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1、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計ZDD-10-C PAGE PAGE 21機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)(jch)課程設(shè)計說明書題目:膠帶(jiodi)輸送機(jī)傳動裝置的設(shè)計(shj) 班 級: 姓 名: 學(xué) 號: 指導(dǎo)教師: 成 績: 2013年1月11日目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc312795669 目 錄 PAGEREF _Toc312795669 h 1 HYPERLINK l _Toc312795670 1、設(shè)計(shj)任務(wù) PAGEREF _Toc312795670 h 3 HYPERLINK l _Toc312795671 1.1設(shè)計(shj)題目 PAGEREF

2、_Toc312795671 h 3 HYPERLINK l _Toc312795672 1.2工作(gngzu)條件 PAGEREF _Toc312795672 h 3 HYPERLINK l _Toc312795673 1.3技術(shù)數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc312795673 h 3 HYPERLINK l _Toc312795674 2、電動機(jī)的選擇計算 PAGEREF _Toc312795674 h 3 HYPERLINK l _Toc312795675 2.1選擇電動機(jī)系列 PAGEREF _Toc312795675 h 3 HYPERLINK l _Toc312795676 2.2

3、滾筒轉(zhuǎn)動所需要的有效功率 PAGEREF _Toc312795676 h 3 HYPERLINK l _Toc312795677 2.3選擇電動機(jī) PAGEREF _Toc312795677 h 4 HYPERLINK l _Toc312795678 3、傳動裝置的運(yùn)動及動力參數(shù)計算 PAGEREF _Toc312795678 h 5 HYPERLINK l _Toc312795679 3.1傳動比的分配 PAGEREF _Toc312795679 h 5 HYPERLINK l _Toc312795680 3.2各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計算 PAGEREF _Toc312795680 h 5

4、HYPERLINK l _Toc312795681 4、傳動零件的設(shè)計計算 PAGEREF _Toc312795681 h 7 HYPERLINK l _Toc312795682 4.1選擇V帶的型號 PAGEREF _Toc312795682 h 7 HYPERLINK l _Toc312795683 4.2驗(yàn)算帶速 PAGEREF _Toc312795683 h 7 HYPERLINK l _Toc312795684 4.3確定大帶輪的標(biāo)準(zhǔn)直徑 PAGEREF _Toc312795684 h 7 HYPERLINK l _Toc312795685 4.4確定中心距a 和帶長Ld PAGER

5、EF _Toc312795685 h 7 HYPERLINK l _Toc312795686 4.5驗(yàn)算小輪包角1 PAGEREF _Toc312795686 h 8 HYPERLINK l _Toc312795687 4.6計算帶的根數(shù) PAGEREF _Toc312795687 h 8 HYPERLINK l _Toc312795688 4.7計算作用在軸上的載荷Fr 和初拉力 F0 PAGEREF _Toc312795688 h 8 HYPERLINK l _Toc312795689 4.8 V帶傳動的參數(shù) PAGEREF _Toc312795689 h 8 HYPERLINK l _T

6、oc312795690 5、減速器內(nèi)傳動零件的設(shè)計計算 PAGEREF _Toc312795690 h 9 HYPERLINK l _Toc312795691 5.1 選擇材料 PAGEREF _Toc312795691 h 9 HYPERLINK l _Toc312795692 5.2按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距 PAGEREF _Toc312795692 h 9 HYPERLINK l _Toc312795693 5.3驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 PAGEREF _Toc312795693 h 11 HYPERLINK l _Toc312795694 5.4驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 PAGEREF _T

7、oc312795694 h 12 HYPERLINK l _Toc312795695 5.5齒輪主要幾何參數(shù) PAGEREF _Toc312795695 h 12 HYPERLINK l _Toc312795696 6、軸的設(shè)計計算 PAGEREF _Toc312795696 h 13 HYPERLINK l _Toc312795697 6.1高速軸的設(shè)計計算 PAGEREF _Toc312795697 h 13 HYPERLINK l _Toc312795698 6.2低速軸的設(shè)計計算及聯(lián)軸器的選擇 PAGEREF _Toc312795698 h 13 HYPERLINK l _Toc312

