1、东北大学机械一级减速器课程设计ZDDADOC机械设计基础课程设计说明书题目：胶带输送机传动装置的设计2015年6月20日33333334445556666666777778910101011111、 设计任务书 1.1设计题目 1.2工作条件 1.3技术数据 2、 电动机的选择计算 2.1选择电动机系列 2.2滚筒转动所需要的有效功率 2.3选择电动机 3、 传动装置的运动及动力参数计算 3.1传动比的分配 3.2各轴功率、转速和转矩的计算 4、 传动零件的设计计算 4.1选择V带的型号 4.2验算带速 4.3确定大带轮的标准直径 4.4确定中心距 A和带长Ld 4.5验算小轮包角 A1 4.
2、6计算带的根数 4.7计算作用在轴上的载荷FR和初拉力Fo 4.8 V带传动的参数 5、 减速器内传动零件的设计计算 5.1 选择材料 5.2计算应力循环次数 5.3计算许用接触应力 5.4按齿面接触强度确定中心距 5.5验算齿面接触疲劳强度 5.6验算齿根弯曲疲劳强度 5.7齿轮主要几何参数 6、 轴的设计计算 6.1高速轴的设计计算 6.2低速轴的设计计算及联轴器的选择 7、 低速轴的强度校核 &滚动轴承的选择及其寿命验算 148.1低速轴轴承的选择 8.2低速轴承寿命计算 10.1润滑方式选择 10.2油杯选择 10.3密封圈选择 10.4通气器选择 11、指导参考书 1、设计任务书1.
3、1设计题目胶带输送机传动装置的设计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82清洁平稳小批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)ZDD-812002.14006002、电动机的选择计算2.1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, 封闭式结构，电压380伏，丫系列电动机2.2滚筒转动所需要的有效功率二 100.3r /min根据表2-11-1确定各部分的效率：V带传动效率n 1 =0.95一对滚动球轴承效率n 2 =0.99闭式8级精度齿轮的传动效率n 3 =0.97弹性联轴器效率n 4 =0.99滑动轴承传
4、动效率n 5 = 0.97传动滚筒效率 则总的传动总效率n = n 1* n 2* n 2 * n 3* n 4* n 5* n 6n 6=0.96=0.95 X 0.99 X 0.99 X 0.97 X 0.99 X 0.97 X 0.96 =0.8326滚筒的转速所需的电动机的功率2.3选择电动机查表2-19-1可知可选 Y112M-4或Y132M1-6比较传 动比及电动机其他数据，nw比较两种方案，为使传动装置结构紧凑，决定选用 方案2同时，由表2.9-1，2.9-2查得其主要性能数据列于下表：电动机额定功率P0/kW4.0电动机满载转速n0 /(r/min)960堵转转矩/额定转矩2.
