东北大学机械课程设计说明书zdl8

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设计者：学 号：指导教师： 专 业：新能源科学与工程班 级：目录 TOC o 1-1 u t 标题 2,2 1.设计任务书 PAGEREF _Toc376627569 h 21.1.设计题目 PAGEREF _Toc376627570 h 21.2.工作条件 PAGEREF _Toc376627571 h 21.3.技术数据 PAGEREF _Toc376627572 h 22.电动机的选择计算 PAGEREF _Toc376627573 h 22.1.选择电动机系列 PAGEREF _Toc376627574 h 22.2.选

2、择电动机的功率及转速 PAGEREF _Toc376627575 h 22.3.选择电动机的型号 PAGEREF _Toc376627576 h 33.传动装置的运动和动力参数计算 PAGEREF _Toc376627579 h 43.1.分配传动比 PAGEREF _Toc376627580 h 43.2.各轴功率、转速和转矩的计算 PAGEREF _Toc376627581 h 44.传动零件的设计计算 PAGEREF _Toc376627582 h 64.1.减速器以外的传动零件（链传动）的设计计算 PAGEREF _Toc376627583 h 64.2.减速器以内的传动零件（齿轮）的

3、设计计算 PAGEREF _Toc376627584 h 75.轴的设计计算 PAGEREF _Toc376627585 h 105.1.减速器高速轴的设计 PAGEREF _Toc376627586 h 105.2.减速器低速轴的设计 PAGEREF _Toc376627587 h 116.滚动轴承的选择及其寿命计算 PAGEREF _Toc376627588 h 156.1.减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算 PAGEREF _Toc376627589 h 156.2.减速器低速轴滚动轴承的选择及其寿命计算 PAGEREF _Toc376627590 h 167. 键连接的选择和验算

4、PAGEREF _Toc376627591 h 177.1减速器大齿轮与低速轴的键连接 PAGEREF _Toc376627592 h 177.2小链轮与减速器低速轴轴伸的键连接 PAGEREF _Toc376627593 h 177.3联轴器与减速器高速轴轴伸的键连接 PAGEREF _Toc376627594 h 177.联轴器的选择 PAGEREF _Toc376627595 h 188.减速器的其他附件 PAGEREF _Toc376627596 h 189.润滑和密封 PAGEREF _Toc376627597 h 199.1.减速器齿轮传动润滑油的选择 PAGEREF _Toc37

5、6627598 h 199.2.减速器轴承润滑方式和润滑剂的选择 PAGEREF _Toc376627599 h 199.3.减速器密封装置的选择、通气器类型的选择 PAGEREF _Toc376627600 h 1911.整体装配 PAGEREF _Toc376627611 h 1911.参考文献 PAGEREF _Toc376627613 h 20设计任务书设计题目 设计胶带传输机的传动装置工作条件工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量82清洁平稳小批技术数据题号滚筒圆周力F(N)带速v (m/s)滚筒直径D (mm)滚筒长度L (mm)ZDL-822001.5280500电动机的选择计

6、算选择电动机系列 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，Y系列电动机选择电动机的功率及转速 卷筒所需有效功率 PW=3.30kW 传动总效率 根据表2-11-1确定各部分的效率:弹性联轴器效率 1=0.99一对滚动球轴承效率 2=0.98闭式圆柱齿轮的传动效率 3=0.97（暂定8级）开式链传动效率 4=0.92一对滑动轴承的效率 5=0.97运输滚筒的效率 6=0.96 =0.7901所需电动机的功率 Pr=4.18kW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。 查表2-19-1可选的Y系列三相异步电动机：Y132S

7、-4型，额定P0=5.5kW；或选Y132M2-6型，额定P0=5.5kW。均满足 P0Pr ，因此初步这样选择。确定电动机转速传动滚筒转速 nw=102.4r/min选择电动机的型号现以同步转速为1500r/min、1000r/min两种方案比较，查得电动机数据，计算总传动比结果列于下表方案号电动机型号额定功率/kW同步转速/(r/min)满载转速/(r/min)电动机质量/kg总传动比1Y132S-45.5150014406814.062Y132M2-65.51000960849.38比较两种方案，方案1选用的电动机使总传动比较大。为使传动装置结构紧凑且价格经济，选用方案2。电动机型号为Y

