机械设计基础课程设计ZDL3B

1、、 设计任务书1.1设计题目1.2工作条件3技术条件、 传动装置总体设计2.1电动机选择2分配传动比2.3传动装置的运动和动力参数计算、 传动零件设计计算以及校核1减速器以外的传动零件设计计算2减速器内部传动零件设计计算、 轴的计算1初步确定轴的直径2轴的强度校核、 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、 键连接选择和验算、 连轴器的选择和验算、 减速器的润滑以及密封形式选择、 参考文献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 生产批量速 滚筒直径 滚 筒 长 度L(mm)400传动装置总体设计电动机的选择 选择电动机系

2、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（1）卷筒所需有效功率p 2.56kwwp w(2)传动总效率21234560.7901 0.99 0.99 0.97 0.90 0.97 0.962 0.7901Pr=3。24kwp rP 4kw，或选Y132M2-6型，额定P 4kw。000r传动滚筒转速n D电动机 总传动质量/kg 比7209607.5410.05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Y160M18.由表2。92查得其主要性能数据列于下表40电动机满载转速n /（r/m

3、in)7204201101602。0分配传动比nn720（1） 总传动比查表2。2-1得i7.54095.5w齿轮传动的传动比为 =3.6i12i 7.54则取链传动比i 2.09423i3.6122.3传动装置的运动和动力参数计算0轴：即电动机的主动轴p p 3.24 kw0rn 720r/min0p3.24 103T 9.550 9.55 42.98N m0n72001轴：即减速器的高速轴p p 3.24 0.99 3.21 kw1001nin 720 r / min0101p3T Nm11n12轴:即减速器的低速轴p p 0.99 0.980.97 1 122n 720n 200r/mi

4、n12 iP3.05103T 9.55 9.55145.64N m22002n23轴:即传动滚筒轴p p 3.050.980.92 2.75kw32 23200r/min3 275N m95.533传动比 i 效率1 减速器以外的传动零件设计计算11221i2.081100%0.67%理实i理2）确定链条节距K PAK K由式 P 0zp查表得，工况系数K 1。4AZ小链轮齿数系数K ( ) 1.3411.0819z取双排链，取K =1。7p1.43.051.341.7P 01.87kW因为n 200r/min1查表得选链号No10A,节距p=15。8753)计算链长初选链长a =40p=40

5、 15。875=635mm0a z zp z z ( )2 24015225 15.875 5225L 2 ()2 118.96节02122a2635pp0取 L =120节p所以实际中心距a6434）验算链速z n p1 1vV15 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P 3.05有效圆周力F e .6Nv1.32作用在轴上的力F 1.2F 1.22310.22772.7NQe7）链轮尺寸及结构分度圆直径pd 1126.662mm18001800z115.875d 1 262.925mm1800sin52减速器以内的传动零件设计计

6、算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162-217HBS。计算应力循环次数N 60n jL 60720130082)2.0736911h2.0736109NiN 812查图1114，Z =1.0 Z =1。05（允许一定点蚀）N1N2由式11-15，Z =Z =1。0 ，X1X2取S =1。0Hmin由图1113b,得575 ，540Hlim1Hlim2计算许用接触应力 570Z Z MPaMPaHHmin1SN1 X1H 540Z Z Hlim2H 2SN2 X2Hmin /，故取N mm2因H 2H 1HH 22）

7、 按齿面接触强度确定中心距小轮转矩 4.2610 N mmT14初取K Z 1.1，取 0.4，由表115得Z 189.8 MPa2ttaE由图117得，Z 2.45，减速传动，u i 3.6；H由式（539）计算中心距a 2Z Z Z Z KTa ut1uHE3aH42600 2.45123由4。2-10，取中心距a=140mm。2a=140mmm=2.5mm估算模数m=（0.0070。02）a=0.982.8mm，取标准模数m=2.5mm。2a2140小齿轮齿数： z 11 1m u大齿轮齿数：z=uz=z=24,z=881212取z=24，z=9821z8824实际传动比i 3.672实

8、z1传动比误差i ii理实，i理在允许范围内。齿轮分度圆直径d m z 6011d m z 22022 d n1 圆周速度v2.26m/s16061043由表116，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。25A由图按8级精度和vz /1002.2624/1000.542m/s,1得K=1。03。v齿宽b a56。a由图11-3（a）,按b/d=56/60=0。93,取 K =1。08。1由表114,得K =1.2载荷系数K K K K K 1.03Av由图11-4,得0.775 , 0.810,12 1.585所以 12由图11-6得，

9、Z 0.78计算齿面接触应力KT u1 HZ Z Z Z1 bd uHE21 26942600 1 MPaH 602故在安全范围内.（4）校核齿根弯曲疲劳强度按Z=27，Z=98,21由图11-10得，Y =2。65,Y =2.211 Fa2由图11-11得,Y 1.59，Y 1.78sa1sa2由图1112得,Y 0.7由图210N/ ,205N/mm22Flim1Flim2由图1117,得Y =1.0，Y =1。0N1 N2由图11-18得，Y =YX1=1。0。X2取Y =2。0，SST=1.4F 计算齿根许用弯曲应力 210 2YFlim1 ST1.0 1.0 300 Y Y N1 X

