機(jī)械設(shè)計_ZDL-1-B膠帶運(yùn)輸機(jī).

1、GCANGDONG “JIDIAN POLYTECHN【機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計實訓(xùn)報告機(jī)械工程學(xué)院計輔教研室實訓(xùn)項目名稱：ZDL-1-B膠帶運(yùn)輸機(jī)專業(yè)：計算機(jī)輔助設(shè)計與制造班級學(xué)號：姓名：指導(dǎo)老師：2018年10月8日裝訂目錄1. 設(shè)計任務(wù)書31.1設(shè)計題目31.2工作條件31.3技術(shù)數(shù)據(jù)32. 傳動裝置總體設(shè)計 32.1電動機(jī)的選擇 32.2分配傳動比52.3傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計算 53. 傳動零件的設(shè)計計算 73.1減速器以外的傳動零件設(shè)計計算 73.2減速器以內(nèi)的傳動零件設(shè)計計算 84. 軸的設(shè)計計算124.1初步確定軸的直徑 124.2軸的強(qiáng)度校核 135. 滾動軸承的選擇及其壽命驗算

2、 175.1低速軸軸承175.2高速軸軸承176. 鍵聯(lián)接的選擇和驗算186.1減速器大齒輪與低速軸的鍵聯(lián)接 186.2小鏈輪與減速器低速軸軸伸的聯(lián)接 196.3聯(lián)軸器與減速器高速軸軸伸的聯(lián)接 197. 聯(lián)軸器的選擇198. 減速器的潤滑及密封形式選擇 20參考文獻(xiàn).錯誤！未定義書簽。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明25姓名1.設(shè)計任務(wù)書1.1設(shè)計題目設(shè)計用于膠帶運(yùn)輸機(jī)的機(jī)械傳動裝置1.2工作條件工作年限工作班制工作環(huán)境載荷性質(zhì)生產(chǎn)批量102多灰塵稍有波動小批1.3技術(shù)數(shù)據(jù)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)ZDL-515001.528004002傳動裝置總體設(shè)計

3、2.1電動機(jī)的選擇2.1.1選擇電動機(jī)系列按工作要求及工作條件選用三相異步電動機(jī)，封閉自扇冷 式結(jié)構(gòu)，電壓380V，丫系列。2.1.2選擇電動機(jī)功率1) 傳動滾筒所需有效功率:學(xué)院班級學(xué)號:PwFv100015001.510002.25 kWPw = 2.25kW2) 傳動裝置總效率：按表2-11-1(P90)確定各部分效率如下彈性聯(lián)軸器的效率0.99一對滾動軸承的效率2 =0.99閉式齒輪傳動的效率3=0.97 (暫定精度為8級)開式滾子鏈傳動的效率4=0.92一對滑動軸承的效率5=0.97傳動滾筒的效率6=0.96傳動裝總效率二 0.80632=0.990.990.970.920.970.

4、96=0.80633) 所需的電動機(jī)功率：Pr 二 2.61kWp 巴 空 2.61kW0.8063查表2-19-1(P189),可選Y系列三相異步電動機(jī) Y112M-4型，或選丫系列三相異步電動機(jī)丫132M1-6型，額定功率均為Po =4.0kW，均滿足 P。- Pr 2.1.3確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速1) 傳動滾筒軸工作轉(zhuǎn)速:60v60 1.5二 0.28二 102.3r/ minnw 二 102.3r / min現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速為1500r/min及1000r/min兩種方案進(jìn)行比較，查表2-18-1(P158)得電動機(jī)數(shù)據(jù),計算總傳動比列于下表:方 案 號電動機(jī) 型號額定功率kW同步 轉(zhuǎn)速 r/mi

