机械设计课程设计链式运输机传动系统设计文档格式.docx
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PdR
a
查手册得：
弹性联轴器效率1=0.99；
滚动轴承效率2=0.99；
圆柱齿轮传动效率
3=0.97；
圆锥齿轮传动效率4-0.97;
链传动效率
=0.96;
5'
3
a12345
0.990.990.970.970.960.867
a=0.867
Pd=4.37KW
故pdPw3.79KW4.73KW
厂d0.867
3、选择电动机
查手册得选电动机额定功率Ped=5.5KW>
Pd=4.37KW
查资料：
选取电动机的型号Y132S—4
则电动机额定功率ped5.5KW
电动机主要参数如下：
型号：
Y132S-4电流11.6A效率85.5%
功率因数0.84轴的直径D420.002伸出轴长度
E=110
（二）总传动比计算及传动比分配.
1.总传动比计算：
曳引链的转速w:
dp/sm^Z00,z=8,p=80,d80/sm22.5209
vdw6000v60000.3532r/min
v601000wd3.1420932rmin
「n1440
总传动比i3245
nw
2.传动比的分配
由ii1i2i3（i1锥齿轮，j2圆柱齿轮j3链）
查相关资料：
i1=2.5,i2=4.5i3-L2545454
i1i2
（三）传动装置运动参数的计算
1.各轴功率的确定
Y132S—4
Ped5.5KW
i12.5
i24.5
i34
Pi5.45kw
Pii5.3kw
Piii4.92kw
Piv4.54kw
电动机轴：
P0P
!
d5.5kw
高速轴的输入功率:
PiPed25.50.995.45kw
II轴：
p
Pl4
5.450.975.3kw
山轴：
Pi
P143
0.97Q970.9953KW492cw
2
IV轴：
Pv
Plll2
4.920.990.970.964.54kw
35
2•各轴的转速计算
I轴:
ni
n01440r/min
||轴:
nii
ni1440
576r/min
Ill轴
:
n川
nii576
i24.5
128r/min
IV轴
niv
niii128
32r/min
3•各轴输入转矩计算
Ti
9550Pi
9550
5.45
1440
36.11Nm
Tn
9550Pii
5.3
576
87.9Nm
Tiii
9550皿
4.92
128
367Nm
Tiv
9550PiV
4.54
32
1354.9Nm
各轴功率、转速、
转矩列于下表：
轴名
功率（kw）
转速（r/min）
转矩（N・m）
I轴
36.1
II轴
87.9
III轴
367
Tin
T-
1440r/min
576r/min
128r/min
32r/min
367Nm
IV轴4.54
321354.9
u=4.5
二、圆柱齿轮结构设计
1.选择材料：
小齿轮选用400r调质处理，
HBS241286，
1.大齿轮选用45钢调质处理，
HBS2217255.
计算时取HBS1260，HBS2230,
备注：
脚标1代表小齿轮，2代表大齿轮
2.按齿面接触疲劳强度初步设计由式（9-23）
门766J_kT1（U1）
d1¥
【h】2U
（1）小齿轮传递的转矩Tn87.9Nm
（2）齿宽糸数d，查手册，软齿面非对称布置取
d=0.8
（3）齿轮比u对减速运动u=i=4.5
（4）载荷系数K:
初选k=2（直齿轮，非对称布置）
（5）确定许用接触应力H由式（929）
Hlim_
HSHZn
a解除疲劳极限应力Hlim，由图9-34c查得
710MPa,…580MPa
Hlim1Hlim2
b.安全系数SH由表9-11查得，取SH=1
c.寿命系数Zn由式9-30计算应力循环次数
N=60ant式中
a［口576r/min,t52058220000h
8
M601576200006.9
6.9108
NNi/i4.50佃10
查图9-35得1.02,7斛1.12（均按曲线1查得）厶Ni厶N2
Hlim1710Mpa1.02
,Pa724MPa
H1SH7N11Pa
Hlim2580MPa1.12
匕650MPa
H2SH7N21Pa
（6）计算小齿轮分度圆直径d1:
|k「（u1）|'
287.9（4.51）
d17663—————7663!
mm66mm
U132u\0.865024.5
\dHU
（7）初步确定主要参数
A.选取齿数：
去乙36,Z2uZ14.536162
B..计算模数:
m乞661.83,取标准模数m=2mm.
