機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)ZDL-4

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目 : 設(shè)計(jì)膠帶輸送機(jī)得機(jī)械傳動(dòng)裝置班級(jí)：新能源1101 班姓名:黃藝凱學(xué)號(hào)： 2011055指導(dǎo)教師 :李寶民成績(jī)：日期： 201年月 14 日目錄1、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)錯(cuò)誤 ! 未定義書(shū)簽。1、 1 設(shè)計(jì)題目 ?錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。、工作條件錯(cuò)誤 ! 未定義書(shū)簽。1、 3 技術(shù)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤 ! 未定義書(shū)簽。、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) ?錯(cuò)誤 ! 未定義書(shū)簽。、 1 電動(dòng)機(jī)得選擇32、分配傳動(dòng)比 ?錯(cuò)誤 ! 未定義書(shū)簽。2、傳動(dòng)裝置得運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù)計(jì)算錯(cuò)誤 ! 未定義書(shū)簽。3、 傳動(dòng)零件得設(shè)計(jì)計(jì)算 ?錯(cuò)誤 ! 未定義書(shū)簽。3、 1 減速器以外得傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤 ! 未定義書(shū)簽。

2、3、 2 減速器以?xún)?nèi)得傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤 ! 未定義書(shū)簽。4、軸得設(shè)計(jì)計(jì)算 1?4、 1 初步確定軸得直徑與長(zhǎng)度134、 2 軸得強(qiáng)度校核 ?錯(cuò)誤 ! 未定義書(shū)簽。 5、 滾動(dòng)軸承得選擇及其壽命驗(yàn)算25、 1 低速軸軸承 ?錯(cuò)誤 ! 未定義書(shū)簽。、鍵聯(lián)接得選擇與驗(yàn)算 2?6、 1減速器大齒輪與低速軸得鍵聯(lián)接 20?6、 2小鏈輪與減速器低速軸軸伸得聯(lián)接 .6、 3聯(lián)軸器與減速器高速軸軸伸得聯(lián)接 . 17、 減速器得潤(rùn)滑及密封形式選擇 .錯(cuò)誤 ! 未定義書(shū)簽。參考文獻(xiàn) .錯(cuò)誤 ! 未定義書(shū)簽。、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1、設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)用于膠帶運(yùn)輸機(jī)得機(jī)械傳動(dòng)裝置。1、2 工作條件工作年限8工作班制2工作環(huán)

3、境清潔載荷性質(zhì)平穩(wěn)生產(chǎn)批量小批1、3 技術(shù)數(shù)據(jù)題號(hào)滾筒圓周帶速滾筒直徑滾筒長(zhǎng)度力 F(N）v(m/s)D(m )（ mm） L-4 80、 530502、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)2、電動(dòng)機(jī)得選擇 .1.1 選擇電動(dòng)機(jī)系列按工作要求及工作條件選用三相異步電動(dòng)機(jī) ,封閉自扇冷式結(jié)構(gòu) ,電壓 30V ，Y 系列 .2。 1.2 選擇電動(dòng)機(jī)功率1）傳動(dòng)滾筒所需有效功率:2）傳動(dòng)裝置總效率：按表 2 11（P17）確定各部分效率如下 :彈性聯(lián)軸器得效率一對(duì)深溝球軸承得效率閉式齒輪傳動(dòng)得效率（暫定精度為 8 級(jí)）開(kāi)式滾子鏈傳動(dòng)得效率一對(duì)滾子軸承得效率運(yùn)輸滾筒得效率傳動(dòng)裝置總效率3）所需得電動(dòng)機(jī)功率：查表 2-19

4、 1(P 9), 可選 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī) Y12M 4 型，或選系列三相異步電動(dòng)機(jī) Y 2M1-6 型，額定功率均為，均滿(mǎn)足2。 1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1）傳動(dòng)滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速為 1500r m 及 00r/m n 兩種方案進(jìn)行比較 , 查表 1 1（ P189）得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù) , 計(jì)算總傳動(dòng)比列于下表：方同步滿(mǎn)載電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)額定功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速案質(zhì)量總傳動(dòng)比型號(hào) Wr/ r/ 號(hào)kginin1 112M-44、 82Y14、0、 05M1-6比較兩方案可見(jiàn)，方案1 選用得電動(dòng)機(jī)雖然質(zhì)量與價(jià)格較低 , 但總傳動(dòng)比較大。為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案2。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 132M16

