機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)膠帶傳輸機(jī)的傳動(dòng)裝置

1、1、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)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(rùn)滑以及密封形式選擇9、 參考文獻(xiàn)1.設(shè)計(jì)內(nèi)容1 / 221.1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

2、灰塵稍有波動(dòng)小批1.3技術(shù)數(shù)據(jù)題號(hào)滾筒圓周力F(N)帶速 v(m/s)滾筒直徑 D(mm)滾筒長(zhǎng)度 L(mm)ZDL-418001.53005002.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 （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=0.99閉式齒輪的傳動(dòng)效率 3=0.97（8級(jí)）開(kāi)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)滾筒的效率 6=0.96 （3）所

3、需的電動(dòng)機(jī)的功率 Pr=3.35kw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)Y112M-4型，額定，或選Y132M1-6型，額定。滿足2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)速 現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速為Y132S-4型（1500r/min） 及Y132M2-6型（1000r/min）兩種方案比較，查得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)方案號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率(kW)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速(r/min)電動(dòng)機(jī)質(zhì)量/kg總傳動(dòng)比1Y112M-44.0150014404315.082Y132M1-64.010009607310.05 比較兩種方案，方

4、案1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2。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M1-6。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/kW4.0電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)960電動(dòng)機(jī)軸伸直徑D/mm38電動(dòng)機(jī)軸伸長(zhǎng)度E/mm80電動(dòng)機(jī)中心高H/mm132堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩2.0 2.2分配傳動(dòng)比（1） 總傳動(dòng)比 查表2.2-1得 取鏈傳動(dòng)比=2.5則齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 2.3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0軸：即電動(dòng)機(jī)的主動(dòng)軸 1軸： 即減速器的高速軸 2軸：即減速器的低速軸 3軸：即傳動(dòng)滾筒軸 2.3.2各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)列表示軸序號(hào)功

5、率P(kw)轉(zhuǎn)速n(r/min)轉(zhuǎn)矩T(N.m)傳動(dòng)形式傳動(dòng)比i效率03.3596033.33聯(lián)軸器10.9913.3296033.03齒輪傳動(dòng)4.0020.9823.19239.88127.00鏈傳動(dòng)2.50.9132.9195.95289.643.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) =23大鏈輪齒數(shù) 所以取 =57實(shí)際傳動(dòng)比 2）確定鏈條節(jié)距由式 查表得，工況系數(shù)1.4小鏈輪齒數(shù)系數(shù) 取雙排鏈，由表1017取=1.7 kW因?yàn)閞/min查表得選鏈號(hào)No10A，節(jié)距p=15.8753)計(jì)算鏈長(zhǎng)初選 =40p=4015.875=6

6、35mm鏈長(zhǎng) 節(jié)取 =122節(jié)所以實(shí)際中心距a6354)驗(yàn)算鏈速 V15 m/s 適合5）選擇潤(rùn)滑方式按v=1.46m/s,鏈號(hào)10A，查圖選用滴油潤(rùn)滑。6）作用在軸上的力有效圓周力 作 用在軸上的力7）鏈輪尺寸及結(jié)構(gòu)分度圓直徑 3.2 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)查圖11-14，ZN1=1.0 ZN2=1.07（允許一定點(diǎn)蝕）由式11-15，ZX1=ZX2=1.0 ，取SHmin=1.0 由圖11-13b，得,計(jì)算許用接觸應(yīng)力 因

7、，故取 2） 按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距 小輪轉(zhuǎn)矩初取，取，由表11-5得由圖11-7得，減速傳動(dòng)，; 由式（5-39）計(jì)算中心距a由4.2-10,取中心距a=140mm。 a=140mm估算模數(shù)m=(0.0070.02)a=0.982.8mm,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5mm。 m=2.5mm 小齒輪齒數(shù)：大齒輪齒數(shù)： z2=uz1=90取z1=22，z2=90 z1=22，z2=90 實(shí)際傳動(dòng)比傳動(dòng)比誤差，在允許范圍內(nèi)。 齒輪分度圓直徑 圓周速度 由表11-6,取齒輪精度為8級(jí).(3) 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=1.2 5由圖11-2（a），按8級(jí)精度和，

8、 得Kv=1.07。齒寬。由圖11-3(a)，按b/d1=56/55=1.02,取 K=1.09。由表11-4，得K=1.1載荷系數(shù)由圖11-4，得，所以由圖11-6得，計(jì)算齒面接觸應(yīng)力故在安全范圍內(nèi)。（4）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度按Z1=24，Z2=76,由圖11-10得，Y=2.80，Y=2.23由圖11-11得，由圖11-12得，由圖11-16（b），得，由圖11-17，得Y=1.0，Y=1.0由圖11-18得,Y=Y=1.0。取Y=2.0，S=1.4計(jì)算齒根許用彎曲應(yīng)力 （5） 齒輪主要幾何參數(shù) z1=22, z2=90, u=4.091， m=2.5 mm， mm, mm mm,mm m

