傳送設(shè)備的傳動(dòng)裝置

1、計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果一，設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：傳送設(shè)備的傳動(dòng)裝置（一）方案設(shè)計(jì)要求：具有過載保護(hù)性能（有帶傳動(dòng)）含有二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器傳送帶鼓輪方向與減速器輸出軸方向平行（二）工作機(jī)原始數(shù)據(jù)：傳送帶鼓輪直徑_mm,傳送帶帶速_m/s傳送帶主動(dòng)軸所需扭矩T為N.m使用年限_年，_班制工作載荷（平穩(wěn)，微振，沖擊）（三）數(shù)據(jù)：鼓輪D278mm,扭矩T248N.m帶速V0.98m/s，年限9年班制2，載荷微振電機(jī)的選擇計(jì)算1. 選擇電機(jī)的轉(zhuǎn)速：a. 計(jì)算傳動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)速nw=60V/nl=60X0.98/3.14X0.278=67.326r/minb. 計(jì)算工作機(jī)功率pw=nw/9.55X103=248

2、X67.326/9.55X103=1.748Kw2. 工作機(jī)的有效功率a.傳動(dòng)裝置的總效率帶傳動(dòng)的效率n1=0.96彈性聯(lián)軸器的效率n2=0.99滾筒的轉(zhuǎn)速nw=67.326r/min工作機(jī)功率pw=1.748Kw計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果滾動(dòng)軸承的效率n3=0.99滾筒效率n4=0.96齒輪嚙合效率n5=0.97總效率n=n1Xn2Xn34Xn4Xn52=0.95X0.99X0.994X0.96X0.972=0.816c. 所需電動(dòng)機(jī)輸出功率Pr=Pw/n=1.748/0.816=2.142kw選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)：查參考文獻(xiàn)10表16-1-28得表1.1方案號(hào)電機(jī)型號(hào)電機(jī)質(zhì)量（Kg）額定功率（Kw）同步

3、轉(zhuǎn)速（r/min）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）總傳動(dòng)比Y100L1-41 Y112M-6根據(jù)以上兩種可行同步轉(zhuǎn)速電機(jī)對比可見，方案2傳動(dòng)比小且質(zhì)量價(jià)格也比較合理，所以選擇Y112M-6型電動(dòng)機(jī)。二. 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算1.分配傳動(dòng)比取i帶=2.5總傳動(dòng)比i=13.962i減=i/i帶=13.962/2.5=5.585減速器高速級(jí)傳動(dòng)比i1=2.746減速器低速級(jí)傳動(dòng)比i2=i減/i1=2.0342.運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算:總效率n=0.816電動(dòng)機(jī)輸出功率Pr=2.142kw選用三相異步電動(dòng)機(jī)Y112M-6p=2.2kwn=940r/min中心高H=1112mm外伸軸段DXE=28X60i=13.96

4、2i12=2.746i23=2.034P0=2.142Kw計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果0軸（電動(dòng)機(jī)軸）:p0=pr=2.142Kwn0=940r/minI軸（減速器高速軸）：p1=p.n1=2.1420.95=2.035Kwn1=n0/i01=940/2.5=376T1=9.55103H軸（減速器中間軸）：p2=p1n12=p1n5n3=2.0350.970.99=1.954Kwn2=n1/i12=376/2.746=136.926r/minT2=9.55103皿軸（減速器低速軸）：p3=p2n23=p2n5n3=1.876Kwn3=n2/i23=67.319r/minT3=9.55103W軸（鼓輪軸）:

5、p4=p3n34=1.839Kwn4=n3=67.319r/minT4=9.55103傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算(一)減速器以外的傳動(dòng)零件1.普通V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)工況系數(shù)取KA=1.2確定ddl,dd2:設(shè)計(jì)功率pc=KAp=1.22.2=2.64Kwn0=940r/minT0=21.762N.mp1=2.035Kwp2=1.954Kwn2=136.926r/minT2=136.283N.mp3=1.876Kwp4=1.839Kwn4=67.319r/min小帶輪轉(zhuǎn)速n1=n0=940r/min選取A型V帶取dd1=118mmdd2=(n1/n2)dd1=(940/376)118=295mm取標(biāo)準(zhǔn)

