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1、0课程设计任务书2012-2013 学年第一学期学院：工学院 班级： 姓名： 学号： 课程名称： 机 械 设 计 课 程 设 计 设计题目： 链式运输机传动装置设计 完成期限：自 2012 年 12 月 24 日 至 2013 年 1 月 7 日 内容及任务一、设计的主要技术参数：运输链牵引力 F（KN）：2.4输送速度 V(m/s)：0.7链轮节圆直径 D(mm)：140工作条件：链式运输机单向运转，工作中载荷有轻微振动，输送机效率 0.90，工作年限 8 年,大修期限 3 年每年工作 250 天，两班制工作，工作机允许速度误差5%；在专门工厂小批量生产。二 设计任务：传动系统的总体设计；
2、传动零件的设计计算；减速器的结构、润滑和密封；减速器装配图及零件工作图的设计； 设计计算说明书的编写。三 每个学生应在教师指导下，独立完成以下任务：（1） 减速机装配图 1 张；（2） 零件工作图 23 张；（3） 设计说明书 1 份（60008000 字） 。起止日期 工 作 内 容12.24-12.25 传动系统总体设计12.25-12.27 传动零件的设计计算；12.28-1.6 减速器装配图及零件工作图的设计、整理说明书进度安排1.7 交图纸并答辩主要参考资料1濮良贵，纪名刚.机械设计.北京：高等教育出版社，2001.2金清肃.机械设计课程设计.武汉：华中科技大学出版社，2007.3赵
3、大兴，工程制图. .北京：高等教育出版社，2006.4朱理，机械原理. .北京：高等教育出版社，2004.指导老师（签字）： 2013 年 1 月 日系（教研室）主任（签字）： 年 月 日1目 录1 设计任务52 传动方案分析63 原动件的选择与传动比的分配73.1 原动件的选择 73.2 计算总传动比和分配传动比 83.3 传动系统运动和动力参数的计算94 传动零件的设计计算104.1 减速器内部传动零件的设计计算 125 轴的设计计算205.1 减速器低速轴的设计计算205.2 减速器高速轴的设计计算235.3 减速器中间轴的设计计算266 滚动轴承及键联接的校核计算296.1 滚动轴承的
4、校核计算296.2 键联接的校核计算307 减速器的结构、润滑和密封327.1 减速器的结构设计327.2 减速器的润滑和密封338 设计小结349 参考资料3521、设计任务设计任务如图 1.1 所示，为用于链式运输机单向运转，工作中载荷有轻微振动，输送机效率 0.90，工作年限 8 年,大修期限 3 年每年工作 250 天，两班制工作，工作机允许速度误差5%；在专门工厂小批量生产；三相交流电源的电压为 380/220V。已知数据：运输链牵引力 F（KN）：2.4输送速度 V(m/s)：0.7链轮节圆直径 D(mm)：140图 1.1 链式输送机传动系统简图1动力与传动系统； 2联轴器； 3
5、链式输送机32.传动方案分析合理的传动方案，首先应满足工作机的性能要求，其次应满足工作可靠，转动效率高，结构简单，结构紧凑，成本低廉，工艺性好，使用和维护方便等要求。任何一个方案，要满足上述所有要求是十分困难的，要多方面来拟定和评比各种传动方案，统筹兼顾，满足最主要和最基本的要求，然后加以确认。本传动装置传动比不大，采用二级级传动，减速箱内两级直齿圆柱齿轮减速，轴端连接选择弹性柱销联轴器。图 2.1 链式输送机传动方案示意图1电动机；2联轴器；3滚动轴承；4圆柱齿轮；5链式输送机3 原动件的选择与传动比的分配43.1 原动件的选择1电动机类型的选择根据动力源和工作条件，选用一般用途的 Y 系列
6、三相交流异步电动机，卧式封闭结构，电源的电压为 380V。2电动机容量的选择根据已知条件，工作机所需要的有效功率为kwFvPw68.107241设： 输送机的的效率； 4=0.904对滚动轴承效率， =0.99；b b闭式圆柱齿轮传动效率（设齿轮精度为 7 级） ， =0.98；g g联轴器效率， =0.99；cc估算传送系统总效率为01234w9.c12.80.972bg34.1bc90w则传动系统的总效率 为823.09.81.072. 工作时，电动机所需的功率为kwPwd 4.83.061查表可知，满足 条件的 Y 系列三相异步电动机额定功率 应取为edP eP2.2kW。53电动机转速
7、的选择根据已知条件，可得输送机的工作转速 min54.9in140.37.6min60w rrrDv初选同步转速为 1500r/min 和 1000r/min 的电动机，查表可知，对应于额定功率为 2.2kW 的电动机型号分别为 Y100L1-4 和 Y112M-6 型。现将有关技术数据及相应算的总传动比列于下表中。方案的比较方案号型号 额定功率（kW）同步转速(r/min)满载转速(r/min)总传动比外伸轴颈D/mm轴外伸长度E/mm Y100L1-4 2.2 1500 1430 14.97 28 60 Y112M-6 2.2 1000 940 9.84 28 60通过对上述两种方案比较可
