WD-6機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書解讀

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院2010 級(jí)機(jī)制一班設(shè)計(jì)者：學(xué)號(hào)：目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 2二、電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 2三、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算 3四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 3五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 6六、滾動(dòng)軸承的選擇和壽命計(jì)算 9七、鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算 11八、選擇聯(lián)軸器 12九、減速器的潤(rùn)滑及密封形式選擇 12十、參考材料 13、設(shè)計(jì)任務(wù)書1、題目：WD 6B膠帶輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置2、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù):滾筒圓周力帶速滾筒直徑滾筒長(zhǎng)度F=2000NV=0.50m/sD=300mmL=400mm3、工作條件:工作年限工作班制工作環(huán)境載荷性質(zhì)生產(chǎn)批量10年2班多灰塵稍有波動(dòng)小批.電動(dòng)機(jī)的選

2、擇計(jì)算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)，封閉式結(jié)構(gòu)，電 壓380V, Y系列。2、選擇電動(dòng)機(jī)功率卷筒所需有效功率 Pw=FW/1000=2000 鬼.50 /1000=1.0kw傳動(dòng)裝置總效率：n = n筒Xq蝸Xn鏈Xq承3葉聯(lián)=0.658其中，按表4.2-9取滾筒效率n 筒=0.96蝸桿傳動(dòng)效率n蝸=0.82鏈條傳動(dòng)效率n鏈=0.92圓錐滾子軸承效率n承=0.98聯(lián)軸器效率n聯(lián)=0.99所需電動(dòng)機(jī)功率 Pr=Pw/ n =1.0/0.658=1.520kw查表4.12-1:選丫10011-4型。額定功率2.2kw，同步轉(zhuǎn)速 1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速 n0=142

3、0r/min。查表4.12-2知電動(dòng)機(jī)中心高H=100mm,外伸軸段DXE=28mrX 60mm.PW=1.0kw n =0.658FR=1.520kwDXE=28mrX 60mm.n w=31.85r/min i=44.58i 蝸=22.293、分配傳動(dòng)比滾筒軸轉(zhuǎn)速 nw=60v/( n XD)=60 0.50/(0.30 nX=31.85r/min. 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比i=n0/nw=1420/31.85=44.58據(jù)表4.2-9,取i鏈=2,則i 蝸=i/ i 鏈=44.58/2=22.29三、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算0軸（電動(dòng)機(jī)軸）：P=Pr=1.520kw， n0=1420

4、 r/minT0=9.55)P0/n0=10.22N m；1軸（減速器高速軸）:P1=P0Xn 聯(lián)=1.50kw，n1= n0=1420r/mi n,T 1=9.55)P1/n1=10.09N m；2軸（減速器低速軸）:P2= P1 Xn 蝸 K X T2 X( 496/ (Z2 X t h ) 2=996mm323由表 6-2，取 m=5，d1=40mm。(m d1=1000mm )e) 驗(yàn)算蝸輪的圓周速度VV2= n X mXZ2X n2/ (60X 1000) =0.75m/s3m/s,故取Kv=1.05是合適的。Kv=1.05,K=1.578N=1.83X 102t h =186.35

5、N/mmt h 268N/mm2;m=5，d1=40mmV2=0.75m/s(4)、分度圓直徑 di、d2及中心矩a 蝸桿分度圓直徑d1 =40mm,蝸輪分度圓直徑 d2=mX Z2=225mm 中心矩 a= (d什d2)/2=132.5mm，取實(shí)際中心矩a=130mm，則蝸輪需變位 蝸輪的變位系數(shù) X2=(a-a)/m= -0.5d1=40mm, d2=225mm a=132.5mm(5)、校核蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由表 6-8,按 Z2=45，查得 YFa=2.06,2由表 6-9 查得T F 56N/mm，則許用彎曲應(yīng)力為T f= T fx( 106/N) 1/9=32.16N/mm2蝸桿

6、分度圓柱導(dǎo)程角丫，tan 丫 =Z1 X m/d1=0.25, 故丫 =16得 T f=1.53x K x T2X cosY X YFa/ (dX d2X m) 22=19.32N/mm m+25=78.5mmb) 蝸輪k齒頂高 ha2=(ha +X2)m=2.5mm* *齒根咼 hf2=(ha +c X2) m=8.5mm齒高 h2=ha2+hf2=11mm分度圓直徑d2=mxZ2=225mm喉圓直徑 da2=d2+2ha2=230mm齒根圓直徑 df2=df 2hf2=208mm咽喉母圓半徑rg2=a da2/2=15mm齒寬 b2 0.206m油的工作溫度t=80C,周圍空氣溫度t0=2

