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1、攀枝花学院学生课程设计说明书题目：机械设计课程设计链式输送机传动装置学生姓名：学 号： 所在院(系)：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：2023 级机械设计制造及其自动指 导 教 师：职称： 教 授2023 年 12 月 15 日机械设计根底课程设计说明书- - 1 - -目录 课程设计任务书3二设计要求3三设计过程41. 确定传动方案42. 选择电动机53. 运动学和动力学计算64. 带传动的设计75. 直齿圆锥齿轮传动的设计计算96 斜齿圆柱齿轮传动的设计计算127. 轴的初步设计计算138. 轴承的寿命计算239. 选用键并校核2410. 减速器附件的选择2611. 润滑和密
2、封2712. 心得体会29四参考资料和书籍29机械设计根底课程设计说明书- - 2 - -课程设计任务书1. 设计题目:设计链式输送机传动装置2. 原始数据输出轴功率 pkW输出轴转速 nrmin0.446.422h03. 工作示意图：二、条件：1. 输送链牵引力F= 2200N；2. 输送链速度V= 0.2m/s；3. 输送链轮齿数Z=19；4. 输送链节距P=100mm；5. 工作状况两年制，连续单向运转，载荷平稳，室内工作，无粉尘；6. 使用期限20 年；7. 生产批量20 台；8. 生产条件中等规模机械厂，可加工 68 级精度齿轮和 78 级精度蜗轮；9. 动力来源电力，三相沟通 38
3、0/220V;10. 检修间隔期四年一次大修，两年一次中修；半年一次小修。三、设计工作量：1、设计说明书 1 份；2、减速器转配图 1 张A0 或 A1；3、零件工作图 13 张。机械设计根底课程设计说明书- - 3 - -设计过程三设计过程 确定传动方案1） 外传动机构为 V 带传动。2） 减速器为锥齿轮减速器。3) 方案简图如以下图：1. 电动机；2.V 带传动；3.链式输送机；4.锥齿轮减速器4) 该方案的优缺点：该工作机有稍微振动，由于 V 带有缓冲吸振力量，承受V 带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以承受 V 带这种简洁的构造，并且价格廉价，标准化程
4、度高，大幅降低了本钱。减速器局部锥齿轮减速，这是锥减速器中应用最广泛的一种。原动机局部为Y 系列三相沟通 异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作牢靠，此外还构造简洁、尺寸紧凑、本钱低传动效率高。机械设计根底课程设计说明书- 4 -计 算 及 说 明二 选择电动机1. 电动机类型和构造型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的 Y 系列三相异步电动机。2. 传动装置总效率：查机械设计课程设计指导书石向东主编附录 A，得：h =h h123h h34= 0.96 0.993 0.97 0.97 = 0.85h = 0.96带传动效率1h= 0.99滚动轴承效率2h
5、= 0.97圆锥齿轮传动效率3h= 0.97链式输送机效率63. 工作机输入功率：FVp=w1000= 2200 0.21000= 0.44kw机械设计根底课程设计说明书- 5 -电动机所需要功率：pp=wdhakw = 0.44 / 0.876kw = 0.502确定电动机的型号：运输带鼓轮的工作转速为：h = 6.3r / ming按课程设计指导书附表1查得常见机械传动比一般范围为：i= 8 336,故电动机转速：an= iaa n = (8 336) 6.3r / min = 50.4 2116.8r / min依据功率ped p , 且转速满足：50.4 ndd 2116.8r / m
