链板式输送机传动装置

1000
四、传动比的分配
电动机满载转速
，工作机的转速
一般圆锥——圆柱齿轮减速器，高速级锥齿轮传动比 可按下式分配
12 明显过大，根据一般锥齿轮传动比的限制，取
，
再取圆柱齿轮传动比
３
取链传动传动比
五、传动参数的计算
1. 高速轴Ⅰ转速
。
各轴转速 n（r/min） ，
中间轴Ⅱ转速
，
低速轴Ⅲ转速
，
滚筒轴Ⅳ转速 2.
237.23 腹板式
2． 中间级圆柱齿轮的设计
(1) 选精度等级，材料及齿： 材料选择。由表 10-1 选择小齿轮材料为 40Cr（调质），硬度为 250HBS，大 齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 200HBS。
仍选用 8 级精度。该级齿轮传动比为 4，选择小齿轮齿数
，大齿轮齿
数
，初选螺旋角
(2) 按齿面接触强度计算设计： 按式（10-11）试算，即
腹板式 78.81 242mm
3． 低速级链传动设计计算
需要传递的功率为 3.132kW，主动链轮转速
。
（1） 选择链轮齿数：
取小链轮齿数
，大链轮齿数
。
（2） 确定计算功率：
由表 9-6，轻微冲击，工况系数 =1.0。
由图 9-13，齿数 18，主动链轮齿数系数
。
取单排链。 则计算功率为：
=4.5414kW （3） 选择链条型号和节距：
S=1.5 S=1.5
当量齿数 当量齿数 当量齿数 当量齿数
１２
348MPa
266MPa 0.88 19.70 78.81 2.80 1.55 2.22 1.77 0.683
对比大小齿轮 。
大齿轮数值大。将较大数值代入公式中计算：
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的发面模数 大于齿根弯曲疲劳 强度计算的法面模数，由于齿轮模数 的大小主要取决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(即模数与齿数 的乘积)有关，可取由弯曲强度算得的法面模数 2.174 就近圆整为标准值 2.5mm。 按接触强度所得的分度圆直径 =62.242 mm，算出小齿轮齿数
计算圆周速度 v，锥齿轮圆周速度需按照平均分度圆直径计算。
计算实际载荷系数：载荷系数 K=
根据工作载荷状态(轻微冲击)和原动机类型(电动机)，
根据 v=2.561m/s,8 级精度，锥齿轮第一级精度，按照 9 级精度，查得动
载系数 1.15；
:
；
根据
。 由 表 10-9 ，
。
。
K=
。
校正分度圆直径：
７
大齿轮数值较大。 将大齿轮数值代入公式：
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于齿根弯曲疲劳强度 计算的模数，由于齿轮模数 m 的大小主要取决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(即模数与齿数的乘积)有 关，可取由弯曲强度算得的模数 2.702 就近圆整为标准值 m=3 mm。按接触强 度所得的分度圆直径 =72.754mm，算出小齿轮齿数：
中等质量,200HBS
550MPa
N1=60
2.765×
N2=N1/u
9.22×
N1N2，允许一定点蚀, 和 调质刚
许用接触应力 许用接触应力
644Mpa
失效概率 1%，S=1
555.5MPa
失效概率 1%，S=1
５
参数确定完毕，将较小的 代入公式中，
=61.147mm
锥齿轮平均分度圆直径
=50.955mm。
十五、设计心得体会 33
十六、参考书目 34
１
一、设计任务说明
1.设计任务
设计链板式输送机的传动装置。
2.原始数据
题号
5-C
输送链的牵引力 F/kN
7
输送链的速度 v/(m/s)
0.4
输送链链轮的节圆直径 d/mm
383
3.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正负 5%。
61.147× 计算模数：
=72.754
(3) 按齿根弯曲疲劳强度计算：
确定公式中参数：
６
参数 载荷系数 小齿轮转矩 齿宽系数 齿数比 u 弯曲疲劳强度极限 弯曲疲劳强度极限 应力循环次数 N1 应力循环次数 N2
弯曲疲劳寿命系数 和
许用弯曲应力
许用弯曲应力
齿形系数 应力校正系数 齿形系数 应力校正系数 系数已经确定。
