機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)ZDL3B

1、1、設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)題目1.2工作條件1.3技術(shù)條件2、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)2.1電動(dòng)機(jī)選擇2.2分配傳動(dòng)比2.3傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算3、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算以及校核3.1減速器以外的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算3.2減速器內(nèi)部傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算4、軸的計(jì)算4.1初步確定軸的直徑4.2軸的強(qiáng)度校核5、滾動(dòng)軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算5.1初選滾動(dòng)軸承的型號(hào)5.2滾動(dòng)軸承壽命的膠合計(jì)算6、鍵連接選擇和驗(yàn)算7、連軸器的選擇和驗(yàn)算8、減速器的潤滑以及密封形式選擇9、參考文獻(xiàn)精品文檔1.1 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)膠帶傳輸機(jī)的傳動(dòng)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(dòng)小批1.3 技術(shù)數(shù)據(jù)

2、題號(hào)滾筒圓周 帶速滾筒直徑滾筒長度力 F(N)v(m/s)D(mm)L(mm)ZDL-316001.6320400傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇2.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)系列根據(jù)工作要求及工作條件應(yīng)選用三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓 380 伏， Y 系列電動(dòng)機(jī)2.1.2選擇電動(dòng)機(jī)的功率（ 1）卷筒所需有效功率p wFV16001. 62 .56 kw10001000（ 2）傳動(dòng)總效率根據(jù)表 4.2-9確定各部分的效率 :彈性聯(lián)軸器效率1=0.99一對(duì)滾動(dòng)軸承效率2=0.98閉式齒輪的傳動(dòng)效率3=0.97 （8 級(jí)）開式滾子鏈傳動(dòng)效率4=0.92一對(duì)滑動(dòng)軸承的效5=0.97傳動(dòng)滾筒的

3、效率6=0.9621234560 .990.99 20.970 .90 0 .970 .960 .7901pw2.56kw0.7901.精品文檔（ 3）所需的電動(dòng)機(jī)的功率pw 2.56KwPr=3.24kwpr3.240.7901按工作要求及工作條件選用三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓 380V，Y 系列。查表 2.9-1 可選的 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)Y160M1-8型，額定P04kw ，或選 Y132M2-6型，額定 P04kw 。滿足 P0Pr2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)速60v601.695.5r / minnw0.32D現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速為 Y132S-4 型（ 1500r/m

4、in ） 及 Y132M2-6型（ 1000r/min ）兩種方案比較，查得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)方案電動(dòng)機(jī)型額 定 功同 步 轉(zhuǎn)滿 載 轉(zhuǎn)電 動(dòng) 機(jī)總 傳 動(dòng)速速號(hào)號(hào)率(kW)質(zhì)量 /kg比(r/min)(r/min)1Y160M1-84750720737.542Y132M2-64100096011810.05比較兩種方案，方案 2 選用的電動(dòng)機(jī)使總傳動(dòng)比較大。為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，選用方案 1。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y160M1-8。由表 2.9-2 查得其主要性能數(shù)據(jù)列于下表電動(dòng)機(jī)額定功率 P0/kW4電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 n0/(r/min)720電動(dòng)機(jī)軸伸直徑 D/mm42電動(dòng)機(jī)軸伸長度 E/mm110電動(dòng)機(jī)

5、中心高 H/mm160堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 / 額定轉(zhuǎn)矩2.0.精品文檔2.2分配傳動(dòng)比（ ） 總傳動(dòng)比n07207.541i95.5nw查表 2.2-1 得齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 i12 =3.6則取鏈傳動(dòng)比i7.542.094i 233.6i122.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算2.3.1各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算軸：即電動(dòng)機(jī)的主動(dòng)軸p 0p r3 . 24 kwn0720r / minT09.55p09.553.24 103n072042.98 N m1 軸： 即減速器的高速軸p 1p 0013 .240 .993 . 21 kwn 1n 0720 r / m ini 01T19.55p13.2110