10、1MPaS1.4F1Fmin 2052YFlim2 STS292.8N/mm2Y Y F2N2X2Fmin1m2 15Y Y Y1 sa1 11n Y YFa2 Sa2Y Y2.211.782.651.5952.01F2F1F1 Sa148.56MPa 292.8MPa故安全。（5) 齿轮主要几何参数z=24, z=88, u=3.6， m=2.5 mm，21d mz 2.52460mm， d mz 2.588220 mm1122d d 2h m2mm，11ad d 2h m2mma22ad d 2(h c )m602mmf11ad d 2(h c )m2202mmf 22a1a (d d )

11、140mm212b b 56mm, b=b+（510）=64mm2124.轴的设计计算初步确定轴的直径1初步估定减速器高速轴外伸段轴径根据所选电机 d 42mm,轴伸长E 110mm电机则d=(0。81.0)d =(0。81.0)42=33。642mm电机取d=35mm.d=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T 为cT =K T =1.553.1=79。7N.mcA式中T联轴器所传递的标称扭矩，P4103T=9.55 =9。55n53.1N.mK -工作情况系数，取K =1.5。AA根据T =79.77N.m，从表2。51可查的HL2号联轴器就可以c转矩要求（T 3

12、15N,T T nnc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（T 630NmT 79.7Nm, n 5000r/minn720r/minnc1.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Pn3.05200d A13032.24mm330取d=35mm4.2轴的强度校核计算小齿轮上的作用力转矩T=146N.mT2圆周力 1327.27NF=1327.27 NtFtd径向力 F F tgNF=483.09 Nrrt轴向力 F F tg 1327.27tg0 0NF =0Naat（） 绘轴的受力简图,求支座反力。 垂直面支反力L L 5412M 0B

13、 R (L L ) F L 012t2F LtF 1327.27 R Ay663.64R =663.64NAY2tL L2212Y 0R F R 663.64NR =663。64NBYBytAyb。 水平面支反力dM 0得，( )R L LF L0F212ar2cdF L F2483.09r2a241.55NR Az=241.55 NAzRL L12Z 得：R F R 483.09241.55 241.55BzrAzR =241.55NBZ(2)作弯矩图a. 垂直面弯矩M图YB点, M R L 663.543.58 NMc=35800N。mmY4cyAyb. 水平面弯矩M图ZC点右M R L

14、NM =13000N。mm4右BZ2c右C点左，M R L 1.3 NM =13000N。mm4C左Az1c左c. 合成弯矩图B点右，M M NM =38000N.mm2y2右4右CB右B点左，M M M NM =38000N.mm2y2左4左CB左（）作转矩T图dT F 4.26N=42600N。mmT42（）作计算弯矩M 图tca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。6B点左边M M2 T )2 (3.58104)2 104)2M =45800N。mmca左左左C4.5810 Nmm4M)24)2M Cca右4M M 2 T2 25560N mmDo（）校核轴的强度2

15、2BM5d19.7caC330.1C因为有一个键槽d 19.720.7。该值小于原Cd=20。7mm44mm ,故安全。cM D点轴径 dcaD330.1Db 1因为有一个键槽d .该值小于原C设计该点处轴径35mm，故安全.。滚动轴承的选择及其寿命验算6208 ：查表得C 22.8kNC 15.8kNr0r2)、计算径向支反力R R2 R2 706.4NR=1703。54N11R R2 R2 706.4NR=3913。423N223） 校核轴承寿命33106f Ct1061706.4L 10h fp60n60p6.5 57600h(2810)6故满足轴承的寿命要求高速轴承的确定与低速轴承相同

16、，选取深沟球轴承（GB/T276-96)型号6208。键联接的选择和验算(一)。减速器大齿轮与低速轴的键联接1）键的材料类型45号钢，A型普通平键2)确定键的尺寸b=12mm, h=8mm, L=45mm3）验算键的挤压强度键和轴的材料为钢轮毂材料为铸铁,铸铁的许用力比钢的许用挤压应力低，按铸铁校核键连接的挤压强度。 查表的许用挤压应力mPa，键的计算长度pl=L-b=4512=33mm由下式得 T 414600050.28N /mm 2dkl 44833pp该键安全。所以选1245GB1096-79(二).小齿轮与减速器低速轴轴伸的联接1）键的材料类型45号钢A型普通平键,轧毂为铸铁2）确定

17、键的尺寸 =100b=10mm， h=8mm, L=50mm ,同上面的方法N /2pT452.1N /2 358(5010)p 因，故安全。所以选1050GB109679.pp(三).联轴器与减速器高速轴轴伸的联接经计算得，该键与小齿轮与减速器低速轴轴伸的联接的键相同。根据传动装置的工作条件你选用弹性柱销联轴器(GB501485)计算转矩T 为cT =K T =1.2554。7=68.375mmcA式中T-联轴器所传递的标称扭矩,P43T=9。55 =9。55n54.7K -工作情况系数，取K =1.25。AA根据T =54。7N m,从表2.5-1可查的HL2号联轴器就可以c转矩要求(T 315N,T