1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書題目：設(shè)計(jì)用于膠帶運(yùn)輸機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：成績(jī)：2012年7月5日目錄1.設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)用于膠帶運(yùn)輸機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置。工作條件題號(hào)滾筒圓周力 F(N)帶速v(m/s)滾筒直徑D(mm)滾筒長(zhǎng)度L(mm)ZDL-21500300500技術(shù)數(shù)據(jù)2.傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)的選擇2.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)系列按工作要求及工作條件選用三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V, Y系列。2.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)功率1)傳動(dòng)滾筒所需有效功率：2)傳動(dòng)裝置總效率：按表2-11-1(P107)確定各部分效率如下：彈性聯(lián)軸器的效率0.99工作年限工作班制工

2、作環(huán)境載荷性質(zhì)生產(chǎn)批量82清潔平穩(wěn)小批一對(duì)滾動(dòng)球軸承的效率0.99閉式齒輪傳動(dòng)的效率30.97開式滾子鏈傳動(dòng)的效率40.92一對(duì)滑動(dòng)軸承的效率50.97傳動(dòng)滾筒的效率60.96傳動(dòng)裝總效率3)所需的電動(dòng)機(jī)功率：查表2-19-1(P189),可選Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)Y100L2-4型，Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)Y132S-6型，或選Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)Y132M-8型額定功率均為P03.0kW,均滿足BR2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1)傳動(dòng)滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速為1500r/min,1000r/min及750r/min三種方案進(jìn)行比較，查表2-19-1(P189)得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)，計(jì)算總傳動(dòng)比列于下表:

3、方案號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率kW同步轉(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min電動(dòng)機(jī)質(zhì)量kg總傳動(dòng)比1Y100L2-415001430352Y132S-61000960633Y132M-875071079比較三方案可見，方案1選用的電動(dòng)機(jī)雖然質(zhì)量較低，但總傳動(dòng)比較大。方案3傳動(dòng)比小，但質(zhì)量較大。為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊且較輕巧，決定選用方案2。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-6,同步轉(zhuǎn)速為1000r/min。由表2-19-1(P189)和表2-19-2(P190)查得主要性能技術(shù)數(shù)據(jù)和安裝尺寸：額定功率P0/kW滿載轉(zhuǎn)速n°/(r/min)960堵載扭矩/額定扭矩電動(dòng)機(jī)外伸軸直徑D/mm38電動(dòng)機(jī)外伸軸長(zhǎng)度日

4、mm80電動(dòng)機(jī)中心高H/mm132分配傳動(dòng)比n0960八一總傳動(dòng)比：i-9.43nw101.9據(jù)表2-11-1(P90)取鏈傳動(dòng)比：i232.5則齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比：i12,9433.772i232.5傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算2.3.1各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算0軸：即電動(dòng)機(jī)的主動(dòng)軸：1軸：即減速器高速軸，與電動(dòng)機(jī)軸采用聯(lián)軸器鏈接，傳動(dòng)比琉1,查表2-11-1(P107)彈性聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率i0.99,則：2軸：即減速器低速軸，動(dòng)力從1軸到2軸經(jīng)歷了1軸上的一對(duì)滾動(dòng)軸承和一對(duì)齒輪嚙合，故發(fā)生兩次功率損耗，計(jì)算效率時(shí)都要計(jì)入，查表2-11-1(P107)一對(duì)滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率利率20.99,閉

5、式齒輪傳動(dòng)的效率為30.97,則：3軸：即傳動(dòng)滾筒軸，動(dòng)力從2軸到此軸經(jīng)歷了2軸上的一對(duì)滾動(dòng)軸承和開式滾子鏈傳動(dòng)，故發(fā)生兩次功率損耗，計(jì)算效率時(shí)都要計(jì)入，查表2-11-1(P107)一對(duì)滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率為20.99,開式滾子鏈傳動(dòng)的效率為30.92,則:2.3.2各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)列表軸序號(hào)功率PkW轉(zhuǎn)速nr/min轉(zhuǎn)矩T形式比i效率0960聯(lián)軸器11960齒輪2鏈傳動(dòng)33.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算減速器以外的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.1設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)1）確定鏈輪齒數(shù)：（教材P165）由傳動(dòng)比取小鏈輪齒數(shù)zi292i24,因鏈輪齒數(shù)最好為奇數(shù)，425;大鏈輪齒數(shù)Z2izi2.52460,取，Z263。Z

