ZDLA设计说明书

1、机械设计基础课程设计说明书题目：设计用于胶带运输机的机械传动装置班 级：姓名：学号：指导教师：成绩：2012年 7 月 5 日1.设计任务书设计题目设计用于胶带运输机的机械传动装置。工作条件题号滚筒圆周力 F(N)带速v(m/s)滚筒直径D(mm)滚筒长度L(mm)ZDL-21500300500技术数据2.传动装置总体设计电动机的选择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2.1.1选择电动机系列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。2.1.2选择电动机功率1) 传动滚筒所需有效功率：2) 传动装置总效率：按表2-11-1(P107)

2、确定各部分效率如下:0.99弹性联轴器的效率闭式齿轮传动的效率30.97幵式滚子链传动的效率40.92一对滑动轴承的效率50.97传动滚筒的效率60.96传动装总效率3)所需的电动机功率：一对滚动球轴承的效率20.99查表2-19-1(P189),可选Y系列三相异步电动机 Y100L2-4型，Y系列三相异步电动机 Y132S-6型，或选Y系列三相异步电动机Y132M-8型额定功率均为Po 3.0kW，均满足 R Pr2.1.3确定电动机转速1)传动滚筒轴工作转速：现以同步转速为 1500r/min , 1000r/min 及750r/min 三种方案进行比较，查表2-19-1(P189)得电动

3、机数据，计算总传动比列于下表：方案号电动机型号额定功 率kW同步 转速 r/min、卄-H、.满载转速r/min电动 机 质量kg总传动比1Y100L2-415001430352Y132S-61000960633Y132M-875071079比较三方案可见，方案1选用的电动机虽然质量较低，但 总传动比较大。方案 3传动比小，但质量较大。为使传动装置 结构紧凑且较轻巧，决定选用方案 2。电动机型号为 Y132S-6，同步转速为1000r/min。由表2-19-1(P189)和表2-19-2(P190)查得主要性能技术数据和安装尺寸：额定功率P/kW满载转速n/(r/min)960堵载扭矩/额定扭

4、矩电动机外伸轴直径D/mm38电动机外伸轴长度E/mm80电动机中心高H/mm132分配传动比总传动比：n0960i 9.43nw 101.9据表2-11-1(P90)取链传动比：i232.5则齿轮传动的传动比：i9.433 772i123.772i232.5传动装置的运动和动力参数计算231各轴功率、转速和转矩的计算0轴：即电动机的主动轴：1轴：即减速器高速轴，与电动机轴采用联轴器链接，传动比id 1,查表2-11-1(P107)弹性联轴器的传动效率i 0.99，则：2轴：即减速器低速轴，动力从1轴到2轴经历了 1轴上的一对滚动轴承和一对齿轮啮合，故发生两次功率损耗，计算效 率时都要计入，查

5、表 2-11-1(P107) 一对滚动轴承的传动效率利率2 0.99，闭式齿轮传动的效率为3 0.97，则：3轴：即传动滚筒轴，动力从 2轴到此轴经历了 2轴上的一 对滚动轴承和幵式滚子链传动，故发生两次功率损耗，计算效 率时都要计入，查表 2-11-1(P107) 一对滚动轴承的传动效率为2 0.99，幵式滚子链传动的效率为3 0.92，则:2.3.2各轴运动及动力参数列表轴序号功率PkW转速nr/mi n转矩T传动形式传动 比i效率n0960联轴器11960齿轮2传动链传动33.传动零件的设计计算减速器以外的传动零件设计计算3.1.1设计链传动1）确定链轮齿数:（教材P165）由传动比取小

6、链轮齿数 zi 29 2i 24,因链轮齿数最好为乙25, z2 63i 链 2.52奇数，乙25;大链轮齿数Z2 izi 2.5 24 60 ,取,z 63。 实际传动比：i全632.52刁 252）确定链条节距：查表10-16（教材P166）得，工况系数KA小链轮齿数系数：取单排链，由表10-17（教材P166）取Kp =由式P0KaP因为n2254.51r/min，查图10-23（教材P164），得选链号p 15.875mmNo10A 节距 p 15.875mm。3）计算链长:初选：a040 p 40 15.875635mm （教材 P166）链长:Lp 126节取Lp 126节4）验算

