-8 弯曲强度尺寸系数YX 查图 弯曲强度最小平安系数SFmin 那么F1 54011/1.4 F2 42011/1.4 齿面接触疲劳强度设
7、计计算小轮打断分度圆直径d1,由式6-20得齿宽系数 小轮齿数z1在推荐值2040中选取 大轮齿数z2 z2 iz1 253.593 传动比误差u/u 载荷系数K K KAKVKKA 使用系数 查表6.3 KV 动载系数 由推荐值11.051.4 K 齿向载荷分布系数 由推荐值1.01.2载荷系数K K KAKVK 11.1 材料弹性系数ZE 查标6.4 节点区域系数ZH 查表6-3 故 小轮大端分度圆直径d1 d1 mz1 425小轮平均分度圆直径dm1 圆周速度vm vm dm1n1/60000 1470齿宽b b 87.37 47.18 圆整 3齿根弯曲疲劳强度校核计算由式6-21 当量
8、齿数zv zv1 z1/cos1 25/ 齿行系数YFa 查表6.5 小轮YSF1 2.62 大轮YSF2 2.20 应力修正系数YSa 查表6.5 小轮YSa1 1.59 大轮YSa2 1.78 故 F1 f2 4齿轮其他主要尺寸计算大轮大端分度圆直径d2 d2 mz2 490 锥距R R 小轮大端顶圆直径 da1 d1+2cos1 100+240.9423 大轮大端顶圆直径 da2 d2+2cos2 360+240.3347 八、圆柱齿轮的设计与校核1选择齿轮材料,确定许用应力由表6.2选 小齿轮：40Cr，调质 大齿轮：45钢，正火 许用接触应力 由式6-6 接触疲劳极限Hlim 查图6
9、-4 接触强度寿命系数ZN 英里循环次数N 由式6-7N1 60n1jLh 60409.31 103008 N2 N1/i5.89108 /4 查图得ZN1 ZN2 接触强度最小平安系数SHmin SHmin 1那么H1 700 许用弯曲应力F由机械设计课本式612， 弯曲疲劳极限Flim 查图6-7 弯曲强度寿命系数YN 查图6-8 弯曲强度尺寸系数YX 查图 6-9 弯曲强度最小平安系数SFmin 那么F1 54011/1.4 F2 42011/1.4 2齿面接触疲劳强度设计计算小轮打断分度圆直径d1,由式6-5得齿宽系数d 查表6.9 小轮齿数z1 在推荐值2040中选取 大轮齿数z2
10、z2 iz1 425 齿数比u u z2/z1 100/4传动比误差u/u106载荷系数K K KAKVKKKA 使用系数 查表6.3 KV 动载系数 由推荐值11.051.4 K 齿间载荷分布系数 由推荐值1.01.2 K 齿向载荷分布系数 由推荐值1.01.2 载荷系数K K KAKVKK 11.1 材料弹性系数ZE 查标6.4 节点区域系数ZH 查表6-3 重合度系数Z 由推荐值0.850.92 得 小轮分度圆直径d1 d1 mz1 425圆周速度vm vm dm1n1/60000 100标准中心距a m z1+z2 /2 4 25+100 /2齿宽b b 101.94 81.55 圆整
11、 大轮齿宽b2 b2 b 小轮齿宽b1 b1 b2+510 3齿根弯曲疲劳强度校核计算由式6-10 公式齿行系数YFa 查表6.5 小轮YFa1 大轮YFa2 YSa 查表6.5 小轮YSa1 大轮YSa2 重合度a 重合度系数Ya 故 4齿轮其他主要尺寸计算大轮分度圆直径d2 d2 mz2 4100 根圆直径 df1 d1-2hf 100-24 df2 d2-2hf 400-21.254顶圆直径 da1 d1+2ha 100+24 da2 d1+2ha 400+24轴的设计与校核滚动轴承的选择与寿命计算计算作用在锥齿轮上的力转矩T1 103300N?mm齿宽中点直径 dm 100mm圆周力F
12、t1 2T1/dm 2径向力Fr1 Ft1tanancos 轴向力Fa1 Ft1 tanansina 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8-2 计算轴的直径并加大3%以考虑键槽的影响查表8.6 取A 115那么 轴的结构设计1 由参考文献得2由轴承、齿轮及键的位置可得力的作用点位置绘制轴的弯矩图和扭矩图1 求轴承反力H水平面V水平面2齿宽中点出的弯矩H水平面V水平面合成弯矩扭矩T5按弯扭合成强度校核轴的强度当量弯矩取折合系数该轴满足强度要求 6 轴承较合计算轴承支反力计算轴承派生轴向力计算轴承所受的轴向载荷计算轴承所受当量动载荷 因A2/R2 1 e,查表10.5 X 0.
