1、机械设计基础课程设计设计说明书中国矿业大学学 院 机电学院 班 级 机自 103 姓 名 白佳荣 学 号 03100945 机械设计课程设计任务书设计题目: 矿用链板输送机传动装置设计1、设计条件：（1）机器功用：井下煤矿运输；（2）工作情况：单向运输，中等冲击；（3）运动要求：链板输送机运动误差不超过 7%；（4）工作能力：储备余量 15%；（5）使用寿命：10 年，每年 300 天，每天 8 小时；（6）检修周期：半年小修，一年大修；（7）生产批量：小批量生产；（8）生产厂型：矿务局中心机厂 中型机械厂2、链板输送机简图1 链板运输机 2 电动机 3 减速器4 运输机主轴 5 运输机主动星
2、轮3、原始数据：题号: G1运输机链条拉力：12KN； 运输机链条速度：0.5 m/s；主动星轮齿数：9；主动星轮节距：50mm；4、设计任务：（1）设计内容：电动机选型 传动件设计 减速器设计联轴器选型设计 其他；（2）设计工作量：减速器装配图一张 零件图二张 设计计算说明书一份5、参考文献:【1】 、 机械设计课程上机与设计设计程志红 唐大放 编著 东南大学出版社； 【2】 、 机械设计程志红 主编 东南大学出版社出版社；一 传动方案的确定二、电机的选择1、计算运输机主轴的转速和功率（1）转速 wn由原始数据可得主动星轮的直径 d= = =143.3,pz14.3950则 = = =66.
3、672r/minwdv60143.5（2）功率 Ppw=Fv=120.5=6kw2、电动机的功率（1）传动装置的总效率 由参考文献1表 1-2查得：滚筒效率 1=0.96；d=143.3=66.672r/minwnpw=6kw 1=0.96弹性联轴器效率 2=0.99；滚动轴承效率 3=0.98；圆柱齿轮传动效率 4=0.96；圆锥齿轮传动效率 5=0.94；总效率= 12 22 33 4 5=0.9620.9920.9830.970.95=0.7834（2）所需电动机的功率Pr=Pw/=6/0.7834=7665kw3、选择电动机的型号根据工作条件：煤矿下运输，应选择防爆电机.查参考文献2表
4、 7-2-2选择电动机的型号为 Y160L-6,额定功率 11kw,满载转速 970r/min,电动机轴伸直径 48mm三、传动装置运动参数的计算（1）各轴转速计算n1=n/i0=970/1=970 r/minn2=n1/i1=970/3.637=266.689 r/minn3=n2/i2=266.689/4=66.672 r/minn 电动机转速i0电动机至轴传动比i1 i2轴至轴传动比,轴至轴传动比（2）各轴功率计算P1=P 1 2=7.6650.960.99=7.285 kwP2=P1 2 3=7.2850.940.98=6.712 kwP3=P2 2 3=6.7120.980.96=6
5、.313 kw 1联轴器效率 2轴承效率 1齿轮传动效率 2=0.99； 3=0.98； 4=0.96 5=0.94=0.7834222n1=970 r/minn2=266.689 r/minn3=66.672 r/minn1=970 r/minn2=266.689 r/minn3=66.672 r/min（3）各轴扭矩计算T1=9550P1/n1=95507.285/970=71.720 NmT2=9550P2/n2=95506.712/266.689=240.303 NmT3=9550P3/n3=95506.313/66.672=904.305 Nm四、锥齿轮的设计与校核（1）选择齿轮材料
6、,确定许用应力由表 6.2选 小齿轮：45 号钢，调质 HB=217255 Hlim1=580MPa, Flim1=220MPa大齿轮：45 号钢，正火 HB=162217 Hlim2=560MPa, Flim2=210MPa查参考文献3表 16.2-16,取 SH=1.25,SF=1.6,则 H1= Hlim1/SH=464MPa F1= Flim1/SF=137.5MPa H2= Hlim2/SH=448MPa F2= Flim2/SF=131.25MPa（2）按齿面接触强度设计小齿轮的大端模数取齿数 Z1=16，则 Z2=Z1i12=163.634=65.475,取 Z2=57实际齿数比
7、 =Z 2/Z1=3.667分锥角 1= arctan 2= arctan取载荷系数 K=1.5由参考文献3表 16.4-26de1 =1951 =1951 =92.419mm213HKT23465.89.1T1=71.720 NmT2=240.303 NmT3=904.305 NmZ1=18Z2=56=3.667 1=15.255 2=74.745k=1.5大端模数 m =de1 /Z1=5.314e查参考文献3表 16.4-3，取 m =6e（3）齿轮参数计算大端分度圆直径 d =z m =1081eed =z m =666=3962齿顶圆直径=+26cos15.333=119.57311
