東北大學機械一級減速器課程設計ZDDADOC

1、機械設計基礎課程設計說明書題目：膠帶輸送機傳動裝置的設計班級:姓名:學號:指導教師:成績:李寶民2015年6月20日機械設計基礎課程設計說明書ZDD8-A13333333444555666666677777891010101111目錄目錄1、設計任務書1.1設計題目1.2工作條件1.3技術數(shù)據(jù)2、電動機的選擇計算2.1選擇電動機系列2.2滾筒轉動所需要的有效功率2.3選擇電動機3、傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算 3.1傳動比的分配3.2各軸功率、轉速和轉矩的計算 4、傳動零件的設計計算 4.1選擇V帶的型號4.2驗算帶速4.3確定大帶輪的標準直徑4.4確定中心距 A和帶長Ld4.5驗算小輪包角

2、A14.6計算帶的根數(shù)4.7計算作用在軸上的載荷FR和初拉力Fo4.8 V帶傳動的參數(shù)5、減速器內傳動零件的設計計算 5.1 選擇材料 5.2計算應力循環(huán)次數(shù)5.3計算許用接觸應力5.4按齒面接觸強度確定中心距5.5驗算齒面接觸疲勞強度5.6驗算齒根彎曲疲勞強度5.7齒輪主要幾何參數(shù)6、軸的設計計算 6.1高速軸的設計計算 6.2低速軸的設計計算及聯(lián)軸器的選擇7、低速軸的強度校核 2&滾動軸承的選擇及其壽命驗算 14機械設計基礎課程設計說明書ZDD8-A14149、鍵聯(lián)接的選擇和校核 149.1低速軸9.2高速軸14158.1低速軸軸承的選擇8.2低速軸承壽命計算2510、減速器的潤滑及密封形

3、式選擇 15151515151610.1潤滑方式選擇10.2油杯選擇10.3密封圈選擇10.4通氣器選擇11、指導參考書 1、設計任務書1.1設計題目膠帶輸送機傳動裝置的設計1.2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82清潔平穩(wěn)小批1.3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)ZDD-812002.14006002、電動機的選擇計算2.1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380伏，丫系列電動機2.2滾筒轉動所需要的有效功率PwFv10001200 2.11000二 2.52 kwnw60vD60

4、2.1:0.4二 100.3r /min根據(jù)表2-11-1確定各部分的效率：V帶傳動效率n 1 =0.95一對滾動球軸承效率n 2 =0.99閉式8級精度齒輪的傳動效率n 3 =0.97彈性聯(lián)軸器效率n 4 =0.99滑動軸承傳動效率n 5 = 0.97傳動滾筒效率 則總的傳動總效率n = n 1* n 2* n 2 * n 3* n 4* n 5* n 6n 6=0.96=0.95 X 0.99 X 0.99 X 0.97 X 0.99 X 0.97 X 0.96 =0.8326滾筒的轉速所需的電動機的功率PrPw3.027 kw0.83262.3選擇電動機查表2-19-1可知可選 Y112

5、M-4或Y132M1-6比較傳 動比及電動機其他數(shù)據(jù)，iinonw1440100.3-14.36ni 2 :960100.3= 9.57萬案 號電動機型 號額定功率(kW)同步轉速(r/mi n)滿載轉速(r/mi n)總傳動 比1Y112M-44.01500144014.362Y132M1-64.010009609.57nw比較兩種方案，為使傳動裝置結構緊湊，決定選用方案2同時，由表2.9-1，2.9-2查得其主要性能數(shù)據(jù)列于下表：電動機額定功率P0/kW4.0電動機滿載轉速n0 /(r/min)960堵轉轉矩/額定轉矩2.0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

6、/mm1323、傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算3.1傳動比的分配總傳動比i二n0 =9.57nw根據(jù)表2-2-1，初定V帶傳動的i12= 2.5，則齒輪傳動的傳動比為：i23=i/i 12=9.57/2.5=3.83此分配的傳動比只是初步的，實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、轉速和轉矩的計算1軸：（電動機軸）pi=p=3.027 kwni=960r/mi nTi =9.55*p 1/ n 1=9.55*3.027*1000/960=30.11Nm2軸：（減速器高速軸）P2=p1* n 12= p 1* n 1 =3.027*0.95=2.87

7、6kwn2=n/i 12=960/2.5=384r/mi nT2=9.55*p 2/n 2=9.55*2.876*1000/384=71.52Nm3軸：（減速器低速軸）Pa=p2* n 23=p2* n 2 * n 3=2.876*0.99*0.97=2.762kwna=n2/i 23=384/3.83=100r/minTa=9.55*p 3/n 3=9.55*2.762*1000/100=263.77Nm4軸：（即傳動滾筒軸）P4=pa* n 34= pa* n 2 * n 4=2.762*0.99*0.99=2.707kw n4=na/i 34=100/1=100r/minT4=9.55*

