链式输送机设计说明图纸Word格式.docx
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1)外传动机构为V带传动。
2)减速器为锥齿轮减速器。
3)方案简图如下图:
1.电动机;
4.锥齿轮减速器4)该方案的优缺点:
该工作机有轻微振动,由于V带有缓冲吸振能力,采用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,可以采用V带这种简单的结构,并且价格便宜,标准化程度高,大幅降低了成本。
减速器部分锥齿轮减速,这是锥减速器中应用最广泛的一种。
原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。
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、工作可靠,此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。
机械设计基础课程设计说明书-3-
计算及说明结果
二选择电动机
传动装置总效率
33,,,,,,,0.96,0.99,0.97,0.97,0.851234
,0.96带传动效率1
,0.99滚动轴承效率2
,0.97圆锥齿轮传动效率3
0.97链式输送机效率,6
工作机输入功率:
p,3.8kww
电动机所需要功率:
p3.8wp,kw,kw,4.47d,0.85a
确定电动机的型号:
运输带鼓轮的工作转速为:
,,125r/ming
按课程设计指导书附表8.1查得圆锥传动比一般范围为:
i,6~20,故电动机转速:
a
n,i,n,(6~20),125r/min,750~2500r/minaa
根据功率p,p,且转速满足:
750,n,2500r/mineddd选电动机型号为:
Y112M,4
参数:
额定功率为:
P,4kw
电动机满载转速n,1440r/minm
电动机轴伸出直径D,38mm,电动机收伸出长度L,80mm
机械设计基础课程设计说明书-4-
三运动学和动力学计算:
1总传动比及其分配
总传动比i,/,1440/120,12nnamg
2分配减速器的各级传动比直齿轮,圆柱斜齿轮传动比:
带传动比:
i,3.51锥齿轮传动比:
i,2.422
链式输送机传送比:
i,1.553
3.计算减速器各轴转速:
1440/3.5411/minn,n,,r?
m
/2.8411/2.42170/minn,n,,r?
?
/3.8170/1.55125/minn,n,,r?
n125/minn,,r?
链式输送机
4.减速器各轴功率计算:
,p3.760.963.6,p,,,kw?
12d
,3.60.990.993.52p,p,,,,kw?
23
3.520.990.970.973.8p,p,,,,,,,kw?
24
p,p,3.8kw?
5.减速器各轴功率转速.转矩列表:
轴号功率p(kw)转速n(r/min)转矩T(N/m)
3.76144024.9电动机轴
3.641166.9?
轴
3.52170114.3?
3.8125206.2?
3.8125206.2链式输送机
机械设计基础课程设计说明书-5-
四带传动的设计
1.确定V带型号和带轮直径:
工作情况系数KA:
由表11.5确定(载荷轻微震动,双班制)
计算功率p,k,p,1.2,3.714,4.46kwcAd
选带型号:
由图11.15(小带轮转速,Pc)
小带轮直径:
由表11.6,Dmin=75mm(A型)
大带轮直径:
n,n1m
k,1.2带根数:
由表11.8,P,1.18kw;
由表11.7,k,0.95;
Aa0
由表11.12,k,0.99;
由表11.10,,p,0.11kwl0
pcz,p,4.46kwc(p,,p)kkal00
4.46,,3.68,取z,4(1.18,0.11),0.95,0.99
5.求轴上载荷
A型张紧力:
取D,112mm由表11.4,q,0.10kg/m,则1
p2.5,k2caF,500(),qv0vzka
4.462.5,0.95,500,(),0.10,5.63,162.13N5.63,40.95
轴上载荷:
a160.151F,2zFsin,2,4,162.13,sin,1277.63NQ022带轮结构设计略
此带为普通v带B,(z,1)e,2f,65mm
机械设计基础课程设计说明书-6-
z,4
五.直齿圆锥齿轮传动的设计计算:
由题可知,小齿轮选用40Cr,调制处理,硬度为240~280HB,取平
均硬度260HB;
大齿轮选用45号钢,调制处理,硬度为230HB。
齿面接轴疲劳强度计算:
齿数z和精度等级:
取z,24,z,iz,2.8,24,67.2,取68121F,162.13N0估计V,4m/s,由表12.6,选8级精度。
吗
