機械課程設(shè)計ZDD(答辯高分通過)

1、一、設(shè)計任務(wù)書1） 設(shè)計題目 ：設(shè)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(zhì)生產(chǎn)批量102多灰塵稍有波動小批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)zdd-611002.0320600二、電動機的選擇計算1）、選擇電動機系列 根據(jù)工作要求及工作條件應(yīng)選用三相異步電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380伏，y系列電動機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 =0.98閉式齒輪的傳動效率 3 =0.97彈性聯(lián)軸器效率 4 =0.99滑動軸承傳動效率

2、 5 =0.97 傳動滾筒效率 6 =0.96則總的傳動總效率 = 1223456= 0.950.980.980.970.990.970.96= 0.83263)、電機的轉(zhuǎn)速 所需的電動機的功率 查表2-18-1，選用y系列三相異步y(tǒng)132s-6，額定功率p0 =3.0kw2.64kw,滿載轉(zhuǎn)速n0=960r/min，總傳動比同時，由表2-18-2查得電動機中心高 h=132mm，外伸軸段 de=38mm80mm。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；由表2-11-1得，v帶傳動的i12= 2.5，則齒輪傳動的傳動比為：i23=i/i12=8.04/2.5=3.216

3、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。（二） 各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計算0軸：（電動機軸） p1=pr=2.64kwn1=960r/mint1 =9550*p1/ n1=9550*2.64/960=26.2625nm1軸：（減速器高速軸） p2=p1*1= 2.64*0.95=2.508kw n2=n1/i12=960/2.5=384r/min t2=9550*p2/n2=9550*2.508/384=62.37nm 2軸：（減速器低速軸） p3=p2*23=2.508*0.99*0.97=2.408kw n3=n2/i23=384/

4、3.216=119.4r/min t3=9550*2.408/119.4=192.6nm 3軸：（傳動滾筒軸） n4=n3/i34=119.4/1=119.4r/min p4=p3*2*4=2.408*0.99*0.99=2.36kwt4=9550*2.36/119.4=188.8nm各軸運動及動力參數(shù)軸序號功率(kw)轉(zhuǎn)速(r/min)轉(zhuǎn)矩(nm)傳動形式傳動比效率02.6496026.2625帶傳動2.50.9512.50838462.37齒輪傳動3.2160.97*0.9922.408119.4192.6彈性聯(lián)軸器1.00.97*0.9932.36119.4188.8四、傳動零件的設(shè)計計

5、算 1.選擇v帶的型號 因為小輪的轉(zhuǎn)速是960r/min，班制2年，載荷變動小，取ka=1.2；pc=ka*p1=1.2*2.64=3.168kw查課本表10-4和課本圖10-7，選用a型號帶，dd1min =75mm；由表10-5，取標準直徑 即dd1=100mm2.驗算帶速v=3.14* dd1 *n1 /（60*1000）=5.024；滿足5m/s v25-30m/s；3.確定大帶輪的標準直徑: dd2=n1/n 2*dd1=960/384*100=250mm；查表10-5，取其標準值250mm；4.確定中心距a 和帶長ld: v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

6、定中心距a0=(0.7-2.0)*( dd1 +dd1)=245700 mm 取a0 =350mm相應(yīng)a0的帶基準長度ld0: ld0=2*a0 +3.14/2 *( dd1 +dd1)+(dd2 dd1)2/（4* a0 ）=1265.57 mm；查表10-2可得，取ld=1250mm；由 ld 反過來求實際的中心距a, a =a0 +(ldld0)/2 =342.5mm（取a=343mm）5.驗算小輪包角a1 由式a1 =180-57.3*（dd2-dd1）/a=154.91206.計算帶的根數(shù)； z = pc / (p0 +p0)*ka*kl 查圖10-7可得，p0 =1.0kw, p0

7、 =0.13kw 查表10-6可得，ka =0.93,查表10-2，kl = 0.93代入得，z =3.168/(0.13+1.0)*0.93*0.93 = 3.24 取4根；7.計算作用在軸上的載荷fr 和初拉力 f0查表10-1可得，q =0.10kg/m f0 = 500* pc/(v*z) *(2.5/ka -1) +qv2 =135.59n fr = 2f0*z*sin（a1/2）=1058.8n驗算帶的實際傳動比，i 實 =dd2/dd2 =250/100 =2.58.小帶輪dd1在2.5d3.0d內(nèi)，d為電動機軸直徑故小帶輪采用實心式，材料選用ht150。大帶輪選用腹板式，材料選

8、用ht150。五、減速器內(nèi)傳動零件的設(shè)計計算；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)查圖11-14，zn1=1.0 zn2=1.1（允許一定點蝕）由圖11-15，zx1=zx2=1.0 ，取shmin=1.0 由圖11-13（b）得，由式計算許用接觸應(yīng)力 因，故取2.按齒面接觸強度確定中心距 初定螺旋角=12，由圖11-20，z=0.99小輪轉(zhuǎn)矩t1=9550*103*p2/n2=62373.4nmm初取，取由表11-5得由圖11-7可得，=2.45；減速傳動，；由式（11-