6、in选电动机型号为：Y801- 4参数：额定功率为：P = 0.55kw电动机满载转速n= 1390r / minm电动机轴伸出直径D = 607.55mm,电动机收伸出长度L = 80mm三.运动学和动力学计算1.总传动比及其安排.机械设计根底课程设计说明书- 6 -总传动比i= namn= 1350 / 6.3 = 220.6g传送链齿数z1= 19，为了不发生拖链，z不宜过大，2又由于链接数常为偶数，因此z最好是奇数，由链齿轮2数优先序列选择z2z= 95i =21z1= 6.1由于是圆锥齿轮减速器，为使圆锥齿轮尺寸不致过大，应使高速级圆锥齿轮传动比i1 3 7，由于实行油润滑，为了保证
7、传动的大齿轮浸油深度相近时，i2= 3.5 7.5取i= 7.2.由于选择闭式传动，小齿轮齿数在20 - 40之间2为了保证不使同一对齿轮固定齿龁，小齿轮齿数尽量为偶数，选小齿轮齿数z3= 24，则z4= z 5 = 120.3=齿数比uz41z3= 120 = 5 24d1d 2小齿轮直径：查机械设计第八版-纪明刚主编， 由表8 -11，d= 80mmA型，d= 540mm2i = dd 2dd1= 540 = 7.280112总传动比：i = i = iui= 6.1 5 7.2 = 220.6齿轮实际转速：n ” = n =wi1350220.6= 6.32、安排减速器的各级传动比斜齿圆
8、锥齿轮传动比：带传动比：i1= 6.1链式输送机传动比：i2= 7.2锥齿轮传动比：i= 53机械设计根底课程设计说明书- 7 -3、计算减速器各轴转速：n = n/ im1n= n / i2n= n/ i= 910 / 6.1 = 228r / min= 205 / 7.2 = 32r / min= 37 / 5 = 6.4r / min3n= n= 8.3r / min链式输送机4、减速器各轴功率计算：p = p d12= 0.502 0.96 0.99 = 0.477kwp= p 23= 0.477 0.99 0.97 = 0.458kwp= p = 0.458 0.99 0.97 =
9、0.42kw 24p= p链式输送机= 0.42kw5、减速器各轴转矩计算：P0.502T = 9.55103n= 9.55103 1390= 3.45N/mp0.477T = 9.55103 = 9.55103 = 19.875N/m1n228p0.458T = 9.55103 = 9.55103 = 136.68N/m2n32p0.42T = 9.551033n= 9.55103 6.3= 636.7N/mT= T链式输送机3= 636.7N / m6、减速器各轴功率转速转矩列表：轴号功率 转速 转 矩Tp(kw)n(r/min)N/m电动机轴0.4413503.45轴0.47722819
10、.875轴0.45832136.68轴0.426.4636.7链 式 输 送0.426.4636.7机机械设计根底课程设计说明书- 8 -计 算 及 说 明结果四 带传动的设计1.确定 V 带型号和带轮直径：工作状况系数 KA：由机械设计 156 页表 8-7 确定 KA=1.1计算功率 p= k p= 1.1 0.502 = 0.55kwcAdk= 1.2A选带型号：小带轮转速，Pc小带轮直径：dd1=80mm，由机械设计 157 页图 8-11；大带轮直径： dd2=6.1 80=488mm 由机械设计 150 页 815ap= 4.46kwc基准长度：Ld0 2a + p2dd1 + d
11、+dd1 - d 24a0 1975.4mmA型d20d2由机械设计158页8 - 22；机械设计146页由表8 - 2选Ld0= 1800mm，K= 1.01取D = 112mmL1机械设计158页由表8 - 23：中心距：a = a+Ld - L = 412.3mm0d0 2中心距变化范围：244 808mm机械设计根底课程设计说明书- 9 -被选中心距：0.7 d+ d a 2 d+ d d1d20d1d2由机械设计152页表8 - 20得00397.6 a 1136取a = 500mm机械设计158页8 - 25包角：57.30 = 1800 - (d- d)= 122.70 9001