7、0C，則2A 1000 P1 X1 n )/(kdX(t 10)=0.206 m(8 )、精度及齒面粗糙度的選擇由表6-1,按V2=0.75m/s為一般動(dòng)力傳動(dòng),取精度等級(jí)為8級(jí),標(biāo)準(zhǔn)為8c GB10089 88。蝸桿齒面粗糙度Ra13.2卩m,蝸輪齒面粗糙度Ra2 3.2 卩 m。(9)、潤(rùn)滑油的選擇及裝油量的計(jì)算A )、潤(rùn)滑油牌號(hào)的選擇E =90.2N min/m力-速度因子E =T2/a3n1=54.9N min/m由圖6-15查得40C,運(yùn)動(dòng)粘度為220mm2/s, 再由表6-12選G N220w蝸輪蝸桿油。B)、裝油量的計(jì)算蝸桿浸油深度為(0.751.0) h (h為蝸桿的螺牙高或全

8、齒 高),同時(shí)油面不能超過蝸桿軸承最低位置滾動(dòng)體的中心。2、滾子鏈傳動(dòng)(1 )、確定鏈輪齒數(shù)由 i=2，設(shè)鏈速 V Ka X Kz X p/Kp=1.06kw其中由表4-6得Ka=1，由圖4-12得Kz=0.88，由表4-7 按單排鏈考慮Kp=1。p=19.05mm由Po=1.O6kw及ni=63.7r/min,由圖4-10選定鏈型號(hào)為 No.12A，p=19.05mm。(3 )、驗(yàn)算鏈速V=0.33 m/sV=Zi X niX p/ (60X 1000) =0.34m/s,V=0.34 Ft) =Q/(Ka X1000P/V)=6.79 S, 其中，S=48;查表，可得 Q=31100; K

9、a=1 鏈速適宜。(4)、計(jì)算鏈節(jié)數(shù)與實(shí)際中心矩由 a0=50X p=571.5mm，鏈節(jié)數(shù)Lp0=2a/p+ (乙 +Z2)/2+ (p/a0)X( Z2-ZJ /2 n )a0=571.5mm a=579 mm=131.6節(jié)，取Lp=132節(jié)，確定實(shí)際中心矩a=aj+ ( Lp- Lp0) X P/2=579 mm因此選擇 滾子鏈 12A 1X88GB1243.1-83。(5)、確定潤(rùn)滑方法由鏈速V=0.34m/s,及鏈號(hào)12A，由圖4-15選人工定期 潤(rùn)滑。(6) 、計(jì)算對(duì)軸的作用力取 Kq=1.2，Q=1000X Kq X P/V=4271N(7) 、計(jì)算鏈輪主要幾何尺寸分度圓直徑 d

10、1=p/sin( 180o/Z1) =103.67mm d2=p/sin (180/Z2)=206.46mm。五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算作用于蝸輪的圓周力、徑向力、軸向力為圓周力 Ft=2X T2/d2 =1612.44N軸向力 R=2X T1/d1 =504.5N徑向力 Fr=FaX tan20=163.9N由圖可知 L1=85mm， L2=60mm， L3=60mmQ=4271Nd1=103.67mmd2=206.46mmFa=504.2NFr=163.9NL1=85mmL2=60mm(1)、繪軸的受力簡(jiǎn)圖，求支座反力:由刀 My=O,得 Rby X 55L3=55mm由刀 Y=0 ,得 Rax+F

11、bx+Fr2=O由刀Mz=O，得 QX 120-FbyX 68=0由刀Z=0 ,得 Q-Fay-Fby=O求得支座反力為：Fbx=341.6NFax=-88ONFBy=-2415NFav=57OONrrrniniflTnnWinwrhTTniniilllllllliim 1.1(2)、作彎矩圖:A、垂直面彎矩Mx圖：C 點(diǎn)左邊 Mcx=Fx X L2=-880X 68=59840N mmC 點(diǎn)右邊 Mcx=-FxX L3=-341.6X 68=-21392.8 N mmB、水平面彎矩My圖：Ma=3285X 120=394200N mmMc= Ma /2=-197100N mmC、合成彎矩M圖

