单级圆柱齿轮减速器的一级链传动说明书【ZDL-7】难点.doc

目录目录 1 设计任务书设计任务书 2 1 1设计题目 2 1 2 工作条件 2 1 3 技术数据 2 2 2 传动装置总体设计传动装置总体设计 2 2 1 电动机的选择 2 2 1 1选择电动机系列 2 2 1 2选择电动机的功率 2 2 1 3确定电动机转速 3 2 2 分配传动比 4 2 3 传动装置的运动和动力参数计算 4 2 3 1各轴功率 转速和转矩的计算 4 2 3 2各轴运动及动力参数列表示 5 3 3 传动零件的设计计算传动零件的设计计算 5 3 1 减速器以外的传动零件设计计算 5 设计链传动 5 3 2 减速器以内的传动零件设计计算 7 设计齿轮传动 7 4 4 轴的设计计算轴的设计计算 11 4 1 初步确定轴的直径 11 4 1 1高速轴及联轴器的设计 11 4 1 2 低速轴的设计计算 12 4 2 轴的强度校核 12 5 5 滚动轴承的选择及其寿命验算滚动轴承的选择及其寿命验算 16 5 1 低速轴轴承 16 5 2 高速轴轴承 16 6 6 键联接的选择和验算键联接的选择和验算 16 一 减速器大齿轮与低速轴的键联接 16 二 小链轮与减速器低速轴轴伸的联接 17 三 联轴器与减速器高速轴轴伸的联接 17 7 7 联轴器的选择联轴器的选择 18 8 8 减速器的润滑及密封形式选择减速器的润滑及密封形式选择 18 9 9 参考文献参考文献 19 机械设计课程设计说明 2 2 1 设计任务书 1 1设计题目设计题目 设计胶带传输机的传动装置 1 21 2 工作条件工作条件 工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量 82 清洁平稳小批 1 31 3 技术数据技术数据 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 720002300400 2 2 传动装置总体设计传动装置总体设计 2 12 1 电动机的选择电动机的选择 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 22 1 2 选择电动机的功率选择电动机的功率 1 卷筒所需有效功率 kW FV pw4 1000 0 22000 1000 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 机械设计课程设计说明 3 3 闭式齿轮的传动效率 3 0 97 暂定 8 级 开式滚子链传动效率 4 0 92 一对滑动轴承的效 5 0 97 传动滚筒的效率 6 0 96 8063 0 96 097 090 097 099 099 0 2 6543 2 21 3 所需的电动机的功率 Pr 4 96kw W p p w r k96 4 8063 0 4 查表 2 19 1 可选的 Y 系列三相异步电动机 Y132M2 6 型 额定 或选 Y132S 4 型 额定 满足kwP5 5 0 kwP5 5 0 r PP 0 2 1 32 1 3 确定电动机转速确定电动机转速 传动滚筒转速 min 4 127 3 0 26060 w r D v n 现以同步转速为 1500r min 及 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 5150014406811 31 2Y132M2 65 51000960847 54 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 19 1 和 2 19 2 查得其主要性能数据列于下表 电动机额定功率 kW 0 P 5 5 电动机满载转速 r min 0 n 960 电动机轴伸直径 D mm 38 机械设计课程设计说明 4 4 电动机轴伸长度 E mm 80 电动机中心高 H mm 132 堵转转矩 额定转矩 2 0 2 22 2 分配传动比分配传动比 1 总传动比 54 7 127 4 960 0 w n n i 查表 2 11 1 得 取链传动比 2 5 23 i 则齿轮传动的传动比为 016 3 5 2 54 7 23 12 i i i 2 32 3 传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数计算 2 3 12 3 1 各轴功率 转速和转矩的计算各轴功率 转速和转矩的计算 0 轴 即电动机的主动轴 kWpp r 96 4 0 min 960 0 rn mN n p T 34 49 960 1096 4 55 9 55 9 3 0 0 0 1 轴 即减速器的高速轴 kWpp91 499 096 4 0101 min 960 01 0 1 r i n n mN n p T 84 48 960 1091 4 55 955 9 3 1 1 1 2 轴 即减速器的低速轴 kWpp72 4 97 0 99 0 91 4 1212 机械设计课程设计说明 5 5 min 30 183 016 3 960 12 1 2 r i n n mN n P T 141 61 318 30 1072 4 55 9 55 9 3 2 2 2 3 轴 即传动滚筒轴 kWpp30 4 92 0 99 0 72 4 2323 min 32 271 2 5 318 