8、p 4/n 4=9.55*2.707*1000/100=258.52Nm各軸運動及動力參數(shù)軸序號功率P（kw）轉速n（r/mi n）轉矩（N.m）傳動形式傳動比效率n13.02796030.11帶傳動2.50.9522.87638471.52齒輪傳動3.830.9732.762100264.33聯(lián)軸器10.9942.707100258.524、傳動零件的設計計算4.1選擇V帶的型號因為小輪的轉速是960r/min，班制是2年，載荷平穩(wěn)取 Ka=1.1;Pc=Ka*P =1.1*3.027=3.330kw查課本圖10-8，可得選用A型號帶，ddmin=75mm查課本表10-4取標準直徑即dd1=

9、100mm4.2驗算帶速v=二 * d di *n i /60*1000=5.03m/s ;滿足 5m/s = v120 符合要求；4.6計算帶的根數(shù)Z = Pc /(P 0 + Po)*K a *Kl查圖 10-7 可得，Po=1.0kw, F0 =0.13kw查表 10-6 可得，Ka =0.926查表 10-2 , Kl = 0.93代入得，z =3.33/(1.0+0.13)*0.926*0.93=3.50 根; 取 z=4;4.7計算作用在軸上的載荷Fr和初拉力F0Fo為單根帶的初拉力，2F0 = 500* Pc/vz *(2.5/K a -1 ) +qv=500* 3.33/(5.

10、03*4 ) *(2.5/0.93 -1 )2+0.10*5.03 =142.23NFr=2*F*z*s in (a 1/2 ) =2*142.23*4*si n(154.87 /2)=1111.39N 4.8 V帶傳動的參數(shù)選用A型V帶，13.0mm頂寬，節(jié)寬11.0mm 高度 8.0mm 共四根長 1250mm Fr=1111N, 帶輪中心距為342mm實際傳動比為2.5。5、減速器內傳動零件的設計計算5.1選擇材料根據(jù)表11-1，大小齒輪材料選擇如下：小齒輪 40Cr 鋼 調質處理齒面硬度250-280HBS大齒輪ZG310-570鋼 正火處理 齒面硬度162-185HBS5.2計算應力

11、循環(huán)次數(shù)查圖11-14得ZN1=1.0，ZN2=1.08 （允許有一定點蝕） 查圖 11-15 得 ZX1= ZX2=1.Q 取 SHmin=1.0查圖 11-13 （b）,得（T Hlim1=690Mpa c Hlim2=440 Mpa。5.3計算許用接觸應力!h1Hlim1ZN1ZX690MpaSh min02=4752Mpa因=2 J： 1H1，故取卜h丄卜H2匚475.2Mpa5.4按齒面接觸強度確定中心距小輪轉矩 T1=9550X R/n 1=9550X 103x 2.88/384=71625N- mm初取 KtZ： =1.1，??；=0.4由表 11-5 得ZE =1889. N/m

12、m2由圖11-7可得，Zh=2.5，減速傳動，u=i=2.92由式（11-17），計算中心距a：= (2.92 +1片.1.1 716252.5 188.9475.2二 126.16mma -(u取中心距a=140mm估算模數(shù) m=(0.0070.02)a=0.875 2.5mm取標準模數(shù)m=2mm小齒輪齒數(shù)：乙=2a =2 140=35.71mn(u +1)2 2.92+1 )大齒輪齒數(shù)：Z2=uz1=31.89x2.92 二 104.27取 Z1=36, Z2=104實際傳動比i實-Z2 - 104 -2.89Z36傳動比誤差：i理一i實2.922.89心=X100% =x 100% =1

13、.03% c 5%i 理2.92齒輪分度圓直徑：d =mnz1 =72mm d2 = mn Z2 = 208mm圓周速度v= E n171匯7284 才思口斥6000 60由表11-6,取齒輪精度為8級5.5驗算齒面接觸疲勞強度由電機驅動,載荷平穩(wěn)和表11-3，取Ka=1.0 ；由圖 11-2(a)，按 8 級精度和 vz /100 = 1.45漢36/100 = 0.52 查得 K/=1.06 ；齒寬 b =aa =0.4 心40 = 56mm .由圖11-3(a)，按b/d 1=56/72=0.78,考慮軸的剛度較大和齒 輪相對軸承為非對稱布置，得Kp =1.07 ;由表 11-4，得 K

14、a=1.1，載荷系數(shù) K =KAKvKpKa = 1.01.07x1.1=1.25由圖11-4得常=0.027漢36=0.972%2 =007=e,Di= D- (34) = (6869) mm 取 Di=68mmD4= D- (1015) = (5762) mm 取 D4=60mmb=510mm 取 b=6mmh=（0.8 1）b=4.8 6mm 取 h=5mm6.2低速軸的設計計算及聯(lián)軸器的選擇(1) 初步選定減速器低速軸外伸段直徑d=(0.8 1.0)d 電機=(0.8 1.0) X 38=30.4 38mm(2) 選擇聯(lián)軸器擬選用彈性聯(lián)軸器(GB5014-85,名義轉矩 T=9550X