功率 P/kw 转速 n/(r/min)
电机轴 3.467 960
轴Ⅰ 3.432 960
轴Ⅱ 3.261 320
轴Ⅰ:
。
轴Ⅲ 3.132 80
滚筒轴Ⅳ 2.977 20
轴Ⅱ:
轴Ⅲ:
考虑到轴上键槽的影响，对于 d≤100mm 的轴，直径放大 5%。
八、选择联轴器和轴承
1. 选择高速输入轴联轴器
(1)类型选择： 选择弹性柱销联轴器，适用于连接两同轴线的传动轴系，并具有补偿两轴相 对位移和一般减振性能。工作温度-20~70℃。 (2)载荷计算：
分别确定公式内各个计算数值：
参数 载荷系数 小齿轮转矩
依据 试选
前期计算
９
结果 1.6
区域系数 弹性影响系数
. 锻钢配对
齿宽系数
重合度
,
齿数比 u
大小齿轮齿数
接 触 疲 劳 强 度 极 限 中等质量,硬度 250HBS
2.433
189.8 1 1.62 3 700MPa
接 触 疲 劳 强 度 极 限 中等质量,200HBS
机械设计课程设计 计算说明书
设计题目：链板式输送机传动装置
机械设计制造及其自动化专业 1 班 设计者：侯晓雄 指导老师：姚志平 2015 年 7 月 4 日星期六 太原理工大学阳泉学院
目录
一、设计任务说明 2
二、传动简图的拟定 2
三、电动机的选择 2
四、传动比的分配 3
五、传动参数的计算
3
六、减速器传动零件设计计算 4
1. 高速级直齿锥齿轮传动的设计计算 4
2. 中间级斜齿圆柱齿轮传动设计计算 8
3. 低速级链传动的设计计算 11
七、初算轴径 13
八、选择联轴器和轴承 13
九、绘制基本结构装配底图 14
十、轴系零件设计校核 15
十一、轴承寿命校核 24
十二、键选择及强度校核 28
十三、箱体结构及附件设计 30
十四、润滑和密封设计 33
（6） 计算压轴力 ： 有效圆周力为
链轮水平布置，压轴力系数，
。
压轴力为
。
低速级链轮的主要设计参数
齿数 z 链号 排数 链节数 最大中心距
小齿轮
大齿轮
18
72
20A（节距 31.75mm）
1
104
994.19mm
七、初算轴径
1. 选择材料
１５
选择 45 刚，调质处理。许用扭转切应力
2. 按照扭转强度条件初步估算轴径
齿数 z 齿宽 b 锥角 分度圆直 径 平均分度 圆直径
小锥齿轮 25 39.5mm 18.43° 75mm
62.5mm
大锥齿轮 75 39.5mm 71.57° 225mm
187.5mm
锥距 R 模数 m 平均模数 当量齿数
结构
小锥齿轮 118.59mm 3mm 2.5mm 26.35
实心
大锥齿轮
各轴的输入功率 P(kw)
高速轴Ⅰ输入功率
中间轴Ⅱ输入功率
低速轴Ⅲ输入功率
滚筒轴Ⅳ输入功率 3. 高速轴Ⅰ输入转矩
各轴的输入转矩 T（N·m）
中间轴Ⅱ输入转矩
低速轴Ⅲ输入转矩
滚筒轴Ⅳ输入转矩 根据以上计算数据列出下表,供以后设计计算使用。
功率 P/kw 转矩 T/(N·m) 转速 n/(r/min) 传动比 i
。
电动机额定功率 。按照 ≥ 来选取电动机型号。
3. 转速的确定
根据 Y 系列常用转速，选择同步转速 1000r/min 的电动机。 Y 系列三相异步电动机，型号为 Y132M1—6。机座带底脚，端盖无凸缘。
型号
额定功率（kW） 满载转速（r/min） 同步转速（r/min）
Y132M1-6 4
960
计算圆周速度： 计算齿宽：
计算齿宽与齿高比：
１０
计算实际载荷系数： 载荷系数 K=
根据工作载荷状态(轻微冲击)和原动机类型(电动机)，
根据 v= m/s，8 级精度，由图 10-8，锥齿轮第一级精度，按照 9 级精
度，查得动载系数 1.1；
:由表 10-3，
；
由表 10-4，非对称分布，
；由表 10-13，
分别确定公式内各个计算数值：
参数 载荷系数 小齿轮转矩 弹性影响系数 齿宽系数 齿数比 u 接触疲劳强度极限 接触疲劳强度极限 应力循环次数 N1 应力循环次数 N2
接触疲劳寿命系数
依据 试选
结果 1.6
前期计算
锻钢配对 通常取 1/3
189.8 1/3
大小齿轮齿数
3
中等质量,硬度 250HBS 700MPa
大齿轮齿数 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲 劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。 (4) 尺寸计算： 计算中心距 a：