6、值dd2=315mm實(shí)際傳動(dòng)i=dd1/dd2=315/118=2.669所以n2=n1/i=940/2.669=352.192r/min(誤差為6.3%>5%)重取dd1=125mm,dd2=(n1/n2)dd1=(940/376)125=312.5mm取標(biāo)準(zhǔn)值dd2=315mm實(shí)際傳動(dòng)比i=dd1/dd2=315/125=2.52n2=n1/i=940/2.52=373.016(誤差為8%允許)所選V帶帶速v=ndd1n1/(601000)=3.14125940/(601000)=6.152m/s在525m/s之間所選V帶符合(2)確定中心距初定aO:0.7(dd1+dd2)<

7、a0<2(dd1+dd2)308<a0<880取a0=550mmLc=2a0+(n/2)(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0=2550+(3.14/2)(315+125)+(315-125)2/4550=1807.559取標(biāo)準(zhǔn)值:Ld=1800mm 中心距:a=a0+(LdLc)/2=550+(1800-1807.559)/2計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果=546.221mm取a=547mm,a的調(diào)整范圍為：amax=a+0.03Ld=601mmamin=a-0.015Ld=520mm(2)驗(yàn)算包角:a180°-(dd2-dd1)60°/a=180°

8、;-(315-125)60°/547=159°>120°,符合要求確定根數(shù):z>pc/p0'p0'=Ka(p0+Ap1+Ap2)Ka=1.25(1-)=0.948對于A型帶：c1=3.7810-4,c2=9.8110-3,c3=9.610-15,c4=4.6510-5L0=1700mm1=98.437rad/sp0=dd131c1-c3(dd131)2c4lg(dd1310-15(12598.437)2-4.6510-5lg(12598.437)=1.327 p1=c4dd131=0.148p2=c4dd131=0.0142p0'

9、;=0.948(1.327+0.149+0.0142)=1.413Kw確定根數(shù)：z><Zmaxz=取z=2確定初拉力F0F0=500=500X=175.633KN(4) 帶對軸的壓力QQ=2F0zsin=2=690.768KN(二)減速器以內(nèi)的零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)(1)高速級(jí)用斜齒輪選擇材料小齒輪選用40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度250280HBS大齒輪選用ZG340640，正火處理，齒面硬度170220HBS應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N：N1=60n1jLh=60X376X(9X300X16)=9.74X108N2=N1/i1=9.74X108-2.746=3.549X108查文獻(xiàn)2圖

10、5-17得：ZN1=1.02ZN2=1.11(允許有一點(diǎn)蝕)由文獻(xiàn)2式(5-29)得：ZX1=ZX2=1.0，取SHmin=1.0,Zw=1.0，ZLVR=0.92按齒面硬度250HBS和170HBS由文獻(xiàn)2圖(5-16(b)得：bHlim仁690Mpa,bHlim2=450Mpa許用接觸應(yīng)力bH1=(bHlim1/SHmin)ZN1ZX1ZwZLVR=647.496Mpa,bH2=(bHlim2/SHmin)ZN2ZX2ZwZLVR=459.540Mpa因bH2bH1，所以計(jì)算中取bH=bH2=459.540Mpa按接觸強(qiáng)度確定中心距初定螺旋角B=12°ZB=0.989初取KtZ&

11、#163;t2=1.12由文獻(xiàn)2表5-5得ZE=188.9，減速傳動(dòng)u=i1=2.746，取a=0.4端面壓力角at=arctan(tanan/cosB)=arcta(tan20°/cos12)=20.4103°基圓螺旋角Bb=arctan(tanBXcosat)=arctan(tan12Xcos20.4103°)=11.2665°ZH=2.450計(jì)算中心距a：計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果a=111.178mm取中心距a=112mm估算模數(shù)mn=(0.0070.02)a=(0.0070.02)X=0.7842.24取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn=2小齒輪齒數(shù)實(shí)際傳動(dòng)比：傳動(dòng)比誤差在

12、允許范圍之內(nèi)修正螺旋角B=10°50'39與初選B=12°相近，ZB,ZH可不修正。齒輪分度圓直徑圓周速度由文獻(xiàn)2表5-6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)，載荷平穩(wěn)，由文獻(xiàn)2表5-3取KA=1.25由文獻(xiàn)2圖5-4(b),按8級(jí)精度和取KV=1.023齒寬，取標(biāo)準(zhǔn)b=45mm由文獻(xiàn)2圖5-7(a)按b/d1=45/61.091=0.737,取KB=1.051由文獻(xiàn)2表5-4,Ka=1.2載荷系數(shù)K=KAKVKBKa=計(jì)算重合度：齒頂圓直徑端面壓力角：齒輪基圓直徑：mmmm端面齒頂壓力角：高速級(jí)斜齒輪主要參數(shù)：mn=2z1=30,z2=80B=10