6、342.58N mn19.55960軸：即減速器的低速軸p2p1123.24 0.99 0.980.973.05 kwn2n1720200 / mini123.6rT29.55P29.55 3.05 103145.64 Nmn2200軸：即傳動(dòng)滾筒軸p3p2233.050.980.922.75 kw.精品文檔n3n220095.5/ mini 232.094rT39.55 P39.552.75 103275 N mn395.52.3.2各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)列表示軸序號(hào)功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)形傳動(dòng)比 i效率 P(kw)n(r/min)T(N.m)式03.2572042.98聯(lián)軸器10.9913.2172

7、042.5823齒輪傳動(dòng)3.60.953.05200145.64鏈傳動(dòng)2.0940.902.7595.5275傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 減速器以外的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)1）確定鏈輪齒數(shù)由傳動(dòng)比取小鏈輪齒數(shù)Z1292i 292 2.09424.812 所以取 Z1 =25大鏈輪齒數(shù)Z2iZ 12.09424 .81251 .956 所以取 Z 2 =52實(shí)際傳動(dòng)比iZ2522.08Z125i理 i實(shí)100% 0.67%ii理2）確定鏈條節(jié)距.精品文檔由式 P0K A PK zK p查表得，工況系數(shù) K A1.4小鏈輪齒數(shù)系數(shù)K z( Z1 )1.081.3419取雙排鏈，取 K p =1.

8、71.43.05P01.87 kW1.341.7因?yàn)?n1200 r/min查表得選鏈號(hào) No10A，節(jié)距 p=15.875計(jì)算鏈長初選a0 =40p=40 15.875=635mm鏈長L p2 a0z2 z1p ( z2z1 )22 4052 2515.875 (52 25) 2118.96 節(jié)p2a0 226352取 L p =120 節(jié)所以實(shí)際中心距a643驗(yàn)算鏈速vz1 n1 p25 200 15.875 1.32601000601000V15 m/s適合5）選擇潤滑方式按 v=1.32m/s, 鏈號(hào) 10A，查圖選用滴油潤滑。6）作用在軸上的力有效圓周力1000P10003.05NF

9、e2319.6v1.32作用在軸上的力 FQ 1.2Fe1.2 2310 .2 2772.7N7）鏈輪尺寸及結(jié)構(gòu)分度圓直徑d1p15.875mm1800sin 1800126.662sinz125.精品文檔15.875262.925mmd11800sin523.2 減速器以內(nèi)的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)1） 材料的選擇：小齒輪選用 45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度 217255HBS，大齒輪選用 45#鋼，正火處理，齒面硬度 162217HBS。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160n1jL h607201 (10 300 8 2) 2.0736 109N 2N12.07361095.76 1083.6i查圖

10、 11-14，Z =1.0 Z=1.05 （允許一定點(diǎn)蝕）由式 11-15N1N2，Z =Z =1.0，X1X2取 SHmin=1.0由圖 11-13b ，得H lim 1575MPa ,H lim 2540MPa計(jì)算許用接觸應(yīng)力H 1H lim 1 ZN1 ZX 15701.0 1.0575.0MPaSH min1.0H 2H lim 2ZN 2ZX 25401.05 1.0567.0MPaSH min1.0因H 2H1，故取 HH 2567.0N / mm22） 按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距小輪轉(zhuǎn)矩 T14.26 104 N mm初取 K tZ 2t1.1 ，取 a0.4 ，由表 11-5得

11、Z E 189.8 MPa由圖 11-7 得， ZH2.45 ，減速傳動(dòng)， ui 3.6 ;由式（ 5-39 ）計(jì)算中心距 a.KT1ZHZEZ Z2at (u1)32 a uH2(3.61)31.1426002.45189.8120.43.6567.0102.13由 4.2-10,取中心距 a=140mm。a=140mm估算模數(shù) m=(0.0070.02)a=0.98 2.8mm,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2.5mm。m=2.5mm小齒輪齒數(shù)： z12a214024.35mu 12.53.61大齒輪齒數(shù)：z2=uz = 3.624.3587.65z1取 z1=24， z2=98實(shí)際傳動(dòng)比i實(shí)z288z

