615 鏈式輸送機傳動裝置設計

615 鏈式輸送機傳動裝置設計,615,鏈式輸送機傳動裝置設計,鏈式,輸送,傳動,裝置,設計 -設計論文 畢業(yè) 任務書一、題目機械設計制造及其自動化二、指導思想和目的要求 畢業(yè)設計是學生在校期間進行最后一次理論結(jié)合實際的較全面和基本的訓練，是對幾年來所學知識的系統(tǒng)運用和檢驗，也是走向工作崗位之前的最后一次的過渡性練兵。通過這次畢業(yè)設計要求達到以下基本目的：1）鞏固、加強、擴大和提高以往所學的有關基礎理論和專業(yè)知識。2）培養(yǎng)學生綜合運用所學的知識以解決實際工程問題的獨立工作能力，并初步掌握機械裝備或部件設計的思想、設計程序、設計原則、步驟和方法。3）培養(yǎng)學生使用有關設計規(guī)范、手冊、參考文獻以及分析計算、繪圖和編寫設計說明書等項能力的基本技能訓練。 對本次畢業(yè)設計的基本要求是：設計者必須充分重視和熟悉原始資料，明確設計任務，在學習和參考他人經(jīng)驗的基礎上，發(fā)揮獨立思考能力，創(chuàng)造性地完成設計任務；合理利用標準零件和標準部件，非標準件應滿足工藝性好、操作方便、使用安全等要求，降低成本提高效益；繪制圖紙應符合國家標準，各項技術(shù)要求和尺寸標注應符合規(guī)范，說明書論述要充分，層次清楚，文字簡潔，計算步驟正確。三、主要技術(shù)指標輸送鏈的牽引力F/KN： F=8kN輸送鏈的速度v/(m/s)： V=0.5m/s輸送鏈鏈輪的節(jié)圓直徑d/mm d=399mm設計工作量： 設計說明書1份 減速器裝配圖1張 零件工作圖13張工作條件： 連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，使用期10年（每年300個工作日），兩班制工作，輸送機工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為5% ，鏈板式輸送機的傳送效率為0.95。四、進度和要求1. 熟悉題目背景、查閱相關資料、復習有關知識；查找與課題相關的英文資料并翻譯成中文；完成開題報告。 寒假2. 確定主要技術(shù)參數(shù)：進行參數(shù)計算，確定原動機型號； 第1-2周3. 繪制裝配草圖，并對重要零件（如軸、軸承等）進行工作能力校核； 第3-5周4. 繪制傳動部件裝配圖； 第6-8周5. 繪制非標準件零件圖； 第9-11周6. 撰寫說明書初稿； 第12-13周7. 修改說明書，準備答辯。 第14周5、 主要參考書及參考資料 1陳作模.機械原理M.高等教育出版社,2011. 2劉鴻義.材料力學M.第四版.上?？茖W技術(shù)出版社,2009. 3吳宗澤.機械設計D.高等教育出版社,2011. 4趙康.機械設計課程設計手冊D.華中科技大學出版社,2005. 5劉朝儒.機械制圖J.高等教育出版社,2007. 6徐學林.互換性與測量技術(shù)基礎D.湖南大學出版社,2012. 7張建中.機械設計基礎M.中國礦業(yè)大學出版社,2011. 8鄧方英.金屬工藝學M.高等教育出版社,2006. 9劉興.金屬學與熱處理原理M.哈爾濱工業(yè)大學出社,2013. 摘要 齒輪傳動是應用極為廣泛和特別重要的一種機械傳動形式，它可以用來在空間的任意軸之間傳遞運動和動力，目前齒輪傳動裝置正逐步向小型化，高速化，低噪聲高可靠性和硬齒面技術(shù)方向發(fā)展，齒輪傳動具有傳動平穩(wěn)可靠，傳動效率高（一般可以達到94%以上，精度較高的圓柱齒輪副可以達到99%），傳遞功率范圍廣（從儀表中齒輪微小功率的傳動到大型動力機械幾萬千瓦功率的傳動）速度范圍廣（齒輪的圓周速度可以從0.1m/s到200m/s或高，轉(zhuǎn)速可以從1r/min到20000r/min或更高），結(jié)構(gòu)緊湊，維護方便等優(yōu)點。因此，它在各種機械設備和儀器儀表中被廣泛使用。本文設計的就是一種典型的二級錐齒輪圓柱直齒輪減速器的傳動裝置。其中小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度約為240HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度約為215HBS，齒輪精度等級為8級。軸、軸承、鍵均選用鋼質(zhì)材料。 關鍵詞：鏈式輸送機；錐齒輪；軸、軸承；IABSTRACT Gear is a wide range of applications, and a particularly important form of mechanical transmission, which can be used for any axis in space to pass between the movement and power, is currently gearing gradually to small, high-speed, low noise, high reliability Hardened technical direction and development of stable and reliable gear with the transmission, high transmission efficiency (typically up to 94% and high precision cylindrical gear up to 99%), transmission power range (from the meter gear small