13、76;50'39mt=mn/cosB=2.036mmd1=61.091mmd2=162.909mmda1=65.091mmda2=166.909mmdf1=d1-2(ha*+c*)mn=56.091mmdf2=d2-2(ha*+c*)mn=157.909mm中心距a=1/2(d1+d2)=112mm齒寬b2=b=45mmb1=b2+(510)=50mm計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果齒面接觸應(yīng)力安全驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由文獻(xiàn)2圖5-18(b)得：由文獻(xiàn)2圖5-19得：由文獻(xiàn)2式5-23：取計(jì)算許用彎曲應(yīng)力：計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果由文獻(xiàn)2圖5-14得：由文獻(xiàn)2圖5-15得：由文獻(xiàn)2式5-47得計(jì)算由式5-48

14、：計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力：均安全。低速級(jí)直齒輪的設(shè)計(jì)選擇材料小齒輪材料選用40Cr鋼，齒面硬度250280HBS，大齒輪材料選用ZG310-570，正火處理，齒面硬度162185HBS計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N:同高速級(jí)斜齒輪的計(jì)算N仁60nljLh=1.748X108N2=N1/i1=0.858X108計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果查文獻(xiàn)2圖5-17得:ZN1=1.12ZN2=1.14按齒面硬度250HBS和162HBS由文獻(xiàn)2圖(5-16(b)得：bHlim仁690Mpa,bHlim2=440Mpa由文獻(xiàn)2式5-28計(jì)算許用接觸應(yīng)力:bH1=(bHlim1/SHmin)ZN1ZX1ZwZLVR=710.976Mpa，

15、bH2=(bHlim2/SHmin)ZN2ZX2ZwZLVR=461.472Mpa因bH2bH1，所以取bH=bH2=461.472Mpa按接觸強(qiáng)度確定中心距小輪轉(zhuǎn)距T1=136.283N.m=136283N.m初取KtZ£t2=1.1由文獻(xiàn)2表5-5得ZE=188.9，減速傳動(dòng)u=i23=2.034，取a=0.35計(jì)算中心距a:a>=145.294mm取中心距a=150mm估算模數(shù)m=(0.0070.02)a=(0.0070.02)X150=1053取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2小齒輪齒數(shù)齒輪分度圓直徑齒輪齒頂圓直徑：齒輪基圓直徑：mmmm圓周速度由文獻(xiàn)2表5-6取齒輪精度為8級(jí)按電機(jī)驅(qū)動(dòng)

16、，載荷平穩(wěn)，而工作機(jī)載荷微振，由文獻(xiàn)2表5-3取KA=1.25按8級(jí)精度和取KV=1.02齒寬b=,取標(biāo)準(zhǔn)b=53mm由文獻(xiàn)2圖5-7(a)按b/d1=53/100=0.53,取KB=1.03由文獻(xiàn)2表5-4，Ka=1.1載荷系數(shù)K=KAKVK3Ka=計(jì)算端面重合度：安全。 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度按z1=50,z2=100,由文獻(xiàn)2圖5-14得YFa1=2.36，丫Fa2=2.22由文獻(xiàn)2圖5-15得YSa仁1.71,YSa2=1.80。Ye=0.25+0.75/ea=0.25+0.75/1.804=0.666由文獻(xiàn)2圖5-18(b),(TFlim1=290Mp,bFlim2=152Mp由文獻(xiàn)2

17、圖5-19,YN1=YN2=1.0,因?yàn)閙=45mmYX仁YX2=1.0取YST=2.0,SFmin=1.4。計(jì)算許用彎曲應(yīng)力：bF1=bFlim1YSTYN1YX1/SFmin=414MpbF2=bFlim2YSTYN2YX2/SFmin=217Mp計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力：bF1=2KT1YFa1YSa1%/bd1m=2X1.445X136283X2.36X1.71>0.666/53X100X2=99.866MpbF1bF2=bF1YFa2YSa2/YFa1YSa1=98.866MpbF2均安全。五軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軸承的選擇a1=112mm,a2=150mm,bh2=45mm,bh1=bh2+