5、 n、卄 +、，滿載 轉(zhuǎn)速r/mi n電動機(jī) 質(zhì)量kg總傳動 比1Y132M-44.0150014406814.082Y132M1-64.01000960849.38比較兩方案可見，方案1選用的電動機(jī)雖然質(zhì)量和價格較低，但總傳動比較大。為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案2電動機(jī)型號為 Y132M1-6同步轉(zhuǎn)速為1000r/min。由表2-19-1 (P189)和表2-18-2(P189)查得主要性能技術(shù)數(shù)據(jù)和安裝尺寸：額定功率P/kW4.0滿載轉(zhuǎn)速nc/(r/min)960堵載扭矩/額定扭矩2.0電動機(jī)外伸軸直徑D/mm38電動機(jī)外伸軸長度E/mm80電動機(jī)中心高H/mm1322.2分配傳動比

6、總傳動比:.no inw9601023= 9.38據(jù)表2-11-1(P90)取鏈傳動比：i23二2.5則齒輪傳動的傳動比:12&38 =3.752232.52.3傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計算2.3.1各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計算0軸：即電動機(jī)的主動軸：Po = Pr = 2.61 kWn0 = 960r/mi np2 61T0 =9550 匕=955025.96 N mn09601軸：即減速器高速軸，與電動機(jī)軸采用聯(lián)軸器鏈接，傳動比協(xié)=1，查表2-11-1(P107)彈性聯(lián)軸器的傳動效率1 =0.99則：P1 二 P。01 二 2.610.99 二 2.58 kWn0n 一 = 960 r /

7、mini01二 9550 旦 二 9550258 二 25 .70 N mn19602軸：即減速器低速軸，動力從1軸到2軸經(jīng)歷了 1軸上的 一對滾動軸承和一對齒輪嚙合，故發(fā)生兩次功率損耗，計算效 率時都要計入，查表2-11-1(P107) 一對滾動軸承的傳動效率利 率2=0.99，閉式齒輪傳動的效率為3=0.97 (暫定齒輪精度 為8級)，則:12 =0.99 0.97 =0.96p2 =R 12 =2.580.96 =2.48kWm 960n2-255.86r/mi ni123.752P22 48T2 =9550-二 955092.57 N mn2255.863軸：即傳動滾筒軸，動力從2軸到

8、此軸經(jīng)歷了 2軸上的一 對滾動軸承和開式滾子鏈傳動，故發(fā)生兩次功率損耗，計算效 率時都要計入，查表2-11-1(P107) 一對滾動軸承的傳動效率為2 =0.99 ,開式滾子鏈傳動的效率為3二0.92 ,則：23 =0.99 0.92 =0.91R = P2. 23 =2.48 0.91 =2.26kWn2n3 -i23255.862.5= 1023r/mint3 = 9550 碁9550 10ir210.97N m2.3.2各軸運(yùn)動及動力參數(shù)列表軸序號功率PkW轉(zhuǎn)速nr/mi n轉(zhuǎn)矩TN.m傳動 形式傳動比i效率n02.6196025.96聯(lián)軸器10.9912.5896025.70齒輪傳 動

9、3.7520.9722.48255.8692.57鏈傳動2.50.9232.26102.34210.973傳動零件的設(shè)計計算3.1減速器以外的傳動零件設(shè)計計算3.1.1設(shè)計鏈傳動1）確定鏈輪齒數(shù)：由傳動比取小鏈輪齒數(shù) 乙=29 2i = 24 ,因鏈輪齒數(shù)最好為Zi = 25, z2 = 63i鏈二 2.52奇數(shù)，Zi =25 ;大鏈輪齒數(shù) Z2 = izi = 2.5 24 = 60 ,取,Z2 = 63。實際傳動比：i = 22.52z1252）確定鏈條節(jié)距：查電子版機(jī)械設(shè)計手冊得，工況系數(shù) K人=1.4小鏈輪齒數(shù)系數(shù):取單排鏈，由電子版機(jī)械設(shè)計手冊取Kp=1.0由式P0-器，得Po1.4

