機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計ZDDL-2B

1、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書題目： 設(shè)計用于膠帶運輸機的機械傳動裝置班 級：成型1204姓 名：金國風學 號：20122375指導教師：陳良玉成 績： 日 期：2014/7/12目錄TOC o 1-2 h u 1. 設(shè)計任務(wù)書 PAGEREF _Toc14674 31.1設(shè)計題目 PAGEREF _Toc14275 31.2工作條件 PAGEREF _Toc20035 31.3技術(shù)數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc30909 32. 傳動裝置總體設(shè)計 PAGEREF _Toc1298 32.1電動機的選擇 PAGEREF _Toc31672 32.2分配傳動比 PAGEREF _Toc18434 5

2、2.3傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 PAGEREF _Toc2276 53. 傳動零件的設(shè)計計算 PAGEREF _Toc29103 73.1減速器以外的傳動零件設(shè)計計算 PAGEREF _Toc7914 73.2減速器以內(nèi)的傳動零件設(shè)計計算 PAGEREF _Toc25241 84. 軸的設(shè)計計算 PAGEREF _Toc28380 124.1初步確定軸的直徑 PAGEREF _Toc22480 124.2軸的強度校核 PAGEREF _Toc30895 135. 滾動軸承的選擇及其壽命驗算 PAGEREF _Toc13329 175.1低速軸軸承 PAGEREF _Toc21594 175

3、.2高速軸軸承 PAGEREF _Toc14051 176. 鍵聯(lián)接的選擇和驗算 PAGEREF _Toc21774 186.1減速器大齒輪與低速軸的鍵聯(lián)接 PAGEREF _Toc14699 186.2小鏈輪與減速器低速軸軸伸的聯(lián)接 PAGEREF _Toc24363 196.3聯(lián)軸器與減速器高速軸軸伸的聯(lián)接 PAGEREF _Toc1810 197. 減速器的潤滑及密封形式選擇 PAGEREF _Toc22580 20參考文獻 PAGEREF _Toc31864 201. 設(shè)計任務(wù)書1.1設(shè)計題目 設(shè)計用于膠帶運輸機的機械傳動裝置。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10

4、2多灰塵稍有波動小批1.3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)ZDL-215001.63005002. 傳動裝置總體設(shè)計2.1電動機的選擇2.1.1選擇電動機系列按工作要求及工作條件選用三相異步電動機，封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y系列。2.1.2選擇電動機功率1）傳動滾筒所需有效功率： 2）傳動裝置總效率： 按表2-11-1(P90)確定各部分效率如下:彈性聯(lián)軸器的效率 一對滾動軸承的效率 閉式齒輪傳動的效率 （暫定精度為8級）開式滾子鏈傳動的效率 一對滑動軸承的效率 傳動滾筒的效率 傳動裝總效率 3）所需的電動機功率： 查表2-18-1(P

5、158),可選Y系列三相異步電動機Y100L2-4型，或選Y系列三相異步電動機Y132S-6型，額定功率均為，均滿足2.1.3確定電動機轉(zhuǎn)速1）傳動滾筒軸工作轉(zhuǎn)速： 現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速為1500r/min 及1000r/min兩種方案進行比較，查表2-18-1(P158)得電動機數(shù)據(jù),計算總傳動比列于下表：方案號電動機型號額定功率kW同步轉(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min電動機質(zhì)量kg總傳動比1Y132S-43.0150014303514.722Y132M2-63.01000960639.814比較兩方案可見，方案1選用的電動機雖然質(zhì)量和價格較低，但總傳動比較大。為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案2。

6、電動機型號為Y132M2-6，同步轉(zhuǎn)速為1000r/min。由表2-18-1(P158)和表2-18-2(P158)查得主要性能技術(shù)數(shù)據(jù)和安裝尺寸：額定功率P0/kW3.0滿載轉(zhuǎn)速n0/(r/min)960堵載扭矩/額定扭矩2.0電動機外伸軸直徑D/mm38電動機外伸軸長度E/mm80電動機中心高H/mm1322.2分配傳動比 總傳動比： 據(jù)表2-11-1(P90)取鏈傳動比： 則齒輪傳動的傳動比： 2.3傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算2.3.1各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計算0軸：即電動機的主動軸：1軸：即減速器高速軸，與電動機軸采用聯(lián)軸器鏈接，傳動比，查表2-11-1(P90)彈性聯(lián)軸器的傳動效率