12、 d 2 = 1800 + (dd1- d)a57.30= 237.30 9002 d 2d1a12 = min , = 122.70 K= 0.84 机械设计155页表8 - 5；带根数: 机械设计152页查表8 - 4a。P0= 0.14;由153页查表8 - 4b，Dp0= 0.05;k = 1.01, K = 0.84；lp0.55cz = ( p+ Dp )k k00a l=0.14 + 0.050.84 *1.01= 3.44取z = 35.求轴上载荷v =pdd1nm60 *1000张紧力：= 5.82 ms机械设计149页查表8 - 3，得q = 0.10kg / m,则张紧力
13、F = 500pc (2.5 - k ) + qv20= 500 vzk0.55(5.82 32.5 - 0.840.84) + 0.10 5.822 = 34.5N轴上载荷：机械设计159页公式8 - 28；F= 2zFQ0sin1 = 2 3 34.5sin2122.72= 181.66N带轮构造设计略机械设计161页表8 -10得此带为一般v带B =z -1e + 2f = 48mm机械设计根底课程设计说明书- 10 -计 算 及 说 明结果五.直齿圆锥齿轮传动的设计计算：由机械设计 191 页查表 10-1，可取小齿轮选用 40Cr,调制处理，硬度为 240280HB，取平均硬度 26
14、0HB；大齿轮选用 45 号钢，调制处理，硬度为 230HB。齿面接轴疲乏强度计算：z = 3齿数z和精度等级：取z1= 24, z2= i z31= 5 24 = 120；估量V吗 4m / s,由机械设计210页表10 - 8，选8级精度。F = 34.5N0机械设计193页表10 - 2，使用寿命KA机械设计194页图10 - 8，动载系数KV= 1.25= 1.18齿间载荷安排系数KHaK F,由机械设计195页表10 - 3；F= 181.66N估量 A t Z 100N / mmQbi5cosd=3= 0.98i312 +152 +1z = 24, z12= 1204.7KT Z
15、ZZ2选用8级精度d1 y13R(1- 0.5yR)2 i EsH e HK= 1.25AK= 1.18= 103.52mmV取d = 104mm,1(y= 1/ 3)R机械设计根底课程设计说明书- 11 -计 算 及 说 明结果验算圆周速度及 KaFt/b47d= (1- 0.5y )d= 86.32mmmR11pdnv=m1 2= 0.14m / s与估量值相近m60 10002TdF =1tdm1= 0.46N , m =m1 = 3.6z1m = 4.5mmb =yR =y di 2 +1= 73.4mm3RR12K Fd= 108mm1d= 540mmAt = 0.00078N /
16、mm 100N / mm与原估量值相符2b确定传动主要尺寸dR = 274.5mm大端模数m, m =1 = 4.33mm，取m = 4.5mmz1实际大端分度圆直径d, d= mz= 108mmb = 90mmd= mz2211= 540mmmYFa1YFa 2= 2.65= 2.14锥距R，R =2z 2 + z 212= 274.5mmYSa1= 1.58齿宽b, b =yR = 0.33 274.5 = 90.6mm,取b = 90mmRYSa 2= 1.83齿根弯曲疲乏强度计算：机械设计200页查表10 - 5.Y= 0.68e齿形系数Y，应力修正系数Y ，F= 2.65，F= 2.
17、14YSa1Fa= 1.58,YSa 2= 1.83SaFa1Fa 2重合系数Y ，y= 0.25 + 0.75= 0.68eeeaV齿间载荷安排系数K= 1FaYe= 1.47机械设计根底课程设计说明书- 12 -计 算 及 说 明结果载荷系数K , K = K KAVKKFab= 3.58弯曲疲乏极限sFlim,由机械设计208页图10 - 20,sF lim1= 520MpasF lim 2= 480Mpa机械设计206页由图10 -18，取弯曲疲乏寿命系数KFN1= 0.85,；K= 0.88，安全系数S = 1.4FN 2s K= 1.47许用弯曲应力：FaFs F 1s K*s0.