10、 2.481.34 1.0= 2.59kW因為山=255.86 r/min ,查電子版機(jī)械設(shè)計手冊，得選鏈號No12A 節(jié)距 p=19.05mm。P =2.59kWp = 19.05mm3）計算鏈長:初選：a0 = 40 p = 40 19.05= 762mm鏈長:=2 亜z2Z1 p(z2 -Z1)2p 2 a/2 二=2 40*63 +25 丄 19.05 (63 25、22762 (2兀= 124 .9 節(jié)取Lp =126節(jié)Zin 2P60 10002525586他帖衛(wèi)伽怡60 1000Lp =126節(jié)4）驗算鏈速：v ： 15m/ s，適合。5）選擇潤滑方式：按v =2.031m/s,

11、鏈號12A,查電子版機(jī)械設(shè)計手冊選用滴 油潤滑。6）作用在軸上的力：有效圓周力：Fe1000 Pv1000 2.482.031= 1221N作用在軸上的力:Fq ： 1.2Fe =1.2 1221 “465.2N7）鏈輪尺寸及結(jié)構(gòu):分度圓直徑d1sin180019.050 二 151.995mm .180sin25d2.180sinZ219.050 =382.178mm .180sin63Fe 二 1221NFq : 1465.2 Ndi = 151.995mmd2 二 382.178mm3.2減速器以內(nèi)的傳動零件設(shè)計計算3.2.1設(shè)計齒輪傳動1）材料的選擇：小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬

12、度220250HBS 大齒輪選用45鋼，正火處理，齒面硬度170 210HBS 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1 =60n1 jL60 960 1 (10 300 8 2 2.76 109N22.76 1093.752= 7.36 108查機(jī)械設(shè)計手冊，（允許一定點蝕）取ZN1 =0.93， ZN2 1.01。由機(jī)械設(shè)計手冊，得ZX1=Zx2 =1.0 0取SHmin =1.0，由機(jī)械設(shè)計手冊，得匚 H lim 1 = 567MPa，匚 Hlim2 = 517MPa許用接觸應(yīng)力：H lim 1ShminZN1ZX1二567 0.93 1.0 =527.3MPa1.0J Hlim2 -7ZNSH minX

13、2= 517 1.01 1.0 =522.17MPa1.0t J - 522.17MPa因 tH 2 ： Lh 1,故取 JH I - !-h 2 =522.17MPa2）按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距：小輪轉(zhuǎn)矩 T1 = 25700N mm，初取 Kt Z； =1.1，取 = 0.4， 由表11-5（教材P181）得：ZE =1898、MPa由圖 11-7(教材 P181)得：Zh =2.5由式(11-17)(教材 P182)因為是減速傳動，u = i =3.752，計算中心距：at -(u 1)3 KT12aU1.1 25700珂3752 1)3 2 0.4 3.7522.5I89.8 $522

14、.17=94.14mma = 160mm查表2-11-2（P90）,在R40系列中取中心距a=140mm。 估算模數(shù)：m= 0.0070.02a 二 0.007 0.02140 = 1.12 3.20mmm = 3.5mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3.0mm確定齒數(shù)：小齒輪齒數(shù):Z12am(u 1)2 1603 (3.7521)= 22.45大齒輪齒數(shù)：zuz 3.752 22.45=84.23取 z =22 ,z2 =84。Zi = 22， Z2 = 84實際傳動比:Z2I實二一Zi84 =3.81822i 齒二 3.818傳動比誤差:|3.752 3.818| 00% = 00% = 1.75%，I

15、理3.752口 ：5%，在允許范圍內(nèi)。齒輪分度圓直徑：d1 = mnz1 =3.0 22 = 66mmd2 二 mnz2 二 3.0 84 二 252mm圓周速度：v = 3.01m/ sd1 n1二 60 960v 343.01m / s60 10 6 10由機(jī)械設(shè)計手冊，取齒輪精度為8級。3）驗算齒面接觸疲勞強(qiáng)度：計算載荷系數(shù)：按電機(jī)驅(qū)動,載荷稍有波動,由表11-3（教材P176）, 取:KA =1.25計算 vz1/100 =3.01 22/100 =0.66m/s，由圖 11-2(a)(教材 P177)，按8級精度得：K；=1.11齒寬 b= aa= 0.4 140 =56mm。由圖

