一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)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：工作年工作班工作環(huán)載荷性生產(chǎn)批限制境質(zhì)量2多灰塵稍有波小批動(dòng)103）技術(shù)數(shù)據(jù)題號(hào)滾筒圓帶速滾筒直滾筒長(zhǎng)周力v(m/s)徑度F(N)D(mm)3200L(mm)500ZDD-511002.2二、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，Y系列電動(dòng)機(jī)2）、滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的有效功率Fv/1000=2.42根據(jù)表4.2-9確定各部分的效率:V帶傳動(dòng)效率η=0.951一對(duì)滾動(dòng)球軸承效率閉式齒輪的傳動(dòng)效率彈性聯(lián)軸器效率滑動(dòng)軸承傳動(dòng)效率傳動(dòng)滾筒效率η=0.992η=0.973η=0.994η＝0.975η=0.966則總的傳動(dòng)總效率η=η×ηη×η×η×η×η5612234=0.95×0.99×0.99×0.97×0.99×0.97×0.96=0.83263).電機(jī)的轉(zhuǎn)速131.3需的電動(dòng)機(jī)的功率2.91p2.422.91kwpw0.8326r現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速為Y100L2-4型（1500r/min）及Y132M2-6型（1000r/min）兩種方案比較，傳動(dòng)比ni144010.960n131.31wn9607.31；由表2.9-1查得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)，同步轉(zhuǎn)滿載轉(zhuǎn)i0n131.32w方案號(hào)電動(dòng)機(jī)額定功速速總傳型號(hào)率(kW)(r/min(r/min動(dòng)比))Y100L2-410.913.01500143062Y132S-63.010009607.31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26型，額定功率3.0kw,同步轉(zhuǎn)速1000r/min,滿載轉(zhuǎn)速同時(shí)，由表4.12-2查得電動(dòng)機(jī)中心高H=132mm，選電動(dòng)機(jī)Y132S—960r/min。外伸軸段D×E=38mm×80mm。三、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算n總傳動(dòng)比;由表2.2-1得，V帶傳i7.310nw動(dòng)的i=2.5，則齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為：12i=i/i=7.31/2.5=2.922312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0軸：（電動(dòng)機(jī)軸）p=p=2.88kw1rn=960r/min1T=9.55*p/n=9.55*2.88*1000/960=28.65Nm1111軸：（減速器高速軸）P=p*η=2.88*0.95=2.736kw2112N=n/i=960/2.5=384r/min2112T=9.55*p/n=9.55*2.736*1000/384=68.04Nm2223軸：（減速器低速軸）P=p*η=2.736*0.99*0.97=2.627kw3223N=n/i=384/4.02=95.5r/min3223T=9.55*2.6278*1000/95.5=262.7Nm34.軸：（即傳動(dòng)滾筒軸）N=n/i=95.5/1=95.5r/min4334P=p*η=2.627*0.99*0.99=2.57kw4334T=9.55*2.57*1000/95.5=257.47Nm4各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)軸序號(hào)功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩P(kw)n(r/min)(N.m)傳動(dòng)形式傳動(dòng)比效率η122.889602.73638428.65彈性聯(lián)軸器1.00.9968.04齒輪傳動(dòng)4.020.97342.62795.52.5795.5262.7帶傳動(dòng)2.50.95257.47四、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;Pc=Ka.P=1.2*2.88=3.456kw1查表10-3和課本圖10-7，可得選用A型號(hào)帶，dd1min=75mm;由表10-5，取標(biāo)準(zhǔn)直徑即d=100mmd12.驗(yàn)算帶速V=3.14*d*n/60*1000=5.024;d11滿足5m/s<=V<=25-30m/s;3.確定大帶輪的標(biāo)準(zhǔn)直徑:D=n/n*d=960/384*100=250mm;d212d1查表10-5，取其標(biāo)準(zhǔn)值a和帶長(zhǎng)Ld:V帶的中心距過(guò)長(zhǎng)會(huì)使結(jié)構(gòu)不緊湊，會(huì)減低帶傳動(dòng)的工作能力；4.確定中心距初定中心距a0,a0=(0.7-2.0)(d+d)=245~~700mmd1d1取350mm相應(yīng)a0的帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld0:Ld0=2*a0+3.14/2*(d+d)+(d–d)2/4*a0=1265.57mm;d1d1d2d1查表10-2可得，取由Ld放過(guò)來(lái)求實(shí)際的中心距a,a=a0+(Ld–Ld0)/2=342.5mm（取343mm）Ld=1250mm;

