1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 說明書材料與冶金學(xué)院2007 年 7 月 12 日一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1) 設(shè)計(jì)題目 ：設(shè)計(jì)膠帶輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置2) 工作條件：工作年限工作班制工作環(huán)境載荷性質(zhì)生產(chǎn)批量102P多灰塵稍有波動(dòng)小批:3)技術(shù)數(shù)據(jù)題號(hào)滾筒圓周力 F(N)帶速v(m/s)滾筒直徑D(mm)滾筒長度L(mm)ZDD-712002.0400500n i Xn 2n 2 Xn 3Xn 4Xn sXn 6、電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算1)、選擇電動(dòng)機(jī)系列根據(jù)工作要求及工作條件應(yīng)選用三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓 380伏，丫 系列電動(dòng)機(jī)2)、滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的有效功率PwFV 1200 2.02.4kw 1000 1000根

2、據(jù)表4.2-9確定各部分的效率：V帶傳動(dòng)效率n 1 =0.95一對(duì)滾動(dòng)軸承效率n 2 =0.99閉式齒輪的傳動(dòng)效率n 3 =0.97彈性聯(lián)軸器效率n 4 =0.99滑動(dòng)軸承傳動(dòng)效率n 5 = 0.97傳動(dòng)滾筒效率則總的傳動(dòng)總效率n 6=0.96T0.96=0.95X 0.99 X 0.99 X 0.97 X 0.99 X 0.97 X=0.83263) .電機(jī)的轉(zhuǎn)速nw60v60 2.095.5r/min0.4所需的電動(dòng)機(jī)的功率0.83262.8&W現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速為 丫132S-4型(1500r/min ) 及Y132M2-6 型(1000r/min )兩種方案比較，由2表4.12-1查得電動(dòng)機(jī)

3、 數(shù)據(jù)，萬案 號(hào)電動(dòng)機(jī)型 號(hào)額定功 率(kW)同步轉(zhuǎn) 速(r/mi n)滿載轉(zhuǎn) 速(r/mi n)總傳 動(dòng)比1Y132S-43.01500143014.972Y132S-63.0100096010.05比較兩種方案，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案2選電動(dòng)機(jī)丫132S-6型，額定功率3.0kw,同步轉(zhuǎn)速 1000r/min,滿載轉(zhuǎn)速 960r/min。同時(shí)，由表4.12-2查得電動(dòng)機(jī)中心高H=132mm外伸軸段 D x E=38mm 80mm三、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算則齒輪傳動(dòng)的總傳動(dòng)比i=n血滬10.05;由表2.2-1得，V帶傳動(dòng)的i滬2.5 傳動(dòng)比為：i23=i/i 12=10.

4、05/2.5=4.02此分配的傳動(dòng)比只是初步的，實(shí)際的要在傳動(dòng)零件的參數(shù)和尺寸確定后才能確定。并且允許有（3-5%）的誤差。 （二） 各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算1.1軸：（電動(dòng)機(jī)軸）p1=pr=2.88kwn1=960r/mi nT =9.55*p 1/ n 12軸：（減速器高速軸）P2=p1* n 12= N2=n/i 12=960/2.5=384r/minT2=9.55*p 2/n 23 軸：（減速器低速軸）P3=p2* n 23N3=n2/i 23=384/4.02=95.5r/minT34. 軸：（即傳動(dòng)滾筒軸）N4=na/i 34=95.5/1=95.5r/minP4=p3* n 3

5、4T4各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)軸序號(hào)功率P(kw)轉(zhuǎn)速n(r/mi n)轉(zhuǎn)矩(N.m)傳動(dòng)形式傳動(dòng)比效率n12.8896028.65彈性聯(lián)軸;.口 器1.00.9922.73638468.04齒輪傳動(dòng)4.020.9732.62795.5262.7帶傳動(dòng)2.50.9542.5795.5257.47四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1.選擇V帶的型號(hào)因?yàn)樾≥喌霓D(zhuǎn)速是960r/min，班制是2年，載荷變動(dòng)小，取 Ka=1.2;查表10-3和課本圖10-7，可得選用A型號(hào)帶，ddlmin=75mm由表10-5，取標(biāo)準(zhǔn)直徑 即dd1=100mm2. 驗(yàn)算帶速V=3.14* d d1 *n 1 /60*1000=5.024

6、;滿足 5m/s = V120符合要求；6. 計(jì)算帶的根數(shù)；Z = Pc /(P0 +AP0)*Ka*Kl查表可得，P0 =1.0kw, AP0 =0.13kw查表 10.6 可得，Ka =0.926,查表 10.7 , KI = 0.93代入得，取4根；7. 計(jì)算作用在軸上的載荷 Qr和初拉力F0Qr =2 F0 *z *cosr= 2* 148.68 *4*cosr =1160.6N且F0為單根帶的初拉力，F(xiàn)0 = 500* Pc/v*z *(2.5/Ka -1 ) +qv2=148.68N(查表可得，q =0.10kg/m )驗(yàn)算帶的實(shí)際傳動(dòng)比，i 實(shí)=dd2/dd2 =250/100

