机械设计课设-第5题 设计一链板式输送机传动装置

设计题目：设计一链板式输送机传动装置
（5—B）
一、传动简图的拟定 (3)
二、电动机的选择 (3)
三、传动比的分配 (5)
四、传动零件的设计计算 (7)
五、轴的设计及校核计算........................... . (18)
六、轴承的选择和计算 (33)
七、键连接的校核计算 (36)
八、减速箱的设计 (38)
九、减速器的润滑及密封选择 (39)
十、减速器的附件选择及说明 (40)
一、 传动简图的拟定 设计一链板式输送机传动装置
工作条件：
连续单向运转，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%。

链板式输送机的传动效率为0.95。

（5—B ）原始数据：输送链的牵引力kN F 6=；输送链的速度s m v /5.0=；输送链链轮节圆直径mm D 399=。

二、 电动机类型和结构型式的选择
1、电动机类型的选择：根据用途选择Y 系列一般用途的全封闭自冷式三相异步电动机。

2、功率的确定：
⑴工作机所需功率w P ：
)1000/(w w w w v F P η=
因为kN F 6=；s m v /5.0=；95.0=w η，把数据带入式子中，所以
kW P w 1579.3)95.01000/(5.06000≈⨯⨯= ⑵传动装置的总效率η： 联轴器效率
=0.99，滚动球轴承效率
=0.99，锥齿轮效率
=0.97，圆柱齿轮效
率（8级精度）=0.97，滚子链效率=0.96。

8677
.096.099.097.097.099.03滚子链
3
球轴承圆柱锥联轴器=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=ηηηηηη
⑶所需电动机的功率d P ：
kW P P w d 6394.38677.0/1579.3/===η
⑷电动机额定功率m P ：
按m P ≥d P 选取电动机型号。

故选kW P m 4=的电动机
3、电动机转速的确定：
计算工作机轴工作转速：
min
/9331.23)
399/(5.0100060)
/(100060r d v n w =⨯⨯⨯=⨯=ππ 按表3-2(P14)推荐的传动比范围，取锥齿轮、圆柱齿轮和链传动的一级减速器传动比范围分别为2~3、3~5和2~5，则总传动比范围为i=12~75。

故电动机转速
的可选范围为
min /17952.2879331.23)7512(r in n w -=⨯-== 符合这一范围的同步转速有750、1000和1500r/min 。

4、电动机型号的确定
由上可见，电动机同步转速可选750、1000和1500r/min ，额定功率为4kW 。

电动机工作功率m P = 4KW ， 转速
m
n =
960r/min
20，，轴夹角，不变位，
级精度。

要使轴径d 12与联轴器轴孔相适应故选择连轴器型号，查课本P297,查5.1=A K ，
m N T K T A C •=⨯=⨯=7.594.395.11。

查《机械设计课程设计》P298，取LT4弹性套柱销联轴器，其额定转矩63N ·m ，半联轴器的孔径mm d 241=,故取mm d 2412=，轴孔长度L=52mm ，联轴器的轴配长度L1 =38mm 。

4.轴的结构设计
（1）拟定轴的装配方案如下图：
（2）轴上零件的定位的各段长度，直径，及定位 ○1为了定位半联轴器，1-2轴右端有一轴肩，取d 2-3=30mm
○2选滚动轴承：因轴承同时承受有径向力和轴向力且受力不大，故选用系列角接触球轴承。

参考d 2-3=30mm 。

查《机械设计课程设计》P153，表15-3 。

选取标准精度约为03，尺寸系列7307AC 。

尺寸： 358021d D B ⨯⨯=⨯⨯
故d 3-4= d 5-6=35mm ，而l 3-4=21mm 。

此两对轴承均系采用轴肩定位，查表15-3，7307AC 轴承轴肩定位高度h=9mm
因此取d 4-5=56mm 。

○3取安装齿轮处的直径d 6-7=30mm ，使套筒可靠的压在轴承上，故l 56<B=18mm ，l 56=18mm 。

○4轴承端盖厚度为e=9.6mm ，套杯厚度s1=8mm ，由于装拆及添加润滑油的要求，
解得：N F a 9.1321-=,N F b 4931= 垂直面上的支反力：0122=-+t b a F F F
012=⋅-⋅ac F ab F t b
解得：N F a 9.5422-=，N F b 5.16082= ⑶求弯矩，绘制弯矩图（如下图）
mm N ab F M a •=⋅=5.1395411 mm N d F M M m a •=⋅==4.53242/112 mm N ab F M a •=⋅=5.5700423
（2）轴上零件的定位的各段长度，直径，及定位
①初步选择滚动轴承。

