機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)ZDD5B

1、一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1） 設(shè)計(jì)題目 ：設(shè)計(jì)膠帶輸送機(jī)的傳動(dòng)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(dòng)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-511002.23200500二、電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算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)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380伏，Y系列電動(dòng)機(jī)2）、滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的有效功率Fv/1000=2.42 根據(jù)表4.2-9確定各部分的效率:V帶傳動(dòng)效率 1 =0.95一對滾動(dòng)球軸承效率 2 =0.99閉式齒輪的傳動(dòng)效率 3 =0.97彈性聯(lián)軸器效率 4 =

2、0.99滑動(dòng)軸承傳動(dòng)效率 5 0.97 傳動(dòng)滾筒效率 6=0.96則總的傳動(dòng)總效率 = 1×22 ×3×4×5×6 = 0.95×0.99×0.99×0.97×0.99×0.97×0.96 = 0.8326 3).電機(jī)的轉(zhuǎn)速 131.3需的電動(dòng)機(jī)的功率 2.91 現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速為Y100L2-4型（1500r/min） 及Y132M2-6型（1000r/min）兩種方案比較，傳動(dòng)比；由表2.9-1查得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)，方案號電動(dòng)機(jī)型號額定功率(kW)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速(r/min)

3、總傳動(dòng)比1Y100L2-43.01500143010.962Y132S-63.010009607.31 比較兩種方案，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案2 選電動(dòng)機(jī)Y132S6型 ，額定功率3.0kw, 同步轉(zhuǎn)速1000r/min,滿載轉(zhuǎn)速960r/min。同時(shí)，由表4.12-2查得電動(dòng)機(jī)中心高 H=132mm，外伸軸段 D×E=38mm×80mm。三、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 總傳動(dòng)比;由表2.2-1得，V帶傳動(dòng)的i12= 2.5，則齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為：i23=i/i12=7.31/2.5=2.92 此分配的傳動(dòng)比只是初步的，實(shí)際的要在傳動(dòng)零件的和尺寸確定后才能確定。

4、并且允許有（3-5%）的誤差。 （二） 各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算0軸：（電動(dòng)機(jī)軸） p1=pr=2.88kw n1=960r/min T1 =9.55*p1/ n1=9.55*2.88*1000/960=28.65Nm1軸： （減速器高速軸） P2=p1*12= 2.88*0.95=2.736kw N2=n1/i12=960/2.5=384r/min T2=9.55*p2/n2=9.55*2.736*1000/384=68.04Nm 3軸：（減速器低速軸） P3=p2*23=2.736*0.99*0.97=2.627kw N3=n2/i23=384/4.02=95.5r/min T3=9.5

5、5*2.6278*1000/95.5=262.7Nm 4. 軸：（即傳動(dòng)滾筒軸） N4=n3/i34=95.5/1=95.5r/min P4=p3*34=2.627*0.99*0.99=2.57kwT4=9.55*2.57*1000/95.5=257.47Nm各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)軸序號功率P(kw)轉(zhuǎn)速n(r/min)轉(zhuǎn)矩(N.m)傳動(dòng)形式傳動(dòng)比效率12.8896028.65彈性聯(lián)軸器1.00.9922.73638468.04齒輪傳動(dòng)4.020.9732.62795.5262.7帶傳動(dòng)2.50.9542.5795.5257.47四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.選擇V帶的型號 因?yàn)樾≥喌霓D(zhuǎn)速是960r

6、/min，班制是2年，載荷變動(dòng)小，取Ka=1.2;Pc=Ka.P1 =1.2*2.88=3.456kw 查表10-3和課本圖10-7，可得選用A型號帶，dd1min =75mm;由表10-5，取標(biāo)準(zhǔn)直徑 即dd1=100mm2.驗(yàn)算帶速V=3.14* dd1 *n1 /60*1000=5.024;滿足5m/s <= V<=25-30m/s;3.確定大帶輪的標(biāo)準(zhǔn)直徑: Dd2=n1/n 2*dd1=960/384*100=250mm;查表10-5，取其標(biāo)準(zhǔn)值4.確定中心距a 和帶長Ld: V帶的中心距過長會(huì)使結(jié)構(gòu)不緊湊，會(huì)減低帶傳動(dòng)的工作能力； 初定中心距a0,a0=(0.7-2.0