7、链速：v 15m/s （教材 P156）,适合。5）选择润滑方式：按v 1.683m/s,链号10A,查图10-26（教材P167）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d1P15.875126.662mmd1800 sinZ11800 sin 25d2P15.875318.48mm.180 sinZ2.1800 sin63()126.662mm()d2318.48mm减速器以内的传动零件设计计算3.2.1设计齿轮传动1）材料的选择：（教材P173-174）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，

8、齿面硬度 162217HBS计算应力循环次数：（教材P189）查图11-14（教材P187），（允许一定点蚀）取Zni 0.95（约），Zn2 1.07 （约）。由图11-15（教材P187），得Zx1 Zx2 1.0。取 SHmin 1.0，由图 11-13(b)(教材 P186)，得Hlim1 570MPa , H lim 2 525MPa许用接触应力：因h 1 h 2，故 取h h 1541.5MPah 541.5MPa2）按齿面接触强度确定中心距：小轮转矩T1 29350N mm，初取QZ： 1.0（教材P182），取齿宽系数a b 0.4 （教材 P185），由表 11-5（教材 P

9、181）得：a由图11-7（教材P181）得：Zh 2.5 （直齿轮）因为是减速传动，u i 3.772，由式（11-17）（教材P182）计算中心距:（外啮合u+1）at(u1KT；1忖ZhZeZH21.0 293502.5 189.8(3.772 1)3”2 0.4 3.772541.5()93.28mm查表2-11-2（P108）,在R40系列中取中心距 a 150mm。a 150mm估算模数:m 0.007 0.02 a 0.007 0.021000.7 2.0mm （教材 P185）取标准模数m2mm （教材 P43）m 2mm （可调）（教材P44算齿轮参数）确定齿数:Zi小齿轮齿

10、数:大齿轮齿数:31, z2119ZiZ2z131m（uUZi2a _2 1501）2 （3.7721）31 （）3.772 31.43336119 （）Z2119实际传动比:传动比误差:；100%i 理|3.772 3.8387|3.772100% 0.18%，5%，在允许范围内。齿轮分度圆直径:圆周速度:由表11-6（教材P185）,v 6m/s取齿轮精度为8级。3）验算齿面接触疲劳强度:计算载荷系数:按电机驱动，载荷平稳，由表11-3（教材P176）, 取:计算 vz1 /1003.1 31/1000.961m/s （教材 P176），由图 11-2（a）（教材P177），按8级精度得:

11、由图 11-3（a）（教材 P177），按 bG 60/620.97,（约）考虑轴的刚度较大和齿轮相对轴承为对称布置得：K 1.04 5由表11-4（教材P178），得：载荷系数：计算齿面接触应力：由图 11-4（教材 P178），得!0.837 ,20.952，所以：由0，查由图11-6（教材P180）得：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 z131 ， z2119由图11-10（教材 P183）得：YFa12.53， YFa 22.2由图11-11（教材 P184）得，Ysa11.635 ， Ysa21 .80由图11-12（教材 P184）得，Y0.67（1.78

12、9 ）由图11-16（b）（教材P187）得22Flim1 204N / mm2，Flim2 213N/ mm2由图 11-17（教材 P188），得，Yn1 1-0，YN21.0由图 11-18（教材 P188）得，Yx1 Yx2 1.0取 Yst 2.0，SFmin 4，由式（11-25）（教材 P188）计算许用弯曲应力：故安全。故安全。5)齿轮主要几何参数：z1 31， z2 119， u 3.8387 ， m 2mm齿宽 b1 b 60mm ，取 b2 b1 - 510 50mm4. 轴的设计计算初步确定轴的直径4.1.1 高速轴及联轴器的设计1) 初步选定减速器高速轴外伸段轴径：根

13、据所选电机d电机 D 38mm，则2) 选择联轴器：联轴器所传递的标称扭矩： 根据传动装置的工作条件拟选用弹性套柱销联轴器 (GB/T4323-20032)查表16-1(教材P268)，取工作情况系数 Ka 1.5计算转矩由表2-14-2(P137)可查得LT4号联轴器就可以满足转矩要求. 但其轴孔直径( d 2028mm)不能满足电动机及减速器高速轴轴径的要求。因此重选HL5号联轴器( Tn 125N m Tc 44.4N m, n 3600r / min n 960r /min )d 32mm4.1.2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

