機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書ZDD10

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2011年7月18日一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1） 設(shè)計(jì)題目 ：設(shè)計(jì)膠帶輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置2） 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102多灰塵稍有波動(dòng)小批3） 技術(shù)數(shù)據(jù)題號(hào)滾筒圓周力F(N)帶速 v(m/s)滾筒直徑 D(mm)滾筒長(zhǎng)度 L(mm)ZDD-1015001.6250600二、電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算1）、選擇電動(dòng)機(jī)系列 根據(jù)工作要求及工作條件應(yīng)選用三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380伏，Y系列電動(dòng)機(jī)2）、滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的有效功率根據(jù)表2-11-1確定各部分的效率:V帶傳動(dòng)效率 1 =0.95一對(duì)滾動(dòng)軸承效率 2 =0.99閉式齒輪的傳動(dòng)效率 3 =0.97

2、彈性聯(lián)軸器效率 4 =0.99滑動(dòng)軸承傳動(dòng)效率 5 0.97 傳動(dòng)滾筒效率 6=0.96 則總的傳動(dòng)總效率 = 1×22 ×3×4×5×6 = 0.95×0.99×0.99×0.97×0.99×0.97×0.96 = 0.8326 3).電機(jī)的轉(zhuǎn)速 所需的電動(dòng)機(jī)的功率 現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速為1500r/min 及1000r/min兩種方案進(jìn)行比較，傳動(dòng)比，由表2-18-1查得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)，方案號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率(kW)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速(r/min)總傳動(dòng)比1Y100L2-43.0

3、1500143011.72Y132S-63.010009607.86 比較兩種方案，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案2 選電動(dòng)機(jī)Y132S6型 ，額定功率3.0kw, 同步轉(zhuǎn)速1000r/min,滿載轉(zhuǎn)速960r/min。同時(shí)，由表4.12-2查得電動(dòng)機(jī)中心高 H=132mm，外伸軸段 D×E=38mm×80mm。三、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 （一）傳動(dòng)比的分配 總傳動(dòng)比;由表2-11-1取V帶傳動(dòng)的= 2，則減速器的傳動(dòng)比為：i減=i/i帶=7.86/2=3.93此分配的傳動(dòng)比只是初步的，實(shí)際的要在傳動(dòng)零件的參數(shù)和尺寸確定后才能確定，并且允許有（3-5%）的誤差。

4、（二） 各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算0軸：（電動(dòng)機(jī)軸） P0=Pr=2.88kw n0=960r/min T0 =9550*p0/ n0=9550*2.88/960=28.65Nm 1軸：（減速器高速軸） P1=P0*01= 2.88*0.95=2.736kw n1=n0/i01=960/2=480r/min T1=9550*P2/n2=9550*2.736/480=54.435Nm 2軸：（減速器低速軸） P2=P1*12=2.736*0.99*0.97=2.627kw n2=n1/i12=480/3.93=122.137r/min T2=9550*2.627/122.137=205.407N

5、m 3軸：（傳動(dòng)滾筒軸） n3=n2/i23=122.137/1=122.137r/min P3=P2*23=2.627*0.99*0.99=2.57kwT3=9550*2.57/122.137=200.095Nm表-各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸序號(hào)功率P(kw)轉(zhuǎn)速n(r/min)轉(zhuǎn)矩(N.m)傳動(dòng)形式傳動(dòng)比效率02.8896028.65帶傳動(dòng)2.00.9512.73648054.435齒輪傳動(dòng)3.930.9622.627122.137205.407彈性聯(lián)軸器10.9932.57122.137200.095四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.選擇V帶的型號(hào) 因?yàn)樾≥喌霓D(zhuǎn)速是960r/min，班制是2年，載