Z136
C.计算分度圆直径
d1mzj2mm3672mm66mm（合适）
d2mz22mm162324mm
11
D.计算中心距：
a-（d1d2）-（72324）198mm.
22
E.计算齿宽：
bdd10.872mm57.6mm圆整取b58mm.
3、经验算：
齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度
均合适。
H1724MPa
h2650Mpa
d172mm
d2324mm
a198mm
b58mm
4.确定齿轮的主要参数及几何尺寸。
乙36,Z2162,m2mm
d1mz2mm3672mm
da1a2m72mm22mm76mm
da2d22m324mm22mm328mm
df1d12.5m762.52mm71mm
df2d22.5m3242.52mm319mm
b258mm
4b?
（510）58（510）mm6368mm取b65mm
1
中心距:
a2（d1d2）198mm
齿距：
pm3.142mm6.28mm齿厚：
sP26・2823.14mm
槽宽：
ep26.2823.14mm齿顶高：
hah；
m2mm
齿根高：
hf（hac*）m2.5mm全齿高：
hhahf4.5mm
5.确定齿轮制造精度。
6.按机械设计手册推荐确定其齿厚偏差，小齿轮为
Z119
Z276
a。
40p
GJ,在其零件工作图上标记为：
8GJ
GB/T10095--1988，大齿轮厚偏差为HK，在其零件工作图上标记为：
8HKGB/T10095--1988.
三、链传动设计
1、选定链轮齿数--
Z1,Z2
初步假设链速v0.6~3m/s,由表8-8查得小链轮
齿数Z17,取Z119
Z2iZi41976,取Z276
2、根据实用功率曲线，选链条型号
初定中心距a。
40p,
链节数［为：
|2a。
Zi乙P（乙乙）
LpLppZ2/
pZao2
240p1976p/7619、2“门”
“（）129.56mm
p240p23.14丿
取Lp=130节，由于中心距可调，可不算实际中心
距。
估计链条链板可能产生疲劳破坏，由表8-6查
k1.0，由表8-7查得
血1.0（初取单排链），由图816查得k21.15,由表
8-5查得kA=1.2
该链条在实验条件下所需传递的功率
PcPkA4.92kw1.2小
P0kzkLkpkzkLkp1.01.151.0
由图8-1,按
po5.13kw，n°
128r/min，选取链条型号为16A,P=25.4
mm且
po与n1交点在曲线顶点左侧，确定链板疲劳破坏，估计正确。
3、校核链速vZ1n1-m/s1.03m/s
601006000
LP130mm
p05.13kw
v=0.6~3m/s
L=3.302mm
a=968mm
与原假设v0.6~3m/s范围符合
4、计算链长和中心距
链长L:
L|pP/1000130—25.4mm3.302m
P1000
中心距：
a4LpZ，2Z2；
（LpZ12Z2）28（Z；
Z1）2
25・4mm1307619（1227619）28（7619）
42223.14丿
968mm
中心距调整量△a2p=2X25.4=50.8mm5、计算作用在轴上的压轴力
工作拉力：
F1000PV
作用在轴上的压轴力
Fq1.25F1.254776.7N5970.95971N
计算结果：
链条型号16A-1X130GB/T1243-1997
四、直齿锥齿轮设计
1、材料选用：
大小轮均采用20Cr渗碳，淬火，齿面硬度58-63HRC齿面粗糙度r^rZ23.2um,采用100号中极圧齿轮润滑油
2、初步设计
设计公式d'
e119513KT1载荷系数k=1.5
h2hp
2.5
齿数比u=i=n11440
F=4776.7N
Fq5971N
n2576
估算时的齿轮许用接触应力
'
HHm1300n/mm21182N72
HPsti.iiiiiii/mm
估算时的安全系数s'
H=1.1
估算结果d'
195仏|1.536.12mm48.648mm
dep.51182
3、几何计算
齿数：
取Z121,Z2UZ12.52152.553
分锥角：
1arcta门艮21.61477,2arctanZ268.3850,
Z2Z1
大端模数：
de48.648--.__怖-
me—2.3166mm,取me25
Z121
大端分度圆直径：
deZ1me212・552・5mm，