7、)( dd1 +dd1)=245700 mm 取350mm相應(yīng)a0的帶基準(zhǔn)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 放過來求實(shí)際的中心距a, a =a0 +(Ld Ld0)/2 =342.5mm（取343mm）5.驗(yàn)算小輪包角a1, 由式a1 =1800-2r; r =arcsin(dd2 dd1) /2a 可得， r =arcsin(250 - 100)/2*343 = 12.650 a1 =1800 -2*12.63 0 =154.74>1200

8、符合要求； 6.計(jì)算帶的根數(shù)； Z = Pc /(P0 +P0)*Ka*Kl 查表可得，P0 =1.0kw, P0 =0.13kw 查表10.6可得，Ka =0.926, 查表10.7，Kl = 0.93代入得，z =3.456/(0.13+1.0)*0.926*0.93 =3.55; 取4根；7.計(jì)算作用在軸上的載荷Qr 和初拉力 F0 Qr =2 F0 *z *cosr= 2* 148.68 *4*cosr =1160.6N 且F0為單根帶的初拉力， F0 = 500* Pc/v*z *(2.5/Ka -1 ) +qv2 =148.68N（查表可得，q =0.10kg/m） 驗(yàn)算帶的實(shí)際傳

9、動(dòng)比， i 實(shí) =dd2/dd2 =250/100 =2.5減速器內(nèi)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算；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(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查圖5-17，ZN1=1.0 ZN2=1.08（允許一定點(diǎn)蝕）由式5-29，ZX1=ZX2=1.0 ，取SHmin=1.0 ZW=1.0 ZLVR=1.0由圖5-16b，得由5-28式計(jì)算許用接觸應(yīng)力 因，故取2） 按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距 小輪轉(zhuǎn)矩T1=68044N·mm初取，由表5-5得減速傳動(dòng)，;取由圖11-7可得，=2.5；由式（5-39）計(jì)算

10、中心距a由4.2-10,取中心距a=149mm。 a=150mm估算模數(shù)mn=(0.0070.02)a=1.042.96mm,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn=2mm。 mn=2mm 小齒輪齒數(shù)：大齒輪齒數(shù)： z2=uz1=取z1=30，z2=120 z1=30，z2=120 實(shí)際傳動(dòng)比傳動(dòng)比誤差， 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(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5-3,取KA=1.25由圖5-4b，按8級精度和， 得Kv=1.04。齒寬。由圖5-7a，按b/d1=0.99,考慮軸的剛度較大和齒輪相對軸承為非對稱布置，得K=1.08。由表5-4，得K=1.1載荷

11、系數(shù)齒頂圓直徑 查表11-6可得，由式5-39,計(jì)算齒面接觸應(yīng)力故安全。（4） 驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度按Z1=30，Z2=120,由圖5-18b，得，由圖5-19，得Y=1.0，Y=1.0由式5-32，m=2mm<5mm,故Y=Y=1.0。取Y=2.0，S=1.4由式5-31計(jì)算許用彎曲應(yīng)力，由圖5-14得Y=2.65，Y=2.18由圖5-15得Y=1.63，Y=1.82。由式（5-47）計(jì)算Y， （5） 齒輪主要幾何參數(shù) z1=30, z2=120, u=4.0, mn=2 mm, 0=0, d1=60 mm, d2=240 mm, ha1 = ha2 =2mm,da1=64mm, da

12、2=244 mm df1=55mm, df2=235 mm, a=150mm 齒寬b2 = b 1 =59.6mm, b1=b2+(510)=68mm (6) 低速軸上齒輪的主要參數(shù)D0=da2-14=230 mmD3 =1.6D4 =91.2 mmC =(0.2-0.3)B = (12-18)mm,取16；r = 0.5C;n2 =0.5m = 1.0;D4 = 57mm; 五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（一） 高速軸的設(shè)計(jì)，聯(lián)軸器的選擇1 初步估定減速器高速軸外伸段軸徑由表-，,受鍵槽影響加大%5取28mm （二） 低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.,受鍵槽影響加，軸徑加大, , 取45。 因?yàn)槭切∨a(chǎn)，故軸外伸段

