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1、机械设计基础课程设计计算说明书题目：设计胶带输送机的传动装置班级：冶金工程 1103 姓名：马林林学号：20110075 指导教师：成绩：2013 年07 月07 日机械课程设计2 1、设计内容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
2、轴器的选择和验算机械课程设计3 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10 2 多灰尘稍有波动小批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-8 2200 1.5 280 500 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kwFVpw30.310005.12
3、2001000kwpw30.3（2）传动总效率根据表 2-11-1 确定各部分的效率 : 弹性联轴器效率1=0.99 机械课程设计4 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 一对滑动轴承的效率5=0.97 传动滚筒的效率6=0.96 8063.096.097.092.097.099.099.0265432218063.0（3）所需的电动机的功率Kwppwr09. 48063. 030.3Kwpr09. 4即 Pr=4.09kw 查表 2-18-1 可选的 Y系列三相异步电动机Y132M2-6型，额定kwP5 .50。满足rPP0，其
4、主要性能见表。2.1.3 确定电动机转速传动滚筒转速min/4.10228010005.16060wrDvn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1 Y132S-4 5.5 1500 1440 68 13.41 2 Y132M2-6 5.5 1000 960 84 8.94 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 Y132
5、M2-6 。由表 2-18-1 和表 2-18-2 查得其主要性能技术数和安装尺寸数据列于下表电动机额定功率0P/kW 5.5 机械课程设计5 电动机满载转速0n/(r/min) 960 电动机轴伸直径D/mm 38 电动机轴伸长度E/mm 80 电动机中心高 H/mm 132 堵转转矩 /额定转矩2.0 2.2 分配传动比（1）总传动比38.94.1029600wnni38.9i查表 2-11-1 ，取链传动比23i=2.5。则齿轮传动的传动比23i=2.5 为752.35 .238.92312iii752.312i2.3 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
6、 轴：即电动机的主动轴kwppr09.40min/9600rnmNnpT69.409601009.455.955.930001 轴： 即减速器的高速轴kwpp05.499.009.40101m in/96019600101rinnmNnpT29.409601005.455.955. 93111机械课程设计6 2 轴：即减速器的低速轴kwnppp89.397.099.005.43211212min/86.552752.39601212rinnmNnPT19.145255.86103.8955. 955.932223 轴：即传动滚筒轴kwpp54.392.099.03.892323min/34.0
7、212.5255.562323rinnmNnPT34.303102.341054. 355. 955. 933332.3.2 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0 4.09 960 40.69 联轴器1 0.99 14.05 960 40.29 闭式齿轮传动3.752 0.96 23.89 255.86 145.19 开式链传动2.5 0.91 33.54 102.34 330.34 机械课程设计7 3.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）确定链轮齿数由上述数据可知，传动功率P=3.89
8、KW ，主动轮转速2n=255.86r/min,从动链轮转速3n=102.34r/min ，载荷性质稍有波动，水平布置。链传动比23i=2.5，由链传动比有小链轮齿数1Z =29-223i=29-5=24 所以，取1Z=25 大链轮齿数5 .62255.21232ZiZ所以取2Z =63 实际传动比52. 2256312ZZi%5%8. 0%1005. 25 .252.2%100理实理iiii，即在允许范围内。2）确定链条节距由式pzAKKPKP0载荷平稳运转，原动机为电动机，则工况系数由表10-16 得AK1.0 小链轮齿数系数34.1)19(08. 11ZKz取单排链，由表 1017 取p
9、K =1.0 90.20.134.189.30.10Pkw 因为86.2552nr/min 由0P、2n 查图 10-23 有，选链号No12A ，节距 p=19.05 机械课程设计8 3) 计算链长初选0a=40p=40 19.05=762mm 链长92.124)22563(76205.1926325402)2(2222120120zzapzzpaLp取pL =125节因中心距可以调节，可不必精算，实际中心距a762mm 4) 验算链速03. 210006005.1986.2552510006011pnzvm/s V = 2.03 m/s 15 m/s 适合5）选择润滑方式按 v=2.03
10、m/s, 链号 No12A ，查图 10-26选用滴油润滑。6）作用在轴上的力有效圆周力NvPFe191603.289.310001000作用在轴上的力NFFeQ229919162.12.17）链轮尺寸及结构分度圆直径mmzpd995.15125180sin05.19180sin0101mmzpd118.38263180sin05.19180sin02023.2 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：查表 11-1 有机械课程设计9 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9
11、111076. 2)2830010(19606060hjLnN8912121036.7752.31076.2iNN查图 11-14，得 ZN1=1.0 ZN2=1.0（不允许点蚀）由图 11-15，得 ZX1=ZX2=1.0 ，取 SHmin=1.0 由图 11-13（b） ，得MPaH6901lim,MPaH4402lim计算许用接触应力MPaZZSXNHHH0 .6900 . 10. 10 .169011min1lim1MPaZZSXNHHH0 .4400 . 10 . 10. 144022min2lim2因69044012HH，故取a0 .4402MPHH2） 按齿面接触强度确定中心距小
