机械设计基础课程设计ZDL3B.

1、1、设计任务书11设计题目1.2工作条件1.3技术条件2、传动装置总体设计2.1电动机选择2.2分配传动比2.3传动装置的运动和动力参数计算3、传动零件设计计算以及校核3.1减速器以外的传动零件设计计算3.2减速器内部传动零件设计计算4、轴的计算4.1初步确定轴的直径4.2轴的强度校核5、滚动轴承的选择及其寿命验算5.1初选滚动轴承的型号5.2滚动轴承寿命的胶合计算6、键连接选择和验算7、连轴器的选择和验算8、减速器的润滑以及密封形式选择9、参考文献1.1设计题目设计胶带传输机的传动装置1.2工作条件工作年限工作班制工作环境1载荷性质生产批量102P多灰尘稍有波动小批1.3技术数据题号滚筒圆周

2、带速滚筒直径滚筒长度力 F(N)v(m/s)D(mm)L(mm)ZDL-316001.63204002.传动装置总体设计2.1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，丫系列电动机2.1.2选择电动机的功率(1) 卷筒所需有效功率Pw1600 1 .61000=2.56 kwpw =2.56kwn 1=0.99n 2=0.98n 3=0.97 (8 级)n 4=0.92n 5=0.97n 6=0.96二 0.7901(2) 传动总效率根据表4.2-9确定各部分的效率：弹性联轴器效率一对滚动轴承效率闭式齿轮的传动效率开式滚子

3、链传动效率一对滑动轴承的效传动滚筒的效率，一 ，一 ，一 2 ,.-.-.-123456= 0.990.99 20.970.900.970.96=0.7901(3) 所需的电动机的功率PrPw2.560.7901=3.24KwPr=3.24kw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, 丫系列。查表2.9-1可选的丫系列三相异步电动机 Y160M1-8型，额定r =4kw，或选 Y132M2-6型，额定 P0 =4kw。满足P0 . Pr2.1.3确定电动机转速传动滚筒转速60v60汇1.6 cl l / nw95.5r/m innD兀=0.32现以同步转速为

4、丫132S-4型(1500r/min ) 及丫132M2-6型(1000r/min )两种方案比较，查得电动机数据万案号电动机型 号额定功率(kW)同步转 速(r/mi n)满载转 速(r/mi n)电动机质量/kg总 比传动1Y160M1-84750720737.542Y132M2-6410009601180.05比较两种方案，方案2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1。电动机型号为丫160M1-&由表 2.9-2查得其主要性能数据列于下表电动机额定功率P0/kW4电动机满载转速n0/(r/min)720电动机轴伸直径D/mm42电动机轴伸长度E/mm110电动机中

5、心高H/mm160堵转转矩/额定转矩2.02.2分配传动比.(1) 总传动比idnw竺 7.5495.5查表2.2-1得齿轮传动的传动比为i12=3.6则取链传动比i23i 7.54 =2.0943.6i122.3传动装置的运动和动力参数计算2.3.1各轴功率、转速和转矩的计算0轴：即电动机的主动轴p0 二 Pr = 3.24 kwn0 = 720r / min3 9.55 小=9.55 严篇10 =42.98N-no1轴：即减速器的高速轴P1Po01 = 3.240.99 二 3.21 kw1 01=720 r / min3p13.21 汇 1039.55 9.55 -960= 42.58N

6、 mni轴：即减速器的低速轴p2 = p1 . 12 =3.240.990.980.97 =3.05kwn2 二 =720 =200r/min i123.63.05 103t255 十记55 20=145.64N m轴：即传动滚筒轴P3 = P2 23 二 3.05 0.98 0.92 二 2.75kw122.3.2各轴运动及动力参数列表示轴序号功率P(kw)转速n(r/mi n)转矩T(N.m)传动形 式传动比i效率n03.2572042.98联轴器10.9913.2172042.58齿轮传动3.60.9523.05200145.64链传动2.0940.9032.7595.5275n3 =

7、ii2395.5r/min2.094= 9.55 P3 =9.55n32.75 10395.5二 275N3.传动零件的设计计算3.1减速器以外的传动零件设计计算设计链传动1）确定链轮齿数由传动比取小链轮齿数乙=29-2i =29-2汇2.094 = 24.812所以取 乙=25大链轮齿数乙日Z, =2.094x24.812=51.956所以取Z2=52实际传动比=2.08Z 25i100% =0.67%2）确定链条节距由式PoKzKp查表得，工况系数KA =1.4小链轮齿数系数Kz =（勺）1.8 =1.3419取双排链，取Kp=1.7Po1.4 3.051.34 1.7= 1.87 kW因