8、以看出：方案选用的电动机转速高、质量轻、价格低，总传动比对二级减速传动而言不算大，故选方案较为合理。Y100L1-4 型三相异步电动机的额定功率为 2.2kW，满载转速 min1430rn由表查得电动机中心高 H=110mm，轴伸出部分的直径和长度分别为 D=28mm 和E=60mm。3.2 计算总传动比和各级传动比的分配链式输送机传动系统的总传动比97.145.30wmni由传动系统方案知 3i01由计算可得两级圆柱齿轮减速器的总传动比为97.14.340121ii为了便于两级圆柱齿轮减速器采用浸油润滑，当两级齿轮的配对材料相同、齿面硬度 、齿宽系数相等时，考虑齿面接触强度接近相等的条件，取
9、35HBS高速级传动比为 412.97.31.12 ii低速级传动比为.42.123i传动系统各级传动比分别为610i； 42.2i； 39.i； 41i3.3 传动系统的运动和动力参数计算传动系统各轴的转速、功率和转矩计算如下所示。0 轴（电动机轴）：mNnPTkwrdm.624130.9504.2i130 1 轴（减速器高速轴）：mNnPTkwri .491302.9504.in131101 2 轴（减速器中间轴）：mNnPTkwri .75.16.32495097.in.432212 3 轴（减速器低速轴）：mNnPTkwri .8019.695095072.1in.3323 4 轴（输
10、送机轴）：mNnPTkwri .0186.952.095.1in.4434 7传动系统的运动和动力参数电动机 两级圆柱齿轮减速器 工作机轴号0 轴 1 轴 2 轴 3 轴 4 轴转速n/(r/min)1430 1430 324.116 95.6 95.6功率 P/kW 2.04 2.02 1.96 1.90 1.862转矩 T/( Nm)13.624 13.49 57.75 189.80 186.0传动比 i 1 4.412 3.39 14 传动零件的设计计算4.1 减速器内部传动零件的设计计算1、高速级圆柱齿轮传动的设计根据已知：输入功率 kwP02.1，小齿轮转速 min1430rn，传动
11、比42.i，传递的转矩 mNT.493，工作寿命 8，两班制，250 天，工作轻微冲击1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。（2）输送机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度（3）材料选择。选择小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为 280HBS，大齿轮 材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS，硬度差为 40HBS。（4）选小齿轮齿数 ，大齿轮齿数123z10234.2z2、按齿面接触强度设计由设计计算公式21312.()EtdHKTZid（1） 、确定公式内的各计算数值1） 、试选载荷系数 .t2） 、选取齿宽系数 1d3） 、查得材
12、料的弹性影响系数1289.EZMPa4） 、按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 lim160HPa8大齿轮的接触疲劳强度极限 lim250HMPa5） 、计算应力循环次数892 911023.64.7 107.60NjLnh6） 、取接触疲劳寿命系数 9.HNK， 4.2HN7） 、计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数 S=1MPaSKHNH517094.6.2lim21li1 （2） 、计算1） 、试算小齿轮分度圆直径 ，代入 中较小的值1tdHmZiTdHEdt 081.332. 212） 、计算圆周速度 vsnv 4.2106.4.1063） 、计算齿宽 bmdt 8.3
13、.14） 、计算齿宽与齿高之比 h模数 zmtt 4.230.1齿高 ht 25.4.8b5） 、计算载荷系数由 v=2.48m/s，7 级精度，查得动载系数 09.1VK直齿轮 1HFK查得使用系数 .25A查得 7 级精度，小齿轮相对支撑非对称布置时， 415.H9由21.0hb， 45.HK 查得 3.1FK9.4509.21VA6） 、按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径mdt 7.3.8.3317） 、计算模数 mz64.27.13、按齿根弯曲强度设计由设计公式 132()FaSdYKTmz（1） 、确定公式内各计算值1） 、查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 150FEMPa大齿轮的弯
14、曲疲劳强度极限 238FE2） 、取弯曲疲劳寿命系数 .01NK， 7.2FN3） 、计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S=1.4MPaSKFENF 143.264.13807.9.52211 4） 、计算载荷系数 K8.9.5FVA5） 、查取齿形系数查得 ， 18.2aY12.69Fa， 79S5S6） 、计算大、小齿轮的 并加以比较FaS1001652.43.267918.21FSaSaFY大齿轮的数值大（2） 、设计计算15.062.23149.83 m对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要决定于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度算得的模数 1
