机械设计基础课程设计ZDL系列(68页).doc

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1、-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102多灰尘稍有波动

2、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,Y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 (2)传动总效率 根据表4.2-9确定各部分的效率:弹性联轴器效率 1=0.99一对滚动轴承效率 2=0.98闭式齿轮的传动效率 3=0.97(8级)开式滚子链传动效率 4=0.92一对滑动轴承的效 5=0.97传动滚筒的效率 6=0.96 (3)所需的电动机的

3、功率 Pr=3.24kw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,Y系列。 查表2.9-1可选的Y系列三相异步电动机Y160M1-8型,额定,或选Y132M2-6型,额定。满足2.1.3确定电动机转速传动滚筒转速 现以同步转速为Y132S-4型(1500r/min) 及Y132M2-6型(1000r/min)两种方案比较,查得电动机数据方案号电动机型号额定功率(kW)同步转速(r/min)满载转速(r/min)电动机质量/kg总传动比1Y160M1-84750720737.542Y132M2-64100096011810.05 比较两种方案,方案2选用的电动机使总

4、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Y160M1-8。由表2.9-2查得其主要性能数据列于下表电动机额定功率/kW4电动机满载转速/(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2.0 2.2分配传动比(1) 总传动比 查表2.2-1得 齿轮传动的传动比为=3.6则取链传动比 2.3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 1轴: 即减速器的高速轴 2轴:即减速器的低速轴 3轴:即传动滚筒轴 2.3.2各轴运动及动力参数列表示轴序号功率P(kw)转速n(r

5、/min)转矩T(N.m)传动形式传动比i效率03.2572042.98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 所以取=25大链轮齿数 所以取=52实际传动比 2)确定链条节距由式 查表得,工况系数1.4小链轮齿数系数 取双排链,取=1.7 kW因为r/min查表得选链号No10A,节距p=15.8753)计算链长初选 =40p=4015.875=635mm链长 节取 =120节所以实际中心距

6、a6434)验算链速 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。6)作用在轴上的力有效圆周力 作用在轴上的力7)链轮尺寸及结构分度圆直径 3.2 减速器以内的传动零件设计计算设计齿轮传动1) 材料的选择:小齿轮选用45#钢,调质处理,齿面硬度217255HBS,大齿轮选用45#钢,正火处理,齿面硬度162217HBS。 计算应力循环次数查图11-14,ZN1=1.0 ZN2=1.05(允许一定点蚀)由式11-15,ZX1=ZX2=1.0 ,取SHmin=1.0 由图11-13b,得,计算许用接触应力 因,故取 2) 按齿面接触强度确定中心距 小轮转

7、矩初取,取,由表11-5得由图11-7得,减速传动,; 由式(5-39)计算中心距a由4.2-10,取中心距a=140mm。 a=140mm估算模数m=(0.0070.02)a=0.982.8mm,取标准模数m=2.5mm。 m=2.5mm 小齿轮齿数:大齿轮齿数: z2=uz1= z1=24,z2=88 取z1=24,z2=98 实际传动比传动比误差,在允许范围内。 齿轮分度圆直径 圆周速度由表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KA=1.25由图11-2(a),按8级精度和, 得Kv=1.03。齿宽。由图11-3(a),按b/

8、d1=56/60=0.93,取 K=1.08。由表11-4,得K=1.2载荷系数由图11-4,得 ,所以由图11-6得,计算齿面接触应力故在安全范围内。(4)校核齿根弯曲疲劳强度按Z1=27,Z2=98,由图11-10得,Y=2.65,Y=2.21由图11-11得,由图11-12得,由图11-16(b),得,由图11-17,得Y=1.0,Y=1.0由图11-18得,Y=Y=1.0。取Y=2.0,S=1.4计算齿根许用弯曲应力 (5) 齿轮主要几何参数 z1=24, z2=88, u=3.6, m=2.5 mm, mm, mm mm,mm mm mm , b1=b2+(510)=64mm 4.

9、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 则d=(0.81.0)d=(0.81.0)42=33.642mm 取d=35mm。 d=35mm 2 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)。计算转矩为 =1.553.1=79.7N.m 式中T联轴器所传递的标称扭矩, T=9.55=9.55N.m 工作情况系数,取=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()。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

10、器()。4.1.2 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.按转矩初步计算轴伸直径取d=35mm 4.2轴的强度校核计算小齿轮上的作用力转矩T=146N.m圆周力 Ft= N 径向力 Fr=483.09 N 轴向力 =0N() 绘轴的受力简图,求支座反力.垂直面支反力 RAY=663.64N RBY=663.64N b. 水平面支反力得, =241.55N RBZ=241.55N (2)作弯矩图a. 垂直面弯矩MY图B点 , McY=35800N.mm b. 水平面弯矩MZ图C点右 =13000N.mm C点左, =13000N.mm c. 合成弯矩图B点右, =38

