设计链式输送机传动装置

第一章 机械设计课程设计任务书 1.1 设计题目： 设计链式输送机传动装置 1.2 已知条件： 1. 输送链牵引力 F=4.5 kN ; 2. 输送链速度 v=1.6 m/s（允许输送带速度误差为 5%）； 3. 输送链轮齿数 z=15 ； 4. 输送链节距 p=80 mm； 5. 工作情况：两班制，连续单向运转，载荷平稳，室内工作，无粉尘； 6. 使用期限：20年； 7. 生产批量：20台； 8. 生产条件：中等规模机械厂，可加工6-8级精度齿轮和7-8级精度蜗轮； 9. 动力来源：电力，三相交流，电压380伏； 10．检修间隔期：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修。

验收方式： 1．减速器装配图；（使用AutoCAD绘制并打印为A1号图纸） 2．绘制主传动轴、齿轮图纸各1张； 3．设计说明书1份。

第二章 前言 2.1 分析和拟定传动方案： 机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。 满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种不 同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较，从而选择出最符合实际情况的一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 邵阳学院课程设计 第 2 页 共 26 页 所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动机构。众所周知，齿轮传动的传动装置由电动机、减速器、链传动三部分组成，而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。所以，如果要设计输送机的传动装置，必须先合理选择它各组成部分，下面我们将一一进行选择。 2.2 方案优缺点分析 1.在高速端应用圆锥齿轮，可以减小锥齿轮的尺寸，减小其模数，降低加工难度。 2.在输出端，即低速端采用链传动，因为链传动的瞬时传动比是变化的，引起速度波动和动载荷，故不适宜高速运转。 3.在高速输入端应用联轴器，结构紧凑，但启动电动机时，增大了电动机的负荷，因此，只能用于小功率的传动。 4.圆锥齿轮端，可能由于两锥齿轮尺寸过小，不能很好的利用润滑油。

第三章 电动机的选择与传动比的分配 电动机是常用的原动机，具体结构简单、工作可靠、控制简单和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量和转速、确定具体型号。按工作要求和条件选取Y系列一般用途的全封闭三相异步电动机。

3.1电动机的选择计算： 输送链链轮的节圆直径d/mm d=P/sin(180/z)=385mm

工作机的有效功率为： pw =FwVw / =4.5*1.6/0.95=7.243kw 从电动机到工作机间的总效率为： ∑=1·2·345678=0.99*0.96*0.97*0.994*0.96=0.877

式中，1为联轴器效率0.99，2为锥齿轮效率（7级）0.97，3圆柱齿轮的效率（7级）0.98，4567为角接触球轴承的效率0.99，8滚子链传动效率0.96。

所以，电动机所需工作功率为pd =wp=7.243/0.877= 8.3KW 选择电动机的类型 ： 邵阳学院课程设计

第 3 页 共 26 页 电动机额定功率pd> pm

因同步转速的电动机磁极多的，尺寸小，质量大，价格高，但可使传动比和机构尺寸减小。

由此选择电动机型号：Y160M1-2 电动机额定功率pm=4kN,满载转速nm=1440r/min 工作机转速nw=60*V/(π*d)=79.370r/min 电动机型号 额定功率 满载转速 起动转矩 最大转矩

Y160M1-2 11kw 2930r/min 2 N·m 2.3 N·m 选取B3安装方式

3.2 计算传动装置的总传动比i并分配传动比 ： 总传动比i：按表3-2推荐的链传动比6。取链传动的传动比为4.6，则整个减速器的传动比为 ：I总==nm/nw=2930/79.370=36.916 i=I总 / 4.6=8.025

分配传动比：i=12ii 高速级圆锥齿轮传动： 1i=2.5 中间级圆柱齿轮传动比： 2i=3.2 3.3 计算传动装置各轴的运动和动力参数 ： 各轴的转速 ： Ⅰ轴: n1=2930 r/min Ⅱ轴: n2=2930/2.5=1172r/min Ⅲ轴: n3=1172/3.2=366.25 r/min 链轮的转速：n4=79.370 r/min 各轴的输入功率 ：