18、85*520=FN1F lim1 = 315.7MPaS1.4K*s0.88* 480=FN 2F lim 2 = 301.7MPaK = 3.90s= 600MpaF lim1F 2S1.4sF lim 2= 570Mpa4.7KTYYYS= 1.25s=1 Fa1 Sa1 eF minF1yR(1- 0.5yR)2 z 2m3i132 +1Y= YN1N 2= 1.0)=4.7 3.58 23037 2.56 1.58 0.68= 19.11Mpa sY= 1.00.3(1- 0.5 0.3x2 242 4.53 52 +1F1s= sYYFa 2 Sa 2= 19.11 2.14 1.8
19、3 = 17.87Mpa sF 2F1 YY2.651.58F2Fa1 Sa1s=315.7Mpas F1 = 301.7MpaF 2六.斜齿圆柱齿轮传动的设计计算：选择齿轮材料，小齿轮40Cr,调制，硬 度s= 138.6MpasF1= 129.6MpaF 2260HB，大齿轮 45 号钢，调制，硬度 240HB.齿面接触疲乏强度计算：1.初步计算T = 23037 N / m1转矩T，T = 9.55106P0.55=9.5510623037N / mm1n2281机械设计根底课程设计说明书- 13 -计 算 及 说 明结果七.轴的初步设计计算：选取轴的材料及热处理：选取45号钢，调制处理
20、按许用切应力估算轴的最小直径：dmin An 机械设计370页15 - 2得P03由机械设计370页表15 - 3，取A = 1120轴：d1min 112 30.4772280.45832= 14.32取d1min= 15mm轴：d2 min 112 3= 27.2，取d2 min= 30mm轴：d3min 112 30.426.4= 45.18，取d3min= 45mm计 算 及 说 明结果初选联轴器和轴承：1.联轴器选择减速器输出轴与工作机输入轴承受弹性注销联轴器，其型号为：HL5 ZC50 107JB56 107主要参数尺寸如下：许用转速：n= 3550r / min 2.轴承的选择轴
21、选择圆锥滚子轴承30207 轴选择圆锥滚子轴承30209 轴选择圆锥滚子轴承30211轴轴的构造设计公称扭矩：T= 2023N / mn机械设计根底课程设计说明书- 14 -1.拟定轴上零件的装配方案以下图为轴上的装配方案轴的材料选用 45 号钢，调制处理，sB= 650Mpa,sS= 360Mpa依据轴的初步设计:计 算 及 说 明结果2.轴的长度确实定机械设计根底课程设计说明书- 15 -A. 由带轮的大带轮打算我们由前面的带传动带轮宽为48mm 为键槽预留肯定长度我们可确定d1B. 由轴承打算= 21mm, l1= 50mm前面选取的轴承30207，可确定d3(一般为利于固定l 比B小1
22、mm)3C. 由阅历公式算轴肩高度:= 25mm, l3= 16mmh= 0.07 25 + (1 2) = (3.5 4.5)mm,取轴肩高为5mm, 确定d44= 33由机械设计课程设计要求可得l 2d- 2 1 l = 34mm.取l= 40.43 2 3 4D. 依据轴承安装便利的要求，取d2.d 均比d5小1mm, 得3d= 23mm，d25= 24mm依据安装轴承旁螺栓的要求，取l2依据齿轮与内壁的距离要求，取l= 20mm.= 16mm.5E. 依据齿轮孔的轴径和长度，确定d6则：= 22mm, l6= 43mm计 算 及 说 明结果机械设计根底课程设计说明书- 16 -确定轴上
23、各力作用点及支点跨距由于选定的是深沟球轴承，其负荷中心在轴向宽度的中点位置，轴轴的构造设计： 轴的材料选用：45 号钢，调制处理s= 650Mpa,s= 360Mpa( B )S 做出轴的初步设计：1. 由轴承30207可知，还要预留9mm的挡油板，固然轴应当小1mm，但是打圆锥齿轮会占2mm，所以还是取l1= 29，d1= 35.2. 由齿轮的厚度为46mm,轴应小2mm,所以取 l= 44,又考虑到l 到l 的过渡，取d= 37mm.22123.l3长度适量取30mm，而轴肩应大于8mm,我们就取d3= 45.4. 由小齿轮的厚度75mm，打算，我们就取l4= 83mm,取d4= d= 3