30 23 2 3 r i n n mN n P T 53 223 127 32 1030 4 55 9 55 9 3 3 3 3 2 3 22 3 2 各轴运动及动力参数列表示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 0 4 9696049 34联轴 器 10 99 1 4 9196048 84 齿轮 传动 3 0160 96 2 4 72318 30141 61 3 4 30127 32322 53 链传 动 2 50 91 3 3 传动传动零件的设计计算零件的设计计算 3 13 1 减速器以外的传动零件设计计算减速器以外的传动零件设计计算 设计链传动设计链传动 1 确定链轮齿数 机械设计课程设计说明 6 6 传动比 5 2 32 127 30 318 n n 3 2 i 由传动比取小链轮齿数 29 2i 24 因链轮齿数最好 1 Z 为奇数 取为 25 大链轮齿数 所 5 62255 2 12 iZZ 以取 63 2 Z 实际传动比 52 2 25 63 1 2 Z Z i 2 确定链条节距 教材 164 页 由式 查表 10 16 得 工况系数1 pz A KK PK P 0 A K 小链轮齿数系数 34 1 19 25 19 08 1 08 1 1 Z Kz 取单排链 查表 10 17 取 1 0 p K kW58 3 0 134 1 72 4 0 1 0 P r min30 318 2 n 查图 10 23 选链号 No10A 节距 p 15 875mm 3 计算链长 初选 40p 40 15 875 635mm 0 a 链长 节125 2 2563 635 15 875 2 2563 402 2 2 2 2 2 12 0 120 zz a pzz p a Lp 取 126 节 p L 4 验算链速 105 2 100060 875 1530 31825 100060 21 pnz v V 15 m s 适合 机械设计课程设计说明 7 7 5 选择润滑方式 按 v 2 105m s 链号 10A 查图 10 26 选用滴油润滑 6 作用在轴上的力 有效圆周力 N v P Fe2242 2 105 72 4 10001000 作用在轴上的力 NFF eQ 269022422 12 1 7 链轮尺寸及结构 分度圆直径 mm z p d662 126 25 180 sin 875 15 180 sin 1 1 mm z d482 318 63 180 sin 875 15 180 sin p 2 2 3 23 2 减速器以内的传动零件设计计算减速器以内的传动零件设计计算 设计齿轮传动设计齿轮传动 1 材料的选择 教材 P173 175 小齿轮选用 45 钢 调质处理 齿面硬度 217 255HBS 大齿轮选用 45 钢 正火处理 齿面硬度 162 217HBS 计算应力循环次数 9 11 1021 2 283008 19606060 h jLnN 8 9 1 2 1033 7 016 3 1021 2 i N N 查图 11 14 ZN1 1 0 ZN2 1 01 允许一定点蚀 查图 11 15 ZX1 ZX2 1 0 取 SHmin 1 0 由图 11 13b 得 机械设计课程设计说明 8 8 MPa H 570 1lim MPa H 500 2lim 计算许用接触应力 MPaZZ S XN H H H 0 5700 11 0 0 1 570 11 min 1lim 1 MPaZZ S XN H H H 5050 101 1 0 1 500 22 min 2lim 2 因 故取 12HH MPa HH 505 2 2 按齿面接触强度确定中心距 小轮转矩mmN P T 48840 n 1055 9 1 1 6 1 初取 教材 182 取 教材 186 5 1 2 ttZ K 35 0 a 由表 11 5 教材 181 得MPaZE 8 189 由图 11 7 得 减速传动 5 2 H Z016 3 iu 由式 5 39 计算中心距 a mm126 505 8 1895 2 016 335 02 488405 1 1016 3 2 1 3 2 3 2 1 H EH a t ZZZ u KT ua 取中心距 a 140mm a 140mm 估算模数 m 0 007 0 02 a 0 98 2 8mm 取标准模数 m 2 5mm 教材 P43 m 2 5mm 小齿轮齿数 取 2889 27 1016 3 5 2 1402 1 m a2 1 u Z 大齿轮齿数 取 8484 5 2 285 214022 1 2 m mza Z 取 z1 28 z2 84 z1 28 z2 84 机械设计课程设计说明 9 9 实际传动比3 28 84 1 2 z z i实 传动比误差 5 53 0 100 016 3 3016 3 100 理 实理 i ii i 在允许范围内 齿轮分度圆直径 mmmzd70285 2 11 mmmzd210845 2 22 圆周速度sm nd v 517 3 106 96070 1060 43 11 由 教材 P185 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 0 由图 11 2 a 按 8 级精度和 smvz 98 0 100 28517 3 100 1 得 Kv 