機械設計基礎課程設計ZDL7B

1、 設計任務書1.1設計題目1.2工作條件1.3技術M2、 傳動裝置總體設計2.1電動機選擇2.2分配傳動比2.3傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算3、 傳動零件設計計算以及校核3.1減速器以外的傳動零件設計計算3.2減速器內部傳動零件設計計算4、 軸的計算4.1初步確定軸的直徑4.2軸的強度校核5、 滾動軸承的選擇及其壽命驗算5.1初選滾動軸承的型號5.2滾動軸承壽命的膠合計算6、 鍵連接選擇和驗算7、 連軸器的選擇和驗算8、 減速器的潤滑以及密封形式選擇9、 參考文獻

L1設計題目設計膠帶傳輸機的傳動裝置1.2工作條件工作年限工作班制工作環(huán)境載荷性質生產批量102多灰塵稍有波動小批L3技術數(shù)據(jù)題號滾筒圓周力F(N)帶 速v(m/s)滾筒直徑D(min)滾筒長度L(mm)ZDL-720002.03004002.傳動裝置總體設計2.1電動機的選擇2.1.1選擇電動機系列根據(jù)工作要求及工作條件應選用三相異步電動機，封閉自扇冷式結構，電壓380伏，Y系列電動機2.1.2選擇電動機的功率2000x2.0(12000x2.01000R—10001000p*=4.Okw(2)傳動總效率p*=4.Okw(2)傳動總效率根據(jù)表2.2-1確定各部分的效率:彈性聯(lián)軸器效率一對滾動軸承效率閉式齒輪的傳動效率開式滾子鏈傳動效率一對滑動軸承的效傳動滾筒的效率nnnnnni234560.990.990.97(8級)0.900.970.967=71x72x7sX“4X〃5X7g=0.99x0.992x0.97x0.90x0.97xO.96=0.7888(3)所需的電動機的功率Pr/Pr/=4.0

rj一0.7888=5.Q7Kw按工作要求及工作條件選用三相異步電動機，封閉自扇冷式結構，電壓380V,Y系列。查表2.9-1可選的Y系列三相異步電動機Y132M2-6型，額定P°=5.5kw,或選Y132S-4型，額定耳=5.5kw。滿足Po>Pr2.1.3確定電動機轉速傳動滾筒轉速nw=^=^^=127.3r/minnDx0.40現(xiàn)以同步轉速為Y132S-4型(1500r/min)及Y132M2-6型(1000r/min)兩種方案比較，查得電動機數(shù)據(jù)方案號電動機型號額定功率(kW)同步轉速(r/min)滿載轉速(r/min)機量動g電質/k總傳動比1Y132S-45.5150014406811.782Y132M2-65.51000960847.85比較兩種方案，方案1選用的電動機使總傳動比較大。為使傳動裝置結構緊湊，選用方案2。電動機型號為Y132M2-6。由表2.9-2查得其主要性能數(shù)據(jù)列于下表電動機額定功率與/kW5.5電動機滿載轉速％/(r/min)960電動機軸伸直徑D/mm38電動機軸伸長度E/mm80電動機中心高H/mm132堵轉轉矩/額定轉矩2.02?2分配傳動比.(1) 總傳動比丑=7.54127.3查表2.2-1得 齒輪傳動比為n=3.5則鏈傳動的傳動比為如=土=工=2.15知3.52.3傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算2.3.1各軸功率、轉速和轉矩的計算。軸：即電動機的主動軸Z?o= =5.07Aptno=96Q/min71=9.55x竺=9.55x" °=5°.44/7-mnQ 9601軸：即減速器的高速軸Qi=Qo? =5.07x0.99=5.02Aiv=96Q'/minT.=9.55x—=9.55x' "=49.94"-mn. 9602軸：即減速器的低速軸p2=p1r/12=5.07x0.99x0.97=4.瑚kw