14、（P35）取 d0 37mmd037 mm取d1 40mm （按标准密封圈尺寸取值）d1 40mmd2 d1,根据轴承取标准值，取d2 45mmd2 45mm查表2-13-1（P127），选6209型号的深沟球轴承。轴承型号为 6209 GB/T276-1994轴的强度校核4.2.1计算大齿轮上的作用力转矩T106570N mm圆周力Ft2T 2106570895.5NFt895.5Nd238Ft tan895.5 tan20径向力Fr325.9NFr325.9Ncoscos0轴向力FaFt tan895.5 ta n00NFa0N4.2.2绘轴的受力简图，求支座反力1）垂直面支座反力据Mb

15、0，得据丫 0，得2）水平面支座反力据 M B 0 ，得据 Z 0 ，得受力简图如图（ b）4.2.3 作弯矩图1）垂直面弯矩 MY 图A点C点垂直面弯矩图如图（ c）2）水平面弯矩 MZ 图A点 C点水平面弯矩图如图（ d）3）合成弯矩图A 点C点合成弯矩图如图（ e）4.2.4 作转矩图转矩图如图（ f ）0.64.2.5 作当量弯矩图 该轴单向工作，转矩按脉动循环应力考虑，取 当量弯矩A 点C 点左C 点右 当量弯矩图如图（ g）4.2.6 校核轴的强度由以上分析可见，A点弯矩值最大，C点有键槽，而D点轴径最小，所以该轴危险断面是A点、C点和D点所在剖面。查表 13-1（ 教材 P218

16、） 得 b 650MPa查表 13-2（教材 P224）得b i 65MPa。A点轴径该值小于原设计该点处轴的直径 45mm安全。C点轴径考虑键槽影响，有一个键槽，轴径加大5%。dC 24.4 （1 0.05） 25.62mm 。该值小于原设计该点处轴的直径 48mm安全。D点轴径考虑键槽影响，有一个键槽，轴径加大5%。dD 13.9 （1 0.05） 14.6mm 。该值小于原设计该点处轴的直径37mm安全。5. 滚动轴承的选择及其寿命验算 低速轴轴承1）选定轴承类型及初定型号深沟球轴承（GB/T276-1994）,型号6209:查表得 C 24.5kN ， Cr 17.5kN 。2）计算径

17、向支反力轴承受纯径向载荷取 P R1 4073.7 N3）校核轴承寿命 故满足轴承的寿命要求。高速轴轴承1 ）选定轴承类型及初定型号深沟球轴承（GB/T276-1994）,型号6209:查表得 C 24.5kN ， Cr 17.5kN2）计算径向支反力取 P 476.5NP 476.5N3）校核轴承寿命 故满足轴承的寿命要求。6. 键联接的选择和验算减速器大齿轮与低速轴的键联接1）键的材料、类型键的材料选用45钢，选用A型普通平键2）确定键的尺寸根据轴径d 48mm，齿轮轮毂长b 50mm，查表2-12-11（P103）确定键的尺寸为：3）验算键的挤压强度键和轴的材料为钢，轮毂材料为45钢，所

18、以按钢校核键连接的挤压强度。查表9-7（教材P135），得许用挤压应力 键的计算长度4Tdhl4 10657048 9 2638MPa100MPa l L b 40 1426mm，由下式得该键安全。所以选键14X 40 GB/T1096-1990。小链轮与减速器低速轴轴伸的联接1）键的材料、类型键的材料选用45钢，选用A型普通平键。2）确定键的尺寸根据轴径d 37mm，链轮轮毂长b 56mm，查表2-12-11（P103）确定键的尺寸为： 3）验算键的挤压强度键和轴的材料为钢，轮毂材料为 45 钢，所以按钢校核键连接的挤压强度。查表9-7（教材P135），得许用挤压应力键的计算长度I L b

19、36 10 25mm，由下式得该键安全。所以选键 10X 36 GB/T1096-1990。联轴器与减速器高速轴轴伸的联接1）键的材料、类型键的材料选用45钢，选用A型普通平键。2）确定键的尺寸根据轴径d 32mm,联轴器轴孔长b 82mm,查表2-12-11（P103） 确定键的尺寸为：3）验算键的挤压强度键和轴的材料为钢，联轴器材料为钢，所以按钢校核键连 接的挤压强度。查表9-7（教材P135），得许用挤压应力 键的计算长度I L b 50 10 40mm，由下式得 该键安全。所以选键 10X50 GB/T1096-1990 。7. 联轴器的选择选择联轴器：联轴器所传递的标称扭矩：根据传动装置的工作条件拟选用弹性套柱销联轴器 （GB/T4323-20032）查表16-1（