Ⅰ轴: p1=pd*1=11*0.99=10.89kw

Ⅱ轴: p2= p1*2 *4=10.89×0.97×0.99=10.458kw Ⅲ轴: p3= p2*3*5=10.458×0.98×0.99=10.146kw 各轴的输入转矩 ： 电动机轴的输出转矩：Td=9.55×106×11/2930=35853.242N.m Ⅰ轴: T1=9550*p1/n1=35.495N·m Ⅱ轴: T2=9550*p2/n2=85.217N·m Ⅲ轴: T3=9550*p3/n3=264.558N·m 邵阳学院课程设计 第 4 页 共 26 页 第四章 链传动的设计计算 4.1由3.2知链传动速比： i=4.5 输入功率： p=3.689KW 选小链轮齿数z1=17。 大链轮齿数 z2=i×z1=4.5×17=76，z2<120，合适。 4.2确定计算功率 : 已知链传动工作时有轻微振动，由表9-6选kA =1.0，设计为双排链取kP=1.75, 由主动链轮齿数Z=17，查主动链轮齿数系数图9-13，取kZ=1.55计算功率为 : Pca=p3×kAkZ/kP=1.0×1.55×3.689/1.75kW=3.27kW 4.3确定链条型号和节距，初定中心距a0，取定链节数Lp 由计算功率Pca和主动链轮转速n3=128.571r/min，查图9-11，选用链条型号为:16A，由表9-1，确定链条节距p=25.4mm。 初定中心距a0=(30~50)p=720~1270，取a0=1000。

=78.7+46.5+2.8=128 取Lp =128节(取偶数)。 链传动的最大中心距为a=f1×p[2Lp-(z1+z2)] 由(Lp-z1)/(z1-z1)=(128-17)/(76-17)=1.88 查表9-7，得f1=0.24312. a=0.24312×25.4×(2×128-93)=1006.57mm 4.4求作用在轴上的力 : 平均链速 : v=z1×n3×p/60×1000=17×128.571×25.4/60000=0.925m/s 工作拉力 : F=1000P/v=1000×3.689/0.925=3988.2N 工作时有轻微冲击，取压轴力系数 : KFP=1.15 轴上的压力 : Fp=KFP×F =1.15×3988.2N=4586.3N 4.5选择润滑方式 : 根据链速v=0..925m/s，链节距p=25.4mm，链传动选择滴油润滑方式。 设计结果：滚子链型号16A -2×128GB1243.1-83，链轮齿数 z1=17，z2=76，中心距a=1006.57mm，压轴力Fp =5502.4N。

第五章 齿轮的设计计算 齿轮传动是应用最广泛的一种传动形式，其传动的主要优点是：传递的功率大、速度范围广 、 效率高、工作可靠、寿命长、结构紧凑、能保证传动比恒定，齿轮的设计主要围绕传动平稳和承载能力高这两个基本要求进行的。 邵阳学院课程设计 第 5 页 共 26 页 5.1 圆柱直齿轮的设计 5.1.1选择材料热处理齿轮精度等级和齿数 : 由表得：选择小齿轮材料40Cr钢，调质处理，硬度280HBS；大齿轮材料45钢，调质处理，硬度240HBS，精度7级。 取Z1=19，i=3.5, Z2=Z1·i=19×3.5=66.5,取Z2=67 5.1.2按齿面接触疲劳强度设计 :

计算公式：d1t



312)1(*32.2UUTKZdtHE











T1=80.7N·m 试选Kt为1.3 EZ查表10-6得EZ=189.8mpa21

由图10-21d按齿面硬度差得小齿轮德接触疲劳强度极限1limH=600mpa; 大齿轮的接触疲劳强度极限2limH=550mpa 由式10-13计算应力循环次数

N1=60n1jLh=60*450*1*2*8*300*10=12.96810 N2= N1/4=3.09810 查图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.95，KHN2=0.98 计算接触疲劳许用应力 : 取失效概率为1%，安全系数S=1，由式10-12得 :

[H]1=SKHS1lim10.95×600=570 Mpa

[H]2=S

KHN2lim2

0.98×550=539 Mpa

取[H]为537.25 Mpa 试算小齿轮分度圆直径d1t:

d1t 312)1(*32.2UUTKZdtHE=59.624mm 计算圆周速度V : V=10006011ndt1000601070143624.590.335m/s 计算齿宽B： B=d* d1t =0.9*59.624=53.6616mm 计算齿宽与齿高之比：