24、7mm.25. 由圆锥滚子轴承30211的厚度打算，再加上挡油板厚度10mm,和大齿轮多出的2mm,取l= 31mm., d= 35mm.55可以得到以下图：二轴的数学计算局部：计 算 及 说 明结果机械设计根底课程设计说明书- 17 -L1=41.5mm.L2=88.5mm,L3=58mm轴的受力分析：轴上的功率P2= 0.458Kw, n2= 32r / min,T2= 136.68N / m求作用齿轮上的力：大圆锥齿轮的圆周力Ft1= 2T / d2md= (1- 0.5j )dmR2实= (1- 0.5 1) 540 = 450mm3F= 2Tt12.1000 / dm= 607.47
25、N1轴向力Fa1= 43.704N= F tana.sinst12= 607.47 tan 20 1- cos252 +1径向力Fr1= F tana.cosst12= 607.47 tan 20 cos152 +1= 216.33N小圆柱齿轮的圆周力：F= 2T 1000 / d= 2 136.681000 /108 = 2531Nt 22F= F1实tan b = 2531 tana.sins= 182.232Na 2t 22计 算 及 说 明结果机械设计根底课程设计说明书- 18 -F= Fr2t 2tana coss2= 804N求支反力：水平面上：F (L + L ) - FL +
26、F 75 + F 540R=r123r 23a 22a12H1= 20.2NL + L + L123F(L + L ) - FL + F 75 + F 540R=r 212r1 1a 22a12H2= 608N垂直面上：L + L + L123F (LR=t12V 1L1+ L ) + F L3t 23+ L + L23= 1254NF(L+ L ) + F LR=t 2 V 221t1 1L + L + L123= 1884N依据受力图画出剪力图和弯矩图： 竖直方向受力图：剪力图：机械设计根底课程设计说明书- 19 -计 算 及 说 明结果Mv：水平方向受力图：剪力图：剪力和：机械设计根底课
27、程设计说明书- 20 -M 合：由上图可知应力最大处的位置，校核此处即可由于扭转切应力的脉动循环变应力，取a = 0.6 因此轴的计算应力：计 算 及 说 明结果机械设计根底课程设计说明书- 21 -as=M2 + (aT )2-1w=87.752 + (0.6 136.68)20.1 32= 37.5Mpa许用应力值由机械设计362页表15 -1查得，s = 60Mpa-1因此s s-1-1另外小齿轮的两个端面处较危急，左端按轴颈d=35mm假设弯曲组合按最大处计算，则有：as=M 2 + (aT )2-1v= 28Mpa s 其中v = 0.1d 3-1l轴的设计：1. l1 的尺寸有联轴
28、器确定，我们留出30mm 的余量，则可取l1=80mm,d1 由联轴器内的内径确定取d1=50mm。2. l2 的尺寸由挡油板宽度，轴承宽度和轴承端盖的宽确实定，挡油板8mm,轴承宽度为 21mm,端盖 24mm,在这之上加上 2mm,l2=55mm,d2 由轴承确定为 55mm.3. l3 的尺寸由 2 轴的尺寸确定让它们轴承之间的尺寸相减得到，l3=85.5mm,d3 应高出 l2,58mm,我们取 d3=62.4. l4 由大齿轮的宽度打算，大齿轮的宽度应小于小齿轮 6mm,所以大齿轮宽度为78mm,我们取 l4=77,d4 应高与轴承l5 ,2mm.所以 d4=57mm5. l5 由轴