圆整为 155mm 修正螺旋角：
改变不多，其他不需要修正。 计算分度圆直径：
１３
计算齿轮宽度：
圆整后取
，
(5) 齿轮结构选择：
小齿轮齿顶圆直径＜160mm，选用实心结构。
550MPa
应力循环次数 N1 应力循环次数 N2
N1=60 N2=N1/u
接 触 疲 劳 寿 命 系 数 N1N2 允许一定点蚀,调质刚
9.216× 3.072×
和
许用接触应力 许用接触应力 重合度系数
失效概率 1%，S=1 失效概率 1%，S=1
714Mpa 583MPa 0.491
将较小的值代入公式计算：
大齿轮齿顶圆直径＞160mm，选用腹板式结构。
中间级斜齿圆柱齿轮的主要设计参数：
小齿轮
大齿轮
齿数 z
24
96
中心距 a
齿宽 B
65mm
60mm
当量模数
小齿轮 大齿轮 155mm 2.5mm
修正后螺旋角 分度圆直径 齿顶圆直径
mm 67.17mm
mm 253.17mm
结构 当量齿数 齿根圆直径
实心 19.70 56.19mm
二、传动简图的拟定
三、电动机的选择
1. 类型和结构形式的选择
选择 Y 系列电动机。具有结构简单，价格低廉，维护方便，可直接接于三相 交流电网中等显著特点。
2. 功率的确定
２
电动机至工作机的总效率 (串联时)。弹性联轴器效率
效率
，8 级精度锥齿轮
，8 级精度圆柱齿轮
子链传动效率
，球轴承 ，滚
所需电动机的功率
。
接触疲劳载荷系数：K=
。
弯曲疲劳载荷系数：K=
。
校正分度圆直径：
54.38× 计算当量模数：
=62.242
(3) 按齿根弯曲强度计算设计：
确定参数： 参数
弯曲疲劳载荷系数
小齿轮转矩 齿宽系数
齿数比 u
依据 K=
前期计算
一般 0.9-1.35 大小齿轮齿数
１１
结果 .26
1 4
重合度 弯曲疲劳强度极限
大齿轮齿数： 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲 劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。 (4) 几何尺寸计算： 计算分度圆直径
计算锥角 得
计算锥距 计算齿宽 计算平均分度圆直径
计算平均模数
８
计算当量齿数
(5) 结构选择： 小齿轮齿顶圆直径＜160mm，选用实心结构。 大齿轮齿顶圆直径＞160mm，选用腹板式结构。 高速级锥齿轮的主要设计参数：
效率
电机轴 3.467
960 1 0.99
轴Ⅰ 轴Ⅱ
轴Ⅲ
滚筒轴Ⅳ
3.432 3.261
3.132 2.977
34.141 97.320
373.883 1421.518
960
320
80
20
3
4
4
0.9504
0.9603
0.9504
４
六、减速器传动零件设计计算
1. 高速级锥齿轮的设计计算 (1) 选择材料，精度，齿数： 小齿轮选择 40Cr,锻钢,调质处理,硬度 250-260HBS， 大齿轮选择 45 钢，锻钢,硬度 200-210HBS。 8 级精度。选小齿轮齿数 20，大齿轮齿数 60。 (2) 按齿面接触疲劳强度计算：
对比大小齿轮 。
依据
K= 前期计算
结果
通常取 1/3
1/3
大小齿轮齿数 中等质量,硬度 250HBS 中等质量,200HBS
3 580MPa
420MPa
N1=60 N2=N1/u
,N1 N2，调质钢
2.765× 9.22×
S=1.5 S=1.5
317MPa
252MPa
2.80 1.55 2.28 1.73
弯曲疲劳强度极限
应力循环次数 N1 应力循环次数 N2 弯曲疲劳寿命系数
和
, 中等质量,硬度 250HBS
中等质量,200HBS N1=60 N2=N1/u
N1N2，调质刚
1.62 580MPa
420MPa 9.216× 3.072×
许用弯曲应力
许用弯曲应力 螺旋角影响系数
当量齿数
当量齿数 齿形系数 应力校正系数 齿形系数 应力校正系数 重合度系数 系数已经确定。
根据
和
条节距为 p=31.75mm。 （4） 计算链节距和中心距：
初选中心距
。查图 9-11，可选择 20A。查表 9-1，链
１４
取
，相应的链长节数为
取链长节数 为 110 节。 查表 9-7 得到中心距计算系数
，则链传动的最大中心距为
（5） 计算链速 v，确定润滑方式：
Hale Waihona Puke Baidu
查图 9-14，选择滴油润滑。