12、轮转矩mNT29.401=40290N mm ，螺旋角 =0，1Z初取1.12ttZK，取4 .0a，由表 11-5 得MPaZE8.189由图 11-7 得，45.2HZ，减速传动，752.3iu; 由式（ 11-17）计算中心距 a mm57.12044019.18845.2752. 34 . 02402901 .1) 1752. 3(2) 1(32321HEHatZZZZuKTua由 4.2-10, 取中心距 a=132mm 。 a=132mm 估算模数 m=(0.0070.02)a=0.95 2.70mm, 取标准模数 m=2.5mm 。 m=2.5mm 机械课程设计10 小齿轮齿数：
13、73.221752.35 .21322121umaz大齿轮齿数： z2=uz1=85.28 取 z1=23，z2=85 z1=23，z2=85 实际传动比696.3238512zzi实传动比误差%5%49.1%100752.3696.3752.3%100理实理iiii，在允许范围内。齿轮分度圆直径mmzmd5.57235.211mmmzd5 .212855 .222圆周速度smndv/890.21069605.5710604311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 , 载荷轻微冲击 , 由表 11-3, 取 KA=1.25 由图11-2（a） ，按
14、 8 级精度和smvz/657.0100/73.22890.2100/1，得 Kv=1.04。齿宽mmaba0.541354.0。由图 11-3(a) ，按 b/d1=54.0/57.5 =0.939,取 K=1.04。由表 11-4，得 K=1.1 载荷系数4872.11.104.104. 125. 1KKKKKvA由图 11-4，得782.01，850.02所以632.182.0726.021由图 11-6 得，893.0Z，由式 11-16 计算齿面接触应力机械课程设计11 MPaMPauubdKTZZZHEHH44048.383696. 31696. 35.5754402904872.
15、 121893.09.18845. 2122211故在安全范围内。（4）校核齿根弯曲疲劳强度按 Z1=23，Z2=85, 由图 11-10 得，Y1Fa=2.72，Y2Fa=2.25 由图 11-11 得，58.11saY，77.12saY由图 11-12 得，7 .0Y由图 11-16（b） ，得2Flim1210N/mm，22lim/205mmNF由图 11-17，得 Y1N=1.0，Y2N=1.0 由图 11-18 得,Y1X=Y2X=1.0。取 YST=2.0，SminF=1.4 计算齿根许用弯曲应力MPaYYSYXNFSTFF3000. 10 .14.1221011min1lim12
16、22min2lim2/2860.10. 14.12200mmNYYSYXNFSTFF故安全。MPaMPaYYYmbdKTFsaFanF30044.467. 058. 172. 25 .25 .5754402904872. 122111111故安全。MPaMPaYYYYFSaFSaFaFF28604.4358.172.277.125.244.462112212（5）齿轮主要几何参数z1=23, z2=85, u=3.696 ，nm2.5 mm，5 .57235 .2zmzm1n1t1dmm, 机械课程设计12 5.212m2t2zd mm 5 .625.20.125 .57211mhddaamm
17、, 5.2175 .20.125 .212222mhddaamm 25.515.2)25.00.1 (25.57)(211mchddafmm 25.2065.2)25.00.1 (25.212)(222mchddafmm mma1352/)5.2125 .57(齿宽542bbmm, b1=b2+(510)=60mm 圆周速度 v=2.806m/s，因为 v2m/s, 所以采用稀油润滑。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初步估定减速器高速轴外伸段轴径根据所选电机mmEmmd80,38轴伸长电机则 d=(0.8 1.0)d电机=(0.8 1.0) 38=3
18、0.438mm 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（GB5014-2003 ） 。计算转矩cT为cT=TKA=1.540.29=60.44Nm 式中 T联轴器所传递的标称扭矩， T=9.55nP=9.55mN29.409601005.43AK 工作情况系数，取AK =1.5 （表 16-1）机械课程设计13 根据cT=60.44N m,从表 2-14-1 可查的 HL2号联轴器就可以满足转矩要求（cnnTTmNT,315） 。但其轴孔直径（d=2035mm ）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。（min/96
19、0min/5000,44.60630rnrnmNTmNTcn）4.1.2 低速轴的设计计算1.选择轴的材料选择材料为 45#钢，调质处理。2.按转矩初步计算轴伸直径mmnPAd20.3286.25589.3130330取d=35mm 4.2 轴的强度校核1. 计算大齿轮上的作用力转矩 T=145.19N.m 圆周力NdTFt49.13665.21214519022NFt49.1366径向力NttFFotr44420an49.1366anNFr444轴向力NFFta0tanNFa0（） 绘轴的受力简图，求支座反力机械课程设计14 机械课程设计15 机械课程设计16 . 垂直面支反力mmLL512
20、10BM0)(221LFLLRtAyNFLLLFRttAy245.683249.113662212RAY=683.245N RAY=683.245N 0YNRFRAytBy245.683 RBY=683.245N b. 水平面支反力0cM得02)(221LFdFLLRraAzNLLdFLFRarAz2225151514442212RAZ=222N 得：0ZNRFRAzrBz222222444RBZ=222N (2)作弯矩图a.垂直面弯矩 MY图B点 ，mmNLRMAycy495.3484551245.683b.水平面弯矩 MZ图C点右mmNLRMc113222BZ右mmNMc11322右C点左
21、, mmNLRMAzC113221左mmNMc11322左c.合成弯矩图B点右,mmNMMyCB73.366382c2c右右mmNMcB73.36638右B点左,mmNMMMyCB73.366382c2c左左mmNMcB73.36638左（3）作转矩 T图mNT19.145mNT19.145机械课程设计17 （4）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 C 点左边mmNTMMCca424222c107.2)10029. 46. 0(11322)(左左 Mca 左=27000N.mm C点右边mmNTMMCca424222 c107.2)10029.