8、coseead396+26cos74.667=399.13722齿根圆直径=108-2.56cos15333=93.33911cos4.eefmd=396-2.56cos74.667=392.82722f取齿宽系数 3.0R外锥距 108/2sin15.333=204.21411sin/ed齿宽 58.2496,取 b=71Rb中点模数 5.1)5.0(Rem中点分度圆直径 91.8.1ed330)(2Rm当量齿数 18.657, 250.84011cosZv 22cosZv当量齿轮分度圆直径 21mvd1279.50112vv当量齿轮顶圆直径 105.3526mvad21m =6eda1=1
9、19.573mmda2=399.137mmdf1=93.339mmdf2=392.827mmb=58dm1=91.8mmdm2=330mmzv1=18.657zv2=250.840dv1=95.152mmdv2=1279.501mm1289.701mvad21当量齿轮根圆直径 106.1850coss1vb1347.6422v当量齿轮传动中心距 773.5645)(1vda当量齿轮基圆齿距20.06420cos8.643cosmvbp啮合线长度=34.368vtvbvavbvav addg in)(212221端面重合度 1.713064.38vbpg齿中部接触线长度 =59.104vbml1
10、2（4）验算齿面接触疲劳强度由参考文献4式 5-49得：1)5.01(1222ReEHbdKTZ取 ， ，代入各值可得：MPaZE8.98.小齿轮 562.31).051(2879012 21 H=273.213MPae=0.371/RAF查4表 14-12， =1.5Pf=3559.181N)(11ARPYXf轴承: =0.31L=24000h3/10626 )96.52(7.01)(1PCnLrh故所选轴承满足要求。3、减速器低速轴滚动轴承的选择与寿命计算（1）轴承的选择根据受力要求，轴承将承受较大的径向力和轴向力，选取圆锥滚子轴承，由参考文献3表 20.6-19选用型号为 32010，其
11、主要参数为：d=50,D=80,Cr=61KN,e=0.42,Y=1.4。查参考文献4表 14-11：当 时，X=1，Y=0；当 时，X=0.4,Y=1.4eFRA/ eFRA/（2）计算轴承受力（如图 11） 求轴向载荷根据“轴的设计”中已算出的低速轴 3的轴的支反力：1405.396N22221 1.87406.1RARF3705.162N2 5B 求轴向载荷轴承内部轴向力 Fs,按参考文献4表 14-13：1405.396/21.4=501.927NYFRS/1=3705.162/21.4=1323.2721N22轴承的轴向载荷：240417hhLeFRA/X=1，Y=0 eRA/X=0
12、.4,Y=1.41405.396N1RF3705.162N2501.927N1SF1323.2721N2其中 =1000.036N,3aAF因 使得轴承被“压紧” ，故：12SS=1323.272+1000.036=2323.3089NAA1=1323.272N2SF（3）求轴承的当量动载荷轴承: =2323.308/1405.396=1.65e1/RA查参考文献4表 14-12， =1.5Pf5722.184N)(11ARPYFXf轴承: =1323.272/3705.162=0.36L=24000h3/10616 )84.572(.0)(PCnLrh即所选轴承满足使用要求。七、联轴器的选择
13、1、输入端联轴器的选择根据工作情况要求，决定高速轴 1与电动机轴之间选用弹性柱销联轴器。按参考文献415-1，计算转矩为 ，由转矩变化较TKAC小，查参考文献4表 15-1有 =1.5，又因 =71.720Nm,A0所以 =1.571.720=107.58NmCT根据 =107.58Nm小于公称转矩，n=940r/min 小于许用转速及电动机轴伸直径 =48,高速轴轴伸直径 d=30,查参考文0d献3表 22.5-37，选用 型其公称转矩 630Nm,许用转速3LH=1000.036N,AF2323.3089N1A1323.272N2AF5722.184N1P=5557.743N2661258
14、hhL5000r/min,轴孔直径范围 d=3048,孔长 =82， =82，1L2满足联接要求。标记为:HL3 联轴器 98504/82430TGBYA2、输出端联轴器的选择根据工作情况要求，决定低速轴 3与运输机主轴之间也选用弹性柱销联轴器。按参考文献415-1，计算转矩为 ，依然TKAC查参考文献4表 15-1有 =1.5，此时 T=904.305Nm,所以AK=1.5904.305=1356.476NmCT根据 =1845.25Nm小于公称转矩， =66.67r/min小于C 4n许用最高转速及输出轴轴伸直径 d=50,查参考文献3表 22.5-37，选用 LH5型其公称转矩 2000
