東北大學機械課程設計

1、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-29002.5400600二、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 根據表2-11-1，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

2、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 所需的電動機的功率 現以同步轉速為Y100L2-4型（1500r/min）及Y132S-6型（1000r/min）兩種方案比較，傳動比，；由表2-19-1查得電動機數據，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1Y100L2-43.01500143011.982Y132S-63.010009608.04比較兩種方案，為使傳動裝置結構緊湊，同時滿足i閉=35，帶傳動i

3、=24即選電動機Y132S6型 ，同步轉速1000r/min 。 Y132S6型 同時，由表2-19-2查得其主要性能數據列于下表：電動機額定功率/kW3.0電動機滿載轉速/(r/min)960電動機軸伸直徑D/mm38電動機軸伸長度E/mm80電動機中心高H/mm132堵轉轉矩/額定轉矩2.0三、傳動裝置的運動及動力參數計算 （1）分配傳動比總傳動比;由表2-11-1得，V帶傳動的傳動比i01= 2.5，則齒輪傳動的傳動比為：i12=i/i01=8.04/2.5=3.22此分配的傳動比只是初步的，實際傳動比的準確值要在傳動零件的參數和尺寸確定后才能確定。并且允許有（3-5%）的誤差。 （2）

4、 各軸功率、轉速和轉矩的計算0軸：（電動機軸） P0=pr=2.70 kw，n0=960r/min T0=9550p0/ n0=95502.70/60=26.86 Nm 1軸：（減速器高速軸） P1=p001= p01=2.700.95=2.56 kw n1=n0/i01=960/2.5=384 r/min T1=9550P1/n1=95502.56/384=63.79 Nm 2軸：（減速器低速軸）12=0.990.97=0.96 P2= P112=2.560.96=2.46 kw n2=n1/i12=384/3.22=119.3 r/min T2=9550P2/n2=95502.46/119

5、.3=197.25 Nm 3.軸：（即傳動滾筒軸）23=0.990.99=0.98 n3=n2/i23=119.3/1=119.3 r/min P3= P223=2.460.98=2.41 kwT3=9550P3/n3=95502.41/119.3=193.32 Nm （3）各軸運動及動力參數軸序號功率P(kw)轉速n(r/min)轉矩(N.m)傳動形式傳動比效率02.7096026.86帶傳動2.50.9512.5638463.79齒輪傳動3.220.9722.46119.3197.25彈性聯(lián)軸器10.9932.41119.3193.32四、傳動零件的設計計算電動機型號為Y132S-6，額定

6、功率=3.0kw，轉速為n1=960r/min，減速器高速軸轉速n2=384r/min，班制是2年，載荷稍有波動。（1）減速器以外的傳動零件的設計計算1.選擇V帶的型號 由書中表1-3-1查得工況系數KA=1.2;Pc=KA.P0 =1.23.0=3.6 kw查表10-4和課本圖10-8，可得選用A型號帶，dd1min =75mm;由表10-4，取標準直徑,即dd1=100mm;2.驗算帶速V=3.14dd1n1 /(601000)=5.03 m/s;滿足5 m/s = V1200 符合要求；6.計算帶的根數 z= Pc /( P0 +P0 )KKL 由圖10-7查得， P0 =1.0kw,

7、P0 =0.12kw 查表10-6可得，K=0.955，查表10-2，KL = 0.99，代入得，z =3.6/(0.13+1.0)0.9550.99 =3.4; 取z =4根。 z =4根 7.計算作用在軸上的載荷FR和初拉力F0 F0為單根帶的初拉力， F0= 500Pc(2.5/ K-1 ) /(vz) +qv2 =148.6N（查表可得，q =0.10kg/m）FR =2 F0zsin(1/2) = 2147.34sin(/2) =1175.8 N（2）減速器箱內的斜齒輪傳動的設計計算材料的選擇：小齒輪選用40Cr鋼，調質處理，齒面硬度250250HBS，大齒輪選用ZG310-570鋼

8、，正火處理，齒面硬度162185HBS。 計算應力循環(huán)次數 查圖11-14，ZN1=1.0 ZN2=1.07（允許一定點蝕）由式11-15，ZX1=ZX2=1.0 ，取SHmin=1.0 由圖11-13b，得,計算許用接觸應力 因，故取 2） 按齒面接觸強度確定中心距 小輪轉矩初取，取，由表11-5得由圖11-7得，減速傳動，;由式（11-32）計算中心距a由4.2-10,取中心距a=140mm（R40 系列值）。 中心距a=140mm 估算模數m=(0.0070.02)a=0.982.8mm,取標準模數m=2mm。 mn=2mm 小齒輪齒數：大齒輪齒數：z2=uz1=取z1=34，z2=10

9、7.實際傳動比傳動比誤差，在允許范圍內。 齒輪分度圓直徑 圓周速度由表11-6,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11-3,取KA=1.0由圖11-2（b），按8級精度和， 得Kv=1.05。齒寬。由圖11-3(a)，按B/d1=56/68=0.82,取 K=1.07。由表11-4，得K=1.2載荷系數由圖11-4，得得 ，所以由圖11-6得，計算齒面接觸應力故在安全范圍內。（4）校核齒根彎曲疲勞強度按Z1=34，Z2=107,由圖11-10得，Y=2.50，Y=2.15由圖11-11得，由圖11-12得，由圖11-16（b），得，由圖11-17，得