6、i25,Z263實(shí)際傳動(dòng)比：i%632.52i鏈2.52z252）確定鏈條節(jié)距：查表10-16（教材P166）得，工況系數(shù)KA小鏈輪齒數(shù)系數(shù)：取單排鏈，由表10-17（教材P166）取Kp=由式Po旦P得 KzKp因?yàn)閚2254.51r/min ,查圖10-23（教材P164）,得選鏈號(hào)No10A節(jié)距p 15.875mm。p 15.875mm3）計(jì)算鏈長(zhǎng):初選：a040p4015.875635mm（教材P166）Lp 126節(jié)鏈長(zhǎng):取Lp126節(jié)p4）驗(yàn)算鏈速：v15m/s（教材P156）,適合。5）選擇潤(rùn)滑方式：按v1.683m/s,鏈號(hào)10A,查圖10-26（教材P167）選用滴油潤(rùn)滑6）

7、作用在軸上的力：有效圓周力：作用在軸上的力:7）鏈輪尺寸及結(jié)構(gòu):分度圓直徑d1P15.875126.662mm1800 sin1800 sin乙25d1 126.662mm ()d2P15.875318.48mm.180° sin,1800 sinZ263d2 318.48mm減速器以內(nèi)的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)1）材料的選擇：（教材P173-174）小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度217255HBS大齒輪選用45鋼，正火處理，齒面硬度162217HBS計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：（教材P189）查圖11-14（教材P187）,（允許一定點(diǎn)蝕）取Zni0.95（約）,Zn21

8、.07（約）。由圖11-15（教材P187）,得ZxiZx21.0。取 Sh min1.0,由圖11-13（b）（教材P186）,得Hlim1 570MPa , Hlim2525MPa許用接觸應(yīng)力:HH 1541.5MPah541.5MPa2）按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距:小輪轉(zhuǎn)矩T1 29350N mm,初取KtZ2t 1.0（教材P182）,取齒寬系數(shù)a b 0.4 （教材 P185）, a由圖11-7（教材P181）得:由表11-5（教材 P181）得:Zh2.5 （直齒輪）因?yàn)槭菧p速傳動(dòng)，ui 3.772,由式（11-17）（教材P182）計(jì)算中心距:（外嚙合u+1）at（u1）32KTi

9、 ZhZeZ2 aUH（3.772 1）32 0.4 3.77221.0 29350 2.5 1898541.593.28mm查表2-11-2（P108）,在R40系列中取中心距 a 150mma 150mm估算模數(shù):m 0.007 0.02 a 0.007 0.02 1000.7 2.0mm (教材 P185)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m2mm (教材 P43)m 2mm （可調(diào)）（教材P44算齒輪參數(shù)）確定齒數(shù):小齒輪齒數(shù):Zl2a m(u_2 1501)2 (3.772 1)31 ()大齒輪齒數(shù):Z2UZl3.772 31.43336 119 ()Zl31, z2 119Z131Z2119實(shí)際傳動(dòng)比:傳

10、動(dòng)比誤差:100%i理| 3.772 3.8387 |100% 0.18% , 3.7725%,在允許范圍內(nèi)。齒輪分度圓直徑:圓周速度:3)由表11-6(教材P185),驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度:v 6m/s取齒輪精度為8級(jí)。計(jì)算載荷系數(shù):按電機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，由表11-3（教材P176）,取:計(jì)算VZ1/1003.131/1000.961m/s(教材P176),由圖11-2(a)(教材P177）,按8級(jí)精度得:齒寬baa0.415060mm。由圖11-3（a）（教材P177），按b/d160/620.97，（約）考慮軸的剛度較大和齒輪相對(duì)軸承為對(duì)稱布置得：K1.045由表11-4（教材P178）