power transmission to large machinery and tens of thousands of kilowatts of power transmission) speed range (speed of the circumference of gear from 0.1m / s to 200m / s or higher, the rotational speed or higher from 1r/min to 20000r/min ), compact, and easy maintenance. Therefore, it is in a variety of mechanical equipment and instrumentation is widely used. This is a typical design of a cylindrical gear reducer gear. One small gear material 40Cr (quenched), the hardness is about 240HBS, gear material is 45 steel (quenched and tempered), hardness of about 215HBS, gear accuracy grade 8 level. Shafts, bearings, keys are made of steel material. KEY WORDS: reducer; gear; shafts, bearings; key; coupling目 錄第一章 緒論 61.1 分析和擬定傳動方案61.2方案的確定及優(yōu)缺點分析7第二章 電動機的選擇與傳動比的分配 72.1 電動機的選擇計算72.2 計算傳動裝置的總傳動比i并分配傳動比82.3 計算傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù)8第三章 鏈傳動的設計計算 93.1選擇鏈輪齒數(shù)93.2確定計算功率93.3 確定鏈條型號和節(jié)距，初定中心距a0，取定鏈節(jié)數(shù)Lp103.4 求作用在軸上的力103.5 選擇潤滑方式10第四章 齒輪的設計計算 104.1 圓柱斜齒輪的設計 114.2 錐齒輪的設計 14第五章 軸的設計計算與校核 175.1高速軸的設計175.2中間軸的設計215.3低速軸的設計26第六章 軸承的計算與校核 306.1 軸承1的計算與校核306.2 軸承2的計算與校核316.3 軸承3的計算與校核31第七章 箱體的設計32第八章 鍵的選擇34第九章 潤滑與密封35參考文獻36致謝信37畢業(yè)設計小結(jié)38附錄39VIII第一章 緒論 1.1 分析和擬定傳動方案： 機器通常由原動機、傳動裝置和工作裝置三部分組成。傳動裝置用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置的傳動方案是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。 滿足工作裝置的需要是擬定傳動方案的基本要求，同一種運動可以有幾種不同的傳動方案來實現(xiàn)，這就是需要把幾種傳動方案的優(yōu)缺點加以分析比較，從而選擇出最符合實際情況的一種方案。合理的傳動方案除了滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。所以擬定一個合理的傳動方案，除了應綜合考慮工作裝置的載荷、運動及機器的其他要求外，還應熟悉各種傳動機構(gòu)的特點，以便選擇一個合適的傳動機構(gòu)。眾所周知，齒輪傳動的傳動裝置由電動機、減速器、鏈傳動三部分組成，而減速器又由軸、軸承、齒輪、箱體四部分組成。所以，如果要設計輸送機的傳動裝置，必須先合理選擇它各組成部分，下面我們將一一進行選擇。1.2 方案的確定及優(yōu)缺點分析1.在高速端應用圓錐齒輪，可以減小錐齒輪的尺寸，減小其模數(shù)，降低加工難度。2.在輸出端，即低速端采用鏈傳動，因為鏈傳動的瞬時傳動比是變化的，引起速度波動和動載荷，故不適宜高速運轉(zhuǎn)。3.在高速輸入端應用聯(lián)軸器，結(jié)構(gòu)緊湊，但啟動電動機時，增大了電動機的負荷，因此，只能用于小功率的傳動。4.由于V帶的傳動工作平穩(wěn)性好，具有過載保護作用并具有緩沖吸振能力，所以選用V帶傳動。5.圓錐齒輪傳動結(jié)構(gòu)緊湊且寬度尺寸較小傳遞的效率也高，所以減速器選擇圓錐與圓柱齒輪。第二章 電動機的選擇與傳動比的分配 電動機是常用的原動機，具體結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制簡單和維護容易等優(yōu)點。電動機的選擇主要包括選擇其類型和結(jié)構(gòu)形式、容量和轉(zhuǎn)速、確定具體型號。按工作要求和條件選取Y系列一般用途的全封閉三相異步電動機。2.1電動機的選擇計算： 工作機的有效功率為： Pw =FwVw /=8*0.5/0.95=4.211kw從電動機到工作機間的總效率為：=12345678=0.99*0.96*0.97*0.994*0.96=0.877式中，1為聯(lián)軸器效率0.99，2為錐齒輪效率（7級）0.97，3圓柱齒輪的效率（7級）0.98，4567為角接觸球軸承的效率0.99，8滾子鏈傳動效率0.96。