12、：Ma=394200N mmMe = ( Mcy2+Mcx2) 1/2=198258N mm(3 )、作轉(zhuǎn)矩T圖：T=174.98N m(4)、作計(jì)算彎矩 Mca圖： 該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力考慮，取a=0.62 2 1/2C 點(diǎn)左邊 Mcac= (Me + ( a X Tc)=224.1N mA 點(diǎn) McaA= (Ma2+ ( a XTo) 2) 1/2=407.9 N m(5 )、校核軸的強(qiáng)度： 由圖可知，C點(diǎn)彎矩值最大，A點(diǎn)軸徑最小，所以該軸 的危險(xiǎn)斷面是C點(diǎn)和A點(diǎn)所在剖面，由45鋼調(diào)質(zhì)處理 查表8-1得(T B=650N/mm，再由表8-3查得(T b -1=60

13、N/mm2 則 C 點(diǎn)軸徑dc( Mcae/0.1X c b-1)1/3 =28.8mm 考慮鍵槽影響，軸徑加大5%dc =28.8X( 1+0.05) =30.24mm 該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸徑40mm，安全。A 點(diǎn)軸徑 dA ( M caA/0.1 X c b -1)1/3=30.24mm 考慮鍵槽影響，軸徑加大5%dA=30.24X( 1+0.05) =31.75mm 該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸徑40mm，安全。(6 )、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度由圖可知，1 區(qū)剖面均為有應(yīng)力集中的剖面，均有可能 是危險(xiǎn)剖面。其中I 區(qū)剖面計(jì)算彎矩相同。U剖面與 川剖面相比較，只是應(yīng)力集中影響不同，可取應(yīng)力集中

14、系數(shù)值較大者計(jì)算即可。同理，切、剖面承載情況也 相近，可取應(yīng)力集中系數(shù)值較大者計(jì)算。a )、校核n、 I剖面的疲勞強(qiáng)度I剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)由副表1-1查得：kc=1.825，kt=1.625n剖面因配合引起的應(yīng)力集中系數(shù)由副表1-1查得：k c=1.825, kT=1.620n剖面因過渡圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)由副表1-1查得:(D-d) /r= (45-40) /1=5，r/d=1/40=0.025,kc=1.90， kt=1.58因in剖面主要受轉(zhuǎn)矩作用，故校核i剖面。I剖面產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力、應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為T max=T/WT=174.98/(0.2X 40)=13.67N/m

15、m22T a= t m= t max/2=6.84N/mm45鋼機(jī)械性能查表8-1得：2 2(T -i=268N/mm , t -i=155N/mm ;絕對(duì)尺寸影響系數(shù)由副表1-4查得：=0.84, t =0.78; 表面質(zhì)量系數(shù)由副表1-5查得：B =0.92, B t =0.92;查表 1-5得 書 =0.34,書 t=0.21。I剖面的安全系數(shù)為S=St = T -1/ ( K t X t a ( B t X t ) + tX t m) =11.58.取S=1.51.8, SS,所以I剖面安全。B)、校核W、剖面的疲勞強(qiáng)度 切剖面因配合引起的應(yīng)力集中系數(shù)由副表1-1查得：k =1.88,

16、 kT=1.43W剖面因過度圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)由副表1-2查得:(D-d) /r= (50-45) /1=5, r/d=1/45=0.022,k=1.88, kT =1.43剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)由副表1-1查得：k=1.825, kt =1.625故應(yīng)按過度圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)校核W剖面。W剖面承受的彎矩和轉(zhuǎn)矩分別為M w =Mc ( L1-B/2) /L1=354.7N mTw=T=174.98N -mW剖面產(chǎn)生的正應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為2 max=M w/W=36.4N/mm2 a= max=36.4N/mm , m=0W剖面產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為2t ma

17、x=Tw/WT=8.99N/mm2T = T m= t max/2=4.49N/mm絕對(duì)尺寸影響系數(shù)由副表1-4查得： =0.77, T =0.82，表面質(zhì)量系數(shù)同上。W剖面的安全系數(shù)為S= -1/ ( K X a/ ( B X ) +書 X m) =3.3.St = T -1/ ( K t X t a/ ( B t X t) + tX t m) =19S=SSt/ (S2+St2) 1/2=3.25S S=1.51.8，所以W剖面安全。六、圓錐滾子軸承的選擇和壽命計(jì)算1、蝸桿軸承d=30mmD=62mm選擇圓錐滾子軸承代號(hào)為30206 d=30mm,D=62mm作用于蝸桿的圓周力、徑向力、軸