16、11-3(a)(教材 P177)，按 b/d1 =56/66 =0.85，考慮軸的剛度較大和齒輪相對軸承為對稱布置得：K ： = 1.04由機(jī)械設(shè)計手冊，得：K：，1.2K =1.73載荷系數(shù)：K 二 KaKvQK：. =1.25 1.11 1.04 1.2 = 1.73計算齒面接觸應(yīng)力：由機(jī)械設(shè)計手冊，得；叮=0.816 ,； 一2 = 0.832，所以: -1 2 1 .648由=0，機(jī)械設(shè)計手冊得:Z .=0.88齒面接觸應(yīng)力:2KT； u 1-H =ZhZeZ2“bd12u=25 低8 0.88 .56 6$= 2926MPa為H 】=52217MPa2 173 25700 3752

17、13.752-H =292.6MPa故在安全范圍內(nèi)。4）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度:按 z 22， Z2 =84由機(jī)械設(shè)計手冊得:YFa1 = 2.53， YFa2 = 2.20由機(jī)械設(shè)計手冊得,Ysa1 = 1.635，Ysa2 =80由機(jī)械設(shè)計手冊得,Y - 0.70 (二-1.648)由機(jī)械設(shè)計手冊，得,2 2二Fiim1 =204N/mm ， - Flim213N / mm由機(jī)械設(shè)計手冊，得，YN1 =1.0，Yn2=1.0由機(jī)械設(shè)計手冊，丫X1 =Yx2 =1.0取Yst =2.0，YFmin =1.4，由機(jī)械設(shè)計手冊計算許 用彎曲應(yīng)力：LF1 =291MPatF2 -304MPaJF1

18、F|im1YsT yn1yx1 =204 2 1.0 1.0=291MPaSFmin1.4!-f Flim2YsTYN2YX213 2 1.0 1.0=304MPaSFmin1.42KT1bdYsalY2 仃3 25700 2.53 1.635 0.7056 66 3F1 = 23.2MPa故安全。= 23.2MPa ： !.-FJ=291MPaF2 =22.2MPaYf=23.2 迴迴YFaMa12.53 1.635= 22.2MPa :匸F2 = 304MPa故安全。5）齒輪主要幾何參數(shù):z 22 , z2 = 84 , u = 3.752 , m = 3mmd1 = mz1 = 3 22

19、 = 66 mmd2 二 m =3 84 = 252mmda1 = * 2ham = 66 2 1.0 3 = 72mmda2 =d2 2ham =252 2 1.0 3=258mmdf1 = d1 2(ha c )m = 66 2(1.0 0.25) 3 = 58.5mmdf2 =d2 -2(ha c )m =252-2(1.0 0.25) 3 = 244.5mm11a d1 d266252 = 159mm22齒寬 b2 二 b = 56mm，取 d = b25 10 二 64mm4. 軸的設(shè)計計算4.1初步確定軸的直徑4.1.1高速軸及聯(lián)軸器的設(shè)計1）初步選定減速器高速軸外伸段軸徑：根據(jù)所

20、選電機(jī)d電機(jī)二D = 38mm，則d 二 0.81.0 d電機(jī)二 0.81.038 =30.438mm2）選擇聯(lián)軸器：聯(lián)軸器所傳遞的標(biāo)稱扭矩：p2 61T =9550 0 =955025.96N mn0960根據(jù)傳動裝置的工作條件擬選用彈性柱銷聯(lián)軸器(GB/T4323-2002)查表2-14-2(教材P137)，取工作情況系數(shù) K1.5計算轉(zhuǎn)矩Tc = K aT =1.5 25.96 = 38.94N m由表2-14-1(P137)可查得LH2號聯(lián)軸器就可以滿足轉(zhuǎn)矩要求(=315N m Tc =38.94N m)。但其軸孔直徑(2035mm)不能滿足電動機(jī)及減速器高速軸軸徑的要求。因此重選LT