8、为 m = 200 r/min查表得选链号 No10A节距p=15.8753）计算链长初选a0 =40p=40 15.875=635mm链长二（3）2 =2yo+55+Z5（好a。2 二26352-）2= 118.96 节取Lp=120节 所以实际中心距a6434）验算链速乙厲P60 100025 200 15.87560 1000V V15 m/s 适合5）选择润滑方式按v=1.32m/s,链号10A,查图选用滴油润滑。6）作用在轴上的力有效圆周力Fe1000P1000 3.051.32= 2319.6N作用在轴上的力 Fq ： 1.2Fe =1.2 2310.2 = 2772.7N7）链轮

9、尺寸及结构 分度圆直径p15.875d100 二 126.662m m.180.180sinsin乙2515.875d,乔=262.925mm.180 sin523.2减速器以内的传动零件设计计算设计齿轮传动1）材料的选择：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，齿面硬度162217HBS 计算应力循环次数N1= 60mjLh=60 720 1 (10 300 8 2)=2.0736 109N12.0736 109i查图11-14，由式11-15，取 Smir=1.0N2-5.76 1083.6Zn1=1.0 Z n2=1.05 (允许一定点蚀)

10、Zx1=Zx2=1.0 ，由图 11-13b，得-H Iim1 = 575MPa，- h lim 2 = 540MPa计算许用接触应力 Hlim17 1盂ZN1ZX1二570 1.0 1.0 =5750MPa1.0， H lim27 2 二SH minZN2ZX2min5401.05 1.0=567.0MPa1.0因 L H 2- H 1，故取丨 H 一 2 二 567.0N / mm22）按齿面接触强度确定中心距小轮转矩 T, =4.26 104N mm初取 Ktz2； =1.1，取 a =0.4，由表 11-5 得 Ze =189.8 . MPa由图 11-7 得，Zh =2.45，减速传

11、动，u = i = 3.6 ;由式（5-39）计算中心距aZZeZZJ2”.1x42600尹.22.45x189.8x1、r2x0.4x3.6、567.0丿1at _(u 1)二(3.6 1)3=10213a=140mmm=2.5mm由4.2-10,取中心距a=140mm估算模数 m=(0.0070.02)a=0.98 2.8mm, 取标准模数 m=2.5mm2a2 140小齿轮齿数：z24.35m(u+1) 2.5 3.6+1)1=24, Z2=88大齿轮齿数： z2=uz1=3.6 24.35 =87.65z取 Z1=24, Z2=98实际传动比i实二=24=3.67传动比误差i理 一i实

12、|3.6-3.671Ai =x 100%= 凭 100%= 1.94% 5%，i 理3.6在允许范围内。 齿轮分度圆直径d1 二 m = 2.5 24= 60mmd2 二 m Z2 =2.5 88 = 220mm圆周速度d1 n1360 10二 60 72046 10= 2.26m/s由表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，载荷稍有波动，由表11-3,取K=1.25由图 11-2(a).按 8 级精度和 口 /100=2.26 24/100 =0.542m/s， 得 K/=1.03。齿宽 b = aa =0.4 140 = 56mm。由图 11-3(a)，按 b/

13、d 1=56/60=0.93,取 Kb =1.08。 由表 11-4，得 K =1.2由图11-4，得；_i = 0.775 ,一2 二 0.810 ,所以；.-；.i ；一2 =1585由图 11-6 得，Z；. = 0.78计算齿面接触应力 码 uZhZeZ/J U+1 =245x189.8x0.78x1.02灯.66莎 4：6叫竺=34434MPa = L5670MPa 5660)3.6故在安全范围内。(4) 校核齿根弯曲疲劳强度按 Z1=27，Z2=98,由图 11-10 得，YFa1=2.65，Yf92=2.21由图 11-11 得，Ysa1 =1.59，Ysa2=1.78由图 11