6、荷變動(dòng)小，取Ka=1.2;計(jì)算功率Pc=Ka*P0 =1.2*3.0=3.6kw查課本圖10-8，可得選用A型號(hào)帶，dd1min =75mm;由表10-4，取小帶輪標(biāo)準(zhǔn)直徑 即dd1=100mm2.驗(yàn)算帶速V=* dd1 *n0 /（60*1000）=5.03;滿足5m/s <= V<=25m/s;3.確定大帶輪的標(biāo)準(zhǔn)直徑: 查表10-5，取其標(biāo)準(zhǔn)值dd2=200mm4.確定中心距a 和帶長(zhǎng)Ld:V帶的中心距過(guò)長(zhǎng)會(huì)使結(jié)構(gòu)不緊湊，會(huì)減低帶傳動(dòng)的工作能力； 初定中心距a0=(0.7-2.0)( dd1 +dd2)=210600 mm 取420mm帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld0=2a0 +/2 *(

7、 dd1 +dd2)+(dd2 dd1)2/4a0=1317.2 mm;查表10-2可得，取Ld=1250mm;由 Ld 反過(guò)來(lái)求實(shí)際的中心距 a =a0 +(Ld Ld0)/2 =386.4mm5.驗(yàn)算小輪包角 =1800-(dd2-dd1)/a*=165.1700>1200 符合要求； 6.計(jì)算帶的根數(shù)； z = Pc /(P0 +P0)*Ka* KL 查表10-7可得，P0 =0.92kw, P0=0.12kw 查表10-6可得，Ka =0.96, 查表10-2可得，KL = 0.93 代入得，z =3.6/(0.92+0.12)*0.926*0.93 =3.9; 取z=4根；7.

8、計(jì)算作用在軸上的載荷FR 單根帶的初拉力， F0 = 500* Pc/（vz） *(2.5/Ka -1 ) +qv2 =500*3.6/（5.027*4）*（2.5/0.96-1）+0.1*5.0272 =146.1NFR =2 F0 *z *sin= 2* 146.1 *4* sin =1159N減速器內(nèi)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算；小齒輪 40Cr鋼 調(diào)質(zhì)處理 齒面硬度 250-280HBS大齒輪 zg310-570鋼 正火處理 齒面硬度 162-185HBS 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)=60*480*1*（10*300*8*2）=1.38*109 N2=N1/i=1.38*109/2=6.9*108查圖11

9、-14得，ZN1=1.0 ZN2=1.05（允許一定點(diǎn)蝕）由圖11-15，ZX1=ZX2=1.0 ，取SHmin=1.0 由圖11-13（b）得 計(jì)算許用接觸應(yīng)力 因，故取2） 按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距 小輪轉(zhuǎn)矩T1=52724N·mm初取，由表11-5得減速傳動(dòng)，;取由圖11-7可得，=2.45；計(jì)算中心距a由4.2-10,取中心距a=132mm。 a=132mm估算模數(shù)mn=(0.0070.02)a=0.9242.64mm,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn=2mm。 mn=2mm 小齒輪齒數(shù)：大齒輪齒數(shù)： z2=uz1=26.19*3.93=102.93取z1=26，z2=103 z1=26，z2

10、=103 實(shí)際傳動(dòng)比傳動(dòng)比誤差， 修正螺旋角與初選=12° 相近，zn和z可不修正齒輪分度圓直徑 圓周速度由表11-6,取齒輪精度為8級(jí).并且采用干油潤(rùn)滑。(3) 驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 按電機(jī)驅(qū)動(dòng),載荷稍有波動(dòng),由表11-3,取KA=1.25 由圖11-2b，按8級(jí)精度和得Kv=1.04。齒寬。由圖11-3a，按b/d1=52.8/53.21=0.992,考慮軸的剛度較大和齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置，得K=1.09。由表11-4，得K=1.2載荷系數(shù)齒頂圓直徑 由圖11-4按zv1=z1/cos3=26/cos312。1420=27.9 zv2=z2/cos3=103/cos312。1