5.驗(yàn)算小輪包角a1,由式a=1800-2r;1r=arcsin(d–d)/2a可得，d2d1r=arcsin(250-100)/2*343=12.650a=1800-2*12.630=154.74>12001符合要求；6.計(jì)算帶的根數(shù)；Z=Pc/(P0+^P0)*Ka*Kl查表可得，P0=1.0kw,^P0=0.13kw查表10.6可得，Ka=0.926,查表10.7，Kl=0.93代入得，z=3.456/(0.13+1.0)*0.926*0.93=3.55;取4根；7.計(jì)算作用在軸上的載荷Qr和初拉力F0Qr=2F0*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)=d/d=250/100=2.5d2d2．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)N60n2jL603841(1030082)1.111091h1.111094.02NN12.75108i2查圖5-17，Z=1.0Z=1.08（允許一定點(diǎn)蝕）N1N2由式5-29，Z=Z=1.0，X1X2取S=1.0Z=1.0Z=1.0LVRHminW由圖5-16b，得由5-28式計(jì)算許用接觸應(yīng)力Hlim1ZZ710.7N/mm2N1X1H1SHminHlim2ZZ475.2N/mm2N2X2H2SHmin475.2N/mm因，故取2H2H1HH22）按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距小輪轉(zhuǎn)矩T=68044N·mm1初取，由表5-5得KZ1.1tEZ188.9.N/mm22t減速傳動(dòng)，;取ui4.020.4a由圖11-7可得，=2.5；ZH由式（5-39）計(jì)算中心距a2KTZZZa(u1)1HE32uaH1.11680442.5188.920.44.02448.82148.3mm(4.021)3由4.2-10,取中心距a=149mm。a=150mm估算模數(shù)m=(0.007~0.02)a=1.04—2.96mm,n取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2mm。m=2mmnn2amu2149124.021小齒輪齒數(shù)：z129.68n大齒輪齒數(shù)：取z=30，z=120z=uz=29.68x4.02119.3121z=30，112z=1202z1204.0實(shí)際傳動(dòng)比i2z301實(shí)傳動(dòng)比誤差ii理i實(shí)100%4.024.0100%0.49%5%，4.02i理齒輪分度圓直徑dmz60mm1n1dmz240mm2n2603841.21m/sdn11圓周速度v601036104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K=1.25A由圖5-4b，按8級(jí)精度和，vz/1001.2130/1000.363m/s1得K=1.04。v齒寬。ba0.414959.6mma由圖5-7a，按b/d=0.99,考慮軸的剛度較大和1齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置，得K=1.08。β由表5-4，得K=1.1α載荷系數(shù)KKKKK1.251.041.081.11.54Av齒頂圓直徑dd2h*m64mma11andd2h*m244mma22an0.027300.810a10.0071200.840a21.650a2aa1查表11-6可得，Z0.89由式5-39,計(jì)算齒面接觸應(yīng)力2KTu12.50188.90.89ZZZ1bduHHE2121.54680444.0214.02464.2N/mm2475.2N/mm259.6602H故安全。（4）驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度按Z=30，Z=120,12由圖5-18b，得290N/mm2，152N/mm2Flim1Flim2由圖5-19，得Y=1.0，Y=1.0N1N2由式5-32，m=2mm<5mm,故Y=Y=1.0。nX1X2取Y=2.0，S=1.4STFmin由式5-31計(jì)算許用彎曲應(yīng)力Flim1STYY29021.01.0414N/mm21.4YSF1N1X1Fmin1.01.0217N/mm2YY1522YFlim2STS，1.4F2N2X2Fmin由圖5-14得Y=2.65，Y=2.18Fa1Fa2由圖5-15得Y=1.63，Y=1.82。Sa1Sa2由式（5-47）計(jì)算Y，β0.75cos2Y0.250.703b2KT1YYY21.546804459.66022.561.630.703Fa1sa1bdm1F1n85.59N/mm2414N/mm2F1故安全。2KT1YYY81.38N/mm2217N/mm2bdmFa1sa2F21安全。（5）齒輪主要幾何參數(shù)z=30,z=120,u=4.0,m=2mm,β0=0,12nd=60mm,d=240mm,12h=h=2mm,a1a2d=64mm,d=244mma1a2d=55mm,d=235mm,a=150mmf1f2齒寬b=b=59.6mm,b=b+(5~10)=68mm2112(6)低速軸上齒輪的主要參數(shù)D=d-14=230mm0a2D=1.6D=91.2mm34C=(0.2-0.3)B=(12-18)mm,取16；r=0.5C;n=0.5m=1.0;2D=57mm;4五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）高速軸的設(shè)計(jì)，聯(lián)軸器的選擇1．初步估定減速器高速軸外伸段軸徑由表８-２，dA3Pn13032.73625.02mm,受鍵槽影響加384大%5?。洌?8mm（二）低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.dA3P2.62742.26mm,受鍵槽影響加3841403n0，軸徑加大５％,,取ｄ＝45ｍｍ。因?yàn)槭切∨a(chǎn)，故軸外伸段采用圓柱形。