5、，同步轉(zhuǎn)速為 1000/min 。由表 91（ P189)與表 2 19- （ P190）查得主要性能技術(shù)數(shù)據(jù)與安裝尺寸 :額定功率 0 / W4、0滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 n (r/ ） 00堵載轉(zhuǎn)矩 / 額定轉(zhuǎn)矩2、0電動(dòng)機(jī)外伸軸直徑 D/mm3電動(dòng)機(jī)外伸軸長(zhǎng)度 E mm80電動(dòng)機(jī)中心高 H/mm1322、2 分配傳動(dòng)比總傳動(dòng)比：據(jù)表 2-11 (P1 7) 取鏈傳動(dòng)比 :則齒輪傳動(dòng)得傳動(dòng)比：2、3 傳動(dòng)裝置得運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù)計(jì)算2。 3。1 各軸功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩得計(jì)算0 軸: 即電動(dòng)機(jī)得主動(dòng)軸：軸 : 即減速器高速軸 , 與電動(dòng)機(jī)軸采用聯(lián)軸器鏈接，傳動(dòng)比 , 查表 211-1 （P107）彈性聯(lián)軸器得傳

6、動(dòng)效率，則 :2 軸：即減速器低速軸，動(dòng)力從軸到 2 軸經(jīng)歷了 1 軸上得一對(duì)滾動(dòng)軸承與一對(duì)齒輪嚙合 , 故發(fā)生兩次功率損耗，計(jì)算效率時(shí)都要計(jì)入 , 查表 2 11（ P1）一對(duì)滾動(dòng)軸承得傳動(dòng)效率利率，閉式齒輪傳動(dòng)得效率為 ( 暫定齒輪精度為 8 級(jí)），則 :3 軸：即傳動(dòng)滾筒軸，動(dòng)力從 2 軸到此軸經(jīng)歷了 2 軸上得一對(duì)滾動(dòng)軸承與開(kāi)式滾子鏈傳動(dòng) , 故發(fā)生兩次功率損耗，計(jì)算效率時(shí)都要計(jì)入 , 查表 2 1 ( 107）一對(duì)滾動(dòng)軸承得傳動(dòng)效率為，開(kāi)式滾子鏈傳動(dòng)得效率為, 則:2.3 。各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)列表軸序號(hào)功率 P轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩 T傳動(dòng)傳動(dòng)比效率kWr/min、形式i03、396033、2聯(lián)軸

7、器1、913、 36960、43齒輪傳4、 20、962 8、8 9、動(dòng)3、 231732、995、522、 鏈傳動(dòng)2、 50、 094、 傳動(dòng)零件得設(shè)計(jì)計(jì)算3、減速器以外得傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.1 設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)1) 確定鏈輪齒數(shù)：由傳動(dòng)比取小鏈輪齒數(shù)，因鏈輪齒數(shù)最好為奇數(shù)， ；大鏈輪齒數(shù) , 取， .實(shí)際傳動(dòng)比：2）確定鏈條節(jié)距：查表 1 1（教材 P 6）得 , 工況系數(shù)、 0 小鏈輪齒數(shù)系數(shù)：取單排鏈 , 由表 101( 教材 P16）取 1、 0 由式，得因?yàn)?r min，查圖 10-2 （教材 164) ，得選鏈號(hào)No10A，節(jié)距。3) 計(jì)算鏈長(zhǎng) : 初選 :鏈長(zhǎng)：取所以，鏈得中心距

8、 ) 驗(yàn)算鏈速：，適合 . ) 選擇潤(rùn)滑方式 :按 , 鏈號(hào) 1 , 查圖 10- 6（教材 167）選用滴油潤(rùn)滑 .6) 作用在軸上得力 : 有效圓周力：作用在軸上得力 :7）鏈輪尺寸及結(jié)構(gòu) :分度圓直徑3、2 減速器以?xún)?nèi)得傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算3 2。1 設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)1) 材料得選擇：小齒輪選用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度 24 86H S，大齒輪選用 45 鋼，正火處理，齒面硬度 1 217 BS。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) :N160n1 jL h609601( 830082)2. 21109查圖 1 1 ( 教材 P8),( 允許一定點(diǎn)蝕）取，由圖 11-15( 教材 17) ，得取，由圖 1-1