9、32）計算中心距a由表2-11-2,取中心距a=118mm估算模數(shù)mn=(0.0070.02)a=0.8262.36mm取標準模數(shù)mn=2mm小齒輪齒數(shù)：大齒輪齒數(shù)：z2=uz1=88.05取z1=27，z2=88 實際傳動比傳動比誤差，允許修正螺旋角與初選=12相近，zh、z可不修正齒輪分度圓直徑 圓周速度由表11-6,取齒輪精度為8級，所以之前計算時取的傳動效率=0.97成立。3.驗算齒面接觸疲勞強度按電機驅(qū)動,載荷稍有波動,由表11-3,取ka=1.25由圖11-2（b），按8級精度和，得kv=1.02齒寬。由圖11-3（a），按b/d1=47.2/55.409=0.852,考慮軸的剛度

10、較大和齒輪相對軸承為非對稱布置，得k=1.07。由表11-4，得k=1.2載荷系數(shù)由圖11-4，按zv1=z1/cos3=29.2，zv2=z2/cos3=95.1由圖11-6可得，由式（11-31）計算齒面接觸應(yīng)力故安全。4.驗算齒根彎曲疲勞強度按zv1=29.2，zv2=95.1待添加的隱藏文字內(nèi)容3由圖11-10得y=2.55，y=2.20由圖11-11得y=1.62，y=1.80由圖11-12得y=0.69 （a=1.644）由圖11-21得y=0.89由式（11-13）計算齒根彎曲應(yīng)力由圖11-16（b），得，由圖11-17，得y=y=1.0由圖11-18，得y=y=1.0取y=2.

11、0，s=1.4由式（11-25）計算許用彎曲應(yīng)力： 因為f1f1，f2tc=kat2=1.5*192.6=288.9 nm滿足要求，取軸伸長d=84mm七、軸的強度校核低速軸校核：1.作用在齒輪上的 轉(zhuǎn)矩 圓周力 徑向力 軸向力 2.求支座反力（1）鉛直面支座反力l1=0.5*21.75+s+0.5*b1 =0.5*21.75+12+8+0.5*53.2=57.475mml2=0.5*21.75+s+0.5*b1 =0.5*21.75+12+8+0.5*53.2=57.475mm （2）水平面支座反力得，得，（3）作彎矩圖 鉛直面內(nèi)彎矩圖c點 水平面內(nèi)彎矩圖c點左 c點右 合成彎矩圖c點左 c

12、點右 （4）作轉(zhuǎn)矩圖（5）作當量彎矩圖 該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力按脈動循環(huán)應(yīng)力考慮，取a=0.6 c點左邊 c點右邊 d點 （6）按當量彎矩計算軸的直徑（軸的材料選擇45號調(diào)質(zhì)鋼，查表13-1可得）由mv圖可見，c點當量彎矩值最大，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得查表13-2得。c點軸徑 因為有一個鍵槽加大5% 。該值小于原設(shè)計該點處軸徑52mm，故安全。d點軸徑 因為有一個鍵槽加大5% 。該值小于原設(shè)計該點處軸徑42mm，故安全。八、滾動軸承的選擇及其壽命驗算（低速軸軸承）選擇一對30210圓錐滾子軸承，d=50mm1、確定軸承的承載能力查表14-

13、17，軸承30210的c0=55200n，c=72200n2、計算徑向載荷 3、求派生軸向力 查表14-17得e=0.42 y=1.4 4、軸承軸向載荷 所以 所以5、計算當量動載荷 由a1/r1 =0.36 e =0.42 所以x2=0.4，y2=1.46、計算軸承壽命 因為 所以按p2計算 查表14-8和14-9，取ft=1.0,fp=1.1 故圓錐滾子軸承30210適用。九、鍵聯(lián)接的選擇和驗算(一) 高速軸外伸軸頭上鍵1.鍵的材料、類型45鋼 a型普通平鍵2.鍵的尺寸 軸徑d=25mm 輪轂長41mm 查表9-6確定鍵的尺寸為b*h=8mm*7mm 鍵長l=36mm3.驗算鍵的擠壓強度

14、鍵和軸的材料為鋼，輪轂的材料為鑄鐵，鑄鐵的許用壓力比鋼的許用壓力低，所以按鑄鐵校核鍵聯(lián)接的擠壓強度。查表9-7，許用擠壓應(yīng)力p=53mpa，鍵的計算長度l=l-b=28mm由式 得 安全(二)低速軸外伸軸頭上鍵1.鍵的材料、類型45鋼 a型普通平鍵2.鍵的尺寸 軸徑d=42mm 輪轂長84mm 查表9-6確定鍵的尺寸為b*h=12mm*8mm 鍵長l=80mm3.驗算鍵的擠壓強度 鍵和軸的材料為鋼，輪轂的材料為鑄鐵，鑄鐵的許用壓力比鋼的許用壓力低，所以按鑄鐵校核鍵聯(lián)接的擠壓強度。查表9-7，許用擠壓應(yīng)力p=53mpa，鍵的計算長度l=l-b=68mm由式 得 安全(三)低速軸聯(lián)接齒輪的鍵1.鍵的材料、類型45鋼 a型普通平鍵2.鍵的尺寸 軸徑d=52mm 輪轂長47.2mm 查表9-6確定鍵的尺寸為b*h=16mm*10mm 鍵長l=45mm3.驗算鍵的擠壓強度 鍵和軸的材料為鋼，輪轂的材料為鑄鐵，鑄鐵的許用壓力比鋼的許用壓力低，所以按鑄鐵校核鍵聯(lián)接的擠壓強度。查表9-7，許用擠壓應(yīng)力p=53mpa