8、795699 7、低速軸的強(qiáng)度(qingd)校核 PAGEREF _Toc312795699 h 14 HYPERLINK l _Toc312795700 8、滾動軸承的選擇(xunz)及其壽命驗(yàn)算 PAGEREF _Toc312795700 h 16 HYPERLINK l _Toc312795701 8.1確定(qudng)軸承的承載能力 PAGEREF _Toc312795701 h 16 HYPERLINK l _Toc312795702 8.2計算徑向支反力 PAGEREF _Toc312795702 h 16 HYPERLINK l _Toc312795703 8.3求軸承軸向載荷

9、 PAGEREF _Toc312795703 h 16 HYPERLINK l _Toc312795704 8.4壽命校核 PAGEREF _Toc312795704 h 17 HYPERLINK l _Toc312795705 9、鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算 PAGEREF _Toc312795705 h 17 HYPERLINK l _Toc312795706 9.1齒輪處 PAGEREF _Toc312795706 h 17 HYPERLINK l _Toc312795707 9.2外伸處 PAGEREF _Toc312795707 h 17 HYPERLINK l _Toc312795708

10、10、減速器的潤滑及密封形式選擇 PAGEREF _Toc312795708 h 18 HYPERLINK l _Toc312795709 11、指導(dǎo)參考書 PAGEREF _Toc312795709 h 181、設(shè)計任務(wù)書1.1設(shè)計(shj)題目:膠帶(jiodi)輸送機(jī)傳動裝置的設(shè)計(shj)1.2工作條件(C)工作年限工作班制工作環(huán)境載荷性質(zhì)生產(chǎn)批量151灰塵較少輕微沖擊單件1.3技術(shù)數(shù)據(jù)(ZDD-10)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-1015001.62506002、電動機(jī)的選擇計算2.1選擇電動機(jī)系列根據(jù)工作要求及工作條件應(yīng)選用

11、三相異步電動機(jī),封閉式結(jié)構(gòu),電壓380伏,Y系列電動機(jī)。2.2滾筒轉(zhuǎn)動所需要的有效功率 根據(jù)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8級精度齒輪的傳動效率 3 =0.97彈性聯(lián)軸器效率 = 4 * Arabic 4 =0.99滑動軸承傳動效率 5 0.97傳動滾筒(gntng)效率 6=0.96則總的傳動(chundng)總效率 = 1223456 = 0.950.9920.970.990.970.96 = 0.8326 = 0.8326 滾筒(gntng)的轉(zhuǎn)速 所需的電動機(jī)的功率 2.3選擇電動機(jī)查表2-18-1可知可選Y100L2

12、-4或Y132S-6,比較傳動比及電動機(jī)其他數(shù)據(jù), 方案電動機(jī)型號額定功率(kW)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速(r/min)總傳動比1Y100L2-43.01500143011.702Y132S-63.010009607.85比較兩種方案,方案1的傳動比比較大,為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊,選擇方案2,決定選電動機(jī)Y132S-6型 ,同步轉(zhuǎn)速1000(r/min)。電動機(jī)額定功率/(kW)3.0電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)960堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩2.0電動機(jī)軸伸直徑D/mm38電動機(jī)軸伸長度E/mm80電動機(jī)中心高H/mm1323、傳動裝置的運(yùn)動及動力(dngl)參數(shù)計算 3.1傳動比的分配(fn

13、pi)總傳動比 根據(jù)(gnj)表2-11-1,初定V帶傳動的i12= 2.5 i12= 2.5則齒輪傳動的傳動比為:i23=i/i12=7.85/2.5=3.14 i23=3.14此分配的傳動比只是初步的,實(shí)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。 3.2各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計算1軸:(電動機(jī)軸)p1=pr=2.883(kW) n1=960(r/min) T1 =9.55*p1/ n1=9.55*2.883*1000/960=28.68(Nm)2軸: (減速器高速(o s)軸)P2=p1*12= p1*1 =2.883*0.95=2.739(kW)n2=n1/i