18、向力為：圓周力：Ft=481.2NFt=481.2N徑向力：Fa=2392.42NFa=2392.42軸向力：Fr=870.77NFr=870.77N轉(zhuǎn)速：n=960r/mi nn=960r/mi n(1)、計(jì)算軸承徑向支反力：水平支反力：由已知條件知 Rh=FCh=R/2=300.4NR ah=300.4N(2)、計(jì)算派生軸向力 S查表 9-12，S=R/( 2X Y)查表 9-7, 30206軸承的 Y=1.6, C=41200N e=0.37Si=R/ (2XY) =93.9NS2=F2/ (2X Y) =93.9NSi=93.9NS2=93.9NSi、S2的方向相向。(3)、求軸承軸向

19、載荷 A由結(jié)構(gòu)知，F(xiàn)A=Fa=1651NAi=max(S2+Fa, Si) =1744.6NA2=max ( Si-Fa , S2) =1556.9NFa=2146Ni=1744.6N2=1556.9N(4)、計(jì)算軸承當(dāng)量載荷 P由 A/RAe,查表 9-10 得為=0.4,丫1=1.6由 A/Rce,查表 9-10 得 X2=0.4,Y 2=1.6查表9-11,按傳動(dòng)裝置查取fd=1.2,根據(jù)合成彎矩圖,取f m1=f m2=1,按P1取值。則1=3491.8N10h=44434hP1=f d X f m1 X (X1 X R1+Y1X A1)=3491.8N(5)、計(jì)算軸承壽命因?yàn)镻1F2

20、,故按P1計(jì)算.查表9-8,f t=1.由于是滾子軸承, 故壽命系數(shù)取值為& =10/3L10h=(f t X C/P)10/3 X 106/(60 X n)=44434hL由表9-9查得L 10h=25000H，由L10h L伽可知，軸承滿足使用要求。2、蝸輪軸承壽命計(jì)算蝸輪軸承 選用圓錐滾子軸承代號(hào)30210d=50mm, D=90mm。作用于蝸輪的圓周力、徑向力、軸向力為：圓周力：Ft=1651N徑向力：Fa=438.3N軸向力：Fr=600.8N轉(zhuǎn)速：n=52.83r/mi n(1)、計(jì)算軸承的徑向支反力水平支反力：FBh= Ft/2=5700N R dh=F/2=2415N垂直支反力

21、：FBv=880N, Rdv=341.6N合成支反力：R=FB=5767.5N, R?=Rd=2439N(2)、計(jì)算派生軸向力 S由表 9-12 , S=R/( 2X Y。查表 9-7 , 30210軸承的 Y=1.4, C=72200N e=0.42。 Si=R/ (2X Y) =2059.8N, S2=F2/ (2X Y) =871N。Si=2059.8NS2=871N(3) 、求軸承的軸向載荷 A由結(jié)構(gòu)知，F(xiàn)A=Fa=438.3NAi=max(S2+Fa, Si) =2059.8N,A2=max ( Si-Fa , S2) =1621.5N。(4) 、計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 P由 A/R1

22、=0.36e=0.42，查表 9-10 ,人=1, 丫1=0。由 Ae/R2=0.66e=0.42，查表 9-10 , X2=0.4 , Y2=1.4。 查表9-11，按傳動(dòng)裝置查取fd=1，根據(jù)合成彎矩圖， 取 f m=1.5 oP1=fd X f mX (X1X R+ Y1X A)=10381.5NP2=fd X f mX (X2X F2+Y2 X A2)=3894.5N按靜強(qiáng)度計(jì)算P=0.5RX YA由 PR得取 P=R=5767.5.(5) 、計(jì)算軸承的壽命因?yàn)镻2 L伽 可知， 軸承滿足使用要求。七、鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算10h=198799h1、鍵的選擇(1 )、蝸桿軸上的鍵選擇蝸桿軸的鍵槽在端部，選擇GB1096-79普通平鍵A型bX hX 1=6 X 6x 28b X h X 1=6 X 6 X 28(2)、蝸輪軸上的鍵選擇蝸輪軸輸出端部選擇 GB1096-79普通平鍵 A型bX hX 1=12 X 8X 75bX hX 1=12 X 8X 75蝸輪軸輪部選擇 GB1096-79普通平鍵A型bx hx 1=16 X 10X 52bx hx l=16 X 10X 522、鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算(1 )、蝸桿軸端部鍵d p=4X T/( dx h X l)=4 X 8766/( 6X 6X 28)=34.78N mm由于