所以，電動機所需工作功率為pd =4.211/0.877= 4.802KW選擇電動機的類型 ：電動機額定功率pmpd因同步轉(zhuǎn)速的電動機磁極多的，尺寸小，質(zhì)量大，價格高，但可使傳動比和機構(gòu)尺寸減小，比較Y132M1-4與Y112M-4兩電動機，其中pm=5kw，符合要求，但后者容易制造且體積小。故選Y112M-4。由此選擇電動機型號：Y112M1-4電動機額定功率pm=5kN,滿載轉(zhuǎn)速nm=1440r/min工作機轉(zhuǎn)速nw=60*V/(pi*d)=28.570r/min 電動機型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速起動轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩Y112M4514402.22.3 2.2 計算傳動裝置的總傳動比并分配傳動比 ：總傳動比：鏈傳動比6。取鏈傳動的傳動比為4.5，則整個減速器的傳動比為 ：I總=nm/nw=1440/28.570=50.403=I總 / 4.5=11.201分配傳動比：= 高速級圓錐齒輪傳動： =3.2 中間級圓柱齒輪傳動比： =3.52.3 計算傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù) ：各軸的轉(zhuǎn)速 ：軸: n1=1440 r/min軸: n2=1440/3.2=450r/min軸: n3=128.571 r/min鏈輪的轉(zhuǎn)速：n4=28.571 r/min各軸的輸入功率 ：軸: p1=pm*1=4*0.99=3.96kw軸: p2= p1*2 *4=3.960.970.99=3.803kw軸: p3= p2*3*5=3.689kw各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 ： 電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩：Td=9.55104/1440=26.5N.m軸: T1=9550*p1/n1=26.2625Nm軸: T2=9550*p2/n2=80.7Nm軸: T3=9550*p3/n3=274.012Nm第三章 鏈傳動的設計計算 3.1由3.2知鏈傳動速比：i=4.5 輸入功率： p=3.689KW選小鏈輪齒數(shù)z1=17。大鏈輪齒數(shù) z2=iz1=4.517=76，z2120，合適。3.2確定計算功率 :已知鏈傳動工作時有輕微振動，選kA =1.0，設計為雙排鏈取kP=1.75,由主動鏈輪齒數(shù)Z=17，查主動鏈輪齒數(shù)系數(shù)，取kZ=1.55計算功率為 : Pca=p3kAkZ/kP=1.01.553.689/1.75kW=3.27kW3.3確定鏈條型號和節(jié)距，初定中心距a0，定鏈節(jié)數(shù)Lp由計算功率Pca和主動鏈輪轉(zhuǎn)速n3=128.571r/min，選用鏈條型號為:16A，確定鏈條節(jié)距p=25.4mm。初定中心距a0=(3050)p=7201270，取a0=1000。 =78.7+46.5+2.8=128 取Lp =128節(jié)(取偶數(shù))。鏈傳動的最大中心距為a=f1p2Lp-(z1+z2)由(Lp-z1)/(z2-z1)=(128-17)/(76-17)=1.88查得f1=0.24312.a=0.2431225.4(2128-93)=1006.57mm3.4求作用在軸上的力 :平均鏈速 : v=z1n3p/601000=17128.57125.4/60000=0.925m/s工作拉力:F=1000P/v=10003.689/0.925=3988.2N工作時有輕微沖擊，取壓軸力系數(shù) : KFP=1.15軸上的壓力:Fp=KFPF =1.153988.2N=4586.3N3.5選擇潤滑方式 :根據(jù)鏈速v=0.925m/s，鏈節(jié)距p=25.4mm，鏈傳動選擇滴油潤滑方式。設計結(jié)果：滾子鏈型號16A -2128GB1243.1-83，鏈輪齒數(shù) z1=17，z2=76，中心距a=1006.57mm，壓軸力Fp =5502.4N。第四章 齒輪的設計計算齒輪傳動是應用最廣泛的一種傳動形式，其傳動的主要優(yōu)點是：傳遞的功率大、速度范圍廣、效率高、工作可靠、壽命長、結(jié)構(gòu)緊湊、能保證傳動比恒定，齒輪的設計主要圍繞傳動平穩(wěn)和承載能力高這兩個基本要求進行的。4.1 圓柱直齒輪的設計4.1.1選擇材料熱處理齒輪精度等級和齒數(shù) :由表得：選擇小齒輪材料40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度280HBS；大齒輪材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240HBS，精度7級。