東北大學機械學院機械設計課程設計ZL-20B-參考模板

傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！/傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！本設計要求的轉矩較大，故部分齒輪和軸選用40Cr為材料，如轉矩較小，可使用45#鋼機械設計課程設計說明書機械工程與自動化學院機械工程及自動化專業(yè)機械班學號：設計者：指導老師：2013年6月19日傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！目錄設計任務書┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3電動機的選擇計算┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3傳動裝置的運動與動力參數(shù)的選擇和計算┄┄┄┄┄┄┄┄┄4傳動零件的設計計算┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄9軸的設計計算┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄18軸的強度校核┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄19滾動軸承的選擇和壽命驗算┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄24鍵聯(lián)接的選擇和驗算┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄25聯(lián)軸器的選擇┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄26傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！減速器的潤滑及密封形式┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄26參考資料┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄26傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！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(chǎn)批量102多灰塵稍有波動小批3）技術數(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)ZL-20480000.244001000二．電動機的選擇計算選擇電動機系列根據(jù)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380V，Y系列。選擇電動機功率滾筒轉動所需要的有效功率為傳動按表4.2-9取:彈性聯(lián)軸器效率η彈聯(lián)=0.99閉式齒輪嚙合效率η齒=0.97聯(lián)軸器效率η聯(lián)=0.99滾動軸承效率η承=0.99開式齒輪嚙合效率η開齒=0.94滾筒效率η筒=0.96則傳動總效率所需的電動機的功率為3).選擇電機的轉速滾筒軸轉速為查表4.12-1選Y型三相異步電動機Y180L—6型，額定功率15kw,同步轉速1000r/min,滿載轉速970r/min。同時，由表4.12-2查得電動機中心高H=180mm，外伸軸段D×E=48mm×110mm。傳動總效率η=0.791所需的電動機功率選Y型三相異步電動機Y180L—6型傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！三傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算（一）.分配傳動比總傳動比:2）各級傳動比的粗略分配根據(jù)總傳動比（i=83.33），以及各種機械傳動推薦的傳動比范圍，各級傳動比分配如下：由表4.2-9取則減速器的傳動比：取兩級齒輪減速器高速級齒輪傳動比為：減速箱內(nèi)低速級齒輪傳動比為（二）各軸功率、轉速和轉矩的計算0軸：即電動機的主動軸Ⅰ軸：即減速器的高速軸3.Ⅱ軸：即減速器的中軸總傳動比:i=83.33傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！4.Ⅲ軸：即減速器的低速軸Ⅳ軸：即傳動軸6.Ⅴ軸：即傳動滾筒軸傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！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η014.223970140彈性聯(lián)軸器1.00.99Ⅰ14.081970138.63閉式齒輪4.330.96Ⅱ13.522224.02576.44閉式齒輪3.210.96Ⅲ12.98569.791776.86聯(lián)軸器1.00.98Ⅳ12.72769.791741.55開式齒輪60.94Ⅴ11.83111.639715.05 （三）設計開式齒輪小齒輪40Cr表面淬火齒面硬度48-55HRC大齒輪45#鋼表面淬火齒面硬度40-50HRC按齒根彎曲疲勞強度確定模數(shù)初選小輪的齒數(shù)為Z5=20，那么，應力循環(huán)次數(shù)N1=60×n4×j×Lsh=60×69.79×1×(10×300×16)=2.0×108N2=N1/i=3.3×107初選,由圖5-18b，得由圖5-19，得由圖5-15，得由圖5-14，得初取由式5-32，得YX=1.0。取YST=2.0，SFmin=1.4由式5-31計算許用彎曲應力傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！>取計算取KYE=1.1，由表5-3，按電機驅動載荷稍有波動取KA =1.10得Kv=1.001。