9、3(b ）( 教材 P 8），得,許用接觸應(yīng)力：因 , 故取2) 按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距 : 小輪轉(zhuǎn)矩，初取取 ,由表 1- ( 教材 P181）得：由圖 11（教材 P18）得：因?yàn)榫褪菧p速傳動(dòng)，由式（ 1117）（教材 182）計(jì)算中心距 :查表 12(P 08) ，在 40 系列中取中心距 a=15m、估算模數(shù)：m0.007 0.02 a0.007 0.02115 0.735 2.5mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) ( )確定齒數(shù)：小齒輪齒數(shù)：大齒輪齒數(shù) :取 , 。實(shí)際傳動(dòng)比 :傳動(dòng)比誤差：, 在允許范圍內(nèi)。齒輪分度圓直徑：圓周速度：所以采用油潤(rùn)滑 .由表 11-6 （教材 P85）, 取齒輪精度為

10、8 級(jí)。3）驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度：計(jì)算載荷系數(shù)：按電機(jī)驅(qū)動(dòng) , 載荷平穩(wěn)，由表113( 教材 P16) ，取 :計(jì)算，由圖 11-2 （b）（教材 77），按 8 級(jí)精度得：齒寬。由圖 113（a) （教材 P1 7），按，考慮軸得剛度較大與齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱(chēng)布置得:由表 11-4 （教材 8），得：載荷系數(shù) :計(jì)算齒面接觸應(yīng)力：由圖 1（教材 P17) ，得 , ，所以：查由圖 16( 教材 P180）得 :齒面接觸應(yīng)力：故在安全范圍內(nèi)。）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：按，由圖 111（教材 P183)得： ,由圖 11 1( 教材 P8) 得, ，由圖 11-1 ( 教材 P184）得，由圖 1

11、1- 6（b) （教材 P187)，得 ,，由圖 1-17 （教材 P188)，得 , ，由圖 11 1（教材 P88) 得，取 , ，由式 (11- )( 教材 P8) 計(jì)算許用彎曲應(yīng)力：F12KT1 YFa1Ysa1Y2 1.24 33430 2.75 1.58 0.68bd m46 46 2157.88MPaF1 407.14MPa故安全 .故安全。5) 齒輪主要幾何參數(shù)：， , ，齒寬，取4、 軸得設(shè)計(jì)計(jì)算4、初步確定軸得直徑與長(zhǎng)度 .1 1 高速軸及聯(lián)軸器得設(shè)計(jì)1) 初步選定減速器高速軸外伸段軸徑：根據(jù)所選電機(jī) , 則2) 選擇聯(lián)軸器：聯(lián)軸器所傳遞得標(biāo)稱(chēng)扭矩：根據(jù)傳動(dòng)裝置得工作條件擬

12、選用X 型彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器（GB/T4323-002）查表 16（教材 P268),取工作情況系數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩. 因此選 L4 號(hào)聯(lián)軸器。3) 最后確定減速器高速軸外伸直徑為 .4) 確定減速器高速軸各段軸徑及密封d=3 m,d1 d(3 4)c134.8 36.4(mm)(C11.6)查表（）由旋轉(zhuǎn)唇形密封圈（GB / T13871.1）2 -15- 8 ( P143)2007得 d1 35mm按滾動(dòng)軸承取標(biāo)準(zhǔn)直徑。5） 確定減速器高速軸各段軸長(zhǎng)）選擇高速軸得軸承選擇 6207（ GB/ 276- 994) 型號(hào)聯(lián)軸器；軸承外徑D 72mm4.1.2 低速軸得設(shè)計(jì)計(jì)算1） 選擇軸得材料選擇材料為

13、 45 號(hào)鋼 , 調(diào)質(zhì)處理。 )初步計(jì)算軸伸直徑按一個(gè)鍵槽考慮，最小直徑加大5得取d1d0( 3 4) 130 ( 3 4) 1. 634. 8 36. 4mmC查表 -15-8( 43) ，取查表 2- 33（ P131） , 由圓錐滾子軸承 (G/T9 1994）選擇 30208 型號(hào)得圓錐滾子軸承。（ P 8)d4d3( 3 4)1 42. 5 ( 3 4） 2. 048. 5 50. （5mm）c取3)計(jì)算各段軸得長(zhǎng)度確定小鏈輪得轂孔直徑與輪轂寬度小鏈輪轂孔與軸伸配合安裝，即轂孔直徑等于軸伸直徑。查圖 2- - （ P97），鏈輪輪轂寬度取L1L鏈輪-（0. 5 1） 55 - ( 0