29、承的宽度 21，和挡油板 12.5mm，再加齿轮的余量 1mm,l5=34.5mm,d5 由轴承的内径打算d5=55mm.计 算 及 说 明机械设计根底课程设计说明书结果- 22 -八轴承的寿命计算以轴轴承 30209 为例30209 的主要性能参数如下：可查阅相关手册根本额定动载荷: C= 67.9KNr根本额定静载荷： C= 83.6KN0 r极限转速： N= 4500r / min( 脂润滑0N= 5600r / min( 油润滑)0轴承面对面安装，由于前面求出支反力，则轴承受力为：F=R2r1H 1+ R2 =v120.22 +12542 = 1254NF=R2r 2H 2+ R2v
30、2=6082 +18842= 1979.7NF= 43.704Na1F= 182Na 2由于 F/ Ca 20r= 182 /(83.6 1000) = 0.00217 N由机械设计 321 页表 13-5.得：e=0.4F/ Fa 2r 2= 182 / 804 = 0.23 P ,只需验算2处轴承116670 Ce16670 67.9 1000 10L=r = 3 = 215421024h10hnP137.14 2884.4轴承预期使用寿命为；L = 5 365 20 = 36500h明显L L10h机械设计根底课程设计说明书- 23 -九.选用键并校核：1、低速轴上键连接的校核1、与齿轮
31、连接的键的校核依据：键的尺寸为b h L = 16mm10mm 70mm ，需传递的转矩T=451.04N.m，与键连接的轴颈d=56mm。键、轴、轮毂的材料都是钢，查得许用挤压应力sp = 100 120MPa ，取其平均值s = 110MPa ，p键的工作长度l=L-b=70mm-16mm=54mm，键与轮毂键槽的接触高度k = 0.5h = 0.510 = 5mm 。s= 2T 103 = 2 451.04 103= 60MPaPkld5 54 56s s 键适宜Pp2、与联轴器连接的键的校核依据：键的尺寸为b h L = 12mm 8mm 80mm ，需传递的转矩T=451.04N.m
32、，与键连接的轴颈d=42mm。键、轴、轮毂的材料都是钢，查得许用挤压应力sp = 100 120MPa取其平均值s p = 110MPa ，键的工作长度l=L-0.5b=80mm-6mm=74mm，键与轮毂键槽的接触高度k = 0.5h = 0.58 = 4mm 。s= 2T 103 = 2 451.04 103= 76.7MPaPkld4 74 42s s 键适宜Pp2、高速轴上键连接的校核1、与带轮连接的键的校核依据：键的尺寸为b h L = 6mm 6mm 32mm ， 需传递的转矩T=34.26N.m，与键连接的轴颈d=20mm。 键、轴、轮毂的材料都是钢，p查得许用挤压应力s = 1
33、00 120MPa ，机械设计根底课程设计说明书- 24 -p取其平均值s = 110MPa ，键的工作长度l=L-0.5b=32mm-3mm=29mm，键与轮毂键槽的接触高度k = 0.5h = 0.5 6 = 3mm 。s= 2T 103 = 2 34.26 103= 39.4MPaPkld3 20 29s s 键适宜Pp3、中间轴上键连接的校核1、与小齿轮连接的键的校核依据：键的尺寸为b h L = 10mm8mm 70mm ，需传递的转矩T=141.75N.m，与键连接的轴颈d=34mm。键、轴、轮毂的材料都是钢，查得许用挤压应力sp = 100 120MPa ，取其平均值sp = 110MPa ，键的工作长度l=L-b=70mm-10mm=60mm，键与轮毂键槽的接触高度k = 0.5h = 0.58 = 4mm 。s= 2T 103 = 2 141.75 103= 34.7MPaPkld4 60 34s s 键适宜Pp2、与大齿轮连接的键的校核依据：键的尺寸为b h L = 10mm8mm 40mm ，需传递的转矩T=141.75N.m，与键连接的轴颈d=34mm。键、轴、轮毂的材料都是钢，查得许用挤压应力s