14、12=960/2.5=384(r/min)T2=9.55*p2/n2=9.55*2.739*1000/384=68.12(Nm) 3軸:(減速器低速(d s)軸)P3=p2*23=p2*2 *3=2.739*0.99*0.97=2.630(kW)n3=n2/i23=384/3.14=122(r/min)T3=9.55*p3/n3=9.55*2.630*1000/122=205.87(Nm)4軸:(即傳動(chundng)滾筒軸)P4=p3*34= p3*2 *4=2.630*0.99*0.99=2.578(kW)n4=n3/i34=122/1=122(r/min)T4=9.55*p4/n4=9

15、.55*2.578*1000/122=201.80(Nm)各軸運(yùn)動及動力參數(shù)軸序號功率P(kW)轉(zhuǎn)速n(r/min)轉(zhuǎn)矩(N.m)傳動形式傳動比效率12.88396028.68帶傳動2.50.9522.73938468.12齒輪傳動3.140.970.99232.630122205.87聯(lián)軸器10.990.9942.578122201.804、傳動零件的設(shè)計計算4.1選擇V帶的型號因?yàn)?yn wi)小輪的轉(zhuǎn)速是960(r/min),班制是1年,載荷(zi h)性質(zhì)輕微(qngwi)沖擊,取Ka=1.2 Ka=1.2PC=KaP1=1.2*2.883=3.4596(kW) PC=3.4596(k

16、W)查書上圖10-8,可得選用A型號帶,dd1min=75(mm) dd1min=75(mm)查書上表10-4取標(biāo)準(zhǔn)直徑即dd1=100(mm) dd1=100(mm)4.2驗(yàn)算帶速v=* dd1 *n1 /60*1000=5.03(m/s) v=5.03(m/s)滿足4.3確定大帶輪的標(biāo)準(zhǔn)直徑dd2= i12*dd1 =2.5*100=250(mm) dd2=250(mm)取dd2=250mm,實(shí)際傳動比i實(shí)=dd2/ dd1=2.5 i實(shí)=2.5百分差=0 合格4.4確定中心距a和帶長LdV帶的中心距過長會使結(jié)構(gòu)不緊湊,會減低帶傳動的工作能力,初定中心距a0=(0.7-2.0)( dd1

17、+dd2)=245700 (mm)暫取a0=350(mm)相應(yīng)a0的帶基準(zhǔn)長度Ld0:Ld0=2*a0 +(/2)*( dd1 +dd2)+(dd2 dd1)2/(4* a0)=1265.85(mm) Ld0=1265.85(mm)查書上表10-2可得,取Ld=1250(mm) Ld=1250(mm)由Ld求實(shí)際(shj)的中心距aa=a0+(Ld Ld0)/2 =342(mm) a=342(mm)4.5驗(yàn)算(yn sun)小輪包角1由式1=180-(dd2-dd1)/a*57.3=154.87120符合要求4.6計算(j sun)帶的根數(shù)z= Pc /(P0 +P0)*K*Kl查圖10-7可

18、得,P0=1.0(kW), P0 =0.10(kW)查表10-6可得,K=0.93 K=0.93查表10-2,KL = 0.93 KL = 0.93代入得z=3.4596/(1.0+0.10)*0.93*0.93=3.63根取z=44.7計算作用在軸上的載荷Fr和初拉力 F0F0為單根帶的初拉力,F(xiàn)0=500*Pc/vz*(2.5/K-1)+qv2=500*3.4596/(5.03*4)*(2.5/0.93-1)+0.10*5.032=147.67(N) F0=147.67(N)Fr=2*F0*z*sin(1/2)=2*147.67*4*sin(154.87/2)=1153(N) Fr=115