=匹=竺=274.29r/min2 3.5P2 4.87x103=9.55x—=9.55x =lil.55〃?m電 274.293軸：即傳動滾筒軸P3—夕2刀2323=4.87x0.99P3—夕2刀2323274.29“rs/? =121.58r/min2.15P 434x1O37；=9.55xn=9.55x—~~—=340.18〃?m3 昭 127.5823.2各軸運動及動力參數(shù)列表示3.傳動零件的設計計算3.傳動零件的設計計算了.二「=?1軸序號功率P(kw)轉速n(r/min)轉矩T(N.m)傳動形式傳動比i效率n05.0796050.44聯(lián)軸器10.9915.0296049.94齒輪傳動3.50.9624.87274.29171.55鏈傳動2.150.8934.34127.58340.183.1減速器以外的傳動零件設計計算設計鏈傳動1）確定鏈輪齒數(shù)由傳動比取小鏈輪齒數(shù)％=25

大鏈輪齒數(shù)Z2=iZ]=2.15X25=53.75所以取Z：547 54實際傳動比；=^=—=2.16Z]259 ■\i='理一'實x100%=0.46%，理2）確定鏈條節(jié)距由式Po>^-KzKp查表得，工況系數(shù)Ka=1.4小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz=（言）=1.34取雙排鏈,取Kp=1.7因為q=274.29r/min88查表得選鏈號NolOA,節(jié)距p=15.8753）計算鏈長初選a0=40p=40x15.875=635mm鏈長+E（紅W）2=2X40+￡芝+ （里二芝）2=120.03a02n 2 6352n取Lp=122節(jié)所以實際中心距a^642.68mm4）驗算鏈速z.n.p25x274.29x15.875 .60x1000v=—— = =60x100060x1000V<15m/s適合5）選擇潤滑方式按v=l.81m/s,鏈號10A,查圖選用滴油潤滑。6）作用在軸上的力有效圓周力1000戶

v1000x4.87=2690.61〃作用在軸上的力為?1.2Fe=1.2x2690.61=3228.72〃7）鏈輪尺寸及結構分度圓直徑P15.875 …”al-.180°sin ?180°sin 25d】=15.875=273.03姍.180°sin 543.2減速器以內的傳動零件設計計算設計齒輪傳動1）材料的選擇：小齒輪選用40Cr鋼，調質處理，齒面硬度250—280HBS,大齒輪選用ZG310-570,正火處理，齒面硬度162—185HBS。計算應力循環(huán)次數(shù)N=601］以=60x960x1x（10x300x8x2）=2.76x1/2.76x2.76x1093.5=7.89x108查圖11-14,為=1.0 為=1.05（允許一定點蝕）由式11-15,Zxi=Zx2=l.0,取Sg—l.0由圖ll-13b,得=690Me?,dis=440計算許用接觸應力[bj= -ZJflZn=^jxl.Ox1.0=690.0昭SKmin 1?°以=竺11Z航2二Ux1.05x1.0=462風S/fmin L°

因[aH1v匾1，故取\^h\-穌I=462_4^按齒面接觸強度確定中心距小輪轉矩7；=9.55x1。6x必/=49938〃?mm初定螺旋角P=12由圖11-20,得ZP=0.99o初取風/匕=1.0,取含=0.4,由表11-5得Ze=1898jMPa由圖11-7得，ZH=2.45，減速傳動，〃=I=3.5;0a=0.4司2(〃+1)2(〃+1)cl.0x49938司2(〃+1)2(〃+1)cl.0x499385+lb V2x0.4x3.52.45x189.8x0.994622.45x189.8x0.99462大齒輪齒數(shù)：

