機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)ZDL7B

1、 1、 設(shè)計(jì)任務(wù)書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)1.1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多灰塵稍有波動(dòng)小批1.3

2、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-720002.03004002.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2.2-1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)）開式滾子鏈傳動(dòng)效率 4=0.90一對(duì)滑動(dòng)軸承的效 5=0.97傳動(dòng)滾筒的效率 6=0.96 （3）所需的電動(dòng)機(jī)的功率 按工

3、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)Y132M2-6型，額定，或選Y132S-4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1Y132S-45.5150014406811.782Y132M2-65.51000960847.85 比較兩種方案，方案1選用的電動(dòng)機(jī)使總傳動(dòng)比較大。為使傳動(dòng)裝

4、置結(jié)構(gòu)緊湊，選用方案2。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6。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/kW5.5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 齒輪傳動(dòng)比為=3.5則鏈傳動(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)功率P(kw)轉(zhuǎn)速n(r/min)轉(zhuǎn)矩T(N

5、.m)傳動(dòng)形式傳動(dòng)比i效率05.0796050.44聯(lián)軸器10.9915.0296049.94齒輪傳動(dòng)3.50.9624.87274.29171.55鏈傳動(dòng)2.150.8934.34127.58340.183.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) =25大鏈輪齒數(shù) 所以取 =54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，取=1.7 kW因?yàn)閞/min88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=635mm鏈長(zhǎng) 節(jié)取 =122節(jié)所以實(shí)際中心距a6

6、42.68mm4)驗(yàn)算鏈速 V15 m/s 適合5）選擇潤(rùn)滑方式按v=1.81m/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40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度250280HBS，大齒輪選用ZG310-570，正火處理，齒面硬度162185HBS。 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查圖11-14，ZN1=1.0 ZN2=1.05（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，故取 2） 按齒面接觸強(qiáng)度

7、確定中心距 小輪轉(zhuǎn)矩初定螺旋角=12 由圖11-20，得Z=0.99。初取，取，由表11-5得由圖11-7得，減速傳動(dòng)，;a=0.4 由式（5-39）計(jì)算中心距a由4.2-10,取中心距a=130mm。 估算模數(shù)m=(0.0070.02)a=0.912.6mm,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2mm。 小齒輪齒數(shù)：大齒輪齒數(shù)： z2=uz1=取z1=28，z2=99 實(shí)際傳動(dòng)比傳動(dòng)比誤差，在允許范圍內(nèi)。 修正螺旋角=acccos 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(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=1.25由圖11

8、-2（a），按8級(jí)精度和， 得Kv=1.08。齒寬。由圖11-3(a)，按b/d1=52/57.260=0.908,取 K=1.08。由表11-4，得K=1.2載荷系數(shù)由圖11-4，得得 ，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=28，Z2=99,由圖11-10得，Y=2.59，Y=2.20由圖11-11得，Ysa2 =1.80由圖11-12得，由圖11-21，得Y=0.9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=

9、28, z2=99, u=3.535， m=2 mm，=mm mm mm,mm mm mm a=130mm mm, b1=b2+(510)=58mm 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。 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 =1.2554.7=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H

10、L2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（）。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)算大齒輪上的作用力轉(zhuǎn)矩T=9.55106圓周力 徑向力 軸向力 （） 繪軸的受力簡(jiǎn)圖，求支座反力. 鉛直面內(nèi)的支座反力L1=90.0mm L2=45.0mm L3=45.0 根據(jù)，得 b. 水平面支反力得， RBZ =6557-3328.72-623=2605.28 N (2)作彎矩圖a. 垂直面彎矩MY圖C點(diǎn) ， b. 水平面彎矩MZ圖C點(diǎn)左C點(diǎn)右 c. 合成彎矩圖C點(diǎn)左, C點(diǎn)右, （） 作轉(zhuǎn)矩T圖 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 C點(diǎn)右邊 D點(diǎn) （） 校核軸的強(qiáng)度由以上分析可見，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13-1 。C點(diǎn)軸徑 因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽。該值小于原 dc=38.45mmn=960r/min,軸孔直徑dmin=30 mm，dmax=40 mm，適合。因此選LH3型號(hào)聯(lián)軸器（GB/5014-2003）。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，