11、，得：載荷系數(shù)：計(jì)算齒面接觸應(yīng)力：由圖11-4（教材P178），得10.837，20.952，所以：由0,查由圖11-6（教材P180）得：齒面接觸應(yīng)力：故在安全范圍內(nèi)。4）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：按z131，z2119由圖11-10（教材P183）得：YFa12.53,YFa22.2由圖11-11（教材P184）得，Ysa11.635,Ysa21.80由圖11-12（教材P184）得，Y0.67（1.789）由圖11-16（b）（教材P187）得22Flim1204N/mm，F(xiàn)lim2213N/mm由圖11-17（教材P188）,得，Yn11.0,Yn21.0由圖11-18（教材P188）得，

12、Yx1Yx21.0取Yst2.0,SFmin1.4,由式（11-25）（教材P188）計(jì)算許用彎曲應(yīng)力：故安全。故安全。5)齒輪主要幾何參數(shù)：z131，z2119，u3.8387，m2mmb1b60mm，取b2b1-51050mm4.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算初步確定軸的直徑4.1.1高速軸及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)1)初步選定減速器高速軸外伸段軸徑：根據(jù)所選電機(jī)d電機(jī)D38mm,則2)選擇聯(lián)軸器：聯(lián)軸器所傳遞的標(biāo)稱扭矩：根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作條件擬選用彈性套柱銷聯(lián)軸器(GB/T4323-20032)查表16-1(教材P268)，取工作情況系數(shù)KA1.5計(jì)算轉(zhuǎn)矩由表2-14-2(P137)可查得LT4號(hào)聯(lián)軸器就可以滿足轉(zhuǎn)矩

13、要求.但其軸孔直徑(d2028mm)不能滿足電動(dòng)機(jī)及減速器高速軸軸徑的要求。因此重選HL5號(hào)聯(lián)軸器(Tn125NmTc44.4Nm,n3600r/minn960r/min)3)最后確定減速器高速軸外伸直徑為d32mm，L=82.d32mm4.1.2低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1）選擇軸的材料選擇材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。2）按轉(zhuǎn)矩初步計(jì)算軸伸直徑（P35）取do37mmdo37mm取d140mm（按標(biāo)準(zhǔn)密封圈尺寸取值）d140mmd2d1,根據(jù)軸承取標(biāo)準(zhǔn)值，取d245mmd245mm查表2-13-1（P127）,選6209型號(hào)的深溝球軸承。軸承型號(hào)為6209GB/T276-1994軸的強(qiáng)度校核4.2.1

14、計(jì)算大齒輪上的作用力轉(zhuǎn)矩T106570Nmm2T2106570Ft 895.5NFr325.9NFa 0N圓周力Ft-895.5Nd238Fttan895.5tan20徑向力Fr325.9Ncoscos0軸向力FaFttan895.5tan00N4.2.2 繪軸的受力簡(jiǎn)圖，求支座反力1）垂直面支座反力據(jù)MB0,得據(jù)Y0,得2）水平面支座反力據(jù)MB0，得據(jù)Z0，得受力簡(jiǎn)圖如圖（b）4.2.3 作彎矩圖1） 垂直面彎矩MY圖A點(diǎn)C點(diǎn)垂直面彎矩圖如圖（c）2）水平面彎矩MZ圖A點(diǎn)C點(diǎn)水平面彎矩圖如圖（d）3）合成彎矩圖A點(diǎn)C點(diǎn)合成彎矩圖如圖（e）4.2.4 作轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩圖如圖（f）4.2.5 作當(dāng)量

