機械設計基礎課程設計--設計膠帶輸送機的傳動裝置

1、<p>　　機械設計基礎課程設計</p><p><b>　　說明書</b></p><p>　　2011年7月18日</p><p><b>　　一、設計任務書</b></p><p>　　1） 設計題目 ：設計膠帶輸送機的傳動裝置</p><p><b&g

2、t;　　2） 工作條件：</b></p><p><b>　　3） 技術數(shù)據(jù)</b></p><p>　　二、電動機的選擇計算</p><p>　　1）、選擇電動機系列 根據(jù)工作要求及工作條件應</p><p>　　選用三相異步電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380伏，Y</p><p>

3、;<b>　　系列電動機</b></p><p>　　2）、滾筒轉(zhuǎn)動所需要的有效功率</p><p>　　根據(jù)表2-11-1確定各部分的效率:</p><p>　　V帶傳動效率 η1 =0.95</p><p>　　一對滾動軸承效率 η2 =0.99&l

4、t;/p><p>　　閉式齒輪的傳動效率 η3 =0.97</p><p>　　彈性聯(lián)軸器效率 η4 =0.99</p><p>　　滑動軸承傳動效率 η5 ＝0.97</p><p>　　傳動滾筒效率 η6=0.96&

5、lt;/p><p><b>　　則總的傳動總效率</b></p><p>　　η = η1×η2η2 ×η3×η4×η5×η6</p><p>　　= 0.95×0.99×0.99×0.97×0.99×0.97×0.96</p>

6、<p>　　= 0.8326 </p><p><b>　　3).電機的轉(zhuǎn)速 </b></p><p><b>　　所需的電動機的功率</b></p><p>　　現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速為1500r/min 及1000r/min兩種方案進行比較，</p><p><b>　　傳

7、動比，</b></p><p>　　由表2-18-1查得電動機數(shù)據(jù)，</p><p>　　比較兩種方案，為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案2 </p><p>　　選電動機Y132S—6型 ，額定功率3.0kw, 同步轉(zhuǎn)</p><p>　　速1000r/min,滿載轉(zhuǎn)速960r/min。</p><p>

8、　　同時，由表4.12-2查得電動機中心高 H=132mm，</p><p>　　外伸軸段 D×E=38mm×80mm。</p><p>　　三、傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算 </p><p><b>　?。ㄒ唬﹤鲃颖鹊姆峙?lt;/b></p><p>　　總傳動比;由表2-11-1取V帶傳動的</

9、p><p>　　= 2，則減速器的傳動比為：i減=i/i帶=7.86/2=3.93此分配</p><p>　　的傳動比只是初步的，實際的要在傳動零件的參數(shù)和尺寸確定</p><p>　　后才能確定，并且允許有（3-5%）的誤差。 </p><p>　?。ǘ?各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計算</p>&

10、lt;p><b>　　0軸：（電動機軸）</b></p><p>　　P0=Pr=2.88kw n0=960r/min</p><p>　　T0 =9550*p0/ n0=9550*2.88/960=28.65Nm</p><p>　　1軸：（減速器高速軸）</p><p>　　P1=P0*η01

11、= 2.88*0.95=2.736kw</p><p>　　n1=n0/i01=960/2=480r/min</p><p>　　T1=9550*P2/n2=9550*2.736/480=54.435Nm </p><p>　　2軸：（減速器低速軸）</p><p>　　P2=P1*η12=2.736*0.99*0.97=2.627

12、kw</p><p>　　n2=n1/i12=480/3.93=122.137r/min</p><p>　　T2=9550*2.627/122.137=205.407Nm</p><p>　　3軸：（傳動滾筒軸）</p><p>　　n3=n2/i23=122.137/1=122.137r/min</p><p>　

13、　P3=P2*η23=2.627*0.99*0.99=2.57kw</p><p>　　T3=9550*2.57/122.137=200.095Nm</p><p>　　表--各軸的運動和動力參數(shù)</p><p>　　四、傳動零件的設計計算</p><p><b>　　1.選擇V帶的型號</b></p>&

14、lt;p>　　因為小輪的轉(zhuǎn)速是960r/min，班制是2年，載荷變動小，</p><p>　　取Ka=1.2;計算功率</p><p>　　Pc=Ka*P0 =1.2*3.0=3.6kw</p><p>　　查課本圖10-8，可得選用A型號帶，dd1min =75mm;</p><p>　　由表10-4，取小帶輪標準直徑 即dd1=

15、100mm</p><p><b>　　2.驗算帶速</b></p><p>　　V=∏* dd1 *n0 /（60*1000）=5.03;</p><p>　　滿足5m/s <= V<=25m/s;</p><p>　　3.確定大帶輪的標準直徑:</p><p>　　查表10-5，取

16、其標準值dd2=200mm</p><p>　　4.確定中心距a 和帶長Ld:</p><p>　　V帶的中心距過長會使結(jié)構(gòu)不緊湊，會減低帶傳動的工作能力；</p><p>　　初定中心距a0=(0.7-2.0)( dd1 +dd2)=210~600 mm</p><p><b>　　取420mm</b></p&g