使用寿命K,由表12.9,取K,1.25AA
动载系数K,由表12.9,取K,1.18vV
KFAtF,1277.63N齿间载荷分配系数由表,估计K,12.10Z,100N/mmQHab
u2.8cos,,,0.94,122u,12.8,1z,24,z,68122,,选用8级精度ZZZ4.7KTEH,1,,d,1,,2(1,0.5)u,,K,1.25,,,,,HARR
K,1.18,107.54mmV
机械设计基础课程设计说明书-7-
验算圆周速度及KaFt/b
d,(1,0.5)d,91.41mm11mR
dn11mv,,1.84m/s(与估计值相近)m60,1000
2T1F,,1921Ntd1mm,4.5mmdd11,,,b,R,,,,,47.3mmRRRd,108mm21,2sin,1,cos11d,306mm2KFAt,50.8N/mm,100N/mm(与原估计值相符)b
确定传动主要尺寸R,162.25mm
d1大端模数m,m,,4.49mm,由表12.3,取m,4.5mmzb,49mm1
实际大端分度圆直径d,d,mz,108mmY,2.7311Fa1d,mZ,306mmy,2.1522Fa2
mY,1.6422Sa1锥距R,R,z,z,162.25mm122Y,2.07Sa2齿宽b,b,,R,0.3,162.25,48.68mm,取b,49mmR
Y,0.68齿根弯曲疲劳强度计算:
齿形系数Y,由图12.30,F,2.73,F,2.15Fa12FaFa
应力修正系数Y,由图12.31,Y,1.64,Y,2.07SaSa1Sa2
0.75重合系数Y,y,0.25,,0.68,,,aV
齿间载荷分配系数K,由表12.10Fa
KF/b,100N/mmAt
机械设计基础课程设计说明书-8-
1k,,1.47,FaY
载荷系数K,K,KKKK,3.90AVFa,,
弯曲疲劳极限由图,12.23c,,600MpaFlimFlim1,
570MpaFlim2
弯曲最小安全系数由表,S,12.14S,1.25FminFmin
弯曲寿命系数由题意,Y,Y,Y,1.0NN12N
K,1.47尺寸系数,由图,Y12.25Y,1.0FaXX,,,许用弯曲应力:
F,K,3.90,YY600,1.0,1.0Fli11mNx,,,,,,480MpaF1,600MpaS1.25Flim1Fmib,
570Mpa570,1.0,1.0,Flim2,,,,456MpaF2S,1.251.25Fmin验算Y,Y,1.0NN12
4.7KTYYYY,1.0,111FaSa,x,F12232,,,,1,0.5zmu,1RR1
4.7,3.90,87790,2.73,1.64,0.68,,,,,144.84Mpa,F12232,,0.3,1,0.5,0.3,24,4.5,2.8,1
,,,480MpaYY2.15,2.07F1Fa2Sa2,,,,,,144.84,,144.0Mpa,,21F2FF,,,,456MpaYY2.73,1.6411FaSaF2
,144.84MpaF1,,144.0MpaF2六.斜齿圆柱齿轮传动的设计计算:
T,236.068N/m1
选择齿轮材料,小齿轮40Cr,调制,硬度260HB,大齿轮45号钢,调制,硬度240HB.
齿面接触疲劳强度计算:
1.初步计算
P3.3966转矩T,T,9.55,10,9.55,10,,236068N/mm1n137.141
机械设计基础课程设计说明书-9-
计算及说明结果,,
齿宽系数,查表12.13,可取,1.0dd,,A值,由表12.16,估计,10,取A,81dd,初步计算的许用接触应力[]:
由图12.17cH,,,710Mpa,,580Mpa,Hlim1Hlim2,,,0.9,639Mpa,,H1Hlim1,,,0.9,522Mpa,,H2Hlim2初步计算的小齿轮直径d1
Tu,11d,A,31d2,,u,,dH
2360683.38,13,81,,,84.3,取d,85mm123.381,522
初步齿宽b,b,,d,85,取b,85mmd1
2.校核计算
dn11圆周速度v,v,,0.61m/s60,1000
齿数z,模数m和螺旋角
取z,28,z,iz,94.6,95121
d851m,,,3.04,由表12.3,取m,3mmtnz281
m3,n,,arccos,arccos,9.30(和估计值接近)m3.04t
使用系数K:
由表12.9,K,1.25AA
动载系数K:
由表12.9,K,1.1VA
齿间载荷分配系数K:
Ha
由表12.10,先求
2T2,2360681F,,,5555Ntd851
KF1.25,5490At,,80.7N/mm,100N/mmb85
机械设计基础课程设计说明书-10-
,计算及说明结果
,,,,11,,,1.88,3.2,cos,1.71,,,,a,,zz,,12,,,,,,,
