《东北大学机械基础课程设计》设计说明书.doc

机械课程设计机械设计基础课程设计计算说明书题目： 设计胶带输送机的传动装置 班 级：冶金工程1103姓 名：马林林学 号：20110075指导教师：成 绩： 2013 年 07 月 07 日1、 设计内容1.1设计题目1.2工作条件1.3技术条件2、 传动装置总体设计2.1电动机选择2.2分配传动比2.3传动装置的运动和动力参数计算3、 传动零件设计计算以及校核3.1减速器以外的传动零件设计计算3.2减速器内部传动零件设计计算4、 轴的计算4.1初步确定轴的直径4.2轴的强度校核5、 滚动轴承的选择及其寿命验算5.1初选滚动轴承的型号5.2滚动轴承寿命的胶合计算6、 键连接选择和验算7、 连轴器的选择和验算8、 减速器的润滑以及密封形式选择9、 参考文献1.设计内容1.1设计题目设计胶带传输机的传动装置1.2工作条件工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量102多灰尘稍有波动小批3技术数据题号滚筒圆周力F(N)带速 v(m/s)滚筒直径 D(mm)滚筒长度 L(mm)ZDL-822001.52805002.传动装置总体设计2.1电动机的选择2.1.1选择电动机系列 根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380伏，Y系列电动机2.1.2选择电动机的功率 （1）卷筒所需有效功率 （2）传动总效率根据表2-11-1确定各部分的效率:弹性联轴器效率 1=0.99一对滚动轴承效率 2=0.99闭式齿轮的传动效率 3=0.97（8级）开式滚子链传动效率 4=0.92一对滑动轴承的效率 5=0.97传动滚筒的效率 6=0.96 （3）所需的电动机的功率 即Pr=4.09kw查表2-18-1可选的Y系列三相异步电动机Y132M2-6型，额定。满足，其主要性能见表。2.1.3确定电动机转速传动滚筒转速 现以同步转速为Y132S-4型（1500r/min） 及Y132M2-6型（1000r/min）两种方案比较，查得电动机数据方案号电动机型号额定功率(kW)同步转速(r/min)满载转速(r/min)电动机质量/kg总传动比1Y132S-45.5150014406813.412Y132M2-65.51000960848.94比较两种方案，方案1选用的电动机使总传动比较大。为使传动装置结构紧凑，选用方案2。电动机型号为Y132M2-6。由表2-18-1和表2-18-2查得其主要性能技术数和安装尺寸数据列于下表电动机额定功率/kW5.5电动机满载转速/(r/min)960电动机轴伸直径D/mm38电动机轴伸长度E/mm80电动机中心高H/mm132堵转转矩/额定转矩2.0 2.2分配传动比（1） 总传动比 查表2-11-1，取链传动比=2.5。则齿轮传动的传动比 =2.5为 2.3传动装置的运动和动力参数计算2.3.1各轴功率、转速和转矩的计算0轴：即电动机的主动轴 1轴： 即减速器的高速轴 2轴：即减速器的低速轴 3轴：即传动滚筒轴 2.3.2各轴运动及动力参数列表示轴序号功率P(kw)转速n(r/min)转矩T(N.m)传动形式传动比i效率04.0996040.69联轴器10.9914.0596040.29闭式齿轮传动3.7520.9623.89255.86145.19开式链传动2.50.9133.54102.34330.343.传动零件的设计计算3.1减速器以外的传动零件设计计算设计链传动1） 确定链轮齿数由上述数据可知，传动功率P=3.89KW，主动轮转速=255.86r/min,从动链轮转速=102.34r/min，载荷性质稍有波动，水平布置。链传动比=2.5，由链传动比有 小链轮齿数 =29-2=29-5=24 所以，取=25大链轮齿数 所以取 =63实际传动比 ，即在允许范围内。2）确定链条节距由式 载荷平稳运转，原动机为电动机，则工况系数由表10-16得1.0小链轮齿数系数 取单排链，由表1017取=1.0 kw因为r/min由、查图10-23有，选链号No12A，节距p=19.053)计算链长初选 =40p=4019.05=762mm链长 取 =125节因中心距可以调节，可不必精算，实际中心距a762mm4)验算链速 m/s V = 2.03 m/s 15 m/s 适合5）选择润滑方式按v=2.03 m/s,链号No12A，查图10-26选用滴油润滑。6）作用在轴上的力有效圆周力 作用在轴上的力7）链轮尺寸及结构分度圆直径 3.2 减速器以内的传动零件设计计算设计齿轮传动1） 材料的选择：查表11-1有小齿轮选用45#钢，调质处理，齿面硬度217255HBS。大齿轮选用45#钢，正火处理，齿面硬度162217HBS。 计算应力循环次数查图11-14，得ZN1=1.0 ZN2=1.0（不允许点蚀）由图11-15，得ZX1=ZX2=1.0 ，取SHmin=1.0 由图11-13（b），得,计算许用接触应力 因，故取2） 按齿面接触强度确定中心距小轮转矩=40290Nmm，螺旋角=0，初取，取，由表11-5得由图11-7得，减速传动，; 由式（11-17）计算中心距a由4.2-10,取中心距a=132mm。 a=132mm估算模数m=(0.0070.02)a=0.952.70mm,取标准模数m=2.5mm。 m=2.5mm 小齿轮齿数：大齿轮齿数： z2=uz1=85.28取z1=23，z2=85 z1=23，z2=85 实际传动比传动比误差，在允许范围内。 