初取聯(lián)軸器HL4,公稱轉(zhuǎn)矩Tn=1.5665.38=998.87N·mTc=KT=1250N·m>T=998.87N·mC滿足要求取軸伸長(zhǎng)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=9550×p=262.7Nmn計(jì)算轉(zhuǎn)矩為T(mén)=KT=1.5×262.7=394.05N·mC從表2.5-1可查得，HL3滿足T>TNc[n]=5000r/min>n=95.5r/min;由表查得，L=112mm;六、軸的強(qiáng)度校核1.低速軸校核：2T作用在齒輪上的圓周力tF32189.17Nd4徑向力FFtg2189.17tg20796.8Nrt軸向力FF/cosa2329.67Nnａ.垂直面支反力tM0R(LL)FL0BAy12t2FLtRAy1094.585N2LL12Y0RFR1094.585NBytAyb.水平面支反力得，M0BdR(LL)FFL02Az12ar2FLFdRr2a21719.48NLLAz12，Z0FR2516.28NAzRBzrC點(diǎn)，垂直面內(nèi)彎矩圖MRL72.2NmCyAy1C點(diǎn)右M'RL116.07NmCzBz2C點(diǎn)左,MRL113.49NmCzAz1a.合成彎矩圖C點(diǎn)右,M’M2136.69NmCCyCZC點(diǎn)左,MM2M134.51NmCCyCz（３）作轉(zhuǎn)矩T圖T262.7Nm3（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α=0.6C點(diǎn)左邊MM2(T)2207.2NmvCCCC點(diǎn)右邊M'M'2(T')2208.6NmvCCCD點(diǎn)MM2T2T157.6NmVDDo（５）校核軸的強(qiáng)度直徑：（軸的材料選擇45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼，查表13-1可得）C點(diǎn)彎矩值最大，而D點(diǎn)軸徑最小，所以該按當(dāng)量轉(zhuǎn)矩計(jì)算軸的由以上分析可見(jiàn)，軸危險(xiǎn)斷面是C點(diǎn)和D點(diǎn)所在剖面。查表8-1得650N/mm2查表8-3得。[]b160N/mm2BMC點(diǎn)軸徑d32.56mmcaC3C0.11b因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽。該值小于原。該值小于原d32.56(10.05)34.29mmC設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸徑57mm，故安全。D點(diǎn)軸徑M29.73mmdDcaD30.11b因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽d29.73(10.05)31.2mmC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,Ⅱ,Ⅲ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，k1.825k1.625Ⅱ剖面因配合引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表1-1，查得所以，k1.51k1.97，。因1-1、2-2剖面主要受轉(zhuǎn)矩作k1.825k1.625用，k起主要作用，故校核1-1剖面。T626.710313.75N/mm20.504531-1剖面產(chǎn)生的maxWT6.88N/mm2max2am45鋼的機(jī)械性能查表8-1，得，155N/mm21268N/mm21絕對(duì)尺寸影響系數(shù)由附表1-4，得，0.810.76表面質(zhì)量系數(shù)由附表1-5，得,0.920.92查表1-5，得，0.340.211-1剖面安全系數(shù)155SS8.6911.625k0.920.766.880.216.88am，，所以1-1剖面安全。取S1.5~1.8SSb.校核III,IV剖面的疲勞強(qiáng)度III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，k1.97k1.51IV剖面因過(guò)渡圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表1-2：，。k1.845k2.099IV剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表1-1，查得，。k1.825k1.625故應(yīng)按過(guò)渡圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)校核III剖面。III剖面承受MBM2.36105NmmLcL112T626.7103NmIII剖面產(chǎn)生正應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為M2.36105W5.59N/mm20.1753max0m5.59N/mm2amaxIII剖面產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為262.71033.12N/mm20.2753TWTmaxm1.56N/mm2max2a由附表1-4,查得,表面質(zhì)量系數(shù)由附表1-5，0.810.76得,0.920.920.34,0.21,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，268S15.7612.099k0.920.755.590am155S33.5811.845k0.920.731.560.211.56amSSS15.52S2S2SS1.5~1.8,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)6208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6208的c=22800N，c=15800N.02）、計(jì)算徑向支反力RR2R21458.4N11H1VRR2R22744.04N22H2V3）、求軸承軸向載荷A=01A=2329.67N2