14、-12 得，丫；=0.7由图 11-16 (b),得 Fim1 =210N/mm2，坊f im 2 = 205N / mm2由图 11-17，得 Yn1=1.0，Yn2=1.0 由图 11-18 得，丫 X1=YX2 =1.0取 YST =2.0， Sf min =1.4计算齿根许用弯曲应力!十1 L Fiim1YsTYN1Yx1 二 210 2 1.0 1.0 =300MPaSf min1.4LF2 1J Flim2丫StYn2YX2 = 205 2 1.0 1.0 =292.8N/mm2SF min1 42KTF1 _bam泉注。669)：2600 2.65 1.59。7=52.01MPa

15、 ： -F1 =300MPa故安全丫Fa2丫Sa2YF lYsal= 52.012.21 1.782.65 1.59= 48.56MPa ：292.8MPa故安全(5) 齿轮主要几何参数Z1=24, z 2=88, u=3.6 , m=2.5 mm,d1 =mz =2.5=88 = 220 mmda1 討 2ham =60 2 1.0 2.5 = 65mm,da2 =d2 2ham =220 2 1.0 2.5=225mmdf1 =d12(1% c)m =60 2 (1.0 0.25) 2.5 = 53.75mmdf2 二 d2 -2(入 c )m = 220 2 (1.0 0.25) 2.5

16、= 213.75mm1a (d1 d2) =140mm2bz = b = 56mm, b 1=bfe+(510)=64mm4.轴的设计计算4.1初步确定轴的直径4.1.1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 d电机=42mm,轴伸长E =110mm则 d=（0.8 1.0）d 电机=（0.8 1.0） X 42=33.6 42mm取 d=35mmd=35mm2 选择联轴器根据传动装置的工作条件你选用弹性柱销联轴器（GB5014-85。计算转矩Tc为Tc = KAT =1.5 X 53.1=79.7N.m式中T联轴器所传递的标称扭矩,T=9.55X P =9.55

17、Xn4 103720=53.1N.mKa 工作情况系数，取Ka=1.5根据Tc=79.77N.m,从表2.5-1可查的HL2号联轴器就可以ir)i720r / min )转矩要求（=315N m,Tn aTc ）。但其轴孔直径（d=2032不能满足电动机及减速器高速轴轴径的要求。因此重选 HL3号联轴器（Tn =630N m Tc=79.7N m, h 1= 5000r/min n =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-130 33.05200二 32.24mm取 d=35mm4.2轴的强度校核计算小齿轮上的作用力转矩 T=1

18、46N.m a. 垂直面支反力圆周力2T Ft2 146000=2146000 =1327.27NFd220径向力Fr -Fttg： =1327.27 tg20 = 483.09NF轴向力Fa 二 htg ： =1327.27 tg0 二 0N(1)绘轴的受力简图，求支座反力t=1327.27 Nr=483.09 NFa=0NL| = L2 二 54mmiM B -0-RAy (L1 L2)Ft L2 = 0Ft L2FtL1L22竺乞663.642ay=663.64NZY =0RBy =Ft -RAy =1327.27 -663.64 =663.64Nb.水平面支反力小dZMc =0得，-

19、Raz(Li L2)-Fa? FrL0dFr L2Fa Ra,2L1 + L2483W 5241.55N54 54iZ =0 得:Rbz 二 Fr - Raz=483.09-241.55 = 241.55by=663.64NRaz=241.55Nbz=241.55N(2)作弯矩图a. 垂直面弯矩MY图B点, Mcy=RAyL =663.54 54 =3.58 104N mmb.水平面弯矩M图C 点右Mc右=RBZ L2 = 1.3 104 N mmMcY=35800N.mmMe右=13000N.mmC点左,MC左二 RAzLi =1.3 104 N mmc.合成弯矩图B点右,Mcb右-M：切2

20、右=3.8 104N mmB点左, mcb =.M ey + MZ = 3.8D04N mm(3) 作转矩T图d4 “T=4.26 10 N mm2(4) 作计算弯矩Ma图该轴单向工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑, 取 a =0.6B点左边Mca左二 MC左(：Tc)2 二(3.58 1 04)2 (0.6 4.26 1 04)24M c左 =13000N.mmMcb 右=38000N.mmMCB 左=38000N.mmT =42600N.mmM ca 左=45800N.mm= 4.58 10 N mmB点右边M；a 右=45800N.mmM；a右M；右（：Tc）二、（3.8一104）2（0.6一4.26一104）24= 4.58 10 N mmD点caD=25560N.mm 2 2M；aD = . MD，-汀0 = 25560 N mmM(5)校核轴的强度=19.7mm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 得匚B =650N/