15、彎矩圖該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力考慮，取0.6當(dāng)量彎矩D點(diǎn)A點(diǎn)C點(diǎn)左C點(diǎn)右當(dāng)量彎矩圖如圖（g）4.2.6 校核軸的強(qiáng)度由以上分析可見，A點(diǎn)彎矩值最大，C點(diǎn)有鍵槽，而D點(diǎn)軸徑最小，所以該軸危險(xiǎn)斷面是A點(diǎn)、C點(diǎn)和D點(diǎn)所在剖面。查表13-1（教材P218）得b650MPa查表13-2（教材P224Rl4b165MPa。A點(diǎn)軸徑該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸的直徑45mm安全。C點(diǎn)軸徑考慮鍵槽影響，有一個(gè)鍵槽，軸徑加大5%。dC24.4（10.05）25.62mm。該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸的直徑48mm安全。D點(diǎn)軸徑考慮鍵槽影響，有一個(gè)鍵槽，軸徑加大5%。dD13.9（10.05）14.6mm。該值小于原

16、設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸的直徑37mm安全。5.滾動(dòng)軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算低速軸軸承1 )選定軸承類型及初定型號(hào)深溝球軸承(GB/T276-1994)，型號(hào)6209：查表得C24.5kN，Cr17.5kN。2)計(jì)算徑向支反力軸承受純徑向載荷取PR14073.7N3)校核軸承壽命故滿足軸承的壽命要求。高速軸軸承2 )選定軸承類型及初定型號(hào)深溝球軸承(GB/T276-1994)，型號(hào)6209：查表得C24.5kN，Cr17.5kN3 )計(jì)算徑向支反力取P476.5NP476.5N3)校核軸承壽命故滿足軸承的壽命要求。6.鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算減速器大齒輪與低速軸的鍵聯(lián)接1）鍵的材料、類型鍵的材料選用45鋼，選用A

17、型普通平鍵2）確定鍵的尺寸根據(jù)軸徑d48mm,齒輪輪轂長(zhǎng)b50mm,查表2-12-11（P103）確定鍵的尺寸為：3）驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度鍵和軸的材料為鋼，輪轂材料為45鋼，所以按鋼校核鍵連接的擠壓強(qiáng)度。查表9-7（教材P135）,得許用擠壓應(yīng)力鍵的計(jì)算長(zhǎng)度4T4 106570p dhl48 9 2638MPa p 100MPal L b 40 14 26mm,由下式得 p該鍵安全。所以選鍵14X40 GB/T1096-1990 。小鏈輪與減速器低速軸軸伸的聯(lián)接1）鍵的材料、類型鍵的材料選用45鋼，選用A型普通平鍵。2）確定鍵的尺寸根據(jù)軸徑d37mm,鏈輪輪轂長(zhǎng)b56mm,查表2-12-11（P1

18、03）確定鍵的尺寸為：3）驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度鍵和軸的材料為鋼，輪轂材料為45鋼，所以按鋼校核鍵連接的擠壓強(qiáng)度。查表9-7（教材P135），得許用擠壓應(yīng)力鍵的計(jì)算長(zhǎng)度lLb361025mm，由下式得該鍵安全。所以選鍵10X36GB/T1096-1990。聯(lián)軸器與減速器高速軸軸伸的聯(lián)接1）鍵的材料、類型鍵的材料選用45鋼，選用A型普通平鍵。2）確定鍵的尺寸根據(jù)軸徑d32mm,聯(lián)軸器軸孔長(zhǎng)b82mm,查表2-12-11（P103）確定鍵的尺寸為：3）驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度鍵和軸的材料為鋼，聯(lián)軸器材料為鋼，所以按鋼校核鍵連接的擠壓強(qiáng)度。查表9-7（教材P135），得許用擠壓應(yīng)力鍵的計(jì)算長(zhǎng)度lLb501040mm，由下式得該鍵安全。所以選鍵10X50GB/T1096-1990。7. 聯(lián)軸器的選擇選擇聯(lián)軸器：聯(lián)軸器所傳遞的標(biāo)稱扭矩：根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作條件擬