1、机械设计基础课程设计ZDL3B1、 设计任务书1.1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载荷性质生产批量10
2、2多灰尘稍有波动小批1.3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-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0.99 0.99 2 0.97 0.90 0.970.960.79010 .7901(3)所需的电动机的功率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
3、型，额定F0 4kw，或选 Y132M2-6型，额定 P0 4kw。满足P。 Pr2.1.3确定电动机转速60vD60 1.695.5r / min传动滚筒转速现以同步转速为 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总传动 比1Y160M1-84750720737.542Y132M2-641.05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
4、-2查得其主要性能数据列于下表电动机额定功率Po/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i n0 720 7.54nw 95.5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 ccc,2.094i12 3.62.3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P0Pr3.24 kw720r / min9.55 匹 9.55n。3.24 103720_42.98N m1轴：即减速器
5、的高速轴P1P0013 .24 0.993.21 kwn 0i 01720mi nTi9.55P1ni9.5533.21 10396042.58N m轴：即减速器的低速轴P2p1 123.24 0.99 0.980.97 3.05 kwn2i12720 200r/min3.69.55P 9.55n23.05 103145.64N mP3 P2 233.05 0.98 0.92 2.75kwi23 2.094P3 2.75 103T3 9.55 - 9.55 275N mn3 95.52.3.2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
6、率n03.2572042.98联轴器10.9913.2172042.58齿轮传动3.60.9523.05200145.64链传动2.0940.9032.7595.52753.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 2.094 24.812所以取Z! =25 大链轮齿数 Z2 iZi 2.094 24.812 51.956 所以取 Z?=52 实际传动比 i Z2 52 2.08Z1 25100%0.67%2）确定链条节距由式KaPKzKp查表得，工况系数Ka 1.4小链轮齿数系数 Kz （勺严1.3419取双
7、排链，取Kp=1.7Po1.4 3.051.34 1.71.87 kW因为 n1 200 r/mi n查表得选链号 No10A节距p=15.875初选a。=40p=4015.875=635mm链长Lp2虫Z2 Z1p (Z2 Z1)2 2 40p2a0 215.875 (52 25)2635 ( 2118.96 节52 2523）计算链长取Lp=120节所以实际中心距a6434）验算链速V 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。有效圆周力1000P1000 3.051.322319.6N作用在轴上的力Fq1.2Fe 1.2 2310.2 27
8、72.7N6） 作用在轴上的力7）链轮尺寸及结构 分度圆直径p.180sin15.875 .180 sin126.662mmZ115.875d1 T 262.925mm.180sin523.2减速器以内的传动零件设计计算设计齿轮传动H lim1 575MPa ,H lim 2540MPa计算许用接触应力H lim1 -ZN1ZX1SH min5701.01.01.0575.0MPaH lim2 z zZN2ZX2SH min5401.01.051.0567.0MPa567.0N / mm2）按齿面接触强度确定中心距小轮转矩T1 4.26 104N mm初取 Ktz2 1.1，取 a 0.4，由
9、表 11-5 得 Ze 189.8 jMPa由图11-7得，Zh 2.45，减速传动，u i 3.6;ZhZeZ zH22.45 1898 1567.0102.13由 4.2-10,取中心距 a=140mm a=140mm估算模数 m=(0.0070.02)a=0.98 2.8mm,大齿轮齿数： z取 Z1=24, Z2=982=uz1=3.6 24.35 87.651=24，Z2=88取标准模数 m=2.5mm m=2.5mm实际传动比i实召88 3.67Z1 24传动比误差i理 i 实 |3.6 3.67i 100% 100% 1.94% 5%，i 理 3.6在允许范围内。 齿轮分度圆直径
10、d1 m Z| 2.5 24 60mm d2 m Z2 2.5 88 220mm圆周速度V加唱冬2m/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 v召 /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/d 1=56/60=0.93,取 K b =1.08。 由表 11-4，得 K =1.2载荷系数 K KAKvK K 1.25 1.03 1.08 1.2 1.669由图11-4，得i 0.77
11、5 , 2 0.810,所以 1 2 1.585由图 11-6 得，Z 0.78计算齿面接触应力h 心需： 45礙0.782Fim2 205N/mm由图 11-11 得，Ysa1由图11-12得，Y由图11-16 (b),得1.59，Ysa2 1.780.72Fim1 210N/mm，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 =1.4F1F minYn1Yx1210 21.41.0 1.0300MPaFlim1F12KT1bdEYFa 论丫2 1.669 4260050 60 252.65 1.59