1 10 齿宽 mmab a 561404 0 由图 11 3 a 按 b d1 56 70 0 8 考虑轴的刚度较大和 齿轮相对轴承为对称布置得 K 1 06 由表 11 4 得 K 1 1 载荷系数29 11 106 1 1 10 1 K KKKK vA 由图 11 4 得 784 0 1 924 0 2 所以708 1 924 0 784 0 21 由图 11 6 得 87 0 Z 计算齿面接触应力 机械设计课程设计说明 10 10 MPaMPa u u bd KT ZZZ H EHH 1 515 8 322 016 3 1016 3 7056 4884029 1 2 87 0 8 1895 2 12 2 2 1 1 故在安全范围内 4 校核齿根弯曲疲劳强度 按 Z1 28 Z2 84 由图 11 10 得 Y 2 59 Y 2 23 1Fa2Fa 由图 11 11 得 61 1 1 sa Y 781 2sa Y 由图 11 12 得 68 0 Y 由图 11 16 b 得 2 1lim 210mmN F 2 2lim 205mmN F 由图 11 17 得 Y 1 0 Y 1 0 1N2N 由图 11 18 得 Y Y 1 0 1X2X 取 Y 2 0 S 1 4 STminF 计算齿根许用弯曲应力 MPaYY S Y XN F STF F 3000 10 1 4 1 2210 11 min 1lim 1 MPa 9 2920 10 1 4 1 2205 22 min 2lim 2 XN F STF F YY S Y MPaMPa YYY mbd KT F saFa n F 30046 36 68 0 61 1 59 2 5 27056 4884029 1 22 1 11 1 1 1 故安全 MPaMPa YY YY SaF SaFa FF 9 29271 34 61 1 59 2 78 123 2 46 36 11 22 12 故安全 5 齿轮主要几何参数 机械设计课程设计说明 11 11 z1 28 z2 84 u 3 016 m 2 5mm mm mm 70285 2 11 mzd210845 2 22 mzd mm7520 15 2702 11 m hdd aa mm 21520 15 22102 22 m hdd aa mm 75 632 25 00 1 5 270 2 11 mchdd af mm75 2032 25 0 0 1 5 2210 2 22 mchdd af a 140mm mm b1 b2 5 10 62mm 56 2 bb 4 4 轴的设计计算轴的设计计算 4 14 1 初步确定轴的直径初步确定轴的直径 4 1 14 1 1 高速轴及联轴器的设计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 mmEmmd80 38 轴伸长 电机 则 d 0 8 1 0 d 0 8 1 0 38 30 4 38mm 电机 取 d 32mm d 32mm 2 选择联轴器 根据传动装置的工作条件选用弹性套柱销联轴器 GB T 4323 2002 计算转矩为 c T 1 5 48 84 73 26 c TTKAm N 式中 T 联轴器所传递的标称扭矩 T 9 55 9 55 n P 84 48 960 1091 4 3 m N 机械设计课程设计说明 12 12 工作情况系数 取 1 5 A K A K 查表 2 14 2 根据公称转矩须大于计算转矩 73 26 n TmN 选 LT6 型号 公称转矩 Tn 250N m 许用转速 n 3300r min 轴孔直径 dmin 32mm dmax 42mm 根据电动机轴颈 d 38mm 轴伸 长度 E 80mm 故选联轴器主动端轴孔直径 d1 38mm Y 型轴孔 长度 L 82 C 型键槽 根据初估减速器高速轴外伸段直径 d 30 4 38mm 故选联轴器从动端轴孔直径 d2 32mm J 型轴孔长 度 L1 60mm A 型键槽 即减速器高速轴轴伸直径 d 32mm 因 联轴器轴孔长度 L1 60mm 故取减速器高速轴外伸段的长度为 58mm 选定联轴器型号为 LT6 联轴器 GB T 4323 2002 6032 8238 J JC 4 1 2 低速轴的设计计算 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 mm n P Ad99 28 30 318 72 4 118 33 0 按一个键槽考虑 最小直径加大 5 得 dmin 28 99 1 5 30 44mm 取 d0 35mm d1 38 45 mm 取 d1 42 按标准密封圈尺寸取值 d2 d1 根据轴承取标准值 取 d2 45mm 查表 2 13 1 选 6309 型号的深沟球轴承 轴承型号为 6309 GB T276 1994 3 设计轴的结构 初选滚动轴承 设计轴的结构 机械设计课程设计说明 13 13 45mm dmm564 3dd mm50d45mmdmm424 3dd 5134 32101 C C mm245 mm5d d7 0 mm54l mm96s5L mm204set 5 58mm1 0 5 345 24 123 1222 1 轴总长度 链轮 L BL BB LKBL LL 4 24 2 轴的强度校核轴的强度校核 计算大齿轮上的作用力 转矩 T 141 