取zi=28,Z2=99Z2=uzi=3.大齒輪齒數(shù)：

取zi=28,Z2=99Z2=uzi=3.5x28.25=98.89實際傳動比i實=冬=3.535=117.29枷由4.2-10,取中心距a=130mmo估算模數(shù)m=(0.00廣0.02)a=0.91—2.6mm,取標準模數(shù)m=2mm。小齒輪齒數(shù)：Z]x100%=3.5355.5-3.x100%=3.5355.5-3.535x100%=1%<5%,傳動比誤差=acccos2a2=acccos2a2x130在允許范圍內。修正螺旋角6與初選0=12°相近，Zh,&可不修正齒輪分度圓直徑=d[=%Zi/cos。=2x28/O.978=57.260血==2x99/0.978=202.453砌rwng、擊宙： 力X51.260X960 - /I員I周速J蔓，= = =2.8<8/77/s60x103 6x104由表11-6,取齒輪精度為8級.(3) 驗算齒面接觸疲勞強度按電機驅動，載荷稍有波動，由表11-3,取K『l.25由圖11-2(a),按8級精度和％/100=2.878x28/100=0.806/7?/s,得K▼=1.08o齒寬3=奴&=0.4x130=52/ZZZ7。由圖11-3(a),按b/di=52/57.260=0.908,取KP=1.08。由表11-4,得Ka=l.2載荷系數(shù)K=KAKvKpKa=1.25x1.03x1.08x1.2=1.669由圖11-4,得由圖11-4,得=28/cos312.3329°=30.099/cos312.3329°=106.2得=0.868，sa2=0.891所以勺=Sal+Sa2=L759由圖11-6得，Z&=0.75計算齒面接觸應力

……2A71〃+1J=心』曲p2.45x188.9x0.99x0.75PX1.669X4^V52X57.262……2A71〃+1J=心』曲p2.45x188.9x0.99x0.75PX1.669X4^V52X57.2623.535+1x 3.535384.855炳<[bj=462炳故在安全范圍內。（4）校核齒根彎曲疲勞強度按Zi=28,Z2=99,由圖11-10得，Yw=2.59,Yf,=2.20由圖11-11得，九i=1.62,丫點二1.80由圖11-12得，X=0.7由圖11-21,得YP=0.9由圖11-16(b),得=290iV/zzzz?2=152〃/nn?由圖11-17,得丫機二1.0,YN2=1.0由圖11-18得,丫提曾=1.0o取Yst=2.0,SFmin=1.4計算齒根許用彎曲應力yy~- 1UVX\min290x21.yy~- 1UVX\min290x21.4x1.0x1.0=152x21.4x1.0x1.0=217以％%=普以牌=2；/x2.59x1.62x0.7x0.9bdym 52x5i.26x2=73.99齡<[<Tn]=414始a故安全。=J】2^41=73.99x-n1.32.59x1.62=69.83海<217以％故安全。(5) 齒輪主要兒何參數(shù)zi=28, Z2=99,u=3.535,m=2mm,P=12°19'58”mt = mn/cos/? = 2/cos12.3329=2.047nm=碎/cos/? = 2x28/cos12.3329=57.32mmd2 = nz2/cosP = 2x99/cosl2.3329=202.68mmc/ai = g +2六：勿=57.324-2x1.0x2=61.32mm,da2 = d2 +2h：m=202.68+2x1.0x2=206.68mmd￡i = 4 一2(/2；+c*)m=57.32-2(1.0+0.25)x2= 52. 32 mmdf2 = d2 -2(A；+c*)m=202.68-2(1.0+0.25)x2 = 197. 68mma=130minb2=b=52mm, +(5^10)=58mm軸的設計計算4.1初步確定軸的直徑4.1.1高速軸及聯(lián)軸器的設計1.初步估定減速器高速軸外伸段軸徑根據(jù)所選電機=3&11皿軸4申長E=80mni則d=(0.8?1.0)d電機二(0.8?1.0)X38=30.4?38mm取d=32mmo根據(jù)傳動裝置的工作條件你選用彈性柱銷聯(lián)軸器(GB5014-85)。計算轉矩匚為Tc=KaT=1.25X54.7=68.375mm式中T一一聯(lián)軸器所傳遞的標稱扭矩，T=9.55X-=9.55X' "=54.7n 960Ka一一工作情況系數(shù)，取Ka=1.25。根據(jù)匚=54.7Nm,從表2.5-1可查的HL2號聯(lián)軸器就可以