因轴承同时受到径向力和轴向力，故选用单列角接触球轴承，参照工作要求并根据mm d d 265612>=，查《机械设计课程设计》P153，表15-3 。

取7307AC 型，尺寸mm mm mm T D d 197230⨯⨯=⨯⨯ 故d 12= d 56=30mm ，此两对轴承均系采用套筒定位，查表18-4，轴定位轴肩高度h=2mm,因此取套筒直径为34mm 。

②取安装齿轮处的直径：d 23=d 45=35mm ，锥齿轮右端与左轴承之间采用套筒定位，已知锥齿轮轮毂长lh=（1.2~1.5）ds ，取lh=38m 为了使套筒可靠的压紧端面，故取 23l =35mm,齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h>0.07d,取h=2.5mm,则此处轴
环的直径d 34=40mm.
③已知圆锥直齿轮的齿宽为b1=65mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮端面，此处轴长l 45<lh ，取45l =62mm 。

④以箱体——大圆锥齿轮中心线为对称轴，取mm l 4012=， mm l 1034=，
mm l 4056=。

(3) 轴上零件的周向定位：
（6）合成弯矩：
mm N M M M •=+=6985525217 mm N M M M •=+=
7273525228
mm N M M M •=+=5.9492626239
mm N M M M •=+=2.102624262410
（7）求扭矩：
mm N d F T m t •=⋅=6.996332/22
（2）轴上零件的定位的各段长度，直径，及定位 按零件的安装顺序，从最小轴径处开始设计： ① 轮轮毂与轴段①：
该轴段安装链轮轮毂，此轴段设计与链轮轮毂同步设计。

该处轴径取mm d 401=，链轮轮毂宽度为60mm ，轴的长度略小于轮毂孔的宽度，取mm L 581=。

② 封圈与轴段②：
在确定轴段②的轴径时，应当考虑链轮的轴向定位以及密封圈的尺寸。

链轮用轴肩定位，轴肩高度
mm d h 48.240)1.007.0()10.007.0(--=⨯--=--=。

轴段②的轴径为
mm mm h d d 486.45)86.5(40212--=--+=+=，最终由密封圈确定，该处轴的圆周速度小于s m /3，可选用毡圈密封，查表16-9选毡圈
19864606/40-ZQ JB ,则mm d 452=。

轴承端盖外缘到链轮距离为
mm d l b 2421)45.3(3--=--≥，取mm l b 22=。

（36d mm =）
③ 轴承与轴段③及轴段⑦的设计：
轴段③及轴段⑦上安装轴承，其轴径应满足轴承内径系列。

有径向力存在，采用角接触球轴承，由轴段②到轴段③需要有安装轴肩，轴肩高度为mm h 31--=，取mm h 5.2=，则轴段③及轴段⑦的轴径为mm d 503=，查表15-1选取角接触球轴承1994292/7310-T ACGB 。

轴承内径为mm d 50=，轴承外径为mm D 110=,宽度为mm T 27=。

轴承采用脂润滑，故需要甩油环，甩油环宽度定为mm B 12=,则轴段③的长度为mm L 393=。

6） 合成弯矩：
mm N M M •==43960015
mm N M M M •=+=150******** mm N M M M •=+=
27013424237
7） 求扭矩：
mm N d F T t •=⋅=3782402/24 8） 判断危险截面并验算强度
剖面B 弯矩最大，而直径相对较小，故剖面B 为危险截面。

因为轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取6.0=α，轴的计算应力：
42。