11、420=110.3查圖11-6可得，計(jì)算齒面接觸應(yīng)力故安全。（4） 驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度按Zv1=27.9，Zv2=1,由圖11-16b得，由圖11-17得Y=1.0，Y=1.0m=2mm<5mm,故Y=Y=1.0。取Y=2.0，S=1.4計(jì)算許用彎曲應(yīng)力，由圖11-10得Y=2.59，Y=2.18由圖11-11得Y=1.63，Y=1.82。計(jì)算Y，由圖11-21得Y=0.9 （5） 齒輪主要幾何參數(shù) z1=26, z2=103, u=3.962, mn=2 mm, =12°1420, d1=54.92mm, d2=217.124 mm,mt=mn/cos=2.11mm ha1

12、 = ha2 =2mm,da1=58.92mm, da2=221.12 mm df1=49.9mm, df2=212.14 mm, a=132mm 齒寬b2 = b 1 =53mm, b1=b2+(510)=59mm 五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（一） 高速軸的設(shè)計(jì)，聯(lián)軸器的選擇1 初步估定減速器高速軸外伸段軸徑,受鍵槽影響加大%5取24mm （二） 低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.,受鍵槽影響加，軸徑加大, , 取38。 因?yàn)槭切∨a(chǎn)，故軸外伸段采用圓柱形。初取聯(lián)軸器HL3,公稱轉(zhuǎn)矩Tn=1.5 665.38 =998.87 N·mTc=KT=1250 N·m>Tn=998.87 N&#

13、183;m滿足要求 取軸伸長(zhǎng)d=60mm2 選擇聯(lián)軸器擬選用彈性聯(lián)軸器（GB5014-85） 名義轉(zhuǎn)矩T=9550×=262.7Nm 計(jì)算轉(zhuǎn)矩為TC=KT=1.5×262.7=394.05N·m從表2-14-1可查得，HL3滿足TN > Tcn=5000r/min>n=95.5r/min;由表查得，L=60mm;六、軸的強(qiáng)度校核1.低速軸校核： 作用在齒輪上的圓周力 徑向力 軸向力 .垂直面支座反力在 b. 水平面支座反力得， ， C點(diǎn) ，垂直面內(nèi)彎矩圖 C點(diǎn)右 C點(diǎn)左, a. 合成彎矩圖C點(diǎn)右, C點(diǎn)左, （） 作轉(zhuǎn)矩T圖（） 作當(dāng)量彎矩圖 該軸單向

14、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=0.6 C點(diǎn)左邊 C點(diǎn)右邊 D點(diǎn) （） 校核軸的強(qiáng)度按當(dāng)量轉(zhuǎn)矩計(jì)算軸的直徑：（軸的材料選擇45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼） 由以上分析可見(jiàn)，C點(diǎn)彎矩值最大，而D點(diǎn)軸徑最小，所以該軸危險(xiǎn)斷面是C點(diǎn)和D點(diǎn)所在剖面。查表13-1得查表13-2得。C點(diǎn)軸徑 因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽。該值小于原 設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸徑57mm，故安全。D點(diǎn)軸徑 因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽。該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸徑31mm，故安全。滾動(dòng)軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算低速軸軸承選擇一對(duì)6210深溝球軸承，低速軸軸承校核：1）、確定軸承的承載能力查表14-16，軸承6210的=19.8kN，c=27kN.2）、計(jì)算徑向支反力 3）、

15、求軸承軸向載荷 A1=0 A2=426N 4）、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷A2/C0=426/19800=0.022插值定e2=0.21由A2/R2 =0.3550.21查表14-11 X2=0.56，Y2=1.50查表14-8和14-9，取fp=1.1，ft=1.0P1 =R1=486NP2= X2R2 +Y2A2=1.52*103N;為P2>P1,按P2 計(jì)算， 故深溝球軸承6210適用。八、鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算(一) 高速軸上鍵的選擇選擇普通平鍵8×7 GB1096-79 (三).低速軸上鍵的選擇1、 齒輪處 選擇普通平鍵16×10 GB1096-79型2、外伸處：選擇鍵10×8， GB1096-79九、減速器的潤(rùn)滑及密封形式選擇1 減速器的潤(rùn)滑