12、13.6724傳動(dòng)比誤差i理i 實(shí)100%3.6 3.671.94%5% ，ii理100%3.6在允許范圍內(nèi)。齒輪分度圓直徑d1 m z12.5 24 60mmd2 m z22.588220mm圓周速度d1 n160 7202.26m / sv103610 460由表 11-6, 取齒輪精度為 8 級(jí) .驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度按電機(jī)驅(qū)動(dòng) , 載荷稍有波動(dòng) , 由表 11-3, 取 KA=1.25 由圖 11-2 （ a），按 8 級(jí)精度和 vz1 /1002.26 24 / 1000.542m / s ，v。得 K =1.03齒寬 b a a0.4 14056mm 。由圖 11-3(a) ，按

13、b/d1=56/60=0.93, 取 K =1.08 。由表 11-4 ，得 K =1.2載荷系數(shù) KK A K v KK1.25 1.031.08 1.2 1.669精品文檔1 =24，z2=88.精品文檔由圖 11-4 ，得1 0.775，2 0.810 ，所以121.585由圖 11-6得， Z0.78計(jì)算齒面接觸應(yīng)力H2KT1u 1ZHZEZ Zbd2u2.45 189.8 0.78 1.0121.669426003.61344.34MPa H567.0MPa5623.660故在安全范圍內(nèi)。（4）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度按 Z1=27， Z2=98,由圖 11-10得， YFa1 =2.6

14、5 ，YFa 2 =2.21由圖 11-11得， Ysa11.59 ， Ysa 2 1.78由圖 11-12得， Y0.7由圖 11-16 （b），得F lim 1 210N / mm2 ， F lim 2 205N / mm2由圖 11-17 ，得 YN1 =1.0 ，Y N 2 =1.0由圖 11-18 得,Y X 1 =YX 2=1.0 。取 YST =2.0 ，SF m in =1.4計(jì)算齒根許用彎曲應(yīng)力F 1F lim 1YST YN1YX 121021.01.0300MPaSF min1.4F 2F lim 2YST YN2 YX 220521.01.0292.8N / mm2SF

15、 min1.4F12KT1 YFa1Ysa1Y2 1.66942600 2.65 1.59 0.7bd1 mn50 602.552.01MPaF1300MPa故安全。.精品文檔YFa 2YSa252.012.211.78F 2F1 YF1YSa12.651.5948.56MPa292.8MPa故安全。（ 5）齒輪主要幾何參數(shù)z1=24, z2 =88, u=3.6 ， m=2.5 mm，d1mz12.52460mm, d2mz22.588220 mmda1d12ha m6021.02.565mm,da2d22ha m2202 1.0 2.5 225 mmd f 1d12( hac )m60 2

16、 (1.0 0.25)2.553.75 mmd f 2d22( hac ) m2202(1.00.25)2.5213.75 mma1d2 )140mm( d12b2b56mm , b1=b2+(510)=64mm軸的設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)1初步估定減速器高速軸外伸段軸徑根據(jù)所選電機(jī)d電機(jī)42mm, 軸伸長 E110mm則 d=(0.8 1.0)d 電機(jī) =(0.8 1.0) 42=33.6 42mm取 d=35mm。d=35mm2選擇聯(lián)軸器根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作條件你選用彈性柱銷聯(lián)軸器（GB5014-85）。計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tc 為Tc = K AT =1.5 5

17、3.1=79.7N.m式中 T聯(lián)軸器所傳遞的標(biāo)稱扭矩，.精品文檔T=9.55 P =9.55 410353 .1N.mn720K A 工作情況系數(shù)，取K A =1.5 。根據(jù) Tc =79.77N.m, 從表 2.5-1 可查的 HL2號(hào)聯(lián)軸器就可以轉(zhuǎn)矩要求（ Tn315N m,TnTc ）。但其軸孔直徑（ d=2032mm）不能滿足電動(dòng)機(jī)及減速器高速軸軸徑的要求。因此重選HL3號(hào)聯(lián)軸器（ Tn630N mTc79.7N m, n5000r / minn720r / min ）。4.1.2低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.選擇軸的材料選擇材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。2.按轉(zhuǎn)矩初步計(jì)算軸伸直徑d A03 P