18、(510)=50mmbl2=53mm,bl1=bl2+(510)=60mm(h高速軸，l低速軸)考慮相鄰齒輪沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸s=10mm考慮齒輪與箱體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸k=10mm為保證滾動(dòng)軸承放入箱體軸承座孔內(nèi)，計(jì)入尺寸c=5mm初取軸承寬度分別為n1=20mm,n2=22n3=22mm3根軸的支撐跨距分別為：計(jì)算內(nèi)容低速級(jí)直齒輪主要參數(shù)：m=2X(5+10)+50+10+60+20=170mmX(5+10)+50+10+60+20=X(5+10)+50+10+60+20=170mmX(5+10)+50+10+60+20=z1=50,z1=50z2=100u=2.034

19、d1=100mmd2=200mmda1=104mmda2=204mmdf1=d1-2(ha*+c*)m=95mmdf2=d2-2(ha*+c*)m=195mma=1/2(d2+d1)=150mm齒寬b2=b=53mmb1=b2+(510)=60mm計(jì)算結(jié)果l1=2(c+k)+bh1+s+bl1+n1=2l2=2(c+k)+bh1+s+bl1+n2=2172mml3=2(c+k)+bh1+s+bl1+n3=2X(5+10)+50+10+60+20=172mm(2)高速軸的設(shè)計(jì)： 選擇軸的材料及熱處理由于高速軸小齒輪直徑較小所以采用齒輪軸選用40r鋼 軸的受力分析：如圖1軸的受力分析：lAB=l1

20、=170mm,lAC=n1/2+c+k+bh1/2=20/2+5+10+50/2=50mmlBC=lAB-lAC=170-50=120mm計(jì)算齒輪嚙合力：Ft仁2000T1/d仁2000X51.687/61.091=162.131NFr仁Ftltan«n/cos31692.13Xtan20°cos10.8441°=627.083NFa1=Ft1tanpxtan10.8441°=324.141N(a) 求水平面內(nèi)支承反力，軸在水平面內(nèi)和垂直面的受力簡圖如下圖：RAx=Ft1lBC/lAB=1692.131X120/170=1194.445NRBx=Ft1-

21、RAx=1692.131-1194.445=497.686NRAy=(Fr1lBC+Fa1d1/2)/lAB=(627.083X120+324.141X61.091/2)/170=500.888NRBy=Fr1-RAy=627.083-500.888=126.195N支承反力彎矩轉(zhuǎn)矩計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果d>軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器輸入端軸徑A0由文獻(xiàn)2表8-2，取A0=100則d>100，由于外伸端軸開一鍵槽，d=17.557(1+5%=18.435取d=20mm由于da1<2d,用齒輪軸，根據(jù)軸上零件的布置、安裝和定位的需要，初定軸段直徑和長度，其中軸頸、軸的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)與

22、軸上相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)系起來考慮。初定軸的結(jié)構(gòu)尺寸如下圖：高速軸上軸承選擇：選擇軸承30205GB/T297-94。(2)中間軸(2軸)的設(shè)計(jì)： 選擇軸的材料及熱處理選用45號(hào)綱調(diào)質(zhì)處理。 軸的受力分析：如下圖軸的受力分析：計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果IAB=I2=172mm,IAC=n2/2+c+k+bh1/2=22/2+5+10+50/2=51mmIBC=IAB-IAC=172-51=121mmIBD=n2/2+c+k+bI1/2=22/2+5+10+60/2=56mm(a)計(jì)算齒輪嚙合力：Ft2=2000T2/d2=2000X136.283/162.909=1673.118NFr2=Ft2tano

23、n/cosp=1673.118Xtan20°cos10.8441°=620.037NFa2=Ft2tanp=1673.118Xtan10.8441°=320.499NFt3=2000T2/d3=2000X136.283/100=2725.660NFr3=Ft3tana=2725.660Xtan20°=992.059N(b)求水平面內(nèi)和垂直面內(nèi)的支反力RAx=(Ft2IBC+Ft3IBD)/IAB=(1673.118X121+2725.660X56)/172=2064.443NRBx=Ft2+Ft3-RAX=1673.118+2725.660-2064.4

24、43=2334.35NRAY=(Fa2d2/2-Fr2IBC+Fr3IBD)/IAB=(320.449X162.909/2-620.037X121+992.059X56)=190.336NRBY=Fr3-Fr2-RAY=992.059-620.037-190.336=計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果181.656NRA=2073.191N,RB=2341.392N 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式，d>A0由文獻(xiàn)2表8-2，取A0=110則d>110，取開鍵槽處d=35mm根據(jù)軸上零件的布置、安裝和定位的需要，初定軸段直徑和長度，其中軸頸、軸的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)與軸上相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)系起來考慮。初定軸的結(jié)構(gòu)尺寸