由表5-4，Kα=1.2按機械原理知識計算重合度齒頂圓直徑傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！壓力角齒輪基圓直徑齒頂壓力角與KtYEt相近，無需修正則m=6開式齒輪主要參數(shù)Z5=20i=6d5=120da5=132df5=105b5=84Z6=120m=6d6=720da6=732df6=705b6=90開式齒輪i=6m=6mmz4=20,z5=120傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！四．傳動零件的設計計算（一）減速器高速級齒輪的設計計算材料的選擇：高速級的小齒輪選擇40Cr,表明淬火。齒面硬度為48-55HRC大齒輪材料選用45鋼,表明淬火。齒面硬度為40-50HRC計算應力循環(huán)次數(shù)查圖5-17，ZN1=1.0ZN2=1.05由式5-29，ZX1=ZX2=1.0，取SHmin=1.0ZW=1.14ZLVR=0.92由圖5—16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T1=138000N·mm初定螺旋角β=初取由表5-5得減速傳動,取。由式（5-41）計算ZH端面壓力角傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！基圓螺旋角由式（5-39）計算中心距a取中心距a=140mm。估算模數(shù)mn=(0.007～0.02)a=1.05～3mm取標準模數(shù)mn=2mm。小齒輪齒數(shù)取整，大齒輪齒數(shù)。取整， 實際傳動比=4.26傳動比誤差，在允許范圍內(nèi)。修正螺旋角與初選β=130相近,ZH`Zβ可不修正.齒輪分度圓直徑中心距a=140mm模數(shù)mn=2mmz1=26，z2=111螺旋角傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！圓周速度,(3)驗算齒面接觸疲勞強度由表5-3,取KA=1.35。由圖5-4b，按8級精度和，得Kv=1.04齒寬。b/d1=56/50.88=1.1006由圖5-7a，得Kβ=1.113。由表5-4，得Kα=1.4。載荷系數(shù)計算重合度齒頂圓直徑端面壓力角齒輪基圓直徑端面齒頂壓力角齒輪分度圓直徑齒輪精度為8級傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！則則齒面接觸應力驗算齒根彎曲疲勞強度由圖5-18b，得由圖5-19，得由圖5-15，得取YST=2.0，SFmin=1.4由式5-31計算許用彎曲應力傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！由圖5-14得YFa1=2.65，YFa2=2.22由圖5-15得YSa1=1.93，YSa2=1.96＞1.0，（5）齒輪主要幾何參數(shù)z1=26,z2=111,u=4.33mn=2mm,β=11.880,mt=mn/cosβ=2/cos11.880=2.04mm,d1=53.36mm,d2=227.83mm,da1=54.88mm,da2=2221.24mm,df1=48.36mm,df2=222.83mma=140mm,b2=b=56mm,b1=b2+(5～10)=65mm（二）減速器低速級齒輪的設計計算1).材料的選擇：高速級的小齒輪選擇40Cr,表明淬火。齒面硬度為48-55HRC大齒輪材料選用45鋼,表明淬火。齒面硬度為40-50HRC計算應力循環(huán)次數(shù)查圖5-17，ZN3=1ZN4=1.05，由式5-29，ZX3=ZX4=1.0，取SHmin=1.0ZW=1.14ZLVR=0.92按齒面硬度50HRC，45HRC，由圖5-16b，傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！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T1=576440N·mm初定螺旋角β=，初取，由表5-5得減速傳動，;取由式（5-41）計算ZH端面壓力角基圓螺旋角由式（5-39）計算中心距a取中心距a=170mm。估算模數(shù)mn=(0.007~0.02)a=1.19—3.4mm取標準模數(shù)mn=2.5mm。中心距a=170mm模數(shù)mn=2.5mm傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)取z3=32，z4=102實際傳動比傳動比誤差在允許范圍內(nèi)。修正螺旋角與初選β=130相近,ZH`Zβ可不修正.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由表5-3,取KA=1.25。由圖5-4d，按8級精度和，得Kv=1.024。齒寬b/d3=68/82.10=0.828由圖5-7a，得Kβ=1.08。由表5-4，得Kα=1.4。載荷系數(shù)齒頂圓直徑z3=32，z4=102齒輪精度為8級傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！端面壓力角齒輪基圓直徑端面齒頂壓力角由式5-39,計算齒面接觸應力傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除?。?）驗算齒根彎曲疲勞強度由圖5-18c，得，由圖5-19，得YN3=1.0，YN4=1.0由式5-32，mn=2.5mm<5mm,故YX3=YX4=1.015。取YST=2.0，SFmin=1.4由式5-31計算許用彎曲應力由圖5-14得YFa3=2.55，YFa4=2.23由圖5-15得YSa3=1.63，YSa4=1.82。因＞1.0，（5）齒輪主要幾何參數(shù)z1=32,z2=102,傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！