取Z1=19，i=3.5, Z2=Z1i=193.5=66.5,取Z2=674.1.2按齒面接觸疲勞強度設計 :計算公式：d1t T1=80.7Nm 試選Kt為1.3查表10-6得=189.8mpa由圖10-21d按齒面硬度差得小齒輪德接觸疲勞強度極限=600mpa;大齒輪的接觸疲勞強度極限=550mpa由式10-13計算應力循環(huán)次數(shù)N1=60n1jLh=60*450*1*2*8*300*10=12.96N2= N1/4=3.09查取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.95，KHN2=0.98計算接觸疲勞許用應力 :取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得 :=0.95600=570 Mpa2=0.98550=539 Mpa取為537.25 Mpa試算小齒輪分度圓直徑d1t:d1t =59.624mm計算圓周速度V : V=0.335m/s計算齒寬B：B=* d1t =0.9*59.624=53.6616mm計算齒寬與齒高之比：模數(shù)：mn= d1t /z1=3.138齒高：h=2.25 mn =7.061mmb/h=7.60算載荷系數(shù) :根據(jù)v 、7級精度 由圖可得動載系數(shù)=1.1。直齒輪=1.0 查表得使用系數(shù)=1.25， Kv=1.866按實際的在和系數(shù)校正所得的分度圓直徑，得 : 69.58mm計算模數(shù)mn: 4.1.3 按齒根彎曲強度設計彎曲強度的設計公式是查的小齒輪的彎曲疲勞強度極限=500mpa；大齒輪的彎曲疲勞強度極限=380mpa取彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.82 =0.85;計算彎曲疲勞許用應力:取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，得 :292.86 Mpa238.86 Mpa計算載荷系數(shù)K : 1.251.0511.3=1.706查取齒形系數(shù) : 得2.85， 2.22查取應力校正系數(shù) :得 1.54 1.77計算大小齒輪的并加以比較 : 0.01498 0.01645由上只大齒輪的數(shù)值得設計計算mn : =2.39按圓柱直齒輪的標準將模數(shù)mn圓整為2.527 4.227=1134.1.4 幾何尺寸計算 :計算中心距a :a=（d1+d2）/2=175mm計算分度圓直徑 d1=z1 mn=67.5mm d2 =z2 mn =282.5mm計算齒輪寬度：b=d1=60.75mm取小齒輪寬度B1=60mm，取大齒輪寬度B2=65mm。4.2 錐齒輪4.2.1 選擇材料熱處理齒輪精度等級和齒數(shù)由表得：選擇小齒輪材料40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度280HBS；大齒輪材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240HBS，精度8級。選取齒數(shù)：Z1=24，i=3.2, Z2=Z1i=243.2=76.8 取Z2=774.2.2 按齒面接觸疲勞強度設計：計算公式：d 2.92T1=26.2625Nmm 試選Kt為1.3查表10-6得=189.8mpa按齒面硬度差得小齒輪的接觸疲勞強度極限=600mpa;大齒輪的接觸疲勞強度極限=550mpa計算應力循環(huán)次數(shù)N1=60n1jLh=60*1440*1*2*8*300*10=41.472N2= N1/3.2=1.296取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.9，KHN2=0.95由表查得: 軟齒面齒輪,對稱安裝,取齒寬系數(shù)=1/3計算接觸疲勞許用應力：取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得：=0.9600=540 Mpa2=0.95550=522.5 Mpa為2中的較小值=522.5 Mpa試算小齒輪分度圓直徑d1t對于直齒錐齒輪 ：d1t 2.92 =53.29mm計算圓周速度V ： V=計算載荷系數(shù) :查表得， 的值使用系數(shù)，查得=1.25，動載荷系數(shù)，查得=1.18。齒間載荷分配系數(shù)=1.5KHbe軸承系數(shù)KHbe查得KHbe=1.25。得=1.51.25=1.875 1.251.1811.875=2.766按實際的在和系數(shù)校正所得的分度圓直徑，得: 68.2112mm4.2.3按齒根彎曲強度設計 :彎曲強度的設計公式是:查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限=500mpa；大齒輪的彎曲疲勞強度極限=380mpa取彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.85 =0.88;計算彎曲疲勞許用應力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，得 303.57 Mpa 238.86 Mpa 計算載荷系數(shù)K 2.766查取齒形系數(shù) 得2.65， 2.226查取應力校正系數(shù)。得 1.58 1.764計算大小齒輪的并加以比較 算得 0.01379 0.01644由上知大齒輪的數(shù)值大設計計算mn =1.8959按圓錐齒輪的標準將模數(shù)mn圓整為2 分度圓直徑=2=68i=Z2/Z1=tan2=cot1=2得2= 72.6453=723843 1=17.3547=172117平均模數(shù)m=/Zv1=2大端模數(shù)m=mn/(1-0.5)=2.4取大端模數(shù)2.5分度圓處圓柱直齒輪：模數(shù)m=2，小齒輪齒數(shù)Zv1=34 分度圓直徑dv1=68平均模數(shù)mn=2 端面模數(shù)m=2.5 小齒輪齒數(shù)Z1=Zv1cos1=32.45 取32 分度圓直徑dm1=dVcos1=64.9 d1= dm1/(1-0.50.333)=77.88大齒輪的參數(shù)：Z2= Z1i=102.4,取Z2=102 d2= d1i=249.216 錐距R=131.125mm 齒寬B=43mm 齒頂高 ha=m=2.5mm 齒根高 hf=3.125齒根角 f tanf=hf/R=3.125/131.125 f=130分錐角1=172117 2=723843 第五章 軸的設計計算與校核軸主要用來支撐作旋轉(zhuǎn)運動的零件，如鏈輪、帶輪，以及傳動運動和動力。