de2Z2me532・5132・5mm
外锥距Red/2sin171.26mm
e1，
齿宽系数取R0.3
brRr0.371.2621.378,取b22
齿宽：
实际齿宽系数R—上亠0.30872
RRe71.26
中点模数mem（10.5R）2.1141mm
dmde（10.5R）44.3961mm
中点分度圆直径dd（10.5R）112.0473mm
um2皿r
z121
z253
121.61477
286.385
me2.5
de152.5mm
de2132.5mm
Re71.26mm
b=22
me2.1141mm
dm144.3961mm
dm2112.0473mr
切向变位系数：
xt
高变位系数：
x1
顶隙：
Ccme大端齿顶高ha2
0,Xt20
0，X20
0.22.50.5（GB123691990齿制c
（1x1）me（10.20）2.52.5mm
0.2）
大齿端根高
hf1（1hf2（1
全齿高:
齿根角f
X1）
X2）
（2
me
（1
arctanhf1
Re
arctanhf2
2Re
0.2
0）2.53mm
0.2）2.5
5.5mm
arctan——
71.26
arctan—3—
2.41
a1f22.41，a,2
（采用等顶隙收缩齿）
齿顶角:
f1
顶锥角:
a1
a2
根锥角:
21.61477
68.385
大齿端圆端直径
2.4124.02477
00
2.4170.795
000
2.4119.20477
2.4165.975
daede12ha1cos1
52.522.5cosmm57.148mm
dae2de22ha2cOS2
132.522.5cos68385mm134.3418mm
hf1
hf2
h
a1a2
f1
f2
dae1
dae2
A
AK1
3mm
24.02477
70.795
19.240477
65.975
57.148mm
134.3418mm
120.179mm105mm
65.329mm
安装距：
A120.179mm,氏105mm冠顶距：
de?
Aki亍haisin1
/132.50、
（2.5sin2161477）mm65.329mm
Ak2丁ha2sin2
52.5o、
2.5sin68385）mm23.9258mm
大端分度圆弧齿厚：
sme（^2X1tanxj
2.5（弓4tan20°
）mm4.835mm
9me$（3.142.54.835）mm3.015mm
大端分度圆弦齿厚：
51s
（1）4.83514・83524.828mm
6d；
652.5
52q（18J）3.01513・01523.0147mm
S826d[6132.5
大端分度圆弦齿高：
A<
223.925mm
S14.835mm
S3.015mm
S14.828mm
S3.0147mm
h12.6035mm
h22.506mm
乙[22.588
h2ha2
当量
齿数:
S|cos1
4dei
zv2
4.8352cos21.61477
2.6035mm
452.5
cos2
4de2
3.0152cos68.385
4132.5
2.506mm
zVi
乙2
乙
cos1
Z2
21
cos21.61477
53
cos68.385
当量齿轮分度圆直径:
dd721
dv1dm1
44.3961
22.588;
143.8778
曲147.816mm
u
dv2udv12.5
47.816
当量齿轮顶圆直径:
va1
dv12ha
298.85mm
（47.81622.5）52.816mm
dva2
dv22ha
（298.8522.5）303.85mm
当量齿轮根圆直径:
dvb1dv1cos（47.816cos20）mm44.932mm
dvb2dv2cos298.85cos20280.827mm
dv1
dv2
dva1
dvb1
dvb2
av
Pvb
gva
47.816mm
52.816mm
303.85mm
44.932mm
280.827mm
173.33mm
6.2379mm
12.607mm
当量齿轮传动中心距：
av—（dvidv2）3（47.816298.85）mm173.33mm
当量齿轮基圆齿轮：
Pvbmmcos
（3.142.1141cos20）mm6.2379mm啮合线长度：
gva3（斗dva1dvb1彳dva2dvb2）3vSinvt
1J22!
22
-^.'