19、3(N)4.8 V帶傳動(chundng)的參數(shù)選用(xunyng)A型V帶13.0(mm)頂寬,節(jié)寬11.0(mm)高度(god)8.0(mm),共四根長1250(mm),F(xiàn)r=1153(N),帶輪中心距為342(mm),實(shí)際傳動比為2.5。5、減速器內(nèi)傳動零件的設(shè)計計算5.1 選擇材料小齒輪 40Cr鋼 調(diào)質(zhì)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(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60*n2*j*Lh=60*384*1*(10*300*16)=1.11*109 N1=1.11*109N2=N1/i=1.11*109/3.14=3.54*10

20、8 N2=3.54*108查圖11-14,ZN1=1.00,ZN2=1.09(允許一定點(diǎn)蝕)由圖11-15,ZX1=ZX2=1.0 查圖11-13 =570(Mpa) =510(Mpa)取SHmin=1.0 計算許用接觸應(yīng)力因,故取 5.2按齒面接觸強(qiáng)度(qingd)確定中心距小輪(xio ln)轉(zhuǎn)矩T2 =68.12(Nm)初取,由表11-5得 ;取,=2.5 =2.5由式(11-17)計算中心(j sun zhn xn)距a取中心距a=140(表2.2-2 R40系列,且在130-160之間)估算模數(shù)mn=(0.0070.02)a=0.98-2.8(mm)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn=2mm mn=2m

21、m小齒輪齒數(shù):大齒輪齒數(shù):z2=uz1=3.14*33.82=106.19取z1=34,z2=106 z1=34,z2=106實(shí)際傳動比 傳動比誤差(wch)a=m*(z2+z2)/2=140(mm) a=140(mm)齒輪(chln)分度圓直徑 d1=mz1 =68(mm) d1=68(mm)d2=mz2 =212(mm) d2 =212(mm)圓周(yunzhu)速度 由表11-6,選齒輪精度為8級。5.3驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度按電機(jī)驅(qū)動,載荷稍有波動,由表11-3,取KA=1.25 KA=1.25由圖11-2(a),按8級精度得Kv=1.05 Kv=1.05齒寬 由圖11-3(a),按b/

22、d1=56/68=0.824考慮軸的剛度較大和齒輪相對軸承為對稱布置K=1.03 K=1.03由表11-4,得K=1.1 K=1.1載荷系數(shù)K=KAKVKK=1.25*1.05*1.03*1.1=1.487 K=1.487由圖11-4得: 查圖11-6可得, 由式11-16,計算(j sun)齒面接觸應(yīng)力故安全(nqun)5.4驗(yàn)算齒根(ch n)彎曲疲勞強(qiáng)度按z1=34 z2=106由圖11-10得YFa1=2.50, YFa2=2.20 YFa1=2.50, YFa2=2.20由圖11-11得YSa1=1.63, YSa2=1.81 YSa1=1.63, YSa2=1.81由圖11-12得

23、:Y=0.70 Y=0.70由圖11-16b,得,由圖11-17,得Y=1.0,Y=1.0 Y=1.0,Y=1.0由圖11-18 得 Y=Y=1.0 Y=Y=1.0取Y=2,S=1.4由式11-25計算許用彎曲應(yīng)力,由式11-12 齒根(ch n)彎曲應(yīng)力故安全(nqun)5.5齒輪主要(zhyo)幾何參數(shù) z1=34, z2=106, u=3.14, m=2 (mm)d1=mz1=68(mm) d2=mz2=212(mm)da1=d1+2ha*m=68+2*1*2=72(mm)da2= d21+2ha*m=212+2*1*2=216(mm) df1=d1-2(ha*+c*)m=68-2*(1

24、+0.25)*2=63(mm)df2=d2-2(ha*+c*)m=212-2*(1+0.25)*2=207(mm)齒寬b2 = b =56(mm) b1=b2+(510)=64(mm) 6、軸的設(shè)計計算6.1高速軸的設(shè)計計算(1)初步估定減速器高速軸外伸段軸徑取A=145受鍵槽(jinco)影響加大4%-5%,取29(mm) 29(mm)(2)確定(qudng)減速器高速軸各段軸徑 129mmd2= d1+(58)=(3437)mm,取d2=34mmd3=40mmd4= d3+(13)=(4143)mm,取d4=43mmd5=d3=40mm(3)選擇(xunz)高速軸的軸承根據(jù)d3=40mm,