13、44,Y 1因A3/R3 1.2 e,查表10.5 X 0.44,Y 1计算轴承寿命因P2 P3，故应按P2计算，由表10.3 取温度系数 1故 36656.89H 240000H 寿命合格轴的设计与校核滚动轴承的选择与寿命计算1计算作用在圆柱齿轮上的力转矩T2 352700N?mm主动轮分度圆直径 d2 100mm圆周力Ft2 2T2/d2 2352700/100 7054N径向力Fr1 Ft1tan an Fn Ft2/cos 7054/cos20 7506.71N 计算作用在锥齿轮上的力圆周力Ft轴向力Fa1 - Fr1 829.27N 2初步估算轴的直径选取45号钢作为轴的材料，调质处
14、理由式8-2 计算轴的直径并加大3%以考虑键槽的影响查表8.6 取A 115那么 轴的结构设计1 由参考文献得2由轴承、齿轮及键的位置可得力的作用点位置绘制轴的弯矩图和扭矩图1 求轴承反力H水平面V水平面2齿宽中点出的弯矩H水平面V水平面合成弯矩扭矩T5按弯扭合成强度校核轴的强度当量弯矩取折合系数该轴满足强度要求 6 轴承较合计算轴承支反力计算轴承派生轴向力计算轴承所受的轴向载荷计算轴承所受当量动载荷因A3/R3 1.2 e,查表10.5 X 0.44,Y 1计算轴承寿命因P1 P4，故应按P2计算，由表10.3 取温度系数 1故 262400.70H 240000H 寿命合格轴的设计与校核及
15、滚动轴承的选择与寿命计算 1 计算作用在圆柱齿轮上的力圆周力Ft3 7054N径向力Fr3 2567.45N 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8-2 计算轴的直径并加大3%以考虑键槽的影响查表8.6 取A 115那么 轴的结构设计1 由参考文献得2由轴承、齿轮及键的位置可得力的作用点位置4绘制轴的弯矩图和扭矩图1 求轴承反力H水平面V水平面2齿宽中点出的弯矩H水平面V水平面合成弯矩扭矩T5按弯扭合成强度校核轴的强度当量弯矩取折合系数该轴满足强度要求 6 轴承较合计算轴承支反力计算轴承派生轴向力计算轴承所受的轴向载荷计算轴承所受当量动载荷因A3/R3 1.2 e,查表1
16、0.5 X 0.44,Y 1计算轴承寿命因P1 P4，故应按P2计算，由表10.3 取温度系数 1故 26897.59H 240000H 寿命合格十二、联轴器的选择公称转矩：由文献【2】表2.6-3选用ML8型梅花形弹性联轴器 GB5272-85。弹性硬度C 94 主动端：Z型轴孔，C型键槽 从动端：Y型轴孔，B型键槽校核：；由文献【1】表19.5，取 适合十三、键联接的选择和验算 大齿轮处轴的尺寸为：95135；由文献【2】表2.4-30得键为： 2816 GB1096-90 即圆头普通平键A型，键的参数为：b 28mm;h 16mml 125mm 1 、键的校核 键的接触长度为：；那么键联
17、接所能传递的扭矩为：由文献【1】表7.1得120MP；强度符合要求 联轴器处的轴的尺寸为：75140；由文献【2】表2.4-30得键为：2012 GB1096-90 单圆头普通平键C型，键的参数为：b 20mm;h 12mmL 125mm120MP；强度符合要求十四、箱体的设计 箱体是减速器中所有零件基基座，必须保证足够的强度和刚度，及良好的加工性能，便于装拆和维修，箱体由箱座和箱盖两局部组成，均采用HT200铸造而成，具体形状及尺寸见装配图。十五、减速器附件的设计1检查孔：为检查传动零件的啮合情况，并向箱体内注入润滑油，在箱体顶部能直接观察到齿轮啮合的部位处设置检查孔，平时，检查孔的盖板用螺
18、钉固定在箱盖上。2通气器： 减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，为使箱内热胀空气能自由排出，以保持箱内压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏，在箱体顶部装设通气器。3轴承盖： 为固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端用轴承盖封闭。采用凸缘式轴承盖，利用六角螺栓固定在箱体上，外伸轴处的轴承盖是通孔，其中有密封装置。4定位销： 为保证每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔制造和加工时的精度，在箱盖与箱座的纵向联接凸缘上配装定位销，彩用两个圆锥销。5油尺： 为方便检查减速器内油池油面的高度，以经常保待油池内有适量的油，在箱盖上装设油尺组合件。6放油螺塞； 为方便换
19、油时排放污油和清洗剂，在箱座底部、油池的最低位置开设放油孔，平时用螺塞将放油孔堵住，放油螺塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈。7启箱螺钉： 为方便拆卸时开盖，在箱盖联接凸缘上加工2个螺孔，旋入启箱用的圆柱端的启箱螺钉。十六、润滑和密封 齿轮传动用浸油方式润滑，圆锥滚子轴承用润滑脂润滑；轴承端盖处采用垫片密封，输入输出轴处采用橡胶圈密封，箱盖和箱处接处局部用密封胶或水玻璃密封。i2 4n1 1470 r/minP1 15.9 kwP2 15.11 kwP3 14.36 kwT1 103.30 N?mT2 352.70 N?mT3 1340.81 N?mz1 19z2 39Lp 110kz 1km
20、124A单排链符合估计Hlim1 700N/mm2Hlim1 550N/mm2N1 2.12109N2 5.9108ZN1 1 SHmin 1H1 700N/mm2H2 572 N/mm2H 572N/mm2Flim1 540N/mm2Flim2 420N/mm2YN1 YN2 1YX 1F1 386 N/mm2F2 300 N/mm2dm 0.54 z1 25z2 90合格mmm 4mmd1 100mmb 50mmd2 360mmHBS1 260HBSHBS2 210HBSHlim1 700N/mm2Hlim1 550N/mm2N1 5.89108N2 1.47108 SHmin 1H1 721N/mm2Flim1 378N/mm2Flim2 294N/mm2YN1 YN2 1YX 1F2 300N/mm2z1 25z2 100u 4m 4d1 100a 250mmb 82mmb2 82mmb1 90mmd2 400mmdf1 90mmdf2 390mmda1 108mmda2 408mmT1 103300N?mmdm 100mm