本減速器有三根軸，根據(jù)設計要求，設計具體步驟、內(nèi)容如下：5.1高速軸的設計齒輪機構(gòu)的參數(shù)：Z1=32，Z2=102.軸上功率: p=3.96 KW轉(zhuǎn)速: n=1440r/min轉(zhuǎn)矩：T26.2625 N.m按轉(zhuǎn)矩法初定該軸的最小直徑：17.64 mm 最小端與聯(lián)軸器相連，聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩T1=K*T=1.3*26.2625*1000=34141.25N.mm 選取H2,公稱轉(zhuǎn)矩：160N.M，半聯(lián)軸器的孔徑=30 mm。長度L=30mm，半聯(lián)軸器與軸配合轂長度L1=25mm6.1.1軸的結(jié)構(gòu)設計:軸的結(jié)構(gòu)設計主要有三項內(nèi)容：(1)各軸段徑向尺寸的確定；(2)各軸段軸向長度的確定；(3)其他尺寸如鍵槽、圓角、倒角、退刀槽等的確定。擬定草圖如下：徑向尺寸的確定:從軸段d1=30 mm開始，逐段選取相臨軸段的直徑。d2=25mm，d3與軸承內(nèi)徑相配合，所以d3=30mm，由于軸承右端定位d4=36， d5=d3=30mm，d6=25mm。軸的軸向尺寸的確定: 從軸段L1=36mm,L2=50mm,L3=19mm,L4=66mm,L5=16mm,L6=36mm5.1.2軸的強度校核(第一根軸) 計算齒輪受力:彎扭組合圖如下： 齒輪切向力:=2T/dm=2*26252.5/64.9=809N 徑向力：=Fttan20cos1=249.25N 軸向力：=tan20sin1=75.41N 計算支反力和彎矩并校核： 垂直平面上：=348 N 向上 =98 N 向下 MV=8036 N.mm 垂直彎矩圖如下： 水平面上: =1243N 向上 =434 N 向下 MH= 35596 N.mm水平彎矩如圖： 求合成彎矩,畫出合成彎矩圖: M=( MV2+ MH2)1/2=36500 N.mm 畫出轉(zhuǎn)矩T圖: T=26262.5 Nmm校核軸的強度:按彎扭合成應力校核軸的強度進行校核時只校核軸上的最大彎矩和扭矩的截面的強度扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)應力，取a=0.3. =（M2+(aT)2）1/2/W軸上的抗彎截面系數(shù)W d=22mm W=0.1d3=1064.8 mm3 =（M2+(aT)2）1/2/W=13.85 MP前已經(jīng)選定了軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。得=60 MP1.5安全故該軸在最危險截面也是安全的，此截面的左側(cè)直徑大，其他情況相同，故安全。因無大的瞬時過載及嚴重的應力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強度校核。5.2中間軸的設計 5.2.1已知參數(shù)：軸上功率: p=3.81 KW大錐齒輪的齒數(shù)z1=102小圓柱齒輪的齒數(shù)z1=19, 對應的大齒輪齒數(shù)z2=80轉(zhuǎn)速: n=450r/min轉(zhuǎn)矩：T=80700 N.mm按轉(zhuǎn)矩法初定該軸的最小直徑：25.83 mm根據(jù)最小端與角接觸球軸承配合，取7206C型，故選取=30 mm。計算齒輪圓周速度：0.70655齒輪和軸承均采用脂潤滑。 5.2.2軸的結(jié)構(gòu)設計軸的結(jié)構(gòu)設計主要有三項內(nèi)容：(1)各軸段徑向尺寸的確定；(2)各軸段軸向長度的確定；(3)其他尺寸如鍵槽、圓角、倒角、退刀槽等的確定。擬定草圖如下：徑向尺寸的確定：從軸段d1=30 mm開始，逐段選取相臨軸段的直徑。 起周端固定作用故d2=36mm， 固定軸肩d3=42mm，d4=36，與第一段相同d5 =30mm?？芍溯S為對稱結(jié)構(gòu)。軸的軸向尺寸的確定： 從軸段L1=42mm,L2=63mm,L3=20mm,L4=38mm,L5=48mm5.2.3軸的強度校核(第二根軸)計算齒輪受力受力分析圖如下： 圓錐齒輪： 齒輪切向力:1=2T/dm1=809N 徑向力：1=Fttan20cos2=75.41N 軸向力：1=tan20sin2=249.25N 圓柱直齒輪： 齒輪切向力:2=2T/dm2=2390N 徑向力：2=Ft2tan20/cos2=870N 計算支反力和彎矩并校核 (a)垂直平面上：=725.4N 向下 =69.49 N 向下 MV=44254.89 N.mm垂直面上的彎矩圖： (b)水平面上: =1782.6N 向上 =1416.4N 向上 MH= 108738.6N.mm水平扭矩圖如下： (c)求合成彎矩: M=( MV2+ MH2)1/2=117400 N.mm (d)畫出轉(zhuǎn)矩T圖: T=80700Nmm (e)校核軸的強度:按彎扭合成應力校核軸的強度進行校核時只校核軸上的最大彎矩和扭矩的截面的強度扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)應力，取a=0.3. =（M2+(aT/2w)2）1/2/W軸上的抗彎截面系數(shù)W d=36mm W=0.1d3=4665.6 mm3 =（M2+(aT)2）1/2/W=36.581 MP前已經(jīng)選定了軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。