25、查表2.4-1,選擇軸承的型號為:(GB/T276-1994)-6208 ,其D=80mm,B=18mm。6.2低速軸的設(shè)計計算及聯(lián)軸器的選擇(1)初步選定減速器低速軸外伸段直徑d=(0.81.0)d電機(jī)=(0.81.0) 38=30.438(mm)(2)選擇聯(lián)軸器擬選用彈性聯(lián)軸器(GB5014-85) 名義轉(zhuǎn)矩T3=205.87(Nm)計算轉(zhuǎn)矩為TC=KT3=1.487205.87=306.13(Nm) TC=306.13(Nm)公稱扭矩TN =630(Nm) TC=306.13(Nm)滿足(mnz)n=5000(r/min)n=122(r/min)查表2-5-1,其軸孔直徑(zhjng)d

26、=3048mm,能滿足(mnz)減速器軸徑的要求,軸孔長度 L=60(mm)。 L=60(mm)(3)最終確定減速器低速軸外伸段直徑,受鍵槽影響,軸徑加大4%5%,,取140mm; 140mm軸外伸段采用圓柱形。(4)確定減速器低速軸各段軸徑 140(mm)d2= d1+(58)=4548(mm),取d2=45(mm)d3=50(mm)d4= d3+(13)= 5153(mm),取d4=53mm軸環(huán)直徑d5=60mm d6=d3=50mm。(5)選擇低速軸的軸承根據(jù)低速軸d3=50(mm),查表2.4-1,選擇軸承的型號為:GB/T276-1994-6210主要參數(shù):D=90(mm)B=20(

27、mm)da=57(mm)Da=83(mm)(6)選擇低速軸的軸承蓋軸承(zhuchng)外徑D=90(mm),螺釘(ludng)直徑d3=8(mm),e=1.2 d3=9.6mm(取e=10mm),e1=e,D1= D-(34)=(8687)mm,取D1=86(mm),D4= D-(1015)=(7580)mm,取D4=76(mm)b=510mm,取b=6(mm)h=(0.81)b=4.86mm,取h=5(mm)。7、低速(d s)軸的強(qiáng)度校核1)作用在齒輪上的作用力:圓周力 軸向力 Fa=0 Fa=0徑向力Fr=Fttann =707(N) Fr=707(N)2)支座反力:因L1=L2=L=

28、60(mm) L1=L2=L=60(mm)RAY=RBY=Fr/2=707N/2=353.5(N) RAY=RBY= 353.5(N)RAZ=RBZ=Ft/2=1942N/2=971(N) RAZ=RBZ= 971(N)3)求彎矩:MCY= RAY*L=353.5*0.060=21.21(Nm)MCZ= RAZ*L=971*0.060=58.26(Nm) MCZ= RBZ*L2=971*0.060=58.26(Nm)4)求轉(zhuǎn)矩: T=T3=205.87(Nm)5)求當(dāng)量(dngling)彎矩:該軸單向工作,轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)應(yīng)力(yngl)考慮,取=0.6 C點(diǎn)左邊(zu bian): C點(diǎn)右邊: D點(diǎn): 6)校核(xio h)軸的強(qiáng)度由以上(yshng)分析可見,C點(diǎn)的當(dāng)量(dngling)彎矩最大,而D點(diǎn)軸徑最小,所以該軸危險斷面是C點(diǎn)和D點(diǎn)所在剖面。由45鋼(調(diào)質(zhì)處理)查表13-1得查表13-2得。C點(diǎn)軸徑 因?yàn)橛幸粋€鍵槽。該值小于原設(shè)計該點(diǎn)處軸徑53(mm),故安全。D點(diǎn)軸徑 因?yàn)橛幸粋€鍵槽。該值小于原設(shè)計該點(diǎn)處軸徑40(mm),故安全。8、滾動軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算選擇一對6210深溝球軸承,低速軸軸承校核8.1確定軸承的承

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