15、 p =9550X 2.77/100.26=263.85N?m , n計算轉矩為 Tc=KAT=1.5 X 263.85=395.78 N?m,查表2.5-1 , HL3號聯(lián)軸器滿足要求 Tn =630N.m, Tn T c其軸孔直徑d=3048mm能滿足減速器軸徑的要求，n =5000r/mi nn=131.51r/mi n，軸孔長度 L=60mm(3) 最終確定減速器低速軸外伸段直徑2.77_120 , 100.26=36.28mm,受鍵槽影響,軸徑加大4%-5%,取d 1 = 38mm因為是小批生產(chǎn)，故軸外伸段采用圓柱形。(4) 確定減速器低速軸各段軸徑d 1 = 38mrp d2= d

16、 計(5 8)= (43 46) mm 取 d2=45mrp da=50mm d4= d a+(1 3)= (51 53) mm 取 d4=53mm 軸環(huán)直徑 ds=60mm d 6=da=50mm(5) 選擇低速軸的軸承根據(jù)低速軸da=50mm查表2.4-1 ,選擇軸承的型號為：（GB/T276-1994） -6210主要參數(shù)：D=90mm B=20mm da=57mm D=83mm（6）選擇低速軸的軸承蓋軸承外徑D=90mm螺釘直徑d3=8mm d2= d a+1=9mmDb=D+2.5 da=110mmD2= Do+2.5 d 3=130mm e=1.2 d 3=9.6mm取 e=10m

17、m） e1=e,Di= D- （34） = （8687） mm 取 Di=86mmD4= D- （1015） = （7580） mm 取 D4=76mm b=510mm 取 b=6mm h=（0.8 1）b=4.8 6mm 取 h=5mm7、低速軸的強度校核(1) 求作用于齒輪上的作用力，繪出軸的空間受力圖(圖 1)轉矩 T=9.55 X 106 X pn=9.55 X 106 X 2.77/100.26=2.638 X 105N?mm圓周力Ft2Td2=2 263800/208 =2536.54N徑向力Fr二 Fttg： =253654 tg20 =923.21N軸向力Fa=Fttg J25

18、36.54 tgO =0N(2)求支座反力(圖1 (b) a.垂直面支反力7M b =0_ RAy (L1 L2)* Ft L2 =0Ft L2L1 L22536.54 64/(66 64) “248.76NZY -0RBy 二 Ft - RAy 二 2536.54 -124876 二 1287.78Nb.水平面支反力ZMb =0，-J-Raz(LL2)-Fa?F2 =0Ft - Fa 號v=(923.21 64 一0)/(66 64454.50N3Z = 0，Rbz = Fr - RAz 二 923.21 - 454.50 二 468.71 N(3)作彎矩圖1. 垂直面內彎矩圖M(圖1 (c

19、)C 點MCy nRAyJ =1248.76 66=82.42N m2. 水平面內彎矩圖M (圖1 (d)C點左邊 Mcz = RazL1 =454.50 66 =30.00N mC點右邊 M d =RbzL2 =468.71 64=30.00N m3 .作合成彎矩圖(圖1 (e)C點左邊Mc =：MCy +M； =87.71N mC點右邊MC=jMCy+MCz=87.71N m(4) 作轉矩T圖(圖1 (f )T3 二 263.8N m(5)作當量彎矩圖(圖1 (g)該軸單向工作，轉矩按脈動循環(huán)應力考慮，取a =0.6C 點左邊 M vc = . M g(；Tc )2 = 158.28N m

20、C點右邊 M；c Mg (Tc)2 =87.71N mD 點 MVD 二.M D ： T。2 = ： T T58.28N mt4圖1軸的結構及計算(6)校核軸的強度按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 得匚 B =650N/mm2查表 13-2 得二 b j = 60N / mm2C 點軸徑 dc_3 MvC 29.77mm30-bL因為有一個鍵槽，de =29.77 (1 0.05) =31.26mm，該值小于原設計該點處軸徑53mm故安全。D 點軸徑d30

21、.X： =2977mm因為有一個鍵槽 dC =29.77 （1 0.05） = 31.26mm，該值小于原設計該點處軸徑38mm故安全。&滾動軸承的選擇及其壽命驗算選擇一對6210深溝球軸承，低速軸軸承校核：8.1低速軸軸承的選擇選擇低速軸的一對6210深溝球軸承校核。（1）確定軸承的承載能力查表 2.4-1，軸承 6210 的 c0r=19.8kN, c=27.0kN。（2）計算徑向支反力R1 = R：y RAz =1328.90NR2 = RBy RBz -1370.43N（3）計算當量動載荷由于軸承承受純徑向載荷，所以P =R1=1328.90NP2= R2=1370.43N8.2低速軸承壽命計算查表 14-16,確定 C=27.0kN:._ 106 ic V _106昇 27000 YL10 h -60n JP 丿 60100.261328.90 ）= 1394233.3h300 2 8 8 =38400h故深溝球軸承6210適用。9、鍵聯(lián)接的選擇和校核9.1低速軸鍵的材料類型45號鋼A型普通平鍵，聯(lián)軸器材料為鋼.（1）齒輪處鍵和齒輪材料為45鋼，載荷平穩(wěn)，靜聯(lián)接，齒輪處軸徑d4=53,查表9-6，選普通平鍵16 X 10，型號GB1096-79, 其參數(shù)為：b