得=60 MP1.5安全故該軸在最危險截面也是安全的，因無大的瞬時過載及嚴重的應力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強度校核。5.3低速軸的設計5.3.1已知參數(shù)：軸上功率: p=3.689 KW轉(zhuǎn)速: n=107.141r/min轉(zhuǎn)矩：T328850N.mm鏈輪的分度圓直徑d=138.19mm，齒數(shù)z=19；齒輪轂長離外壁10mm，總長54mm。鏈輪軸受到的軸向力F=5502.4N按轉(zhuǎn)矩法初定該軸的最小直徑：40.95 mm周端與軸承或鏈輪，取軸承的型號為7210C，故選d1=50 mm。計算齒輪圓周速度：0.285齒輪和軸承均采用脂潤滑。5.3.2軸的結(jié)構(gòu)設計： 草圖擬定如下：徑向尺寸的確定：從軸段d1=50 mm開始， 軸承的軸肩軸向固定取d2=54mm， 對齒輪起軸向定位作用d3=58mm，與第一段相同d4=50mm， d5=48mm ，d6 =45mm。軸的軸向尺寸的確定：從軸段L1=47mm,L2=58mm,L3=74mm,L4=31mm,L5=50mm,L6=54mm軸的強度校核(第三根軸)：計算齒輪受力：受力圖如下： 齒輪切向力: =2T/dm1=5502.4N 徑向力：=Fttan20/cos=870N 軸向力：=tan=2390N5.3.3計算支反力和彎矩并校核 (a)垂直平面上： 垂直面上彎矩圖如下：=2874.55N 向下 =9246.95 N 向上 MV=624522.4 N.mm (b)水平面上: 彎矩圖如下：=1529.86 N 向上 =860 N 向上 MH= 100205.83 N.mm (c)求合成彎矩,畫出合成彎矩圖: M=( MV2+ MH2)1/2=624522.4N.mm (d)校核軸的強度:按彎扭合成應力校核軸的強度進行校核時只校核軸上的最大彎矩和扭矩的截面的強度扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，取a=0.6=（M2+(aT)2）1/2/W軸上的抗彎截面系數(shù)W d=50mm W=0.1d3=12500 mm3 =（M2+(aT)2）1/2/W=52.39 MP前已經(jīng)選定了軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。=60 MP安全。5.3.4精確校核軸的疲勞強度：判斷軸承的右端面為危險截面，故只校核右截面?？箯澖孛嫦禂?shù)W=0.1d3=11059.2mm3抗扭截面系數(shù)WT=0.2d3=22118.4mm3彎矩M及彎曲應力為 : M=572249.6N.mm=M/W=51.744 MP扭矩T及扭轉(zhuǎn)切應力 : T=328850N.mm t=T/WT=14.87 MP軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得=640 MP =275 MP t-1=155 MP 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) aa及at，查得aa=1.72，at=1.09,又查得軸的材料靈敏系數(shù)為：qa=0.8，qt=0.82故有效應力集中系數(shù)為： ka=1+qa(aa-1)=1.576 kt=1+qt(at-1)=1.035尺寸系數(shù)a=0.72，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)b=0.85軸按磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)a=t=0.92，軸未經(jīng)表面處理，即取=1.綜合系數(shù)Ka=ka/a+1/a-1=2.268 Kt= kt/t+1/t-1=1.307取碳鋼的特性系數(shù)：a=0.15, t=0.08計算安全系數(shù)Sca: Sa=/(Ka*aa+a*am)=2.343 St=t-1/( Kt*ta+t*tm)=15.36 Sca= Sa *St/ ( Sa2+ St2)1/2.=2.3161.55安全故該軸在最危險截面也是安全的，因無大的瞬時過載及嚴重的應力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強度校核。第六章 軸承的計算與校核: 6.1 軸承1的計算與校核: 第一對軸承的當量動載荷P: 查手冊取=1.1 取7206C軸承 計算步驟與內(nèi)容計算結(jié)果1.查手冊查得:、值(GB/T 276)2.由前面軸得:兩軸承所受的力分別為F1 =1290.8N F2=444.9N3.兩軸的計算軸向力Fa1=231.115N Fa2=155.7N4.計算Fa1/Cor=0.0157 Fa2/ Cor =0.01075.查手冊e值:6.計算Fa1/ F1=0.183e1 Fa2/F2=0.36=e27.