机械设计基础ZDD9B.doc

机械设计课程设计说 明 书 2012-61、 设计任务书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的设计计算3.2减速器内部传动零件的设计计算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1.1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多灰尘稍有波动单件1.3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)ZDD-914001.83205002.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）筒所需有效功率 （2）传动总效率根据表4.2-9确定各部分的效率:V 带传动效率 1=0.95一对滚动轴承效率 2=0.99闭式齿轮的传动效率 3=0.97（8级）弹性联轴器效率 4=0.99一对滑动轴承的效率 5=0.97传动滚筒的效率 6=0.96 （3）所需的电动机的输出功率 Pr=3.03kW按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380V，Y系列。 查表2.9-1可选的Y系列三相异步电动机Y132M1-6型，额定，满足。2.1.3确定电动机转速传动滚筒转速 电动机型号为Y132S-6。由表2.9-2查得其主要性能数据列于下表：电动机额定功率/kW4.0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 （2）各级传动比的分配查表2.2-1得带传动比为 =2.5 =2.5则齿轮传动的传动比为 联轴器的传动比 2.3传动装置的运动和动力参数计算2.3.1各轴功率、转速和转矩的计算零轴：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效率零3.0396030.14V带传动2.50.95I2.8838471.63齿轮传动3.580.97II2.77107.26246.63联轴器1.00.99III2.71107.26241.293.传动零件的设计计算3.1 减速器以外的传动零件（V带传动）设计计算 1.选择V带的型号因为小轮的转速是960r/min，班制是2，稍有波动，取KA=1.2;Pc=KAP0 =1.24.0 =4.80kW Pc=4.80kW查表10-2和课本图10-7，可得选用A型号带2.确定小带轮基准直径dd1dd1min=100mm; 由表10-4，取标准直径,即dd1=100mm dd1=100mm3.验算带速 m/s满足5m/s = v120 符合要求；7.计算带的根数；查图10-7c可得，, 查表10-6可得，=0.93,查表10-2， = 0.93 取z=5根； z=58.计算作用在轴上的载荷 和初拉力 F0查表10-1可得，q =0.10kg/mF0为单根带的初拉力: 验算带的实际传动比， i实=dd2/dd1 =250/100 =2.53.2 减速器箱内的圆柱齿轮传动的设计计算设计齿轮传动1） 材料的选择：由于工作条件为轻微冲击，故选择标准斜齿圆柱齿轮小齿轮选用40Cr钢，调质处理，齿面硬度250280HBS，大齿轮选用ZG310-570钢，正火处理，齿面硬度162185HBS。 计算应力循环次数查图11-14，ZN1=1.00 ZN2=1.10（允许一定点蚀）由式11-15，ZX1=ZX2=1.0 ，取SHmin=1.0 由图11-13b，得（取硬度为250HBS） (取硬度为162HBS) 计算许用接触应力 因，故取 2） 按齿面接触强度确定中心距 小轮转矩初取，取，由表11-5得，由图11-7得，减速传动，;由图11-20得，由式（11-32）计算中心距a 取中心距 a=at+(10-15)mm= 125-130mm 取a=125mm估算模数m=(0.0070.02)a=0.924-2.64 mm,取标准模数m=2mm。 m=2mm 小齿轮齿数： z1=28大齿轮齿数：z2=uz1= z2=101取z1=28，z2=101 实际传动比传动比误差，在允许范围内。 修正螺旋角： 与相近， 可不修正齿轮分度圆直径： 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,轻微冲击,由表11-3,取=1.25由图11-2（a）,按8级精度和， 得Kv=1.02齿宽。 由图11-3(a)，按b/d1=52.8/57.302=0.921考虑到轴的刚度较大和齿轮相对轴承为非对称布置，故取=1.08。