18、130 3 3.0532.24mmn200取 d=35mm4.2 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算小齒輪上的作用力轉(zhuǎn)矩 T=146N.m圓周力Ft2T2146000Ft =1327.27 Nd1327.27N220徑向力FrFttg1327.27tg20483.09NFr =483.09 N軸向力 FaFttg1327 .27tg 00 NFa =0N（）繪軸的受力簡圖，求支座反力 .垂直面支反力L1L254mmM B0RAy ( L1L 2 )Ft L 20.精品文檔RAyFt L2Ft 1327.27RAY=663.64NL1L22663.642Y0RByFtRAy1327.27663.64 663.64

19、NRBY=663.64N水平面支反力0 得，dM cRAz ( L1L2 )Fa 2Fr L20Fr L2Fad483.0954RAz2RAz =241.55NL1L254241.55N540得：RBzFrRAz483.09241.55241.55RBZ=241.55N(2) 作彎矩圖垂直面彎矩 MY 圖B 點(diǎn) ， M cy RAy L4N mmMc=35800N.mm663.54 54 3.58 10Y水平面彎矩 MZ 圖C 點(diǎn)右M c右RBZ L21.3 10 4 N mmM c右 =13000N.mmC點(diǎn)左 ,M C左RAz L11.3 104 N mmM c左 =13000N.mm合成

20、彎矩圖B 點(diǎn)右 , MCB右223.8104N mmM CB右 =38000N.mmM cyc右B點(diǎn)左, MCB左M c2yM c2左3.8104N mmM CB 左 =38000N.mm（）作轉(zhuǎn)矩T 圖d4.264 N mmT =42600N.mmTFt 210（）作計(jì)算彎矩Mca 圖該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力考慮，取 =0.6點(diǎn)左邊M ca左M c2左 ( TC )2(3.58 104 )2(0.6 4.26 104 )2ca 左 =45800N.mm4.58104 N mmM.精品文檔點(diǎn)右邊M ca右M c右2( TC )2(3.8 104 )2( 0.6 4.26

21、104 )24.58104 NmmM ca右 =45800N.mm點(diǎn)M caDM D2To225560N mmMcaD=25560N.mm（）校核軸的強(qiáng)度由以上分析可見， C 點(diǎn)彎矩值最大，而 D 點(diǎn)軸徑最小，所以該軸危險(xiǎn)斷面是 C點(diǎn)和 D點(diǎn)所在剖面。查表 13-1 得B650N / mm2 查表 13-3 得 b 160N / mm2 。C 點(diǎn)軸徑MdC 30.1caC3 4.581050.119.7mmb601.精品文檔因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽 dC19.7(10.05)20.7mm 。該值小于原d c =20.7mm44mm故,安全。M caD3 2556016.21mmD 點(diǎn)軸徑 dD 30.1

22、 600.1b 1因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽 dC16.21(10.05)17.02mm 。該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸徑35mm，故安全。滾動(dòng)軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算低速軸軸承1）、選定軸承類型及初定型號(hào)深溝球軸承（ GB/T276-94），型號(hào) 6208 ：查表得 Cr22.8kNC 0r15.8kN2）、計(jì)算徑向支反力R122706.4NR=1703.54NRAYRAZ1R2RBY2RBZ2706.4NR2=3913.423N校核軸承壽命101063106L10hft C1 2280060nf p p60 200706.46.510657600h(2830010)103故滿足軸承的壽命要求高速軸軸承高速軸承的確定與低速軸承相同，選取深溝球軸承（ GB/T276-96）型號(hào) 6208。鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算( 一 ). 減速器大齒輪與低速軸的鍵聯(lián)接1）鍵的材料類型號(hào)鋼， A 型普通平鍵2）確定鍵的尺寸.精品文檔b=12mm, h=8mm, L=45mm3）驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度鍵和軸的材料為鋼輪轂材料為鑄鐵，鑄鐵的許用力比鋼的許用擠壓應(yīng)力低，按鑄鐵校核鍵連接的擠壓強(qiáng)度。查表的許用擠壓應(yīng)力p53mPa，鍵的計(jì)算長度l=L-b=45-12=33mm由下式得p4T4146