21、6號d = 32mm聯(lián)軸器(Tn =250N m Tc =82.1N m, h3300r/ min n =960r / min)3) 最后確定減速器高速軸外伸直徑為d =32mm。4.1.2低速軸的設(shè)計計算1) 選擇軸的材料選擇材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。2) 按轉(zhuǎn)矩初步計算軸伸直徑PT/ 2 48d_A0 3 2(110 160) 3(23.5 34.1)mm n2 255.86d0 二 30mmdi = 38mmd2 = 40mm取 d0 = 30mmd 30 40 mm取d1 = 38mm (按標(biāo)準(zhǔn)密封圈尺寸取值)d2 d1,根據(jù)軸承取標(biāo)準(zhǔn)值，取d2=40mm查表2-13-1(P106)，

22、選6209型號的深溝球軸承。軸承型號為 6208 GB/T272-19934.2軸的強(qiáng)度校核4.2.1計算大齒輪上的作用力轉(zhuǎn)矩 T = 92570 N mm圓周力Ft空二士=735Nd 252= 735N機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明27姓名徑向力 Fr 盧 的= 735 tan20=267Ncos Pcos0軸向力 Fa 二 Ft tan - 735 tanO 二 ON4.2.2繪軸的受力簡圖，求支座反力-AT Fq51500N39590T2330017410084600SI 200C（S）耳A1）垂直面支座反力L2 = L3 = 53.5mm據(jù)ZM b =0，得-RAy(L

23、2 L3) Ft LOR - FtL3氐乙L3Ft211792-589.5NFr =267NFa =0NL2 = L3 = 53.5mmRAy =589.5N據(jù)-丫 - 0，得Ft L3L2 L311792= 589.5NRAy =589.5N2學(xué)院班級學(xué)號:2）水平面支座反力L1 = 85.5mmLi = 85.5mm機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明39姓名學(xué)院班級學(xué)號:Raz =38436 NRBz = -1397.4NM Ay = 0N mmM Cy 0.315 105N mmM Az51.725 10 N mmMCz0.748 105N mmM a =51.725 10 N mmMc 二0.812

24、 105N mm據(jù)1M B =0，得d-RazJ L3） - Fa - FL Fq（LiL2 L3） = 02Fr L3FQ （L1L2L3）429 53.5 2017.2 （535 535 85.5） “ “=38436N535 十 53.5據(jù)ZZ =0，得RBz=Fr +FQ -RAz =429+2017.2-38436 = -13974N受力簡圖如圖（b）4.2.3作彎矩圖1）垂直面彎矩M圖A點M Ay = 0N mmC點M Cy = RAyL3 = 589.5 53.5 = 0.315 105 N mm垂直面彎矩圖如圖（c）2）水平面彎矩M圖A點M Az hFqJ =2017.2 85

25、.5=1.725 105 N mmC點M C = Fq L1 L2 - Raz L2= 2017.285.5 53.5 - 3843.6 53.5=0.748 105 N mm水平面彎矩圖如圖（d）3）合成彎矩圖A點/225MAy 泊 az =1.725 10 N mmC點22cMe =；Mcy+Mcz =0.8120 N mm合成彎矩圖如圖(e)424作轉(zhuǎn)矩圖plT 二 Ft d = 39590N mm2轉(zhuǎn)矩圖如圖(f)4.2.5作當(dāng)量彎矩圖該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)應(yīng)力考慮，取-0.6當(dāng)量彎矩m.mCT)2D點M = JmD +(aT)2 =aT =0.6x3959057238 10 N

26、 mmA點M：a= ；mA (T)2 = ；(1.725 105)2 (0.6 3959C)2= 1.741 105N mmC 點左M =、；mC +(町)2 =J(0.812I05)2+(0.6 漢 39590)25= 0.846 10 N mmC點右M$ =、；MC +(gT)2 =p(0.812x105)2 =0.812x105N mm當(dāng)量彎矩圖如圖(g)4.2.6校核軸的強(qiáng)度由以上分析可見，A點彎矩值最大，C點有鍵槽，而D點軸 徑最小，所以該軸危險斷面是 A點、C點和D點所在剖面。查表13-1(教材P218)得匚b =650MPaT = 39590 N mmM D 二50.238 10