12、 0.7计算齿根许用弯曲应力52.01MPa F1 300MPa 故安全。丫Fa2丫Sa2F1 YFiYsai52.012.21 1.782.65 1.5948.56MPa 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 24 60 mm, d2 mz2 2.5 88 220 mmda1 d1 2ham 60 2 1.0 2.5 65 mm,da2 d2 2ham 220 2 1.0 2.5 225 mmdf1 d1 2(1% c )m 60 2 (1.0 0.25) 2.5 53.75mmdf2 d2 2(0
13、c )m 220 2 (1.0 0.25) 2.5 213.75mm1a (d1 d2) 140mm2b2 b 56mm, b 1=bs+(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=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（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
14、,P 4 10T=9.55 X - =9.55 X 53.1N.mn 720Ka 工作情况系数，取Ka=1.5。根据=79.77N.m,从表2.5-1可查的HL2号联轴器就可以转矩要求(Tn 315N m,Tn Tc)。但其轴孔直径(d=2032mr)i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, n 5000r/min n 720r/min )04.1.2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2.130 3 305 20032.24mm按转矩初步计算轴伸直径取 d=35mm4.2轴的强度校核计算小齿轮上的作
15、用力转矩 T=146N.m圆周力Ft21d2146000 1327.27N220Ft=1327.27 N径向力FrFttg1327.27 tg20 483.09NFr=483.09 N轴向力FaFttg1327.27 tg0 0NFa=0N(1)绘轴的受力简图，求支座反力a. 垂直面支反力L| L2 54mmRa（Li L2） Ft L2 0by=663.64NRBy Ft RAy 1327.27 663.64 663.64N b.水平面支反力”= dC 点左,M C左 RAz L1 14 -.3 10 N mmM c左 =13000N.mmc.合成弯矩图B 点右，MCB右 . M &2c右3
16、.8 104 N mmMcb 右=38000N.mmB 点左，Mcb左 M：Mc左3.8 104 N mmMcb 左=38000N.mm(3)作转矩T图plT Ft 4.262104NmmT =42600N.mm.MC左(Tc)2 ； (3.58 1 04)2 (0.6 4.26 1 04)24.58 1 04 N mmM ca左M ca 左=45800N.mm(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Rbz Fr RAz 483.09 241.55 241.55Rbz=241.55N(2)作弯矩图a.垂直面弯矩M图Mc 0 得，RAz(
17、Li L2) Fa 2 FrL2 0B点右边M ca右:. 2 2 4 2 4 2.，叽右(Tc) 、(3.8 10 ) (0.6 4.26 10 ) “Ca右=45800N.mm4.58D点410 N mmMcaD . M D T。2 25560N mmM caD=25560N.mm(5)校核轴的强度由以上分析可见，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 B 650N/mm2 查表 13-3 得b i 60N/mm2。1=1703.54N2=3913.423N6.键联接的选择和验算(1).减速器大齿轮与低速轴的键联接1)键的材料类型45号钢
18、，A型普通平键2)确定键的尺寸因为有一个键槽de 19.7 (1 0.05) 20.7mm。该值小于原d c=20.7mm44mm故安全。D点轴径 dD 3 McaD f-25560 16.21mm0.1 b 1 0.1 60因为有一个键槽de 16.21 (1 0.05) 17.02mm。该值小于原设计该点处轴径35mm故安全。5.滚动轴承的选择及其寿命验算1.低速轴轴承1)、选定轴承类型及初定型号2)2.高速轴轴承高速轴承的确定与低速轴承相同，选取 深沟球轴承(GB/T276-96)型号6208。深沟球轴承(GB/T276-94)，型号6208 : 查表得Cr 22.8kN4Tdhl4 1
19、4600035 8 (50 10)252.1N / mmb=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 p 53mPa，键的计算长度该键安全。所以选12X 45GB1096-79（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） 确定键的尺寸2b=10mm h=8mm, L=50mm , p =100 N /mm同上面的方法因p p，故安全。所以选10X 50GB1096-79（三）.联轴器与减速器高速轴轴伸的联接经计算得，
20、该键与小齿轮与减速器低速轴轴伸的联接的键 相同。7.联轴器的选择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 =1.25 X 54.7=68.375mm式中T联轴器所传递的标称扭矩，3P 4 103T=9.55 X - =9.55 X 4 10 54.7n 960Ka 工作情况系数，取Ka =1.25。根据=54.7N m,从表2.5-1可查的HL2号联轴器就可以转矩要求(Tn 315N m,Tn Tc)。但其轴孔直径(d=2032mm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 68.375N m, n 5000r /min n 960r / min )。8.减速器的润滑及密封形式选择1 减速器的润滑采用油润滑，润滑油选用中负荷工业齿 轮油 GB5903-86。2油标尺M16,材料Q235A3密封圈低速轴选用 40 X 60X 8 GB9877.1-88高速轴选用 40 X 60X 8 GB9877.1-889.参考文献1陈良玉 王玉良 马星国李 力 著东北大学出版社 20002孙德志 王春华 董美云李庆忠著东北大学出版社 2000