mn=2.5mm,β=12.050,mt=mn/cosβ=2.5/cos12.050=2.556mm,d3=82.10mm,d4=263.71mm,da3=87.10mm,da4=268.71mm,df3=75.85mm,df4=257.46mma=170mm,b2=b=68mm,b1=b2+(5～10)=75mm五軸的設計計算（一）高速軸的設計條件：電動機型號Y180L-2，滿載轉速n=970r/min，額定功率P=15W，d電機=48mm軸伸長E=60mm。軸的材料選45鋼，調(diào)質處理，傳遞功率P=14.081，轉速n=970r/min。由表８-２，取A0=110d=(0.8~1.0)*d電機=(0.8~1.0)*48=38.4~48mm。選擇聯(lián)軸器根據(jù)傳動裝置的工作條件擬選用HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器。計算轉矩為TC=KT=1.5×138.63=207.95N·m查ML3型梅花形聯(lián)軸器Ｔｎ＝250N·m>TC=207.95N·m,[n]=3300r/min>n=970r/min取減速器高速軸外伸軸段軸徑d=40mm可選聯(lián)軸器軸孔直徑d1=38mm,d2=d=35mm因為是小批生產(chǎn)，故軸外伸段采用圓柱形。（二）中間軸的設計軸的材料為45鋼,調(diào)質處理，傳遞功率Ｐ＝13.52W轉速ｎ=224.02ｒ／min。由表８-２，取A0=110，?。洌?5ｍｍ（三）低速軸的設計計算軸的材料為45鋼，傳遞功率Ｐ＝12.98ｋＷ，轉速ｎ＝69.79ｒ／ｍin。由表８-２，取A0=100,因軸端處需開一個鍵槽，軸徑加大５％，，取ｄ＝60ｍｍ。因為是小批生產(chǎn)，故軸外伸段采用圓柱形。傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！六.輸出軸的強度校核低速軸的材料取40Cr，調(diào)質處理查表8—1得查表8—3得繪軸的受力簡圖，求斜齒輪上作用分力及支反力。Fa4RAyFt4RByT1RAzFr4RByrRAxDA136C72BL1=136mmL2=72mmａ.垂直面支反力傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！由得由得b.水平面支反力由得，由得，（2)作彎矩圖垂直面彎矩Mz圖C點水平面彎矩My圖156N.mC點左邊傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！合成彎矩圖448N.mC點左邊作轉矩T圖1176.86N.m作計算彎矩Mca圖835448該軸單向工作，轉矩產(chǎn)生的彎曲應力按脈動循環(huán)應力考慮，取α=0.6C點左邊C點右邊D點校核軸的強度由以上分析可見，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。C點軸徑考慮到鍵槽的影響軸徑加大5%。該值小于原設計該點處軸徑72mm，故安全。傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！D點軸徑考慮到鍵槽的影響軸徑加大5%。該值小于原設計該點處軸徑60mm，故安全。（6）精確校核軸的疲勞強度Ⅰ剖面因鍵槽引起的應力集中系數(shù)由附表1-1，查得，Ⅱ剖面因過渡圓角引起的應力集中系數(shù)由附表1-2：按插值法查得，因Ⅰ、Ⅱ剖面主要受轉矩作用，起主要作用，故校核Ⅱ剖面。Ⅱ剖面產(chǎn)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，Ⅱ剖面安全系數(shù)傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！取，，所以Ⅱ剖面安全。b.校核ⅥⅦ剖面的疲勞強度Ⅵ剖面因配合(H7/r6)引起的應力集中系數(shù)由附表1-1，查得，因過渡圓角引起的應力集中系數(shù)由附表1-2：所以，。應按過渡圓角引起的應力集中系數(shù)校核Ⅵ剖面。Ⅵ剖面承受的彎矩和轉矩分別為Ⅵ剖面產(chǎn)生正應力及其應力幅、平均應力為Ⅵ剖面產(chǎn)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，Ⅵ剖面的安全系數(shù)按配合引起的應力集中系數(shù)計算，傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！,所以Ⅵ剖面安全。其它剖面與上述剖面相比，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30214圓錐滾子軸承。低速軸軸承校核工作條件：軸的轉速n=69.79r/min，工作中稍有波動，工作溫度低于，預計壽命計算徑向支反力由軸的強度校核得軸承支反力則計算派生軸向力查表9-8，S=R/2Y,查表9-6-3,30214軸承Y=1.4,e=0.42,(3)求軸承的軸向載荷A由圖可知，軸系有向左移動趨勢，軸1被壓緊且 所以傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！傳播優(yōu)秀Word版文檔，希望對您有幫助，可雙擊去除！(4)計算當量動載荷P由＞e=0.4，查表9-10得X1=0.40，Y2=1.5由＜e=0.4,查表9-10得XB=1，YB=0由表9-7，查取，軸承受力矩載荷，，所以(5)校核軸承壽命因P1>P2，故按P1計算故圓錐滾子軸承30214適用鍵聯(lián)接的選擇和驗算低速軸上鍵的選擇與驗算齒輪處由軸的結構設計知，該軸段直徑d=67mm長度L=65mm,所以選擇鍵20×56GB1095-79，其結構參數(shù)為b=20mmh=12mml=50mm齒輪材料為40Cr鋼，載荷稍有波動，聯(lián)接方式為靜聯(lián)接。因，故安全。(2)聯(lián)軸器處由軸的結構設計及聯(lián)軸器的選擇可知，該軸段直徑d=60mm，長度L=107mm所以選擇鍵16×70GB1095-79，其結構參數(shù)為b=16mmh=10mml=100mm聯(lián)軸器材料為40Cr鋼，載荷稍有波動，聯(lián)接方式為靜聯(lián)接。所以因=11