查手冊:X、Y的值8.查載荷系數(shù):fp=1.19. 10.計算軸承的壽命:Lh=106/(60n) (C/P1)3=49207.5h11.結(jié)論:符合要求,選用此軸承.但需及時更換=23KW =15KWF1 =1290.8N F2=444.9NFa1=231.115N Fa2=155.7NFa1/Cor=0.016 Fa2/ Cor =0.0107e1=0.38 e2=0.36Fa1/ F1=0.183 Fa2/F2=0.36X1=1,Y1=0 X2=1,Y2=048000h 6.2 軸承2的計算與校核: 第二對軸承的當量動載荷P: 查手冊取=1.1 取7206C軸承 計算步驟與內(nèi)容計算結(jié)果1.查手冊查得:、值(GB/T 276)2.由前面軸得:兩軸承所受的力分別為F1 =1924.5N F2=1418N3.兩軸的計算軸向力Fa1=828.96N Fa2=579.96N4.計算Fa1/Cor=0.05526 Fa2/ Cor =0.03865.查手冊e值:6.計算Fa1/ F1=0.429e1 Fa2/F2=0.409=e27.查手冊:X、Y的值8.查載荷系數(shù):fp=1.19. 10.計算軸承的壽命:Lh=106/(60n) (C/P1)3=40487.6h11.結(jié)論:基本符合要求,選用此軸承.但需及時更換=23KW =15KWF1 =1924.5N F2=1418NFa1=828.96N Fa2=579.96NFa1/Cor=0.05526 Fa2/ Cor =0.0386e1=0.426 e2=0.409Fa1/ F1=0.429 Fa2/F2=0.409X1=0.44,Y1=1.31 X2=1,Y2=0e1 Fa2/F1=e2P1=2125.99N P2=1559.8N40487.6he1 Fa2/F2=0.409=e27.查手冊:X、Y的值8.查載荷系數(shù):fp=1.19. 10.計算軸承的壽命:Lh=106/(60n) (C/P1)3=11457.96h11.結(jié)論:基本符合要求,選用此軸承.但需及時更換=42.8KW =32KWF1 =3256.3N F2=9286.86NFa1=4420.5N Fa2=4420.5NFa1/Cor=0.138 Fa2/ Cor =0.138e1=0.476 e2=0.476Fa1/ F1=0.358 Fa2/F2=0.138X1=0.44,Y1=1.165 X2=1,Y2=0e1 Fa2/F1=e2P1=7288.6N P2=10215.5NP2P140487.6h48000h第七章 箱體的設計 箱體是減速器的一個重要零件,它用與支持和固定減速器中的各種零件,并保證傳動件的齒合精度,使箱體內(nèi)有良好的潤滑和密封.箱體的形狀較為復雜,其重量約見減速器的一半,所以箱體結(jié)構(gòu)對減速器的工作性能加工工藝材料消耗重量及成本等有很大的影響.箱體結(jié)構(gòu)與受力均較復雜,目前尚無成熟的計算方法.所以,箱體各部分尺寸一般按經(jīng)驗設計公式在減速器裝配草圖的設計和繪制過程中確定。 箱體選用球墨鑄鐵QT400-18,=18,布氏硬度130180HBS ,根據(jù)工作條件的要求,箱體各尺寸如下: 名稱符號尺寸關系取值箱座壁厚0.0125（dm1+dm2）+1mm8mm8mm箱蓋壁厚(0.800.85)8mm8mm箱蓋凸緣厚度1.512mm箱座凸緣厚度1.512mm箱底座凸緣厚度2.520mm地腳螺釘直徑0.018（dm1+dm2）+1mm12mm12mm地腳螺釘數(shù)目查手冊4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑0.7510mm蓋與座聯(lián)接螺栓直徑(0.50. 6) 8mm聯(lián)接螺栓的間距150200150軸承端蓋螺栓直徑(0.40.5) 6mm視孔蓋螺栓直徑(0.30.4) 4mm定位銷直徑(0.70.8)6mm至外箱壁距離查手冊16mm至凸緣邊緣距離查手冊14mm軸承旁凸臺半徑14mm凸臺高度根據(jù)低速齒輪軸承座外徑確定,便于扳手操作為準.30mm外箱壁至軸承座端面距離36mm大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離10mm齒輪端面與內(nèi)箱壁距離18mm箱蓋/箱座肋厚,8.5mm第八章 鍵的選擇與校核 選用A型鍵,鍵1即與聯(lián)軸器配合的鍵:因該軸段軸的直徑d=30mm,所以查手冊得,鍵寬b=10mm,鍵高h=8mm,長度L=25mm,鍵所在軸的深度t=5mm,輪轂深度t1=3.3mm,圓角半徑r=0.25mm.鍵2即與小圓錐齒輪配合的鍵:該軸段軸的直徑d=25mm,所以查手冊得,鍵寬b=8 mm,鍵高h=7mm,長度L=20mm,鍵所在軸的深度t=4.0mm, 輪轂深度t1=3.3mm, 圓角半徑r=0.16mm.鍵3即大錐齒輪配合的鍵:該軸段的直徑d=36mm, 所以查手冊得,鍵寬b=10mm,鍵高h=8mm, 長度L=28mm, 鍵所在軸的深度t=5.0mm,輪轂深度t1=3.3mm,圓角半徑r=0.3mm. 鍵4即小圓鏈式輸送機傳動裝置 畢業(yè)設計,鏈式輸送機 概述,鏈式輸送機是利用鏈條牽引、承載，或由鏈條上安裝的板條、金屬網(wǎng)帶、輥道等承載物料的輸送機,減速器,減速器是原動機和工作機之間的獨立閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要。