zbsind1表,12.8,,tan,1.46,,,,,mn
表,12.8,,,1.71,1.46,3.17,a,tantan20,n表,12.8,arctan,arctan,20.24,t,,,,coscos9.30
,表,12.8cos,coscos/cos,0.99bnt,
2由此得K,K,/cos,1.75HaFab,
齿向分布载荷系数,由表K12.11H
2,,,b,,323,,K,A,B,C,10b,1.17,0.16,1,0.61,10,85,1.38H,,d1,,,
载荷系数K,KKKK,1.25,1.1,1.75,1.38,3.32AVHaH
弹性系数,;
节点区域系数:
由图,ZZ,189.8Mpa12.16Z,2.37EEH,,,,,重合度系数,由式,因故Z12.31,1,,1,,,,,,4,11,,,,()Z,1,,,,,0.76,,31.71
,,旋转角系数,ZZ,cos,cos9.30,0.99
接触最小安全系数由表,S,12.14S,1.05HminHmin
接触寿命系数由图,Z,12.18Z,1.13,Z,1.18NN1N2,,,ZHlim1N1,,,,许用接触应力,,,764MpaHH1SHmin,Z,Hlim2N2,,,,652MpaH2SHmin
2KTu,11,验算:
ZZZZ,,,HEH2ubd1
2,3.61,2360683.38,1,189.8,2.37,0.76,0.99,,23.3885,85
,,642Mpa,,H2
机械设计基础课程设计说明书-11-
3.确定传动主要尺寸
di,1,,85,3.38,1,,1中心距a,a,,,186.15mm22
实际分度圆直径d,因中心距未作圆整,故分度圆直径不会改变,即:
1
2ad,,85,d,id,287.3mm121i,1
齿宽b,b,d,85mm,d1
齿根弯曲疲劳强度验算:
z281齿形系数Y,z,,,29.13Fa1V33coscos9.30
z,2z,,98.842V3cos
由图,12.21Y,2.55,Y,2.18F12aFa应力修正系数由图:
Y,12.22Sa
Y,1.62,Y,1.75S1S2aa,重合度系数:
Y
,,,,,11,,,1.88,3.2,cos,1.71,,aV,,zz12VV,,,,
0.75,Y,0.25,,0.69,
aV,,,,,,,,螺旋角系数:
当时,按算YY,1,0.25,0.75(,1,1)min
,,,,,Y,1,,0.92,Ymin,120
齿间载荷分配系数由表注,K,12.103Fa
,3.17,,2.7,Y1.71,0.69,,,,前已求得故K,1.75,,K,1.75FaFa,Y,,齿向载荷分布系数:
由图12.14b/h,85/(2.25,3),12.6
机械设计基础课程设计说明书-12-
K,1.35FB,载荷系数:
KK,KKKK,1.25,1.1,1.75,1.35,3.25AVFaF
许用弯曲应力:
弯曲寿命系数:
由图,Y12.24Y,0.95,Y,0.97NN1N2尺寸系数:
由图Y12.25,Y,1.0XX,,,
弯曲疲劳极限;
由图12.23c,,600Mpa,,450MpaFlimFlim1Flim弯曲最小安全系数:
由表,S12.14S,1.25minminFF,,,许用弯曲应力:
F,,YY600,0.95,1.0lim11FNX,,,,,456MpaF1S1.25minF,YY450,0.97,1.0,lim22FNX,,,,,349.2MpaF2S1.25minF
验算:
2KT1,,YYYY,,F111FaSabdm1n
2,3.25,236068,,,,,2.55,1.62,0.69,0.92,186Mpa,F185,85,3
YY2.18,1.7522FaSa,,,,,,186,,172Mpa,,F21F2FYY2.55,1.62Fa1Sa1
七.轴的初步设计计算:
选取轴的材料及热处理:
选取45号钢,调制处理按许用切应力估算轴的最小直径:
P3d,Cminn
由表16.2,取C,112
3.533?
轴:
d,112,,23.46,取d,30mm1min1min384
3.393?
d,112,,32.62,取d,40mm2min2min137.14
机械设计基础课程设计说明书-13-
3.263?
d,112,,48.33mm,取d,50mm3min3min40.57
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采用弹性注销联轴器,其型号为:
ZC50107,HL5JB56107,
主要参数尺寸如下:
公称扭矩:
T2000N/m,n
许用转速:
n3550r/min,,,
2.轴承的选择
轴选择圆锥滚子轴承30207
轴选择圆锥滚子轴承30209
轴选择圆锥滚子轴承30211
(轴?