61N m 圆周力 Ft 1349N N d T Ft1349 210 1416102 2 径向力 Fr 491N NtFF tr 49120tan1349an 轴向力 0NNtFF ta 00tan1349an a F 绘轴的受力简图 求支座反力 机械设计课程设计说明 14 14 机械设计课程设计说明 15 15 91 5 55 5 55 5 1 L 2 L 3 L 垂直面支座反力 0 B M 0 332 LFLLR tAy RAY 674 5NN 5 674 5 55 5 55 5 551349 32 3 LL LF R t Ay 0 Y RBY 674 5NNRFR AytBy 5 674 5 6741349 b 水平面支座反力 得 0 B M0 F 2 321232 LLLLF d FLLR QraAz 5580N N LL LLLFLF R r Az 5580 5 555 55 5 55 555 5 912924555 491 23 321Q2 Az R 得 0 ZNFFRR rAzz 21652924 491 5580 QB 2165 BZ RN 2 作弯矩图 a 垂直面弯矩 MY图 C 点 37435N mm mmNLRM Ayy 4 3C 107435 3 555 5 674 CY M b 水平面弯矩 MZ图 C 点左 120138N mm mmNLLLRM zz 5 12Q2AC 102 1 F z MC C 点右 120158N mm mmNLRM Bzz 5 3C 1020 1 z MC c 合成弯矩图 C 点左 125835N mm mmNMM Zy 52 C 2 CC 1062 1 C M C 点右 125854N mm mmNMMM zy 52 C 2 CC 1026 1 C M 作转矩 T 图 机械设计课程设计说明 16 16 141645N mm mmN d FT t 141645 2 T 作计算弯矩图 v M 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 151982N mm mmN TMM CVC 5 22522 1025 1 1416456 0 1062 1 vC M B 点右边 151982N mm mmN TMM CVC 5 2252 2 1052 1 06 0 1026 1 Cv M D 点 84987N mm mmNTMM DVD 84987 22 vD M 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 2 得 2 650mmN B 2 1 60 mmN b C 点轴径 mm M d b vC C 4 29 601 0 1025 1 1 0 3 5 3 1 因为有一个键槽 该值小于原 mmdC 9 30 05 0 1 4 29 dc 30 9mm 47mm 故安全 D 点轴径 mm M d b vD D 2 24 601 0 84987 1 0 3 3 1 因为有一个键槽 该值小于原mmdC 4 25 05 0 1 2 24 设计该点处轴径 32mm 故安全 机械设计课程设计说明 17 17 5 5 滚动轴承的选择及其寿命验算滚动轴承的选择及其寿命验算 5 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 94 型号 6309 查表得 kNC8 40 kNC 8 29 0 2 计算径向支反力 5621NRRR AZAY 5621 22 1 1 RN 2268NRRR BZBY 2268 22 2 2 RN 取 P 5621N 3 校核轴承寿命 28970h h C n L p h 10000h28970 56212 1 408001 32 12760 10 p 60 10 3 6 3 t 6 10 f f h L10 故满足轴承的寿命要求 5 2 高速轴轴承 1 选定轴承类型及初定型号 高速轴承的确定与低速轴承相同 选取 深沟球轴承 GB T276 94 型号 6208 查表得 C 22 8KN 2 计算径向支反力 机械设计课程设计说明 18 18 NRRR NRRR NFRR NFRR BZBY AZAY rBzA tByAy 718 718 5 245 2 1 5 674 2 1 22 2 22 1 z 取 P 718N 3 校核轴承寿命 hh C n L p h 38400321710 7182 1 228001 96060 10 p 60 10 3 6 3 t 6 10 f f 满足轴承的寿命要求 6 6 键联接的选择和验算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 b 14mm h 9mm L 45mm 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 查表的许用挤压应力 键的计算长度 MPa p 53 l L b 45 14 31mm 由下式得 该键安全 所以选键 14 45GB1096 2003 pp mmN ld T 2 20 43 31947 1416104 h 4 机械设计课程设计说明 19 19 二 小链轮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 联轴器材料为钢 2 确定键的尺寸 b 1