機械設計基礎課程設計ZDD5B.doc

一、設計任務書1） 設計題目 ：設計膠帶輸送機的傳動裝置2） 工作條件：工作年限工作班制工作環(huán)境載荷性質生產批量102多灰塵稍有波動小批3） 技術數(shù)據題號滾筒圓周力F(N)帶速 v(m/s)滾筒直徑 D(mm)滾筒長度 L(mm)ZDD-511002.23200500二、電動機的選擇計算1）、選擇電動機系列 根據工作要求及工作條件應選用三相異步電動機，封閉式結構，電壓380伏，Y系列電動機2）、滾筒轉動所需要的有效功率Fv/1000=2.42 根據表4.2-9確定各部分的效率:V帶傳動效率 1 =0.95一對滾動球軸承效率 2 =0.99閉式齒輪的傳動效率 3 =0.97彈性聯(lián)軸器效率 4 =0.99滑動軸承傳動效率 5 0.97 傳動滾筒效率 6=0.96則總的傳動總效率 = 122 3456 = 0.950.990.990.970.990.970.96 = 0.8326 3).電機的轉速 131.3需的電動機的功率 2.91 現(xiàn)以同步轉速為Y100L2-4型（1500r/min） 及Y132M2-6型（1000r/min）兩種方案比較，傳動比；由表2.9-1查得電動機數(shù)據，方案號電動機型號額定功率(kW)同步轉速(r/min)滿載轉速(r/min)總傳動比1Y100L2-43.01500143010.962Y132S-63.010009607.31 比較兩種方案，為使傳動裝置結構緊湊，決定選用方案2 選電動機Y132S6型 ，額定功率3.0kw, 同步轉速1000r/min,滿載轉速960r/min。同時，由表4.12-2查得電動機中心高 H=132mm，外伸軸段 DE=38mm80mm。三、傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算 總傳動比;由表2.2-1得，V帶傳動的i12= 2.5，則齒輪傳動的傳動比為：i23=i/i12=7.31/2.5=2.92 此分配的傳動比只是初步的，實際的要在傳動零件的和尺寸確定后才能確定。并且允許有（3-5%）的誤差。 （二） 各軸功率、轉速和轉矩的計算0軸：（電動機軸） p1=pr=2.88kw n1=960r/min T1 =9.55*p1/ n1=9.55*2.88*1000/960=28.65Nm1軸： （減速器高速軸） P2=p1*12= 2.88*0.95=2.736kw N2=n1/i12=960/2.5=384r/min T2=9.55*p2/n2=9.55*2.736*1000/384=68.04Nm 3軸：（減速器低速軸） P3=p2*23=2.736*0.99*0.97=2.627kw N3=n2/i23=384/4.02=95.5r/min T3=9.55*2.6278*1000/95.5=262.7Nm 4. 軸：（即傳動滾筒軸） N4=n3/i34=95.5/1=95.5r/min P4=p3*34=2.627*0.99*0.99=2.57kwT4=9.55*2.57*1000/95.5=257.47Nm各軸運動及動力參數(shù)軸序號功率P(kw)轉速n(r/min)轉矩(N.m)傳動形式傳動比效率12.8896028.65彈性聯(lián)軸器1.00.9922.73638468.04齒輪傳動4.020.9732.62795.5262.7帶傳動2.50.9542.5795.5257.47四、傳動零件的設計計算 1.選擇V帶的型號 因為小輪的轉速是960r/min，班制是2年，載荷變動小，取Ka=1.2;Pc=Ka.P1 =1.2*2.88=3.456kw 查表10-3和課本圖10-7，可得選用A型號帶，dd1min =75mm;由表10-5，取標準直徑 即dd1=100mm2.驗算帶速V=3.14* dd1 *n1 /60*1000=5.024;滿足5m/s = V1200 符合要求； 6.計算帶的根數(shù)； Z = Pc /(P0 +P0)*Ka*Kl 查表可得，P0 =1.0kw, P0 =0.13kw 查表10.6可得，Ka =0.926, 查表10.7，Kl = 0.93代入得，z =3.456/(0.13+1.0)*0.926*0.93 =3.55; 取4根；7.計算作用在軸上的載荷Qr 和初拉力 F0 Qr =2 F0 *z *cosr= 2* 148.68 *4*cosr =1160.6N 且F0為單根帶的初拉力， F0 = 500* Pc/v*z *(2.5/Ka -1 ) +qv2 =148.68N（查表可得，q =0.10kg/m） 驗算帶的實際傳動比， i 實 =dd2/dd2 =250/100 =2.5減速器內傳動零件的設計計算；小齒輪 40Cr鋼 調質處理 齒面硬度 250-280HBS大齒輪 zg310-570鋼 正火處理 齒面硬度 162-185HBS 計算應力循環(huán)次數(shù)查圖5-17，ZN1=1.0 ZN2=1.08（允許一定點蝕）由式5-29，ZX1=ZX2=1.0 ，取SHmin=1.0 ZW=1.0 ZLVR=1.0由圖5-16b，得由5-28式計算許用接觸應力 因，故取2） 按齒面接觸強度確定中心距 小輪轉矩T1=68044Nmm初取，由表5-5得減速傳動，;取由圖11-7可得，=2.5；由式（5-39）計算中心距a由4.2-10,取中心距a=149mm。 