11、000N.mm B点左, =38000N.mm () 作转矩T图 =42600N.mm() 作计算弯矩Mca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=0.6 B点左边 Mca左=45800N.mm B点右边 =45800N.mm D点 McaD=25560N.mm () 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得查表13-3得。C点轴径 因为有一个键槽。该值小于原 dc=20.7mm44mm ,故安全。D点轴径 因为有一个键槽。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

12、速轴轴承1)、选定轴承类型及初定型号深沟球轴承(GB/T276-94),型号6208 :查表得 2)、计算径向支反力 R1=1703.54N R2=3913.423N 3) 校核轴承寿命 故满足轴承的寿命要求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。6.键联接的选择和验算 (一).减速器大齿轮与低速轴的键联接1)键的材料类型45号钢,A型普通平键2)确定键的尺寸b=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,

13、键的计算长度 l=L-b=45-12=33mm由下式得该键安全。所以选1245GB1096-79(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b=10mm, h=8mm, L=50mm ,=100同上面的方法 因,故安全。所以选1050GB1096-79。(三).联轴器与减速器高速轴轴伸的联接 经计算得,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)计算转矩为 =1.2554.7=68.375mm 式中T联轴器所传递的标称扭矩, T=9.55=9.55 工作

14、情况系数,取=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()。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()。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Q235A。3 密封圈低速轴选用 40608 GB9877.1-88高速轴选用 40608 GB9877.1-889.参考文献 ZDL4B1、 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

15、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.设计内容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102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-418001.5300500

16、2.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,Y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 (2)传动总效率 根据表4.2-9确定各部分的效率:弹性联轴器效率 1=0.99一对滚动轴承效率 2=0.99闭式齿轮的传动效率 3=0.97(8级)开式滚子链传动效率 4=0.92一对滑动轴承的效 5=0.97传动滚筒的效率 6=0.96 (3)所需的电动机的功率 Pr=3.35kw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,Y系列。 查表2.9-1可选的Y系列三

17、相异步电动机Y112M-4型,额定,或选Y132M1-6型,额定。满足2.1.3确定电动机转速传动滚筒转速 现以同步转速为Y132S-4型(1500r/min) 及Y132M2-6型(1000r/min)两种方案比较,查得电动机数据方案号电动机型号额定功率(kW)同步转速(r/min)满载转速(r/min)电动机质量/kg总传动比1Y112M-44.0150014404315.082Y132M1-64.010009607310.05 比较两种方案,方案1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2。电动机型号为Y132M1-6。由表2.9-2查得其主要性能数据列于下表电动机额定

18、功率/kW4.0电动机满载转速/(r/min)960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/mm132堵转转矩/额定转矩2.0 2.2分配传动比(1) 总传动比 查表2.2-1得 取链传动比=2.5则齿轮传动的传动比为 2.3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 1轴: 即减速器的高速轴 2轴:即减速器的低速轴 3轴:即传动滚筒轴 2.3.2各轴运动及动力参数列表示轴序号功率P(kw)转速n(r/min)转矩T(N.m)传动形式传动比i效率03.3596033.33联轴器10.9913.3296033.03齿轮传动4

19、.0020.9823.19239.88127.00链传动2.50.9132.9195.95289.643.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 =23大链轮齿数 所以取 =57实际传动比 2)确定链条节距由式 查表得,工况系数1.4小链轮齿数系数 取双排链,由表1017取=1.7 kW因为r/min查表得选链号No10A,节距p=15.8753)计算链长初选 =40p=4015.875=635mm链长 节取 =122节所以实际中心距a6354)验算链速 V15 m/s 适合5)选择润滑方式按v=1.46m/s,链号10A,查图选用滴

20、油润滑。6)作用在轴上的力有效圆周力 作 用在轴上的力7)链轮尺寸及结构分度圆直径 3.2 减速器以内的传动零件设计计算设计齿轮传动1) 材料的选择:小齿轮选用45#钢,调质处理,齿面硬度217255HBS,大齿轮选用45#钢,正火处理,齿面硬度162217HBS。 计算应力循环次数查图11-14,ZN1=1.0 ZN2=1.07(允许一定点蚀)由式11-15,ZX1=ZX2=1.0 ,取SHmin=1.0 由图11-13b,得,计算许用接触应力 因,故取 2) 按齿面接触强度确定中心距 小轮转矩初取,取,由表11-5得由图11-7得,减速传动,; 由式(5-39)计算中心距a由4.2-10,

21、取中心距a=140mm。 a=140mm估算模数m=(0.0070.02)a=0.982.8mm,取标准模数m=2.5mm。 m=2.5mm 小齿轮齿数:大齿轮齿数: z2=uz1=90取z1=22,z2=90 z1=22,z2=90 实际传动比传动比误差,在允许范围内。 齿轮分度圆直径 圆周速度 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KA=1.2 5由图11-2(a),按8级精度和, 得Kv=1.07。齿宽。由图11-3(a),按b/d1=56/55=1.02,取 K=1.09。由表11-4,得K=1.1载荷系数由图11-4,