轉矩要求(L=315N?nVI；〉〔)。但其軸孔直徑(d=20?32mm)不能滿足電動機及減速器高速軸軸徑的要求。因此重選HL3號聯(lián)軸器(l；=630Nm〉工=68.375N-ni,[n]=500Q/min>n=96d/min)o4.1.2低速軸的設計計算1.選擇軸的材料選擇材料為45號鋼，調質處理。2.按轉矩初步計算軸伸直徑d> -=130xJ1，3'=33.91?°Vn V274.29取d=35mm4.2軸的強度校核計算大齒輪上的作用力p4Q7X—=169559〃-nun274.2927_~d24Q7X—=169559〃-nun274.2927_~d2x169559202.681673.2"徑向力Pr=623.3N凡tana_1673.徑向力Pr=623.3Ncos。 0.977軸向力F&=已.tgp=1673.2x培12°19'58"=365.3N(1)繪軸的受力簡圖，求支座反力

W—— 1Pm*-bJ/浦OJblR,p Ro-rNr 一—VVfr.x』卜時a.鉛直面內的支座反力Li=90.OmmL2=45.0mmLs=45.0LMb=0-％(人+A)+片A=?！旌缍?性=836.6*Lz+L2 2根據(jù)EY=0,得Rby=Ft一饑=1673.2-836.6=836.6Nb,水平面支反力2Mc=。得,Fq(人+L2+L3-R妃(A3+L)-Fa—+己右=。乙S-F二+ +人+婦M= 」 A+L2Z2Q623x45—365.8x——+3328.72x(90+45+45)= 2 _ 45+45=6557N￡Z=0得:RAZ-RBZ=已+FqRk=6557-3328.72-623=2605.28N作彎矩圖垂直面彎矩My圖C點，M"=RAyL,=836.6x45=3.76x105■nm水平面彎矩Mz圖C點左Mcz=R口—6557x45=2.95x105TV?nmC點右Mczi—Rbzx4=2605.28x45=1.17xIO，"-nm合成彎矩圖C點左，Me=機+匕=2.97x10M?nunC點右，Mc\=枇+Mg=1.23x105tV?mm作轉矩T圖.JT=F,?—=169559〃?nun'2作計算彎矩魅圖該軸單向工作，轉矩產生的彎曲應力按脈動循環(huán)應力考慮，取a=0.6C點左邊、=J費；+(“T尸=7(2.97x105)2+(0.6x169559)2=3.14x10M?mmC點右邊〃七=腿］+S'T=7(1-23x105)2+(0.6x169559)2=1.59xIO，"?mmD點"v力=W+CCT2=ar=0.6X169559=101735iV?mm（4）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 =650姣 [%]_】=60施。C點軸徑dc>‘I乍、=J3'14X1Q5=37.40皿]0.1[^V0.1x60因為有一個鍵槽久=37.40x(1+0.05)=39.27也?。該值小于原dc=38.45mm<50mm,故安全。D點軸徑d力>3 %?！?J101'35=25.69皿Vo.lkLVO.lx60因為有一個鍵槽久=25.69x(1+0.05)=26.98皿。該值小于原設計該點處軸徑32mm,故安全。滾動軸承的選擇及其壽命驗算低速軸軸承、選定軸承類型及初定型號圓錐滾子軸承(GB/T297-1994),型號30209Cr=64.2kN,Q>r=47.8kN2） 、計算徑向支反力&=Ja,+R%=7836.62+66572=6709〃R2=揭+R玲=7836.62+26052=2736〃3） 校核軸承壽命因為只受徑向載荷，P=Rx=6709N,查表得ft=l.0,fp=l.2

(1.0x64200(1.0x64200)?60x274.29 1.2x670910G=61559h>48000力(2x8x300x10)故滿足軸承的壽命要求高速軸軸承高速軸承低速軸承相同，選取圓錐滾子軸承（GB/T297T994）,型號30208（一）.減速器大齒