13、采用圓柱形。初取聯(lián)軸器HL4,公稱轉(zhuǎn)矩Tn=1.5 665.38 =998.87 N·mTc=KT=1250 N·m>TC =998.87 N·m滿足要求 取軸伸長d=1122 選擇聯(lián)軸器擬選用彈性聯(lián)軸器（GB5014-85） 名義轉(zhuǎn)矩T=9550×=262.7Nm 計(jì)算轉(zhuǎn)矩為TC=KT=1.5×262.7=394.05N·m從表2.5-1可查得，HL3滿足TN > Tcn=5000r/min>n=95.5r/min;由表查得，L=112mm;六、軸的強(qiáng)度校核1.低速軸校核： 作用在齒輪上的圓周力 徑向力 .垂直面支

14、反力 軸向力 b. 水平面支反力得， ， C點(diǎn) ，垂直面內(nèi)彎矩圖 C點(diǎn)右 C點(diǎn)左, a. 合成彎矩圖C點(diǎn)右, C點(diǎn)左, （） 作轉(zhuǎn)矩T圖（） 作當(dāng)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(dòng)循環(huán)應(yīng)力考慮，取=0.6 C點(diǎn)左邊 C點(diǎn)右邊 D點(diǎn) （） 校核軸的強(qiáng)度按當(dāng)量轉(zhuǎn)矩計(jì)算軸的直徑：（軸的材料選擇45號調(diào)質(zhì)鋼，查表13-1可得） 由以上分析可見，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8-1得查表8-3得。C點(diǎn)軸徑 因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽。該值小于原 設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸徑57mm，故安全。D點(diǎn)軸徑 因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽。該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸徑45mm，故安全。（6）精確校核

15、軸的疲勞強(qiáng)度（a） 校核,剖面的疲勞強(qiáng)度剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表1-1，查得，剖面因配合引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表1-1，查得， 所以， 。因1-1、2-2剖面主要受轉(zhuǎn)矩作用，起主要作用，故校核1-1剖面。1-1剖面產(chǎn)生的 45鋼的機(jī)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(zhì)量系數(shù)由附表1-5，得,查表1-5，得，1-1剖面安全系數(shù) 取，所以1-1剖面安全。b.校核III,IV剖面的疲勞強(qiáng)度III剖面因配合(H7/k6)引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表1-1，查得， IV剖面因過渡圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表1-2：， 。IV剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表1-1，查得

16、，。故應(yīng)按過渡圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)校核III剖面。III剖面承受 III剖面產(chǎn)生正應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為 III剖面產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為 由附表1-4,查得,表面質(zhì)量系數(shù)由附表1-5，得,表面質(zhì)量系數(shù)同上.III剖面的安全系數(shù)按配合引起的應(yīng)力集中系數(shù)計(jì)算，,所以III剖面安全。 其他剖面危險(xiǎn)性小，不予校核。七、 滾動(dòng)軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算低速軸軸承選擇一對6208深溝球軸承，低速軸軸承校核：1）、確定軸承的承載能力查表9-7，軸承6208 的=22800N，c=15800N.2）、計(jì)算徑向支反力 3）、求軸承軸向載荷 A1=0 A2=2329.67N 4）、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷

17、A2/C0=2329.67/25000=0.093插值定e2=0.29由A2/R2 =0.8490.29查表910 X2=0.56，Y2=1.50查表911，取fd=1.2，fm=1.0,ft=1.0P1 =1.2×2038.33=2445.996NP2=fd (X2R2 +Y2A2) =6037.4N;為P2>P1,按P2 計(jì)算， 故深溝球軸承6211適用。八、鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算(一) 高速軸上鍵的選擇選擇普通平鍵8×7， GB1096-79 (三).低速軸上鍵的選擇與驗(yàn)算(1) 齒輪處 選擇普通平鍵16×10 GB1096-79型，其參數(shù)為R=b/2=8mm， L：45180；取50；l=L-2×R=34，d=57mm。齒輪材料為45鋼，載荷平穩(wěn)，靜聯(lián)接，由表2-1，查得 因，故安全。(2) 外伸處： 選擇鍵14×9， GB1096-79,其參數(shù)為R=b/2=7mm，L取102； l=L-2×R=102-2×7=88