25、如下圖：中間軸上軸承選擇：選擇軸承6206GB/T276-94。(3)低速軸(3軸)的設(shè)計(jì)： 選擇軸的材料及熱處理選用45號(hào)綱調(diào)質(zhì)處理。 軸的受力分析：如下圖軸的受力分析：計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果初估軸徑：d>A0=110聯(lián)接聯(lián)軸器的軸端有一鍵槽，dmin=33.5(1+3%)=34.351mm,取標(biāo)準(zhǔn)d=35mm軸上危險(xiǎn)截面軸徑計(jì)算：d=(0.30.4)a=(0.30.4)X150=4560mm最小值dmin=45X(1+3%)=46.35mm,取標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果50mm初選6207GB/T276-94軸承，其內(nèi)徑，外徑，寬度為40X80X18軸上各軸徑及長度初步安排如下圖： 低速級(jí)軸及軸

26、上軸承的強(qiáng)度校核a、低速級(jí)軸的強(qiáng)度校核按彎扭合成強(qiáng)度校核：轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化，a0.6Mca2=Mca3=a計(jì)算彎矩圖如下圖：計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果n剖面直徑最小，而計(jì)算彎矩較大，忸剖面計(jì)算彎矩最大，所以校核n，w剖面。H剖面：(Tca=Mca3/W=159679.8/0.1X353=37.243Mp忸剖面：oca=Mca2/W=192194.114/0.1X503=15.376Mp對于45號(hào)綱，(TB=637Mp，查文獻(xiàn)2表8-3得（Tb-1=59Mp,tca（Tb1,安全。精確校核低速軸的疲勞強(qiáng)度a、判斷危險(xiǎn)截面：各個(gè)剖面均有可能有危險(xiǎn)剖面。其中，n，皿，w剖面為過度圓角引起應(yīng)力集中，只算n剖面

27、即可。I剖面與n剖面比較，只是應(yīng)力集中影響不同，可取應(yīng)力集中系數(shù)較大者進(jìn)行驗(yàn)算。區(qū)-x面比較，它們直徑均相同，區(qū)與x剖面計(jì)算彎矩值小，忸剖面雖然計(jì)算彎矩值最大，但應(yīng)力集中影響較?。ㄟ^盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），所以w與叫剖面危險(xiǎn)，w與叫剖面的距離較接近（可取5mn左右），承載情況也很接近，可取應(yīng)力集中系數(shù)較大值進(jìn)行驗(yàn)算。計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果b. 較核i、n剖面疲勞強(qiáng)度：i剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)由文獻(xiàn)2附表1-1查得：kb=1.76,kt=1.54n剖面配合按H7/K6，引起的應(yīng)力集中系數(shù)由文獻(xiàn)2附表1-1得：kb=1.97,kt=1.5。n剖面因過渡圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)查文獻(xiàn)2附

28、表1-2（用插入法）：（過渡圓角半徑根據(jù)D-d由文獻(xiàn)1表4.2-13查?。﹌t=1.419,故應(yīng)按過渡圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)驗(yàn)算n剖面n剖面產(chǎn)生的扭應(yīng)力、應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為：max=T/WT=266.133/0.2X353=31.036Mp,ta=tm=tmax/2=15.52Mp絕對尺寸影響系數(shù)查文獻(xiàn)2附表1-4得：=0.88£T=0.8,1表面質(zhì)量系數(shù)查文獻(xiàn)2附表1-5:Bb=0.92，Bt=0.92n剖面安全系數(shù)為：S=St=取S=1.51.8，SSn剖面安全。b、校核W，W剖面：W剖面按H7/K6配合，引起的應(yīng)力集中系數(shù)查附表1-1，kb=1.97,kt=31W剖面因過渡圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)查附表1-2，kb=1.612,kt=1.43叫剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)查文獻(xiàn)2附表1-1得：kb=1.82,kt=1.62故應(yīng)按過渡圓角引起計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果的應(yīng)力集中系數(shù)來驗(yàn)算W剖面MVI=113RA=922.089X113=104196.057N.mm,TVI=266133N.mmW剖面產(chǎn)生的正應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力：bmax=MVI/W=104196.057/0.1X503=8.33