)轴的结构设计
1.拟定轴上零件的装配方案
下图为?
轴上的装配方案
轴的材料选用45号钢,调制处理,
,650Mpa,,,360MpaBS
根据轴的初步设计:
机械设计基础课程设计说明书-14-
2.轴的长度的确定
A.由带轮的大带轮决定
我们由前面的带传动带轮宽为65mm
为键槽预留一定长度
我们可确定d,31mm,l,70mm11
B.由轴承决定
前面选取的轴承30207,可确定d,35mm,l,16mm33(一般为利于固定l比B小1mm)3
C.由经验公式算轴肩高度:
h,0.07,35,(1~2),(3.5~4.5)mm,取轴肩高为5mm,确定d,4344
由《机械设计课程设计》要求可得
1,,l,2d,2,l,54mm.取l,60.,,43342,,
D.根据轴承安装方便的要求,取d.d均比d小1mm,得253d,33mm,d,34mm25
根据安装轴承旁螺栓的要求,取l,20mm.2
根据齿轮与内壁的距离要求,取l,16mm.5
E.根据齿轮孔的轴径和长度,确定d,32mm,l,53mm66则:
机械设计基础课程设计说明书-15-
确定轴上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)轴的结构设计:
轴的材料选用:
45号钢,调制处理
MpaMpa,,650,,,360BS
,,一做出轴的初步设计:
1.由轴承30209可知,还要预留9mm的挡油板,当然轴应当小1mm,但是打圆锥齿轮会占2mm,所以还是取l,29,d,45.11
2.由齿轮的厚度为56mm,轴应小2mm,所以取l,54,又考虑到l到l的过渡,212取d,47mm.23.l长度适量取30mm,而轴肩应大于8mm,我们就取d,54.33
4.由小齿轮的厚度85mm,决定,我们就取l,83mm,取d,d,47mm.4425.由圆锥滚子轴承30211的厚度决定,再加上挡油板厚度10mm,和大齿轮多出的2mm,取l,31mm.,d,45mm.55
可以得到下图
:
机械设计基础课程设计说明书-16-
(二)轴的数学计算部分:
L1=46.5mm.L2=98.5mm,L3=63mm
轴的受力分析:
P,3.39Kw,n,137.14r/min,T,236.07N/m轴上的功率222
求作用齿轮上的力:
F,2T/d大圆锥齿轮的圆周力t12m,d,(1,0.5)d,(1,0.5,0.3),280mR
F,2T.1000/d,1983.8Nt12m
1,,2轴向力F,Ftan.sin,1983.8,tan20,1,cosa1t1222.8,1,4.238N
1,,径向力F,Ftan.cos,1983.8,tan20,cosr1t1222.8,1,242.85N
小圆柱齿轮的圆周力:
F,2T1000/d,2,236.07,1000/85,5554.6Nt221
F,Ftan,,5554.6,tan9.30,909.7Na2t2
机械设计基础课程设计说明书-17-
,F,Ftan/cos,5554.6,tan20/cos9.30,2048.7Ntr22
求支反力:
水平面上:
85306F(L,L),FL,F,,F,rraa123232122R,H1L,L,L123,,242.97N
85306F(L,L),FL,F,,F,rraa212112122R,H2L,L,L123,1562.9N
垂直面上:
F(L,L),FLtt12323R,V1L,L,L123
3222.7N
F(L,L),FLtt22111R,V2L,L,L123
4315.7N
根据受力图画出剪力图和弯矩图:
竖直方向受力图:
剪力图:
机械设计基础课程设计说明书-18-
Mv:
水平方向受力图:
剪力和:
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,,0.6
因此轴的计算应力:
机械设计基础课程设计说明书-19-
22,M,(T)3a,,,,其中,0.1dl,1,
22213,(0.6,236.07),,54Mpa0.1,47
许用应力值由表16.3查得,[,],75Mpa,1
因此,,,,,,1,1
另外小齿轮的两个端面处较危险,左端按轴颈d=45mm
若弯曲组合按最大处计算,则有:
22,M,T,,a,,,,,57Mpa,,,1,130.1d
轴?
的设计:
1.l1的尺寸有联轴器确定,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的确定,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l2,5~8mm,我们取d3=62.
4.l4由大齿轮的宽度决定,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=57mm
5.l5由轴承的宽度21,和挡油板12.5mm,再加齿轮的余量1mm,l5=34.5mm,d5由
轴承的内径决定d5=55mm.
机械设计基础课程设计说明书-20-
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
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