a=150mm估算模數(shù)mn=(0.0070.02)a=1.042.96mm,取標準模數(shù)mn=2mm。 mn=2mm 小齒輪齒數(shù)：大齒輪齒數(shù)： z2=uz1=取z1=30，z2=120 z1=30，z2=120 實際傳動比傳動比誤差， 齒輪分度圓直徑 圓周速度由表5-6,取齒輪精度為8級.(3) 驗算齒面接觸疲勞強度 按電機驅動,載荷稍有波動,由表5-3,取KA=1.25由圖5-4b，按8級精度和， 得Kv=1.04。齒寬。由圖5-7a，按b/d1=0.99,考慮軸的剛度較大和齒輪相對軸承為非對稱布置，得K=1.08。由表5-4，得K=1.1載荷系數(shù)齒頂圓直徑 查表11-6可得，由式5-39,計算齒面接觸應力故安全。（4） 驗算齒根彎曲疲勞強度按Z1=30，Z2=120,由圖5-18b，得，由圖5-19，得Y=1.0，Y=1.0由式5-32，m=2mmTC =998.87 Nm滿足要求 取軸伸長d=1122 選擇聯(lián)軸器擬選用彈性聯(lián)軸器（GB5014-85） 名義轉矩T=9550=262.7Nm 計算轉矩為TC=KT=1.5262.7=394.05Nm從表2.5-1可查得，HL3滿足TN Tcn=5000r/minn=95.5r/min;由表查得，L=112mm;六、軸的強度校核1.低速軸校核： 作用在齒輪上的圓周力 徑向力 .垂直面支反力 軸向力 b. 水平面支反力得， ， C點 ，垂直面內彎矩圖 C點右 C點左, a. 合成彎矩圖C點右, C點左, （） 作轉矩T圖（） 作當量彎矩圖 該軸單向工作，轉矩產生的彎曲應力按脈動循環(huán)應力考慮，取=0.6 C點左邊 C點右邊 D點 （） 校核軸的強度按當量轉矩計算軸的直徑：（軸的材料選擇45號調質鋼，查表13-1可得） 由以上分析可見，C點彎矩值最大，而D點軸徑最小，所以該軸危險斷面是C點和D點所在剖面。查表8-1得查表8-3得。C點軸徑 因為有一個鍵槽。該值小于原 設計該點處軸徑57mm，故安全。D點軸徑 因為有一個鍵槽。該值小于原設計該點處軸徑45mm，故安全。（6）精確校核軸的疲勞強度（a） 校核,剖面的疲勞強度剖面因鍵槽引起的應力集中系數(shù)由附表1-1，查得，剖面因配合引起的應力集中系數(shù)由附表1-1，查得， 所以， 。因1-1、2-2剖面主要受轉矩作用，起主要作用，故校核1-1剖面。1-1剖面產生的 45鋼的機械性能查表8-1，得，絕對尺寸影響系數(shù)由附表1-4，得， 表面質量系數(shù)由附表1-5，得,查表1-5，得，1-1剖面安全系數(shù) 取，所以1-1剖面安全。b.校核III,IV剖面的疲勞強度III剖面因配合(H7/k6)引起的應力集中系數(shù)由附表1-1，查得， IV剖面因過渡圓角引起的應力集中系數(shù)由附表1-2：， 。IV剖面因鍵槽引起的應力集中系數(shù)由附表1-1，查得，。故應按過渡圓角引起的應力集中系數(shù)校核III剖面。III剖面承受 III剖面產生正應力及其應力幅、平均應力為 III剖面產生的扭剪應力及其應力幅、平均應力為 由附表1-4,查得,表面質量系數(shù)由附表1-5，得,表面質量系數(shù)同上.III剖面的安全系數(shù)按配合引起的應力集中系數(shù)計算，,所以III剖面安全。 其他剖面危險性小，不予校核。七、 滾動軸承的選擇及其壽命驗算低速軸軸承選擇一對6208深溝球軸承，低速軸軸承校核：1）、確定軸承的承載能力查表9-7，軸承6208 的=22800N，c=15800N.2）、計算徑向支反力 3）、求軸承軸向載荷 A1=0 A2=2329.67N 4）、計算當量動載荷A2/C0=2329.67/25000=0.093插值定e2=0.29由A2/R2 =0.8490.29查表910 X2=0.56，Y2=1.50查表911，取fd=1.2，fm=1.0,ft=1.0P1 =1.22038.33=2445.996NP2=fd (X2R2 +Y2A2) =6037.4N;為P2P1,按P2 計算， 故深溝球軸承6211適用。八、鍵聯(lián)接的選擇和驗算(一) 高速軸上鍵的選擇選擇普通平鍵87， GB1096-79 (三).低速軸上鍵的選擇與驗算(1) 齒輪處 選擇普通平鍵1610 GB1096-79型，其參數(shù)為R=b/2=8mm， L：45180；取50；l=L-2R=34，d=57mm。齒輪材料為45鋼，載荷平穩(wěn)，靜聯(lián)接，由表2-1，查得 因，故安全。(2) 外伸處： 選擇鍵149， GB1096-79,其參數(shù)為R=b/2=7mm，L取102； l=L-2R=102-27=88mm，d=45mm。齒輪材