9、m mm a=140mm mm, b1=b2+(510)=64mm 4. 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) 則d=(0.81.0)d=(0.81.0)×38=30.438mm 取d=32mm。 d=32mm 2 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)矩為 =1.25×39.8=49.75mm 式中T聯(lián)軸器所傳遞的標(biāo)稱扭矩， T=9.55×=9.55× 工作情況系數(shù)，取=1.25。 根據(jù)=54.7N m,從表2.5-1可查的HL2號(hào)

10、聯(lián)軸器就可以轉(zhuǎn)矩要求（）。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（）。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)算軸伸直徑取=35mm 4.2軸的強(qiáng)度校核計(jì)算小齒輪上的作用力轉(zhuǎn)矩T=127.00N.m圓周力 Ft= N 徑向力 Fr=435.56 N 軸向力 =0N（） 繪軸的受力簡(jiǎn)圖，求支座反力.垂直面支反力 RAY=564.45N RBY=564.45N b. 水平面支反力得， (2)作彎矩圖a. 垂直面彎矩MY圖C點(diǎn) ， McY=11197N.mm b. 水平面彎矩MZ圖C點(diǎn)右 =11

11、197N.mm C點(diǎn)左, =11197N.mm c. 合成彎矩圖C點(diǎn)右, =32736.4N.mm C點(diǎn)左, =32736.4N.mm （） 作轉(zhuǎn)矩T圖 =127000N.mm（） 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 C點(diǎn)左邊 Mvc=82934N.mmC點(diǎn)右邊 =82934N.mm D點(diǎn) McaD=76200N.mm （） 校核軸的強(qiáng)度由以上分析可見(jiàn)，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得查表13-3得。C點(diǎn)軸徑 因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽。該值小于原 dc=25.2mm<45mm ,故安全。D點(diǎn)軸徑 因

12、為有一個(gè)鍵槽。該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸徑35mm，故安全。5.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/T276-96），型號(hào)6209 ：查表得 2）、計(jì)算徑向支反力 R1=1703.54N R2=3913.423N 3）、求軸承軸向載荷A1=S2+FA=1304.474+242.99=1574.46>S1=1304.474 A1=1574.46N A2= S1=1304.474N A2=1304.474N 4）、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷A1/R1=1574.46/1703.54=0.908>e=0.4 , X1=0.4, Y1=1.5A2/R2=130

13、4.47/3913.42=0.33 <e=0.4 , X2=1 , Y2=0 查表1311，取fd=1.2，fm=1.0,ft=1.0P1=fdfm1(X1R1+Y1A1)=1.5×(0.4×1703.54+1.5×1547.464) =2022NP1=2022NP2=fdfm2(X2R2+Y2A2)=1.3×1.5×3913.423P2=7631.175N =7631.175N5) 校核軸承壽命 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。6.鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算1.減速

14、器大齒輪與低速軸的鍵聯(lián)接1）鍵的材料類型45號(hào)鋼，A型普通平鍵2）確定鍵的尺寸b=14mm, h=9mm, L=40mm3）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，鍵的計(jì)算長(zhǎng)度 l=L-b=40-14=26mm由下式得該鍵安全。所以選14×40GB1096-792.小齒輪與減速器低速軸軸伸的聯(lián)接1）鍵的材料類型45號(hào)鋼A型普通平鍵，軋轂為鑄鐵2）確定鍵的尺寸b=10mm， h=8mm, L=50mm ,=100同上面的方法 因，故安全。所以選10×8GB1096-79。3.聯(lián)軸器與

15、減速器高速軸軸伸的聯(lián)接 經(jīng)計(jì)算得，該鍵與小齒輪與減速器低速軸軸伸的聯(lián)接的鍵相同。7.聯(lián)軸器的選擇 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)矩為 =1.25×54.7=68.375mm 式中T 聯(lián)軸器所傳遞的標(biāo)稱扭矩， T=9.55×=9.55× 工作情況系數(shù)，取=1.25。 根據(jù)=54.7N m,從表2.5-1可查的HL2號(hào)聯(lián)軸器就可以轉(zhuǎn)矩要求（）。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（）。8.減速器的潤(rùn)滑及密封形式選擇1 減速器的潤(rùn)滑采用油潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油GB5903-86。2 油標(biāo)尺M(jìn)16,材料Q235A。3 密封圈低速軸選用 35×55×8 GB9877.1-88高速軸選用 40×62×8 GB9877