7、，則：2軸：即減速器低速軸，動力從1軸到2軸經(jīng)歷了1軸上的一對滾動軸承和一對齒輪嚙合，故發(fā)生兩次功率損耗，計算效率時都要計入，查表2-11-1(P90)一對滾動軸承的傳動效率利率，閉式齒輪傳動的效率為（暫定齒輪精度為8級），則：3軸：即傳動滾筒軸，動力從2軸到此軸經(jīng)歷了2軸上的一對滾動軸承和開式滾子鏈傳動，故發(fā)生兩次功率損耗，計算效率時都要計入，查表2-11-1(P90)一對滾動軸承的傳動效率為，開式滾子鏈傳動的效率為，則：2.3.2各軸運動及動力參數(shù)列表軸序號功率PkW轉(zhuǎn)速nr/min轉(zhuǎn)矩TN.m傳動形式傳動比i效率02.9796029.54聯(lián)軸器10.9912.9496029.25齒輪傳動

8、3.7680.9722.82254.78105.70鏈傳動2.50.9232.57101.91240.843. 傳動零件的設(shè)計計算3.1減速器以外的傳動零件設(shè)計計算3.1.1設(shè)計鏈傳動1）確定鏈輪齒數(shù): 由傳動比取小鏈輪齒數(shù),因鏈輪齒數(shù)最好為奇數(shù)，；大鏈輪齒數(shù),取,。 實際傳動比： 2）確定鏈條節(jié)距：查表10-16(教材P166)得，工況系數(shù)1.4 小鏈輪齒數(shù)系數(shù)： 取單排鏈，由表10-17(教材P166)取=1.0 由式，得 因為r/min，查圖10-23(教材P164)，得選鏈號No12A，節(jié)距。 3)計算鏈長： 初選： 鏈長： 取 4)驗算鏈速： ，適合。5）選擇潤滑方式：按,鏈號12A

9、，查圖10-26(教材P167)選用滴油潤滑。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)的傳動零件設(shè)計計算3.2.1設(shè)計齒輪傳動1）材料的選擇： 小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度220250HBS， 大齒輪選用45鋼，正火處理，齒面硬度170210HBS。 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 查圖11-14(教材P187)，（允許一定點蝕）取，。 由圖11-15(教材P187)，得。 取，由圖11-13(b)(教材P186)，得, 許用接觸應(yīng)力： 因，故取 2）按齒面接觸強度確定中心距：小輪轉(zhuǎn)矩，由表11-5(教材P181)得：由圖11-7(教

10、材P181)得：因為是減速傳動，由式(11-32)(教材P192)計算中心距：取中心距。 估算模數(shù)： 取標準模數(shù) ( ) 確定齒數(shù)： 小齒輪齒數(shù)： 大齒輪齒數(shù)：取，。 實際傳動比： 傳動比誤差：，在允許范圍內(nèi)。齒輪分度圓直徑： 圓周速度： 所以采用 油潤滑 。 由表11-6(教材P185),取齒輪精度為8級。驗算齒面接觸疲勞強度： 計算載荷系數(shù)：按電機驅(qū)動,載荷稍有波動,由表11-3(教材P176),?。?計算，由圖11-2(b)(教材P177)，按8級精度得： 齒寬。由表11-4(教材P178)，得：載荷系數(shù)： 計算齒面接觸應(yīng)力：由圖11-4(教材P178)，得，所以：查由圖11-6(教材P

11、180)得： 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度： 按，由圖11-10(教材P183)得：，由圖11-11(教材P184)得，由圖11-12(教材P184)得，（）由圖11-16(b)(教材P187)，得， ， 由圖11-17(教材P188)，得， 由圖11-18(教材P188)得,取，由式(11-25)(教材P188)計算許用彎曲應(yīng)力： 故安全。 故安全。5）齒輪主要幾何參數(shù)： ， 齒寬，4. 軸的設(shè)計計算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1）初步選定減速器高速軸外伸段軸徑：根據(jù)所選電機，則2）選擇聯(lián)軸器： 聯(lián)軸器所傳遞的標稱扭矩：根據(jù)傳動裝置的工作條