27、 N mmM A 51.741 10 N mmM C =50.846 10 N mmMe 二0.812 105N mm查表 13-2（教材 P224）得JL =60MPadAi53 1.741 100.1 60A點軸徑 =30.7 mm該值小于原設(shè)計該點處軸的直徑 45mm安全 C點軸徑考慮鍵槽影響，有一個鍵槽，軸徑加大 5%dC =24.2 (1 0.05) = 25.4mm。該值小于原設(shè)計該點處軸的直徑 48mm安全 D點軸徑d d-3 0.1 6023800=15.8mm考慮鍵槽影響，有一個鍵槽，軸徑加大 5%dD =15.8 (1 0.05) = 16.6mm。該值小于原設(shè)計該點處軸的

28、直徑35mm安全5. 滾動軸承的選擇及其壽命驗算5.1低速軸軸承1) 選定軸承類型及初定型號深溝球軸承(GB/T272-1993),型號6208： 查表得 C =28.5kN，Cr =21.5kN。2) 計算徑向支反力R =3889NR2 =1517NLh 二 14834h& =衆(zhòng)：丫 RAz =589.52 3843.62 =3889NR2 = Jr；y R；z = ;；589.52 1397.42 =1517 N取 P = R =3889N3) 校核軸承壽命6hH310.J 十 28500、x |60 漢 255.9 i1.2 漢 3889 丿=14834h10000h故滿足軸承的壽命要求

29、。5.2高速軸軸承1) 選定軸承類型及初定型號深溝球軸承(GB/T272-1993),型號6208:查表得 C =22.8kN , Cr =15.8kN2)計算徑向支反力11Ra-RByFt1179 =589.5N11Raz = RbzFr429 = 214.5N22R = JrAy+RAz= J589.52 +214.52 = 627 NR2 二 rBy rBz 二 589.52 214.52 =627N3）取 P =627N校核軸承壽命Lh106=X60 960、31 22800J.2X627 丿R =627NR2 二 627NP =627NLh = 483099h=483099h1000

30、0h故滿足軸承的壽命要求。6. 鍵聯(lián)接的選擇和驗算6.1減速器大齒輪與低速軸的鍵聯(lián)接1）鍵的材料、類型鍵的材料選用45鋼，選用A型普通平鍵。2）確定鍵的尺寸根據(jù)軸徑d =48mm，齒輪輪轂長b =56mm，查表2-12-11 （P103）確定鍵的尺寸為：b = 14mm, h = 9mm, L 二 45mm3）驗算鍵的擠壓強(qiáng)度鍵和軸的材料為鋼，輪轂材料為 45鋼，所以按鋼校核鍵連 接的擠壓強(qiáng)度。查表9-7（教材P135），得許用擠壓應(yīng)力S ooMPa鍵的計算長度I = L-b=45-14 = 31mm，由下式得cp4TdhI4 12738048 9 31= 38MPa ：-100MPa該鍵安全。所以選鍵14X 45 GB/T1096-19906.2小鏈輪與減速器低速軸軸伸的聯(lián)接1）鍵的材料、類型鍵的材料選用45鋼，選用A型普通平鍵。2）確定鍵的尺寸根據(jù)軸徑d =30mm，鏈輪輪轂長b =54mm，查表2-12-11 （P103）確定鍵的尺寸為：b = 10mm, h 二 8mm, L 二 45mm3）驗算鍵的擠壓強(qiáng)度鍵和軸的材料為鋼，輪轂材料為 45鋼，所以按鋼校核鍵連 接的擠壓強(qiáng)度。查表9-7（教材P135），得許用擠壓應(yīng)力J-100MPa鍵的計算長度I二L b =4