7、=2.5.減速器內(nèi)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算;小齒輪 40Cr 鋼調(diào)質(zhì)處理齒面硬度 250-280HBS 大齒輪 zg310-570 鋼 正火處理 齒面硬度 162-185HBS 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)9N160n2jLh 60 384 1 (10 300 8 2)1.11 109N21.11 1094.022.75 108查圖 5-17，ZN1=1.0 Z n2=1.08 (允許一定點(diǎn)蝕) 由式 5-29，乙 1=Z2=1.0 ，取 Smir=1.0 Z V=1.0 Z LVF=1.0由圖5-16b，得由5-28式計(jì)算許用接觸應(yīng)力H1-HJimlZN1Zx171Q7N/mnfSH minH2-Him2ZN

8、2ZX2 4752N/mmfSH min因 H2 H1 ,故取 H H2 475.2N / mm21.11 68044 2.5 188.9 一 148.3mm 0.4 4.02448.82）按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距小輪轉(zhuǎn)矩Ti=68044N mm初取 Ktz21.1，由表 5-5 得Ze 1889；N/mm2減速傳動(dòng)，u i 4.02;取a 0.4由圖11-7可得,Zh =2.5 ；由式（5-39）計(jì)算中心距a2KT1 ZhZeZ(4.02 1)31aU由4.2-10,取中心距a=149mm估算模數(shù) m=(0.0070.02)a=1.04 2.96mm, 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)a=150mmm=2mmn=

9、2mm小齒輪齒數(shù):Z1mn2au 12 14929.6824.02 1大齒輪齒數(shù)：取 Z1=30, Z2=1202=uz1=1=30，Z2=120實(shí)際傳動(dòng)比i實(shí)Z2Z1空4.030傳動(dòng)比誤差100%4.02 4.04.02100%0.49%5%，齒輪分度圓直徑d1mnZ160mmd2mnZ2240mm圓周速度vd1 n160 10360 嚴(yán)4 1.21m/s6 104由表5-6,取齒輪精度為8級(jí).(3) 驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度按電機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷稍有波動(dòng)，由表5-3,取Ka=1.25 由圖5-4b，按 8 級(jí)精度和 v召 /100 1.21 30/100 0.363m/s，得 K/=1.04。齒寬

10、b aa 0.4 14959.6mm。由圖5-7a，按b/d 1=0.99,考慮軸的剛度較大和齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置，得 Kb =1.08。由表 5-4 , 得 & =1.1載荷系數(shù) K KaKvK K 1.25 1.04 1.08 1.11.54齒頂圓直徑da1d1 2h；mn64 mmda2 d2 2h；mn244mma1 0.027 30 0.810a2 0007 120 0.840a1 a2 1 .650查表11-6可得，Z 0.89由式5-39,計(jì)算齒面接觸應(yīng)力ZhZeZ2KT1 u 1 bd2 u2.50 1889 0.892 1.54 68044 4.02 159.6 6024

11、.0224642N / mm2H 4752N/mm故安全。(4)驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度按乙=30,乙=120,由圖 5-18b，得 Flim1 290N /mm2,2Fim2 152N /mm由圖 5-19，得 丫陽=1.0, Yn2=1.0由式 5-32，叫=2mmT =998.87 N m滿足要求取軸伸長d=1122. 選擇聯(lián)軸器擬選用彈性聯(lián)軸器（GB5014-85名義轉(zhuǎn)矩 T=9550X p =262.7Nmn計(jì)算轉(zhuǎn)矩為Tc=KT=1.5X 262.7=394.05N m從表2.5-1可查得，HL3滿足Tn T cn =5000r/mi nn=95.5r/mi n; 由表查得，L=112m

12、m;六、軸的強(qiáng)度校核1.低速軸校核：作用在齒輪上的圓周力Ft 壬 2189.17Nd4徑向力FrFttg2189.17 tg20 796.8N軸向力 Fn Ft/cosa 2329.67Na. 垂直面支反力MB 0RAy ( L1L2)Ft L20Ft L2L1L21094.585NRByFtRAy 1094.585Nb.水平面支反力Mb 0 得,-JRaz(J L2)Fa- F20FLFa d1719.48N2Li L2Z 0, RBzFrRAz 2516.28NC點(diǎn)，垂直面內(nèi)彎矩圖McyRAyLi 72.2N mC點(diǎn)右MCz RBzL2 116.07N mC點(diǎn)左, Mcz RazL1113