5、0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/mm1323、传动装置的运动及动力参数计算3.1传动比的分配总传动比i二n0 =9.57nw根据表2-2-1，初定V带传动的i12= 2.5，则齿轮传动的传动比为：i23=i/i 12=9.57/2.5=3.83此分配的传动比只是初步的，实际的要在传动零件的和尺寸确定后才能确定,并且允许有（3-5%）的误差。3.2各轴功率、转速和转矩的计算1轴：（电动机轴）pi=p=3.027 kwni=960r/mi nTi =9.55*p 1/ n 1=9.55*3.027*1000/960=30.11Nm2轴：（减速器高速轴）P2=p
6、1* n 12= p 1* n 1 =3.027*0.95=2.876kwn2=n/i 12=960/2.5=384r/mi nT2=9.55*p 2/n 2=9.55*2.876*1000/384=71.52Nm3轴：（减速器低速轴）Pa=p2* n 23=p2* n 2 * n 3=2.876*0.99*0.97=2.762kwna=n2/i 23=384/3.83=100r/minTa=9.55*p 3/n 3=9.55*2.762*1000/100=263.77Nm4轴：（即传动滚筒轴）P4=pa* n 34= pa* n 2 * n 4=2.762*0.99*0.99=2.707kw
7、 n4=na/i 34=100/1=100r/minT4=9.55*p 4/n 4=9.55*2.707*1000/100=258.52Nm各轴运动及动力参数轴序号功率P（kw）转速n（r/mi n）转矩（N.m）传动形式传动比效率n13.02796030.11带传动2.50.9522.87638471.52齿轮传动3.830.9732.762100264.33联轴器10.9942.707100258.524、传动零件的设计计算4.1选择V带的型号因为小轮的转速是960r/min，班制是2年，载荷平稳取 Ka=1.1;Pc=Ka*P =1.1*3.027=3.330kw查课本图10-8，可得选
8、用A型号带，ddmin=75mm查课本表10-4取标准直径即dd1=100mm4.2验算带速v=二 * d di *n i /60*1000=5.03m/s ;满足 5m/s = v120 符合要求；4.6计算带的根数Z = Pc /(P 0 + Po)*K a *Kl查图 10-7 可得，Po=1.0kw, F0 =0.13kw查表 10-6 可得，Ka =0.926查表 10-2 , Kl = 0.93代入得，z =3.33/(1.0+0.13)*0.926*0.93=3.50 根; 取 z=4;4.7计算作用在轴上的载荷Fr和初拉力F0Fo为单根带的初拉力，2F0 = 500* Pc/v
9、z *(2.5/K a -1 ) +qv=500* 3.33/ (5.03*4 ) *(2.5/0.93 -1 )2+0.10*5.03 =142.23NFr=2*F*z*s in (a 1/2 ) =2*142.23*4*si n(154.87 /2)=1111.39N 4.8 V带传动的参数选用A型V带，13.0mm顶宽，节宽11.0mm 高度 8.0mm 共四根长 1250mm Fr=1111N, 带轮中心距为342mm实际传动比为2.5。5、减速器内传动零件的设计计算5.1选择材料根据表11-1，大小齿轮材料选择如下：小齿轮 40Cr 钢 调质处理齿面硬度250-280HBS大齿轮ZG
10、310-570钢 正火处理 齿面硬度162-185HBS5.2计算应力循环次数查图11-14得ZN1=1.0，ZN2=1.08 （允许有一定点蚀） 查图 11-15 得 ZX1= ZX2=1.Q 取 SHmin=1.0查图 11-13 （b）,得（T Hlim1=690Mpa c Hlim2=440 Mpa。5.3计算许用接触应力!h1 Hlim1ZN1ZX690MpaSh min02 =4752Mpa因=2 J： 1H1，故取卜h丄卜H2匚475.2Mpa5.4按齿面接触强度确定中心距小轮转矩 T1=9550X R/n 1=9550X 103x 2.88/384=71625N- mm初取 K