14、. 5 1)54 54. 5( mm）取其中，軸承端面到箱體內(nèi)壁距離取整數(shù)軸總長(zhǎng)度、 2 軸得強(qiáng)度校核4.2 。 1 計(jì)算大齒輪上得作用力轉(zhuǎn)矩圓周力徑向力。 2.2 繪軸得受力簡(jiǎn)圖，求支座反力abcdMefg1）垂直面支座反力據(jù)，得根據(jù)，得2）水平面支座反力據(jù) , 得據(jù)，得受力簡(jiǎn)圖如圖 (b ）4.2 。 3 作彎矩圖1）垂直面彎矩 MY 圖C 點(diǎn)垂直面彎矩圖如圖 (c)）水平面彎矩Z 圖A 點(diǎn)點(diǎn)水平面彎矩圖如圖（ d)3）合成彎矩圖點(diǎn)合成彎矩圖如圖（ e） .2.作轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩圖如圖（ f) .作當(dāng)量彎矩圖該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力考慮，取當(dāng)量彎矩A 點(diǎn)C 點(diǎn)D 點(diǎn)當(dāng)量彎矩圖如圖（）4.

15、2.6 校核軸得強(qiáng)度由以上分析可見(jiàn)， A 點(diǎn)彎矩值最大，而D 點(diǎn)軸徑最小 , 所以該軸危險(xiǎn)斷面就是點(diǎn)與D點(diǎn)所在剖面。查表 131( 教材 P 8）得查表 1-2 （教材 4）得。A 點(diǎn)軸徑安全。點(diǎn)軸徑該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸得直徑30mm,安全。5、 滾動(dòng)軸承得選擇及其壽命驗(yàn)算5、1 低速軸軸承1）選定軸承類(lèi)型及初定型號(hào)深溝球軸承（ GB/T97199 ) ，型號(hào) 20：查表得， . ) 計(jì)算徑向支反力取3) 校核軸承壽命故滿(mǎn)足軸承得壽命要求。6、 鍵聯(lián)接得選擇與驗(yàn)算6、減速器大齒輪與低速軸得鍵聯(lián)接1) 鍵得材料、類(lèi)型鍵得材料選用 45 鋼, 選用 A 型普通平鍵。2) 確定鍵得尺寸查表 212

16、 3(P22) ：選圓頭普通平鍵 12鍵長(zhǎng) =（ 890) m 取 37m）驗(yàn)算鍵得擠壓強(qiáng)度鍵與軸得材料為鋼，輪轂材料為 45 鋼，所以按鋼校核鍵連接得擠壓強(qiáng)度。查表 9- ( 教材 P135），得許用擠壓應(yīng)力鍵得計(jì)算長(zhǎng)度 , 由下式得該鍵安全。所以選鍵12 40GB/T10962003。6、小鏈輪與減速器低速軸軸伸得鍵聯(lián)接1）鍵得材料、類(lèi)型鍵得材料選用 4鋼 , 選用型普通平鍵 .2）確定鍵得尺寸查表2-12 1（ P 2） ,選擇普通平鍵 1045 GB/T109 2003R=,l=L-b=38m、3) 驗(yàn)算鍵得擠壓強(qiáng)度鍵與軸得材料為鋼 , 輪轂材料為 45 鋼，所以按鋼校核鍵連接得擠壓強(qiáng)

17、度。查表 -7( 教材 P35) ，得許用擠壓應(yīng)力該鍵安全、所以選鍵 8746 GB 109 203。6、聯(lián)軸器與減速器高速軸軸伸得鍵連接1）鍵得材料、類(lèi)型鍵得材料選用 45 鋼，選用 A 型普通平鍵 .2）確定鍵得尺寸查表 -1 1 (P22）: 選圓頭普通平鍵鍵長(zhǎng) =(18 0)m 取 L m873) 驗(yàn)算鍵得擠壓強(qiáng)度鍵與軸得材料為鋼 , 輪轂材料為 5 鋼，所以按鋼校核鍵連接得擠壓強(qiáng)度。查表 97（教材 P13） , 得許用擠壓應(yīng)力鍵得計(jì)算長(zhǎng)度，由下式得該鍵安全。所以選鍵8 50 GB T1 6 03.、 減速器得潤(rùn)滑及密封形式選擇1）軸承及齒輪潤(rùn)滑：根據(jù)減速器齒輪得圓周速度，減速器軸承采用飛濺潤(rùn)滑，根據(jù)工作環(huán)境及工作強(qiáng)度，查表 215（ P141）,齒輪潤(rùn)滑油選用抗氧防銹工業(yè)齒輪油（ KB)。2）密封圈：根據(jù)減速器得工