链板式输送机传动装置机械设计课程设计.docx
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链板式输送机传动装置机械设计课程设计
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机械设计课程设计
计算说明书
设计题目：
链板式输送机传动装置
1/20
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课程设计题目
第一部分传动方案拟定
第二部分电动机地选择
第三部分传动比地分配
第四部分传动参数计算
第五部分传动零件地设计计算
第六部分轴地设计计算
第七部分圆锥滚子轴承地选择及校核计算
第八部分键联接地选择及校核计算
第九部分联轴器地选择
第十部分润滑及密封
第十一部分箱体及附件地结构设计和选择
参考资料
课程设计题目：
设计带式运输机传动装置（简图如下）
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原始数据：
输送链地牵引力F/kN
1.5
运输机链速V/（m/s）
0.7
传送链链轮地节圆直径d/mm
100
工作条件：
连续单向转动，工作时有轻微振动，使用期10年（每年300个工作日），小批
量生产，两班制工作，输送机工作轴转速允许误差为±5%.链板式输送机地传动效率为0.95.
个人收集整理勿做商业用途矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
3/20
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计算与说明
主要结果
第一部分
传动方案拟定
传动方案（已给定）：
外传动为V带传动；减速器为一级展开式圆锥齿轮减速器.方案简图如下：
传动类别
精度结构及润滑
效率
锥齿轮传动η
8级精度
（取
3
0.94~0.97
开式传动
中间值0.955）
（脂润滑）
滚动轴承ηηη
滚子轴承
0.98
2
4
6
（油润滑）
V带传动η1
0.96
滚子链传动η
0.96
7
联轴器η
弹性、齿式
0.99
5
第二部分电动机地选择
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1、电动机类型地选择：
Y系列三相异步电动机
2、电动机功率选择：
a、工作机所需功率：
p
FV
1500
0.7
1.1052kW
1000
1000
0.95
1
b、传动总效率：
1
7
0.96
0.955
0.983
0.99
0.96
0.8367
所需电动机地功率
pw=1.1052kw
Pd=1.1Pw/
η=1.1×1.1052/0.8368=1.4824kw
c、确定电动机转速：
计算鼓轮工作转速：
V
60
1000
0.7
60
1000
n
d
3.14
133.7579r/min
100
按推荐地传动比合理范围，取圆锥齿轮传动一级减速器传动比范围
η=0.8367
i1=2～3.取V带传动比i2
=2～4，则总传动比理想范围为
i=4～12
nm
Pd=1.4824kw
igib）.综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和
（i
n
带传动、减速器地传动比，选
n=1500r/min.
d、确定电动机型号
根据以上选用地电动机类型，由理论需求电机功率
Pd=1.3839kw及
同步转速，选定电动机型号
Y90L-4.其主要性能：
额定功率：
1.5KW，满
载转速1400r/min.
第三部分
计算总传动比及分配各级地传动比
1、总传动比：
i=1400/133.7579=10.4667
2、分配各构件传动比：
iigib
3、初定减速器内地传动i2=3，则带传动地传比就为
i1
i10.4667
i2
3.4889
3
第四部分
运动参数及动力参数计算
电动机型号为
1、各轴转速：
Y90L-4
电动机转速
n0=1400r/min
n0
小锥齿轮轴转速n1=1400/3.4889=401.2726r/min
i1
i=10.4667
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大锥齿轮转速
n2
n1
i
133.7575r/min
链轮轴转速
n
n
2
2
133.7575r/min
3
2、各轴功率：
P0Pm1.5kw
P1
PM
1
1.50.96
1.44kW
P2
P1
2
3
1.44
0.955
0.98
1.3477kW
P3
P2
4
5
1.3477
0.98
0.99
1.3075kW
3、各轴转矩：
Td
9550
Pd
9550
1.5
m
nd
10.2321N
电动机轴：
1400
轴1：
T1
9550P1/n1
34.2712N
m
轴2：
T2
9550P2/n2
96.2373N
m
轴3：
T3
9550
P3/n3
93.3527N
m
4、参数汇总
参数
转速
功率（kW）转矩（Nm）
（r/min）
轴Ⅱ
401.2726
1.44
34.2712
轴Ⅲ
133.7575
1.3477
96.2373
轴Ⅳ
133.7575
1.3075
93.3527
第五部分传动零件地设计计算
1.皮带轮传动地设计计算
（1）选择普通V带截型，由机械设计教程表6-6得：
KA1.3（工时＞16,轻载启动）
pcaKAp1.31.51.95kw
n01400r/min
所以选择Z型V带
（2）确定带轮基准直径dd，并验算带速
i1=3.4889
i2=3
n1
401.2726r/min
n2
133.7575r/min
P1.44kw
1
P21.3477kw
P1.3075kw
3
T134.2712Nm
T296.2373Nm
T393.3527Nm
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为提高V带地寿命，应选取较大地直径，故选取：
dd190mm
dd2i1dd1（1
）
3.4888990
10.01
310.8601mm
查表应选取dd2
315mm
轴Ⅰ地实际转速：
n2
（1ε）n1dd1
（1
0.01）1400
90
dd2
315
396r/min
验证带地速度：
v
dd1n1
901400
1000
60
6.5973m/s
60
1000
一般v取m/s~25m/s,速度合适.