8、132M2-6。由表2-19-2查得其主要性能数据列于下表电动机额定功率/kW5.5电动机满载转速/(r/min)960电动机轴伸直径D/mm38电动机轴伸长度E/mm80电动机中心高H/mm132堵转转矩/额定转矩2.0传动装置的运动和动力参数计算分配传动比总传动比 各级传动比的分配 查表2-11-1取链传动的传动比为i链=2.5则减速器传动比 各轴功率、转速和转矩的计算0轴：0轴即电动机的主动轴 P0=Pr=4.18kWn0=960r/min 1轴：1轴即减速器的高速轴 P1= P01=4.180.99=4.14kW 2轴：2轴即减速器的低速轴 12=0.980.97=0.95 P2= P

9、112=4.140.95=3.93kW 3轴：3轴即传动滚筒轴23=0.980.92=0.90 P3= P223=3.930.90=3.54kW 各轴运动及动力参数列表示轴序号功率P /kW转速n/(r/min)转矩T /(N.m)传动形式传动比i效率04.1896041.58弹性联轴器10.9914.1496041.18闭式齿轮传动3.7520.9523.93255.86146.69开式链传动2.50.9033.54102.34330.34传动零件的设计计算减速器以外的传动零件（链传动）的设计计算确定链轮齿数由传动比取小链轮齿数 取=25 z1=25大链轮齿数 取=63 z2=63实际传动比

10、 i链=2.52 确定链条节距由式 查教材表10-16得，工况系数1.0小链轮齿数系数 取双排链，查教材表10-17，得=1.0 P0=2.39kw因为 查教材图10-23，选链号No10A，节距p=15.875mm p=15.875mm计算链长初选 =40p=4015.875=635mm链长 取 =126节 Lp=126节由于中心距可调，实际中心距a635mm验算链速 v15 m/s 适合 选择润滑方式按v=1.692m/s,链号10A，查教材图10-26选用滴油润滑。作用在轴上的力由式计算有效圆周力 Fe=2322.70N作用在轴上的力 FQ2787.24N链轮尺寸及结构分度圆直径 d1=

11、126.662mm d2=318.643mm减速器以内的传动零件（齿轮）的设计计算材料的选择小齿轮选用45号钢，调质处理，齿面硬度217255HBS大齿轮选用45号钢，正火处理，齿面硬度162217HBS 计算应力循环次数N查教材图11-14得ZN1=1.0 ZN2=1.06（允许一定的点蚀）由教材图11-15得ZX1=ZX2=1.0 取SHmin=1.0 由教材图11-13（b），得,由式计算许用接触应力 因，计算中取 按齿面接触强度确定中心距小轮转矩初取，由教材表11-5得由教材图11-7得，减速传动，取， 由式计算中心距a取中心距a=125mm a=125mm估算模数m，根据经验公式m=

12、(0.0070.02)a=(0.0070.02)125=0.8752.5mm,取标准模数m=2.0mm m=2.0mm 计算齿数 z1 z2小齿轮齿数：大齿轮齿数：z2=uz1=3.75226.3=98.7 取z1=27，z2=98 z1=27，z2=98 验算传动比误差 要求i理 =3.752 而实际传动比 i齿=3.63传动比误差在允许范围内。 齿轮分度圆直径 d1=mz1 =2.027=54mm d1=54mmd2=mz2 =2.098=196mm d2=196mm圆周速度 v=2.71m/s由教材表11-6,取齿轮精度为8级。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

13、,取KA=1.25由教材图11-2（b）按8级精度和 得Kv=1.07齿宽。 b=50mm由教材图11-3(a)，按b/d1=50/54=0.926考虑轴刚度较大和齿轮相对轴承为非对称布置，取 K=1.08由教材表11-4，得K=1.1载荷系数 K=1.27由教材图11-4，按zv1=z1=24zv2=z2=99得 ，所以由教材图11-6得，由式（11-31）计算齿面接触应力验算齿根弯曲疲劳强度按zv1=27，zv2=98由教材图11-10得，Y=2.60，Y=2.21由图教材11-11得，由图教材11-12得，由图教材11-16（b），得，由图教材11-17，得Y=1.0，Y=1.0由图教材

14、11-18得,Y=Y=1.0取Y=2.0，S=1.4由式计算许用弯曲应力齿轮主要几何参数 z1=27, z2=98, u=3.752， m=2mm d1=mz1 =227=54mmd2=mz2 =298=196mmmm,mm mm mm , 取 b1=b2+(510)=58mm轴的设计计算减速器高速轴的设计选择轴的材料高速轴：选择材料为45号钢，调质处理。根据电动机轴直径估算轴伸直径根据所选电机轴伸T0=41.58N.m则d=(0.81.0) D=(0.81.0)38=30.438mm选择联轴器，设计轴的结构，初选滚动轴承选择联轴器拟选用LT型弹性套柱销联轴器（GB/T 4323-2002）。