12、件擬選用彈性柱銷聯(lián)軸器(GB/T5014-2003)查表16-1(教材P268)，取工作情況系數(shù)計算轉(zhuǎn)矩。因此選TL6號聯(lián)軸器。聯(lián)軸器（,）3)最后確定減速器高速軸外伸直徑為。 (4) 確定減速器高速軸各段軸徑及密封d=32mm,按R40標準系列取值 周環(huán)寬度d3=42mm,d4=48mm 選擇TL6 YB38*82/JC32*60 GB4323-85 型號聯(lián)軸器；軸承外徑D=80mm4.1.2 低速軸的設(shè)計計算1）選擇軸的材料 選擇材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。2）按轉(zhuǎn)矩初步計算軸伸直徑取 取 選擇6208型號的深溝球軸承型號 。 查表2-11-3 d6=35 4.2軸的強度校核4.2.1計算大

13、齒輪上的作用力 轉(zhuǎn)矩 圓周力 徑向力 4.2.2繪軸的受力簡圖，求支座反力垂直面支座反力 據(jù)，得 2）水平面支座反力 據(jù)，得 據(jù)，得 受力簡圖如圖（b）4.2.3作彎矩圖垂直面彎矩MY圖 C點 垂直面彎矩圖如圖（c）2）水平面彎矩MZ圖 C點 水平面彎矩圖如圖（d）3）合成彎矩圖 C點 合成彎矩圖如圖（e）4.2.4作轉(zhuǎn)矩圖 轉(zhuǎn)矩圖如圖（f）4.2.5作當量彎矩圖該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)應(yīng)力考慮，取當量彎矩 C點左 C點右 在D點 當量彎矩圖如圖（g）4.2.6校核軸的強度由以上分析可見，c點彎矩值最大，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(教材P218)得查

14、表13-2(教材P224)得。C點軸徑安全。D點軸徑該值小于原設(shè)計該點處軸的直徑38mm,安全。5. 滾動軸承的選擇及其壽命驗算5.1低速軸軸承1）選定軸承類型及初定型號 深溝球軸承（GB/T276-1994），型號6208：查表得，。2）計算徑向支反力 取3）校核軸承壽命 故滿足軸承的壽命要求。6. 鍵聯(lián)接的選擇和驗算6.1減速器大齒輪與低速軸的鍵聯(lián)接1）鍵的材料、類型 鍵的材料選用45鋼，選用A型普通平鍵。2）確定鍵的尺寸查表2-12-13：選圓頭普通平鍵8*7鍵長L=(18-90）mm 取L=40mm3）驗算鍵的擠壓強度鍵和軸的材料為鋼，輪轂材料為45鋼，所以按鋼校核鍵連接的擠壓強度。查

15、表9-7(教材P135)，得許用擠壓應(yīng)力鍵的計算長度，由下式得該鍵安全。所以選鍵840 GB/T1096-1990。6.2小鏈輪與減速器低速軸軸伸的聯(lián)接1）鍵的材料、類型 鍵的材料選用45鋼，選用A型普通平鍵。2）確定鍵的尺寸查表2-12-13，選擇普通平鍵8*7*50 GB/T1096-2003R=,.3）驗算鍵的擠壓強度鍵和軸的材料為鋼，輪轂材料為45鋼，所以按鋼校核鍵連接的擠壓強度。查表9-7(教材P135)，得許用擠壓應(yīng)力該鍵安全.7. 減速器的潤滑及密封形式選擇1）軸承及齒輪潤滑：根據(jù)減速器齒輪的圓周速度，減速器軸承 采用飛濺潤滑，根據(jù)工作環(huán)境及工作強度，查表2-15-1(P119),齒輪潤滑油選用工業(yè)閉式齒輪油(GB/T5903-1995)。2）密封圈：根據(jù)減速器的工作環(huán)境，減速器高速軸及低速軸采