13、.49N ma.合成彎矩圖C 點(diǎn)右，MMCyCZ 136.69N mC點(diǎn)左,McMCy MCz 134.51N m(3)作轉(zhuǎn)矩T圖T3262.7N m(4) 作當(dāng)量彎矩圖該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力考慮, 取a =0.6C點(diǎn)左邊Mvc 斗MC ( Tc)2207.2N mC點(diǎn)右邊M Vc .Me2 ( Tc)2208.6N mD點(diǎn)M VDDTo2T 157.6N m(5) 校核軸的強(qiáng)度13-1可得)按當(dāng)量轉(zhuǎn)矩計(jì)算軸的直徑：(軸的材料選擇45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼，查表 由以上分析可見，C點(diǎn)彎矩值最大，而D點(diǎn)軸徑最小，所以該 軸危險(xiǎn)斷面是C點(diǎn)和D點(diǎn)所在剖面。de32.56mm查表 8-1 得

14、 b 650N/mm2查表 8-3 得b 1 60N/mm2。C點(diǎn)軸徑因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽 dc 32.56 (10.05)34.29mm。該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸徑57mm故安全D點(diǎn)軸徑dD29.73mm因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽dc 29.73 (10.05)31.2mm。該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸徑45mm故安全。(6) 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度(a)校核I , n ,川剖面的疲勞強(qiáng)度I剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表1-1，查得 k 1.825，k1.625n剖面因配合引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表1-1，查得 k 1.97， k 1.51所以k 1.825， k 1.625。因1-1、2-2剖面主要受轉(zhuǎn)矩作用，k起

15、主要作用，故校核1-1剖面。1-1剖面產(chǎn)生的maxT6267 竺 13.75N/mm20.50 453WTmax26.88N / mm245鋼的機(jī)械性能查表8-1 ,得 1268N / mm2，1155N / mm2絕對(duì)尺寸影響系數(shù)由附表1-4，得 0.81,0.76表面質(zhì)量系數(shù)由附表1-5，得0.92,0.92查表1-5，得 0.34,0.211-1剖面安全系數(shù)1551.6258.696.88 0.21 6.88取 S 1.5 1.8，所以1-1剖面安全。0.92 0.76剖面的疲勞強(qiáng)度b.校核 III,IVIII剖面因配合（H7/k6）引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表1-1，查得 k 1.97，

16、k 1.51IV剖面因過渡圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表1-2 :k 2.099， k 1.845。IV剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表 1-1，查得 k 1.825，k 1.625。故應(yīng)按過渡圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)校核III剖面。剖面承受IIILCL1B2.36 105 *N mm2T 626.7 103 N mIII剖面產(chǎn)生正應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為maxamax5.59 N / mmIII剖面產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為maxT 262.7 103W 0.2 7533.12N/mm2max2a m1.56N / mm2由附表1-4,查得 0.810.76,表面質(zhì)量系數(shù)由附表1-

17、5，得 0.92,0.920.34,0.21,表面質(zhì)量系數(shù)同上.III剖面的安全系數(shù)按配合引起的應(yīng)力集中系數(shù)計(jì)算,2682.0995.59 00.92 0.7515.76 1551.8450.9233581.56 0.21 1.560.73S S.S2 S215.52S 1.5 1.8,所以 III剖面安全。其他剖面危險(xiǎn)性小，不予校核。七、滾動(dòng)軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算低速軸軸承選擇一對(duì)6211深溝球軸承，低速軸軸承校核：1）、確定軸承的承載能力查表 9-7，軸承 6211 的 c0=25OOON c=33500N.2）、計(jì)算徑向支反力R1. R；h R1v2038.33NR2. R；h R；v

18、2744.04N3) 、求軸承軸向載荷A1=0A2=2329.67N4) 、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷A/Co=2329.67/25OOO=O.O93 插值定e2=O.29由 A/R2 =O.849O.29查表 9 1O X2=O.56 , Y2=1.5O查表 911,取 fd=1.2 , fm=1.O,ft=1.O Pi =1.2 X 2O38.33=2445.996N P2=fd (X2R +Y2A) =6O37.4N;為RR,按P2計(jì)算，L106 C 310633500 3L-10h60n P 60 95.56037.4129814.67h 480000h2故深溝球軸承6211適用。八、鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算（一）高速軸上鍵的選擇選擇普通平鍵8X 7,GB1096-79（三）.低速軸上鍵的選擇與驗(yàn)算（1）齒輪處選擇普通平鍵16X 10 GB1096-79型，其參數(shù)為R=b/2=8mm L : 45180;取 50;l=L-2 X R=34,d=57mm齒輪材料為45鋼，載荷平穩(wěn)，靜聯(lián)接,由表 2-1，查得 p 140N/mm24T p dhl34 262.7 10254.22N / mm57 10 34因p p，故安全。外伸處：選擇鍵14X 9, GB1096-79,其參數(shù)為R=b/2=7mm L 取 102;l=L-2 X R=102-2