由表11-4，得=1.2载荷系数由图11-4，按 得， ，所以 由图11-6得，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=30.0，Z2=108.2,由图11-10得，Y=2.55， Y=2.19由图11-11得， 由图11-12得， （5）齿轮主要几何参数 z1=28, z2=101, u=3.607， m=2 mm， mm,mm mm mm a= 齿宽mm, 取b1=b2+(510)=58.8 mm 4. 轴的设计计算4.1初步确定轴的直径4.1.1高速轴的设计初步估定减速器高速轴外伸段轴径(1)选择轴的材料选择材料为45号钢，调质处理。(2)按转矩初步计算轴伸直径知 取A=115受键槽的影响，加5%的余量，d=(1+5%)=取d=24mmd1=24mm 轴段d2= d1+（34）C1=28.830.4mm取d2=30mm4.1.2 低速轴及联轴器的设计计算1.选择轴的材料选择材料为45号钢，调质处理。2.按转矩初步计算轴伸直径 知受键槽的影响，加5%的余量，d=(1+5%)=选取LH3联轴器，孔直径d=3240mm最后，去顶减速器低速轴外端直径d1=36mmd2=d1+（34）C1=4244mm取d=45mm =45mm3.联轴器的选择根据传动装置的工作条件，选用弹性柱销联轴器（GB5014-2003）计算转矩为=1.5246.63 =369.95Nm式中T联轴器所传递的理论扭矩， T=9.55=9.55工作情况系数，取载荷变化小，为类，取=1.5。根据=369.95,从表2.5-1可查的LH3号联轴器就可以转矩要求（）。其轴孔直径（d=3048mm）许用转速，满足电动机及减速器高速轴轴径的要求。 4.2轴的强度校核（1） d=206.698 , P=2.77KW, n=107.26以：1.转矩2.圆周力3.径向力4.轴向力（2）求支座反力1.铅直面内的支座反力 据2.水平面内的支座反力（3）作弯矩图1.铅垂直面内弯矩图 2.水平面内弯矩图 3.作合成弯矩图 （4）弯矩 （5）做当量弯矩图 该轴单向工作 转矩按脉动的循环关系 当量弯矩 在D点 （6）按当量弯矩计算轴的直径由图看出c点的当量弯矩最大，d点轴的断面尺寸较小，所以该轴的危险断面是c点。由45号刚（调制处理）查表13-1得再由表13-2查得 原设直径55mm31.71mm 安全d点轴的直径 5.滚动轴承的选择及其寿命验算1. 低速轴轴承选定轴承类型及初定型号：深沟球轴承（GB/T276-1994），型号6210确定轴承的承载能力：查表14-16，轴承6210的=19.8KN，=27.0KN 由表14-8,14-9 得2. 轴承高速轴沟球轴承（GB/T276-1994）型号6206。低速轴沟球轴承（GB/T276-1994）型号6210。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，轧毂为钢2）确定键的尺寸b=16mm,h=10mm, L=52-(510)=4247取45mm 3）验算键的挤压强度键和轴的材料为钢,轮毂材料为钢，按钢校核键连接的挤压强度。 查表9-7，许用挤压应力，键的计算长度 =L-b=45-16=29mm 该键安全。所以选1645GB1096-79。 (二).大带轮与减速器高速轴轴伸的联接1）键的材料类型45号钢A型普通平键，轮毂为铸铁2）确定键的尺寸b=8mm，h=7mm, L=（1.52）d-(510)=36mm ,3）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9-7许用挤压应力，键的计算长度 =L-b=36-8=24mm 该键安全。所以选键836GB1096-79。(三).联轴器与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2）确定键的尺寸b=10mm, h=8mm, L=84-（510）=4469取50mm3）验算键的挤压强度键和轴的材料为钢,轮毂材料为钢，按钢校核键连接的挤压强度。 查表9-7，许用挤压应力，键的计算长度 l=L-b=50-10=40mm该键安全。所以选键1050GB1096-797.联轴器的选择根据传动装置的工作条件，选用弹性柱销联轴器（GB5014-85）计算转矩为 =1.52.47 =394.41mm 式中T联轴器所传递的理论扭矩， T=9.55=9.55工作情况系数，取载荷变化小，为类，取=1.5。根据=394.41,从表2.5-1可查的LH3号联轴器就可以转矩要求（）8.减速器的润滑及密封形式选择1） 减速器的润滑采用脂润滑，润滑脂选用通用锂基润滑脂（GB7324-87）。2