10、Y=1.0，Y=1.0由圖11-18得,Y=Y=1.0。取Y=2.0，S=1.4由11-25計算齒根許用彎曲應力由11-21計算彎曲應力 故安全 故安全（5） 齒輪主要幾何參數 z1=34, z2=107, u=3.22， m=2 mm， d1=mz1=68mmd2=mz2=214 mm mm,mm mm mm a=140mm mm, B1=B2+(510)=6163mm 取B1=63mm五、軸的設計計算根據要求，選擇軸的材料為45鋼，調質處理。（一）高速軸的設計1確定減速器高速軸外伸段軸徑,受鍵槽影響，加大4%5%，取25mm 。 2確定減速器高速軸各段軸徑 25mm，d1= d+(34)C

11、1 =（29.831.4）mm，因裝配要求d12*(23)C，C為倒角尺寸，故取d1=35mm，d2=d1=35mm，d3=d2+(13)=3638，取d3=38mm,d4=d3+(34)*1.6=42.844.4mm，取d4=45mm齒輪軸d5=d2=35mm。3選擇高速軸的軸承根據高速軸d2=35mm，查表2-13-1，選擇軸承的型號為：（GB/T276-1994）-6207, d=35mm，D=72mm,B=17mm。4選擇高速軸的軸承蓋軸承外徑D=72mm，螺釘直徑d3=8mm，d2= d3+1=9mm，D0=D+2.5 d3=92mm，D2= D0+2.5 d3=112mm，e=1.

12、2 d3=9.6mm(取e=10mm)，e1=e.（二）低速軸的設計計算，聯(lián)軸器的選擇1選擇聯(lián)軸器 名義轉矩T=9550=95502.46/119.3=196.92Nm 計算轉矩為TC=KAT=1.5196.92=295.38Nm從表2-14-1可查得，（GB/T5014-2003）LX3號聯(lián)軸器滿足要求（Tn =1250N.m，Tn Tc)。其軸孔直徑d=3048mm,能滿足減速器軸徑的要求。n=4750r/minn=119.3r/min;軸孔長度 L=60mm;3最終確定減速器低速軸外伸段直徑,受兩個鍵槽影響，軸徑加大7%10%,，取132mm。 因為是小批生產，故軸外伸段采用圓柱形。4確

13、定減速器低速軸各段軸徑 軸頭d=32mm，1d+（34）c1=3840mm，取40mm，d2 =40mm，d3=d2+(13)=4143mm，取42.5mm，軸環(huán)直徑d4= d3+（34）c1=48.550.5mm，取50mmd5=d2=40mm。5選擇低速軸的軸承根據低速軸d2=40mm，查表2-13-1，選擇軸承的型號為：（GB/T276-1994）-6208,主要參數D=80mm，B=18mm.6選擇低速軸的軸承蓋軸承外徑D=80mm，螺釘直徑d3=8mm，d2= d3+1=9mm，D0=D+2.5 d3=100mm，D2= D0+2.5 d3=120mm，e=1.2 d3=9.6mm(

14、取e=10mm)，e1=e，六、軸的強度校核1.低速軸校核（1）求作用于齒輪上的作用力 作用在齒輪上的作用力轉矩T T=197.25Nm圓周力 徑向力 軸向力 L1=60mm，L2=60mm（2）求支座反力(圖1（a）1垂直面支反力，2水平面支反力得， ， （3）作彎矩圖1垂直面內彎矩圖MY(圖1（b）)C點， 2水平面內彎矩圖MZ (圖1（c）)C點左邊 C點右邊 3作合成彎矩圖(圖1（d）)C點左邊 C點右邊 （4）作轉矩T圖(圖1（e）)（5）作當量彎矩圖(圖1（f）)該軸單向工作，轉矩按脈動循環(huán)應力考慮，取=0.6 。 C點左邊 C點右邊 D點 圖1 軸的結構及計算（6）校核軸的強度按

15、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13-1得查表13-2得。C點軸徑 因為有一個鍵槽。該值小于原設計該點處軸徑42.5mm，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32mm，故安全。七、滾動軸承的選擇及其壽命驗算1、低速軸軸承的選擇選擇低速軸的一對6208深溝球軸承校核：（1）、確定軸承的承載能力查表2-13-1，軸承6208 的=15.8kN，cr=22.8kN.（2）、計算徑向支反力 （3）、計算當量動載荷由于軸承承受純徑向載荷，所以P1 =R1

16、=979.1NP2= R2=979.1N;2、低速軸承壽命計算 故深溝球軸承6208適用。八、 鍵聯(lián)接的選擇和驗算（一）高速軸上鍵的選擇查表9-6，選擇普通平鍵87，型號GB1096-79，87鍵長L=（1890）mm，取 L=36mm。（二）低速軸上鍵的選擇與驗算1齒輪處 查表9-6，選擇普通平鍵128型號 GB1096-79型， 128其參數為：R=b/2=6mm， L=（28140）mm；根據齒寬mm，L=50mm取L=50mm；l=L-2R=50-26=38mm,。鍵和齒輪材料為45鋼，稍有波動，靜聯(lián)接，齒輪處軸徑d=42.5mm。由表9-7，查得 因，故安全。2外伸處查表9-6，選擇普通平鍵108，型號 GB1096-79型，其參數為R=b/2=5mm，L=（22110）mm；根據外伸軸長58mm，取L=50mm；l=L-2R=50-25=40mm。鍵和軸材料