52.81644.932（303.85280.827）173.33sin2012.607mm
端面重合度：
gv12.607ccc
vamm2.02mm
vaPvb6.2379
齿中部接触线长度：
lbm21.9989mm
4、经校核齿面接触疲劳强度与齿根抗弯疲劳校核均符合要求。
5、结构和工作图：
小齿轮结构齿轮轴，大齿轮为锻造孔板式。
五、联轴器的选择
初选弹性柱销联轴器（见图1）
va2.02mm
l
L1
LL
一
图1
弹性柱销联轴器利用非金属材料制成的柱销置于两半联轴器凸缘上的孔中，以实现两半联轴器的连接，由于柱销与柱销孔为间隙配合，且柱销富有弹性，因而获得补偿两轴相对位移和缓冲的性能，柱销的一端成鼓形。
柱销的材料目前主要用MC尼龙6制成，其抗拉强度》54MPa,抗弯强度》70MPa抗压强度》60MPa,抗剪强度》52MPa。
弹性柱销联轴器的结构简单，制造容易，装拆更换方便。
不需润滑，幷有较好的耐磨性。
但尼龙易吸潮变形，尺寸稳定性较差，导热率低，使用时应注意环境的影响。
适用于对工作可靠性要求不高的传动轴系。
查相关资料得，Y132S—4电动机的相关参数；
电动机旋转轴升出长度L=110mm，旋转轴的直径
0.018D420.002。
根据电动机的参数选择联轴器的型号为LH3，轴长度J1型。
查相关资料LH3型凸缘式联轴器的基本参数和主
要尺寸：
公称转矩Tn630N?
m
许用转速Np6800r/min
轴孔直径d142mm；
d220mm;
轴孔长度（j1型）L112mmL184mm;
D160mml72mm;
转动小量0.6kgm2;
综上所述：
LH3型凸缘式联轴器的机械性能满足该
运输机系统传递的工作要求。
即可正确选用LH3（j1型轴孔）型凸缘式联轴器。
六、六、轴的结构设计
（一）选择轴的材料：
轴的材料选用45号钢，；
调质处理，查相关资料得：
b590MPa,s295MPa,
1255MPa,1140MPa.
（二）初步确定轴端直径
最小直径在连接联轴器处：
d，查表13-2，c=118-107,贝S
d（118107）3,5.45144018.3916.675mm
因装联轴器处有一键槽，故轴径增大5%,
d>
1.05X（18.39—16.675）mm
=19.309—17.508mm
因所选的联轴器为LH3型，内孔直径D=42mm.即
轴的最小段直径取标准值d=42mmm.
（三）轴的结构设
在初估轴径幷合理安排轴上零件（联轴器、轴承1、
2）轴向位置的基础上，按轴的结构设计要点，解决好轴和轴上零件的轴向位置固定；
轴上零件与轴的周向连接；
轴结构便于制造；
轴上零件便于装拆；
避免减少应力集中等。
I轴的结构设计（如图2）
图2
d142mm
该轴为锥齿轮轴，轴和锥齿齿轮为整体式。
轴的左
L184mm
端通过联轴器与电动机轴连接。
右端⑤为直齿锥
齿齿轮，中间轴颈处装有两个30210型圆锥滚子
轴承，两轴承间用套筒作轴向固定。
轴的径向尺寸和轴向尺寸计算：
轴头，装联轴器处。
由于选用LH3型联轴器的内d248mm径为42mm,所以取轴的直径g=42mm。
经初步估算L250mm轴的最细直径dmin20mmodi=42mm>
dmin20mm,所以符合轴的扭矩强度。
根据LH3型联轴器（Ji型
轴孔），轴孔的长度L=84mm，即取轴的长度
L=84mm。
轴肩：
联轴器的轴向固定处。
直径变化5~10mm,幷考虑密圭寸件的尺寸，取d2=48mm。
轴向尺寸
L2二H+e+m=（20+10+20）mm=50mm。
H:
联轴器端面与轴承盖间的距离；
为避免干涉，取
H=20mm;
e：
轴承盖厚度，取e=10mm;
m：
轴承盖止推套筒长度，
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