15、KA=1.8，计算转矩为 =1.841.58=74.844N.m 根据=74.844N.m,从表2-14-2可查LT6号联轴器设计轴的结构.根据初选的联轴器型号，由联轴器轴孔直径确定减速器高速外伸段直径为d=32mm,L联=55mm初选滚动轴承根据半径初选圆锥滚子轴承（GB/T 97-1994），型号30208求小齿轮上的作用力转矩T=T1=41.18N.m圆周力 Ft=1525.19N径向力=555.12N Fr=555.12N 减速器低速轴的设计选择轴的材料低速轴：选择材料为45号钢，正火处理。按转矩初步估算轴伸直径由于受键槽影响加大5%，取d0=32mm设计轴的结构，初选滚动轴承设计轴的

16、结构初选滚动轴承根据半径初选圆锥滚子轴承（GB/T 97-1994），型号30208轴的计算简图求垂直面内的支撑反力，作垂直面内的弯矩图垂直面支反力L1=87mm, L2=L3=47mm RAY=748.5N RBY=748.5N 垂直面弯矩MY图A点，MAy=0Nmm MAy=0NmmC点 ， McY=35180N.mm 求水平面内的支撑反力，做水平面内的弯矩图水平面支反力 RAZ=5082.30N RBZ=2308N水平面弯矩MZ图A点，MAZ=FQL1=278887=242556Nmm MAZ=242556NmmC点左, =265127N.mmC点右 =108476N.mm求合成弯矩，作

17、合成弯矩M图A点 MA=242556NmmC点左, =267451N.mmC点右, =114038N.mm作转矩T图 T=146706N.mm求当量弯矩，作当量弯矩MV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=0.6 A点 MvA=258034N.mmC点左边 MvC左=281564N.mmC点右边 Mv=144058N.mmD点 MvD=88024N.mm 校核轴的强度由以上分析可见， C点弯矩最大，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得查表13-2得。C点轴径因为有一个键槽。该值小于原 设计该点处轴径42.5mm ,故安全。D点轴径 因为有一个

18、键槽。该值小于原设计该点处轴径32mm，故安全。滚动轴承的选择及其寿命计算减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算选择轴承类型及初定型号圆锥滚子轴承（GB/T 97-1994），型号30208 ：查表得 计算轴承的受力 R1=811.43N R2=1128.92N计算派生轴向力查表可得e=0.37,Y=1.6，确定轴承的轴向载荷S1=253.57S1-FA=253.57,A2=352.79N A2=352.79N计算当量动载荷P1=X1R1+Y1A1=889.23N, P2=X2R2+Y2A2=1128.92N取P=P1=1128.92N P=1128.92N计算轴承寿命 故满足轴承的寿命要求减

19、速器低速轴滚动轴承的选择及其寿命计算选择轴承类型及初定型号圆锥滚子轴承（GB/T 97-1994），型号30208 ：查表得 计算轴承的受力可由前面低速轴校核的力直接求出： R1=5690N R2=2426.34N计算派生轴向力查表可得e=0.36,Y=1.6，确定轴承的轴向载荷S1=1778.26N S2-FA=758.23N,A1=1778.26N A1=1778.26NS2=758.23NS1+FA=1778.26N,A2=1778.26N A2=1778.26N计算当量动载荷P1=X1R1+Y1A1=5690.44N, P2=X2R2+Y2A2=3815.75N取P=P1=5690.4

20、4N P=5690.44N计算轴承寿命 故满足轴承的寿命要求7.键连接的选择和验算7.1减速器大齿轮与低速轴的键连接键的材料类型及尺寸45号钢，A型普通平键，b=12mm, h=8mm, L=40mm验算键的挤压强度查教材表的许用挤压应力，键的计算长度 l=L-b=40-12=28mm由下式得该键安全。所以选1240 GB/T1096-20037.2小链轮与减速器低速轴轴伸的键连接键的材料类型及尺寸45号钢A型普通平键，b=10mm， h=8mm, L=45mm 验算键的挤压强度=100，l=35mm，同上面的方法 因，故安全。所以选1045GB/T1096-2003。7.3联轴器与减速器高速轴轴伸的键连接键的材料类型及尺寸45号钢A型普通平键，b=10mm， h=8mm, L=45mm验算键的挤压强度=100，