22、46.0(11322)(右右右caM=27000N.mm D 点mmNTTMMooDcaD24174402906. 022McaD=24174N.mm （5）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2/650mmNB查表 13-3 得21/60mmNb。C点轴径mmMdbcaCC51.16601 .0270001. 0331因为有一个键槽mmdC34.17)05.01 (51.16。该值小于原 dc=50mm ,故安全。D点轴径mmMdbcaDD91.15601. 0241741.0331因为有一个键槽mmdC71
23、.16)05.01(91.15。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. 低速轴轴承1） 、选定轴承类型及初定型号深沟球轴承（ GB/T276-96） ，型号 6209 ：查表得kNC5 .24kNC5 .1702） 、计算径向支反力NRRRAZAY41.718221NRRRBZBY41.718222机械课程设计18 3） 、求轴承轴向载荷A1=S2+FA=1304.474+242.99=1574.46S1=1304.474 A2= S1=1304.474N 4） 、计算当量动载荷A1/R1=1574.46/1703.54=0.908e=0.4 , X1=
24、0.4, Y1=1.5 A2/R2=1304.47/3913.42=0.33 e=0.4 , X2=1 , Y2=0 查表 1311，取 fd=1.2 ，fm=1.0, P1=fdfm1(X1R1+Y1A1)=1.5 (0.4 1703.54+1.5 1547.464) =2022N P2=fdfm2(X2R2+Y2A2)=1.3 1.5 3913.423 =7631.175N 5) 校核轴承寿命由表 14-8 及表 14-9，取tf=1，pf=1.0)1030082(57600105. 64.70622800186.2556010601063106310610hpCfnLpfth故满足轴承的
25、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 6209。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 (由表 9-6)b=14mm, h=9mm, 深度 5.5mm ， L=45mm 键 1445GB1096-79 3）验算键的挤压强度键和轴的材料为钢，轮毂材料为铸铁，铸铁的许用挤压应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mPap100，键的计算长度 l=L-b=45-14=31mm 由下式得ppmmNdklT23/6.413195
26、01019.14544机械课程设计19 该键安全。所以选149GB1096-79 ( 二 ). 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 ,p=1002/ mmN同上面的方法2/39.14)1050(8354029044mmNdhlTp因pp，故安全。所以选108GB1096-79 。( 三 ). 联轴器与减速器高速轴轴伸的联接键材 45号钢 10*50GB1096-79 b=10mm ， h=8mm, L=50mm ,p=1002/ mmN同上面的方法2/74.15)1050(8324029044m
27、mNdhlTp因pp，故安全。所以选108GB1096-797.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（GB5014-2003 ） 。计算转矩cT为cT=TKA=1.540.29=60.44mm 式中 T联轴器所传递的标称扭矩， T=9.55nP=9.5529.409601005.43AK 工作情况系数，取AK =1.5 （表 16-1）根据cT=60.44N m,从表 2-14-1 可查的 HL2号联轴器就可以，转矩要求（cnnTTmNT,315） 。但其轴孔直径（ d=2035mm ）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。机械课程设计20 （min/960min/5000,44.60630rnrnmNTmNTcn） 。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 40 608 GB9877.1-88 高速轴选用 40 608 GB9877.1-88 9.参考文献 1 陈良玉王玉良马星国李力 主编 东北大学出版社 2000 2孙德志张伟华邓子龙主编 科学出版社 2006