15、Nm,许用转速 3500r/min,轴孔直径范围d=5070,孔长 =142， =142，满足联接要求。1L2标记为:HL5 联轴器 198504/150TGBYA八、键联接的选择和验算1、联轴器与高速轴轴伸的键联接采用圆头普通平键（GB1095-79） ，由 d=30，查参考文献5表 3.2-18得 bh=87,因半联轴器长 82，故取键长 L=70，即d=30,h=7,l=L-b=62,T=98.589Nm由轻微冲击，查参考文献4表 10-1得 =100MPa,P所以 4100071.720/30dhlTP/4762=22.034MPa =100MPaP故此键联接强度足够。2、小圆锥齿轮与
16、高速轴 1的键联接采用圆头普通平键（GB1095-79） ，由 d=30，查参考文献5表 3.2-18得 bh=108,取键长 L=100，即 d=30,h=8,l=L-b=90,T=71.720Nm由轻微冲击，查参考文献4表 10-1得 =100MPa,Pbh=8722.034MPaPbh=1084100071.720/30890dhlTP/4=13.3MPa =100MPaP故此键联接强度足够。3、大圆锥齿轮与中间轴 2的键联接采用圆头普通平键（GB1095-79） ，由 d=50，查参考文献5表 3.2-18得 bh=149,因大圆锥齿轮齿宽 71，故取键长L=64，即 d=50,h=9
17、,l=L-b=50,T=240.303Nm由轻微冲击，查参考文献4表 10-1得 =100MPa,P所以41000240.303/50950=59.4MPa =100MPadhlTP/4 P故此键联接强度足够。4、小斜齿圆柱齿轮与中间轴 2的键联接由于轴直径和传递转矩相同，可采用与大圆锥齿轮和中间轴之间的键联接相同的键亦可满足强度要求。5、大圆锥齿轮与低速轴 3的键联接采用圆头普通平键（GB1095-79） ，由 d=70，查参考文献5表 3.2-18得 bh=2012,因大圆锥齿轮齿宽为 90，故取键长L=80，即 d=70,h=12,l=L-b=60,T=904.305Nm由轻微冲击，查参
18、考文献4表 10-1得 =100MPa,P所以41000904.305/701260=77.3MPa =100MPadhlTP/4 P故此键联接强度足够。6、输出端与联轴器的键联接采用圆头普通平键（GB1095-79） ，由 d=50，查参考文献5表 3.2-18得 bh=149,因半联轴器长 142，故取键长 L=130，即 d=50,h=9,l=L-b=116,T=904.305Nm由轻微冲击，查参考文献4表 10-1得 =100MPa,P所以41000904.305/509116=63MPa =100MPadhlTP/4 P故此键联接强度足够。13.3MPaPbh=14959.4MPaP
19、bh=149,bh=201277.3MPaPbh=149=63MPaP九、箱体的设计箱体是减速器中所有零件基基座，必须保证足够的强度和刚度，及良好的加工性能，便于装拆和维修，箱体由箱座和箱盖两部分组成，均采用 HT200铸造而成，具体形状及尺寸见装配图。十、减速器附件的设计（1）检查孔：为检查传动零件的啮合情况，并向箱体内注入润滑油，在箱体顶部能直接观察到齿轮啮合的部位处设置检查孔，平时，检查孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。（2）通气器：减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，为使箱内热胀空气能自由排出，以保持箱内压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏，在箱体顶部装设通
20、气器。（3）轴承盖：为固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端用轴承盖封闭。采用凸缘式轴承盖，利用六角螺栓固定在箱体上，外伸轴处的轴承盖是通孔，其中有密封装置。（4）定位销：为保证每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔制造和加工时的精度，在箱盖与箱座的纵向联接凸缘上配装定位销，彩用两个圆锥销。（5）油尺：为方便检查减速器内油池油面的高度，以经常保待油池内有适量的油，在箱盖上装设油尺组合件。（6）放油螺塞；为方便换油时排放污油和清洗剂，在箱座底部、油池的最低位置开设放油孔，平时用螺塞将放油孔堵住，放油螺塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈。（7）启箱螺钉：为方便拆卸时开盖，在箱盖联接凸缘上加工 2个螺孔，旋入启箱用的圆柱端的启箱螺钉。十一、润滑和密封齿轮传动用浸油方式润滑，圆锥滚子轴承用润滑脂润滑；轴承端盖处采用垫片密封，输入输出轴处采用橡胶圈密封，箱盖和箱处接处部分用密封胶或水玻璃密封。