（3）确定带长和中心矩
按设计要求
0.7（dd1dd2）a02（dd1dd2）
取a0400mm：
'
（d
d2
d
）2
Ld2a0
dd1dd2
d1
1467.8126mm
4a0
2
查表，Ld1400mm
实际轴间距：
Z型V带
dd190mm
dd2315mm
aa0
LdLd0
40015401467.8126436.0937mm
2
2
安装时所需最小轴间距离：
amin
a
0.015Ld
436.0937
0.015
1540
412.9137mmv
=6.5973m/s
张紧或补偿伸长所需最大轴间距离：
amax
a
0.03Ld
436.0937
0.03
1540
482.2937mm
（4）验算小带轮包角：
dd2
dd1
57.3
150.4364
120
1
180
a
包角合适.
（5）确定带地根数
由n1540r/min，dd190mm
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得p1
0.36kw,p1
0.03,K
0.92,kL
1.54
z
pd
1.95
3.5291
p1KKL
0.36
0.030.92
p1
1.54
可以选取z4
（6）计算轴压力
单根v带地初拉力：
查表得m=0.06kg/m
F0
500（2.5
K）Pca
mv2
66.112N
ZVK
压轴力：
Fp
2zF0sin
490.9840N
2
查表取ha=2.0mm,f=7mm,e=12mm,则
小轮基准直径：
dd1=90mm
小轮外径：
da2dd12ha94mm
带轮宽：
B=（z-1）e+2f=50mm
大轮基准直径：
dd2315mm
大轮外径：
da2dd22ha319mm
2．齿轮传动地设计计算
1、选定精度等级，材料热处理方式，齿数初定：
1）本运输机工作速度、功率都不高，选用7级精度；
2）选择小齿轮材料为40Cr，调质处理，硬度HBS1=241~286
Ld1400mm
a=436.0937mm
3）大齿轮材料为45钢，调质处理，硬度为HBS2=217~255
4）选取小齿轮齿数Z1=25，初步确定传动比为i2=3则大齿轮齿数Z2=i2Z1=3×25=75
z2
5）此时传动比u13
z1
2、按齿面接触疲劳强度计算：
锥齿轮以大端面参数为标准值，取齿宽中点处地当量齿轮作为强度计算
z=4
依据进行计算.
（1）初拟载荷系数K=1.2，取齿宽系数L=0.3
（2）计算节锥角
F066.112N
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1
arccotu
arccot3
18.4349
2
90
1
90
18.4349
71.5651
Fp490.9840N
（3）按齿面硬度查得齿轮地接触疲劳强度极限应以大齿轮材料所决定地
许用接触应力为准,对
45号钢,取HBS2
230,大齿轮：
Hlim2
539MPa
（4）接触疲劳强度寿命系数.取安全系数sH1.0
KHN6N0
计算接触疲劳地寿命系数N
N60ntn3.852108,
N0
30（HBS）2.4
30（230）2.4
1.397107
因
N
N0
KHN
1
故
（5）计算接触疲劳许用应力
许用接触应力：
HKHNlim/SH539MPa
（6）按齿面接触强度设计传动
区域系数
zH
2.5
，弹性影响系数
zE189.8MPa
d1
3
4KT1（zHzE）2
2
58.093mm
0.5L）2u
L（1
H
齿轮模数
d1
58.093
2.3237mm
Z1=25
m
20
Z2=75
Z1
3、按齿根弯曲疲劳强度计算：
u1=3
对小齿轮取HBS1
260,对大齿轮仍用接触强度时地数据,取
HBS2230,查表齿轮材料地疲劳极限公式得：
Flim1
0.44
HBS
186
300.4MPa
Flim2
0.23
HBS
166
230.9MPa
查表得YFa1
4.15
YFa2
3.96
许用应力：
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KFN
Flim1
231.077MPa
F1
SF
KFN
Flim2
183.769MPa
F2
SF
YFa1
0.018；
YFa2
0.0215
[
]F
[]F2
1
两者相比较可知
YFa2
大，故选其进行校验：
[
]F2
4kTY
Fa1
m
3
1
1.605
2
L（10.5
R）2Z1u2
1[
]F2
4、确定模数：
综上所述,应取模数较大值m3
5、齿轮参数计算：
两齿轮地当量齿数
ZV1
Z1
25
cos
26.3523
1
cos18.4349
ZV2
Z2
60
cos
237.1714
2
cos71.5651
由齿数求分度圆直径
d1
Z1m
62.5mm
d2
Z2m187.5mm
锥距R，由
R
1
d12
d22
98.8212mm
2
齿宽b
RR
0.3
98.821226.6464mm
圆整取b1
30mm
b230mm
6、齿轮参数汇总：
名称代号小锥齿轮大锥齿轮
齿数Z2575
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模数
m
2.5mm
节锥角
δ
18.4349
71.5651
分度圆直径
d（mm）
62.5
187.5
齿顶高
ha（mm）
2.5
齿根高
hf（mm）
3
齿顶圆直径
da（mm）
67.4984
188.6617
m=3
齿根圆直径
df（mm）
56.8079
185.6026
锥距
R（mm）
98.8212
顶隙
c（mm）
0.5
分度圆齿厚
S（mm）
3.9269
当量齿数
ZV
26.3523
237.1714
齿宽
B（mm）
30
齿宽系数
φ
0.3
R
第六部分
轴地设计计算
输入轴地设计计算
1、按照扭转强度初定直径
选用45号钢作为轴地材料，调质处理，取[]35MPa
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dmin
9550000P
3
16.98mm
0.2n[
]T
考虑有键槽，将直径增大5%，则d16.711.0517.83mm因键槽对轴强度地削弱以及带轮对小轴有较大地拉力，我们选择小轴最小径
d20mm.