齿轮分度圆直径 圆周速度 由表11-6,取齿轮精度为8级.(3) 验算齿面接触疲劳强度按电机驱动,载荷轻微冲击,由表11-3,取KA=1.25由图11-2（a），按8级精度和，得Kv=1.04。齿宽。由图11-3(a)，按b/d1=54.0/57.5 =0.939,取 K=1.04。由表11-4，得K=1.1载荷系数由图11-4，得，所以由图11-6得，由式11-16计算齿面接触应力故在安全范围内。（4）校核齿根弯曲疲劳强度按Z1=23，Z2=85,由图11-10得，Y=2.72，Y=2.25由图11-11得，由图11-12得， 由图11-16（b），得，由图11-17，得Y=1.0，Y=1.0由图11-18得,Y=Y=1.0。取Y=2.0，S=1.4计算齿根许用弯曲应力 （5）齿轮主要几何参数 z1=23, z2=85, u=3.696， 2.5 mm， mm, mm mm,mm mm mm 齿宽 mm, b1=b2+(510)=60mm 圆周速度v=2.806m/s，因为v2m/s,所以采用稀油润滑。 4. 轴的设计计算4.1初步确定轴的直径4.1.1高速轴及联轴器的设计1 初步估定减速器高速轴外伸段轴径 根据所选电机 则d=(0.81.0)d=(0.81.0)38=30.438mm 取d=32mm。 d=32mm2 选择联轴器根据传动装置的工作条件你选用弹性柱销联轴器（GB5014-2003）。计算转矩为 =1.540.29=60.44Nm式中T联轴器所传递的标称扭矩， T=9.55=9.55工作情况系数，取=1.5 （表16-1）根据=60.44N m,从表2-14-1可查的HL2号联轴器就可以满足转矩要求（）。但其轴孔直径（d=2035mm）不能满足电动机及减速器高速轴轴径的要求。因此重选HL3号联轴器。（）4.1.2 低速轴的设计计算1.选择轴的材料选择材料为45#钢，调质处理。2.按转矩初步计算轴伸直径取=35mm 4.2轴的强度校核1.计算大齿轮上的作用力转矩T=145.19N.m圆周力 径向力 轴向力 （） 绘轴的受力简图，求支座反力 .垂直面支反力RAY=683.245N RAY=683.245N RBY=683.245N b. 水平面支反力得 RAZ=222N RBZ=222N (2)作弯矩图a. 垂直面弯矩MY图B点 ， b. 水平面弯矩MZ图C点右 C点左, c. 合成弯矩图B点右, B点左, （3）作转矩T图 （4）作计算弯矩Mca图该轴单向工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑，取=0.6 C点左边 Mca左=27000N.mm C点右边 =27000N.mm D点 McaD=24174N.mm （5）校核轴的强度由以上分析可见，C点弯矩值最大，而D点轴径最小，所以该轴危险断面是C点和D点所在剖面。查表13-1得查表13-3得。C点轴径 因为有一个键槽。该值小于原dc=50mm ,故安全。D点轴径 因为有一个键槽。该值小于原设计该点处轴径35mm，故安全5.滚动轴承的选择及其寿命验算1. 低速轴轴承1）、选定轴承类型及初定型号深沟球轴承（GB/T276-96），型号6209 ：查表得 2）、计算径向支反力 3）、求轴承轴向载荷A1=S2+FA=1304.474+242.99=1574.46S1=1304.474 A2= S1=1304.474N 4）、计算当量动载荷A1/R1=1574.46/1703.54=0.908e=0.4 , X1=0.4, Y1=1.5A2/R2=1304.47/3913.42=0.33 e=0.4 , X2=1 , Y2=0 查表1311，取fd=1.2，fm=1.0, P1=fdfm1(X1R1+Y1A1)=1.5(0.41703.54+1.51547.464) =2022N P2=fdfm2(X2R2+Y2A2)=1.31.53913.423=7631.175N5) 校核轴承寿命 由表14-8及表14-9，取=1，=1.0 故满足轴承的寿命要求2.高速轴轴承高速轴承的确定与低速轴承相同，选取深沟球轴承（GB/T276-96）型号6209。6.键联接的选择和验算(一).减速器大齿轮与低速轴的键联接1）键的材料类型45号钢，A型普通平键2）确定键的尺寸(由表9-6)b=14mm, h=9mm, 深度5.5mm， L=45mm键1445GB1096-793）验算键的挤压强度 键和轴的材料为钢，轮毂材料为铸铁，铸铁的许用挤压应力比钢的许用挤压应力低，按铸铁校核键连接的挤压强度。 查表的许用挤压应力，键的计算长度 l=L-b=45-14=31mm由下式得该键安全。所以选149GB1096-79(二).减速器低速轴轴伸的联接1）键的材料类型45号钢A型普通平键，轧毂为铸铁2）确定键的尺寸b=10mm， h=8mm, L=50mm ,=100同上面的方法 因，故安全。所以选108GB1096-79。(三).联轴器与减速器高速轴轴伸的联接键材45号钢 10*50GB1096-79b=10mm， h=8mm, L=50mm ,=100同上面的方法因，故安全。所以选108GB1096-797.联轴器的选择根据传动装置的工作条件你选用弹性柱销联轴器（GB5014-2003）。计算转矩为 =1.540.29=60.44mm 式中T联轴器所传递的标称扭矩， T=9.55=9.55 工作情况系数，取=1.5 （表16-1）根据=60.44N m,从表2-14-1可查的HL2号联轴器就可以，转矩要求（）