,簡介,工作條件： 連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，使用期10年（每年300個工作日），兩班制工作，輸送機工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為5% ，鏈板式輸送機的傳送效率為0.95。,特點及應用,名稱：二級圓柱錐齒輪減速器 其結(jié)構(gòu)簡單、但齒輪相對與軸承位置不對稱，因此要求軸承有較大的剛度。高速級齒輪布置在遠離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭矩變形和 彎矩彎矩作用下產(chǎn) 生的彎曲變形可部 分抵消，以減緩沿 齒寬載荷分布不均 勻的現(xiàn)象。用于載 荷比較平穩(wěn)的場合。,原始數(shù)據(jù),輸送鏈的牽引力F： F=8kN 輸送鏈的速度v： V=0.5m/s 輸送鏈鏈輪的節(jié)圓直徑d d=399mm,減速器的基本構(gòu)造,減速器主要由齒輪、軸、軸承、箱體及其附件所組成。,齒輪、軸及軸承組合,輸入軸由于齒輪直徑和軸的直徑相差不大，所以輸入軸采用齒輪軸，如下圖所示。,中間軸由于齒輪直徑和軸的直徑相差不大，所以輸入軸采用齒輪軸，如下圖所示。,輸出軸采用齒輪與軸分開為兩個零件的結(jié)構(gòu)，此時齒輪與軸的周向固定采用平鍵聯(lián)接，軸向利用軸肩、軸套和軸承端蓋固定。,軸承類型及潤滑,根據(jù)傳動功率的大小及各種因素，齒輪采用圓柱斜齒輪傳動。斜齒在傳遞運動的過程中會產(chǎn)生軸向力，所以三軸均采用角接觸球軸承，這種組合，用于承受徑向載荷和較大的軸向載荷的情況。軸承是利用齒輪旋轉(zhuǎn)時濺起的稀油，進行潤滑。箱座中油池的潤滑油，被旋轉(zhuǎn)的齒輪濺起飛濺到箱蓋的內(nèi)壁上，沿內(nèi)壁流到油槽再流入軸承。,箱體,箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動零件的基座，具有足夠的強度和剛度。 箱體采用HT200制造，HT200具有良好的鑄造性能和減震性能。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱蓋用螺栓聯(lián)接成一體。,附件,為了保證減速器的正常工作，除了對齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設計，我們應考慮到為減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時箱蓋的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設計。,軸承蓋 作用：為了固定軸承軸向位置并承受軸向載荷，防止灰塵進入軸承內(nèi)。 類型：軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種結(jié)構(gòu)。我們采用凸緣式結(jié)構(gòu)，利用六角螺栓固定在箱體上，外伸軸處的軸承蓋是通孔，其中裝有密封裝置 優(yōu)點：拆裝、調(diào)整軸承方便，和嵌入式相比，零件數(shù)目較多、尺寸較大、外觀不平整。,定位銷 為保證每次拆裝箱蓋時，仍保持軸承座孔制造加工時的精度，在精加工軸承孔前，在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷。該減速器采用個定位圓錐銷，安置在箱體縱向左側(cè)聯(lián)接凸緣上，成非對稱布置。,油面指示器 檢查減速器內(nèi)油池油面的高度，經(jīng)常保持油池內(nèi)有適量的有。在箱體右側(cè)處設有油標，該處便于觀察、油面較穩(wěn)定（如圖所示）。,通氣冒 減速器在工作時，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為了使箱內(nèi)熱脹空氣能夠自由排除，以保持箱體內(nèi)外壓力平衡，不至使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S密封件等其它處滲漏，在箱體頂部裝設通氣器（如下圖所示）。,放油螺塞 換油時，排放污油和清洗劑，設在箱體底部、油池的最低位置處，平時用螺塞將放油孔堵住。放油螺塞和箱體結(jié)合面添加防油漏墊圈。（如圖所示）,啟蓋螺釘 為加強密封效果，通常在裝配時于箱體剖分面上涂以水玻璃或密封膠，所以在拆卸時往往因膠結(jié)緊密難以開蓋。為此在箱蓋聯(lián)接凸緣處，加工出螺紋孔，旋入啟蓋螺釘便可將上箱蓋頂起。,吊耳 功用：由于減速器的質(zhì)量較大，所以設有吊耳，便于安裝或搬運。吊耳和箱體一起鑄出，設在箱體的兩端（如圖所示）,齒輪的潤滑,潤滑對于齒輪傳動十分重要。潤滑不僅可以減少摩擦、減輕磨損，還可以起到冷卻、防銹、降低噪聲、改善齒輪的工作狀況、延緩輪齒失效和延長齒輪使用壽命等作用。 通過計算得知，高速級齒輪的線速度v=1.64m/s，v12m/s。所以，齒輪將采用浸油潤滑，在減速器內(nèi)裝有一定容量的潤滑油，將齒輪浸入油中。 由于轉(zhuǎn)速較低，采用黏度較小的潤滑油，選用機械油（N15）潤滑油。浸油高度沒過3個齒高，H=105mm。,減速器的維護保養(yǎng),目的：是保持減速器的正常技術(shù)狀態(tài)，延長減速器的使用壽命所必須進行的工作。 方法：通過擦 拭、清掃、潤滑、調(diào)整等方法對減速器進行護理。 要求：要清潔、整齊、潤滑良好、安全。,自述結(jié)束 謝謝各位答辯老師！ 答辯人：胡明軒,