11、tZ： =1.1，取；=0.4由表 11-5 得ZE =1889. N/mm2由图11-7可得，Zh=2.5，减速传动，u=i=2.92由式（11-17），计算中心距a：a -(u取中心距a=140mm估算模数 m=(0.0070.02)a=0.875 2.5mm取标准模数m=2mm小齿轮齿数：乙=2a = 2 140 =35.71mn(u +1) 2 2.92+1 )大齿轮齿数：Z2=uz1=31.89x2.92 二 104.27取 Z1=36, Z2=104实际传动比i实-Z2 - 104 -2.89Z 36传动比误差：i理一i实2.922.89心= X100% = x 100% =1.0
12、3% c 5%i 理 2.92齿轮分度圆直径：d =mnz1 =72mm d2 = mn Z2 = 208mm圆周速度v= E n1 71汇7284 才思口斥6000 60由表11-6,取齿轮精度为8级5.5验算齿面接触疲劳强度由电机驱动,载荷平稳和表11-3，取Ka=1.0 ；由图 11-2(a)，按 8 级精度和 vz /100 = 1.45汉36/100 = 0.52 查得 K/=1.06 ；齿宽 b =aa =0.4 心40 = 56mm .由图11-3(a)，按b/d 1=56/72=0.78,考虑轴的刚度较大和齿 轮相对轴承为非对称布置，得 Kp =1.07 ;由表 11-4，得
13、Ka=1.1，载荷系数 K =KAKvKpKa = 1.01.07x1.1=1.25由图11-4得常=0.027汉36=0.972%2 =007=e,Di= D- (34) = (6869) mm 取 Di=68mmD4= D- (1015) = (5762) mm 取 D4=60mmb=510mm 取 b=6mmh=（0.8 1）b=4.8 6mm 取 h=5mm6.2低速轴的设计计算及联轴器的选择(1)初步选定减速器低速轴外伸段直径d=(0.8 1.0)d 电机=(0.8 1.0) X 38=30.4 38mm(2)选择联轴器拟选用弹性联轴器(GB5014-85,名义转矩 T=9550X
14、p =9550X 2.77/100.26=263.85N?m , n计算转矩为 Tc=KAT=1.5 X 263.85=395.78 N?m,查表2.5-1 , HL3号联轴器满足要求 Tn =630N.m, Tn T c其轴孔直径d=3048mm能满足减速器轴径的要求， n =5000r/mi nn=131.51r/mi n ，轴孔长度 L=60mm(3)最终确定减速器低速轴外伸段直径轴径加大4%-5%,取d 1 = 38mm因为是小批生产，故轴外伸段采用圆柱形。(4)确定减速器低速轴各段轴径d 1 = 38mrp d2= d 计(5 8)= (43 46) mm 取 d2=45mrp da
15、=50mm d4= d a+(1 3)= (51 53) mm 取 d4=53mm 轴环直径 ds=60mm d 6=da=50mm(5)选择低速轴的轴承根据低速轴da=50mm查表2.4-1 ,选择轴承的型号为：（GB/T276-1994） -6210主要参数：D=90mm B=20mm da=57mm D=83mm（6）选择低速轴的轴承盖轴承外径D=90mm螺钉直径d3=8mm d2= d a+1=9mmDb=D+2.5 da=110mmD2= Do+2.5 d 3=130mm e=1.2 d 3=9.6mm取 e=10mm） e1=e,Di= D- （34） = （8687） mm 取
16、Di=86mmD4= D- （1015） = （7580） mm 取 D4=76mm b=510mm 取 b=6mm h=（0.8 1）b=4.8 6mm 取 h=5mm7、低速轴的强度校核(1)求作用于齿轮上的作用力，绘出轴的空间受力图(图 1)转矩 T=9.55 X 106 X pn=9.55 X 106 X 2.77/100.26=2.638 X 105N?mm圆周力Ft2Td2=2 263800/208 =2536.54N径向力Fr二 Fttg： =253654 tg20 =923.21N轴向力Fa=Fttg J2536.54 tgO =0N(2)求支座反力(图1 (b) a.垂直面支