22、得,所以由图11-6得,计算齿面接触应力故在安全范围内。(4)校核齿根弯曲疲劳强度按Z1=24,Z2=76,由图11-10得,Y=2.80,Y=2.23由图11-11得,由图11-12得,由图11-16(b),得,由图11-17,得Y=1.0,Y=1.0由图11-18得,Y=Y=1.0。取Y=2.0,S=1.4计算齿根许用弯曲应力 (5) 齿轮主要几何参数 z1=22, z2=90, u=4.091, m=2.5 mm, mm, mm mm,mm mm mm a=140mm mm, b1=b2+(510)=64mm 4. 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

23、估定减速器高速轴外伸段轴径 根据所选电机 则d=(0.81.0)d=(0.81.0)38=30.438mm 取d=32mm。 d=32mm 2 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)。计算转矩为 =1.2539.8=49.75mm 式中T联轴器所传递的标称扭矩, T=9.55=9.55 工作情况系数,取=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()。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()。4.1.2 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

24、处理。2.按转矩初步计算轴伸直径取=35mm 4.2轴的强度校核计算小齿轮上的作用力转矩T=127.00N.m圆周力 Ft= N 径向力 Fr=435.56 N 轴向力 =0N() 绘轴的受力简图,求支座反力.垂直面支反力 RAY=564.45N RBY=564.45N b. 水平面支反力得, (2)作弯矩图a. 垂直面弯矩MY图C点 , McY=11197N.mm b. 水平面弯矩MZ图C点右 =11197N.mm C点左, =11197N.mm c. 合成弯矩图C点右, =32736.4N.mm C点左, =32736.4N.mm () 作转矩T图 =127000N.mm() 作计算弯矩M

25、ca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=0.6 C点左边 Mvc=82934N.mmC点右边 =82934N.mm D点 McaD=76200N.mm () 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得查表13-3得。C点轴径 因为有一个键槽。该值小于原 dc=25.2mmS1=1304.474 A1=1574.46N A2= S1=1304.474N A2=1304.474N 4)、计算当量动载荷A1/R1=1574.46/1703.54=0.908e=0.4 , X1=0.4, Y1=1.5A2/R

26、2=1304.47/3913.42=0.33 e=0.4 , X2=1 , Y2=0 查表1311,取fd=1.2,fm=1.0,ft=1.0P1=fdfm1(X1R1+Y1A1)=1.5(0.41703.54+1.51547.464) =2022NP1=2022NP2=fdfm2(X2R2+Y2A2)=1.31.53913.423P2=7631.175N =7631.175N5) 校核轴承寿命 故满足轴承的寿命要求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。6.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,A型普通

27、平键2)确定键的尺寸b=14mm, h=9mm, L=40mm3)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,键的计算长度 l=L-b=40-14=26mm由下式得该键安全。所以选1440GB1096-792.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b=10mm, h=8mm, L=50mm ,=100同上面的方法 因,故安全。所以选108GB1096-79。3.联轴器与减速器高速轴轴伸的联接 经计算得,该键与小齿轮与减速器低速轴轴伸的联接的键相同。7

28、.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)计算转矩为 =1.2554.7=68.375mm 式中T 联轴器所传递的标称扭矩, T=9.55=9.55 工作情况系数,取=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()。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()。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Q235A。3 密封圈低速轴选用 35558 GB9877.1-88高速轴选用

29、40628 GB9877.1-88 ZDL7B10、 设计任务书1.1设计题目1.2工作条件1.3技术条件11、 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12、 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13、 轴的计算4.1初步确定轴的直径4.2轴的强度校核14、 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15、 键连接选择和验算16、 连轴器的选择和验算17、 减速器的润滑以及密封形式选择18、 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

30、工作班制工作环境载荷性质生产批量102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-720002.03004002.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,Y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 (2)传动总效率 根据表2.2-1确定各部分的效率:弹性联轴器效率 1=0.99一对滚动轴承效率 2=0.99闭式齿轮的传动效率 3=0.97(8级)开式滚子链传动效率 4=0.90一对滑动轴承的效 5=0.9

31、7传动滚筒的效率 6=0.96 (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,Y系列。 查表2.9-1可选的Y系列三相异步电动机Y132M2-6型,额定,或选Y132S-4型,额定。满足2.1.3确定电动机转速传动滚筒转速 现以同步转速为Y132S-4型(1500r/min) 及Y132M2-6型(1000r/min)两种方案比较,查得电动机数据方案号电动机型号额定功率(kW)同步转速(r/min)满载转速(r/min)电动机质量/kg总传动比1Y132S-45.5150014406811.782Y132M2-65.51000960847.85 比较两种方案,方案1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2。电动机型号为Y132M2-6。由表2.9-2查得其主要性能数据列于下表电动机额定功率/kW5.5电动机满载转速/(r/min)960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/mm132堵转转矩/额定转矩2.0 2.2分

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