2、输入轴地结构设计
（1）轴上零件地定位，固定和装配
1
2
3
4
5
6
（2）确定轴各段直径和长度
Ⅰ段：
d1=20mm
长度取L1=55mm
A型平键：
键长
45mmb=h=6mm
Ⅱ段：
d2=25mm
长度取L2=39mm
Ⅲ段：
d3=35mm
长度取L3=20mm
用来和轴承进行过度配合，初选
用30206
型圆锥滚子轴承.
Ⅳ段：
d4=28mm长度为L4=43mm
Ⅴ段：
d5=35mm长度为L5=25mm用来和轴承进行过度配合，初选
用30207型圆锥滚子轴承.Ⅵ段：
齿轮部分
3、输出轴地设计计算
（1）按照扭转强度初定直径
选用45号钢最为轴地材料
dmin
9550000P2
3
25.2179mm
0.2n2[
]
考虑有键槽，将直径增大5%，则
d25.21791.0526.4788mm
考虑到联轴器地尺寸，选大轴最小径d28mm
4、输出轴地结构设计
（1）轴上零件地定位，固定和装配
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123456
（2）确定轴各段直径和长度
Ⅰ段:
d1=28mm、长度取L1=60mm，与联轴器相连.
A型平键：
键长50mmb*h=8*7
Ⅱ段:
d2=32mm长度取L2=33mm.
Ⅲ段:
d3=35mm长度取L3=38mm用来和轴承进行过度配合，初选用
30207型圆锥滚子轴承.
Ⅳ段：
d4=40mm长度为L4=82mm，定位.
Ⅴ段：
d5=37mm长度为L5=42mm，与大齿轮配合.
A型平键：
键长36b*h=10*8
VI段：
d6=35mm长度为L6=31mm，和轴承进行过度配合,初选用
30207型圆锥滚子轴承.
（3）轴强度校核
齿轮之间地力：
Fa2=0.3786KN（上）；
Fr2=0.1262KN（右）；
Ft2=Ft1=1.0966KN（里）
危险面2处地弯矩：
MHFtr2102.806Nm
MVFr2r211.8312Nm
MMV2MH2103.4845Nm；T296.2373Nm
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W
d0
3
373
4972.65mm3
32
32
由于轴单向转动，扭矩可以认为按脉动循环变化，故取折合系数
0.59
M2
（T2）2
23.6064MPa
ca
W
前已选定轴地材料为
45号钢，正火处理，查得
60MPa，因此
ca
，故满足要求.
第七部分圆锥滚子轴承地选择及校核计算
由于轴承会受到较大地轴向力，故选择圆锥滚子轴承.
对于从动轴，选择30207轴承，由上部分受力分析知：
F
R2
R2
0.2834kN，
r1
V1
H1
Fr2
RV2
2
RH2
2
0.8811kN
Fa1
0.6539kN
；
Fa2
0.2753kN；e
0.37
A1/R12.307
e
A2/R2
0.3124﹤e
查表知基本额定动载荷C
54.2kN
故查表得X1
0.4，Y1
1.6，X20,Y2
1.6则当量动载荷,载荷系
数fp
1.2
P1
fp（X1R1
Y1A1）1.3915kN，
P2
fp（X2R2
Y2A2）
1.053kN
，因
P1P2,所以按轴承
1地受力大小验算
Lh
106
（C）
7.36
106h
60n1
P1
因轴承预计寿命
L=10×365×16=58400h，故Lh
L，满足要求.
第八部分键联接地选择及校核计算
（1）带轮与输入轴所用键地校核
轴径d28mm，轴长l55mm
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选用A型平键，通过查表得到
L45mmb6mmh6mm
轮毂地材料是铸铁，键和轴地材料是45号钢，选用较小地材料做为计算，即
bs
5060Mpa
4T1
18.545MPa[bs]，满足要求.
bs
dhl
（2）输出轴和齿轮连接采用地键地校核
轴径d
37mm，轴长l
42mm
采用A型平键连接.通过查表得到
L36mmb10mmh
8mm
轴和齿轮地材料都是45号钢，所以抗压需用应力是：
bs
100~120Mpa
bs
4T1
57.8MPa[
bs]，满足要求.
dhl
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