17、反力(3)Ft L2L1 L22536.54 64/(66 64) “248.76NFt - Fa 号v=(923.21 64 一0)/(66 64454.50N3Z = 0， Rbz = Fr - RAz 二 923.21 - 454.50 二 468.71 N(4)作弯矩图1.垂直面内弯矩图M(图1 (c)C 点 MCy nRAyJ =1248.76 66=82.42N m2.水平面内弯矩图M (图1 (d)C点左边 Mcz = RazL1 =454.50 66 =30.00N mC点右边 M d =RbzL2 =468.71 64=30.00N m3.作合成弯矩图(图1 (e)C点左边
18、Mc =：MCy +M； =87.71N mC点右边 MC=jMCy+MCz=87.71N m(5)作转矩T图(图1 (f )T3 二 263.8N m(6)作当量弯矩图(图1 (g)该轴单向工作，转矩按脉动循环应力考虑，取 a =0.6C 点左边 M vc = . M g(；Tc )2 = 158.28N mC点右边 M；c Mg (Tc)2 =87.71N mD 点 MVD 二.M D ： T。2 = ： T T58.28N mt4图1轴的结构及计算(7)校核轴的强度按当量转矩计算轴的直径：(轴的材料选择45号调质钢，查表13-1可得)由以上分析可见，C点弯矩值最大，而D点轴径最小, 所以
19、该轴危险断面是C点和D点所在剖面。查表 13-1 得匚 B =650N/mm2查表 13-2 得二 b j = 60N / mm2C 点轴径 dc_3 MvC 29.77mm30-bL因为有一个键槽，de =29.77 (1 0.05) =31.26mm，该值小于原设计该点处轴径53mm故安全。D 点轴径 d30.X： =2977mm因为有一个键槽 dC =29.77 （1 0.05） = 31.26mm，该值小于原设计该点处轴径38mm故安全。&滚动轴承的选择及其寿命验算选择一对6210深沟球轴承，低速轴轴承校核：8.1低速轴轴承的选择选择低速轴的一对6210深沟球轴承校核。（1） 确定轴承
20、的承载能力查表 2.4-1，轴承 6210 的 c0r=19.8kN, c=27.0kN。（2） 计算径向支反力R1 = R：y RAz =1328.90NR2 = RBy RBz -1370.43N（3） 计算当量动载荷由于轴承承受纯径向载荷，所以P =R1=1328.90NP2= R2=1370.43N8.2低速轴承寿命计算查表 14-16,确定 C=27.0kN:. _ 106 ic V _ 106 昇 27000 YL10 h -60n JP 丿 60100.26 1328.90 ）= 1394233.3h 300 2 8 8 =38400h故深沟球轴承6210适用。9、键联接的选择和
21、校核9.1低速轴键的材料类型45号钢A型普通平键，联轴器材料为钢.（1）齿轮处键和齿轮材料为45钢，载荷平稳，静联接，齿轮处轴径d4=53,查表9-6，选普通平键16 X 10，型号GB1096-79, 其参数为：b=16mm, h=10mm, R=b/2=8m，L= （45180） mm根据齿轮处轴长 54mm取L=44mm由表 9-7，查得!Ll40N/mm24Tdhl34263.85 1053 10 312=64.24N / mm（2）外伸处键和轴材料为45钢，载荷平稳，静联接，外伸处轴径 d=38mm查表9-6，选择普通平键10X 8，型号GB1096-79, 其参数为：b=10,h=
22、8,R=b/2=5mm，L= （22110） mm因外伸轴长 58mm取L=50mm由表9-7，查得J p】=140N/mm24Tdhl34 263.85 10338 8 40，故安全9.2高速轴查表9-6，由d1=25,选普通平键8X 7,型号GB1096-79其参数为：b=8mm, h=7mm, R=b/2=4mm ，L= （1890） mm根据外伸轴长 48mm取L=40mm.10、减速器的润滑及密封形式选择10.1润滑方式选择查表2.6-2，减速器的润滑采用脂润滑，选用钠基润滑脂 型号 GB/T492-89。10.2油杯选择选择型号 JB/T 7940.1-1995，d=M1X 1,H=18,h=10,h 1=7,s=1110.3密封圈选择查表2.6-5，密封圈采用毡圈油封，型号 JB/ZQ4606-86。 由低速轴 d2=30mn知 D=45mm d1=29mm,B=7mm 由高速轴 d2=45mn知 D=61mm d1=44mm,B=8mm10.4通气器选择由于工作环境清洁，选用通气螺塞。11、指导参考书陈良玉王玉良等著 东北大学出版社2000孙德志王春华等著 东北大学出版社2000孔德志张伟华等著机械设计基础课程设计 科学出版社 2006