17、t;<p>　　帶基準長度 Ld0=2a0 +/2 *( dd1 +dd2)+(dd2 –dd1)2/4a0</p><p>　　=1317.2 mm;</p><p>　　查表10-2可得，取Ld=1250mm;</p><p>　　由 Ld 反過來求實際的中心距</p><p>　　a =a0 +(Ld –Ld0)/2 =3

18、86.4mm</p><p><b>　　5.驗算小輪包角</b></p><p>　　=1800-(dd2-dd1)/a*=165.1700>1200</p><p><b>　　符合要求；</b></p><p><b>　　6.計算帶的根數(shù)；</b></p&g

19、t;<p>　　z = Pc /[(P0 +P0)*Ka* KL ]</p><p>　　查表10-7可得，P0 =0.92kw, P0=0.12kw</p><p>　　查表10-6可得，Ka =0.96,</p><p>　　查表10-2可得，KL = 0.93</p><p>　　代入得，z =3.6/[(0.92+0.

20、12)*0.926*0.93 ] =3.9;</p><p><b>　　取z=4根；</b></p><p>　　7.計算作用在軸上的載荷FR </p><p><b>　　單根帶的初拉力，</b></p><p>　　F0 = 500* Pc/（vz） *(2.5/Ka -1 ) +qv2<

21、;/p><p>　　=500*3.6/（5.027*4）*（2.5/0.96-1）+0.1*5.0272</p><p><b>　　=146.1N</b></p><p>　　FR =2 F0 *z *sin= 2* 146.1 *4* sin =1159N</p><p>　?。疁p速器內(nèi)傳動零件的設計計算；</p&

22、gt;<p>　　小齒輪 40Cr鋼 調(diào)質(zhì)處理 齒面硬度 250-280HBS</p><p>　　大齒輪 zg310-570鋼 正火處理 齒面硬度 162-185HBS </p><p><b>　　計算應力循環(huán)次數(shù)</b></p><p>　　=60*480*1*（10*300*8*2）=1.38*109<

23、/p><p>　　N2=N1/i=1.38*109/2=6.9*108</p><p>　　查圖11-14得，ZN1=1.0 ZN2=1.05（允許一定點蝕）</p><p>　　由圖11-15，ZX1=ZX2=1.0 ，</p><p>　　取SHmin=1.0 由圖11-13（b）得</p><p><b&

24、gt;　　計算許用接觸應力</b></p><p><b>　　因，故取</b></p><p>　　2） 按齒面接觸強度確定中心距</p><p>　　小輪轉(zhuǎn)矩T1=52724N·mm</p><p>　　初取，由表11-5得</p><p><b>　　減速傳動

25、，;取</b></p><p>　　由圖11-7可得，=2.45；</p><p><b>　　計算中心距a</b></p><p>　　由4.2-10,取中心距a=132mm。 a=132mm</p><p>　　估算模數(shù)mn=(0.007~0.02)a=

26、0.924—2.64mm,</p><p>　　取標準模數(shù)mn=2mm。 mn=2mm </p><p><b>　　小齒輪齒數(shù)：</b></p><p>　　大齒輪齒數(shù)： z2=uz1=26.19*3.93=102.93</p><p>

27、　　取z1=26，z2=103 z1=26，z2=103 </p><p><b>　　實際傳動比</b></p><p><b>　　傳動比誤差</b></p><p><b>　　，</b></p>

28、<p><b>　　修正螺旋角</b></p><p>　　與初選β=12° 相近，zn和zβ可不修正</p><p><b>　　齒輪分度圓直徑 </b></p><p><b>　　圓周速度</b></p><p>　　由表11-6,取齒輪精度為8級

29、.并且采用干油潤滑。</p><p>　　(3) 驗算齒面接觸疲勞強度</p><p>　　按電機驅(qū)動,載荷稍有波動,由表11-3,取KA=1.25</p><p>　　由圖11-2b，按8級精度和</p><p>　　得Kv=1.04。齒寬。</p><p>　　由圖11-3a，按b/d1=52.8/53.21=

30、0.992,考慮軸的剛度較大</p><p>　　和齒輪相對軸承為非對稱布置，得Kβ=1.09。</p><p>　　由表11-4，得Kα=1.2</p><p><b>　　載荷系數(shù)</b></p><p><b>　　齒頂圓直徑</b></p><p>　　由圖11-4按

31、zv1=z1/cos3β=26/cos312。14′20″=27.9</p><p>　　zv2=z2/cos3β=103/cos312。14′20″=110.3</p><p><b>　　查圖11-6可得，</b></p><p><b>　　計算齒面接觸應力</b></p><p><b

32、>　　故安全。</b></p><p>　　（4） 驗算齒根彎曲疲勞強度</p><p>　　按Zv1=27.9，Zv2=1,</p><p>　　由圖11-16b得，</p><p>　　由圖11-17得Y=1.0，Y=1.0</p><p>　　m=2mm<5mm,故Y=Y=1.0。<

33、;/p><p>　　取Y=2.0，S=1.4</p><p><b>　　計算許用彎曲應力</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　由圖11-10得Y=2.59，Y=2.18</p><p>　　由圖11-11得Y=1.63，Y=1.82。</p

34、><p><b>　　計算Yβ，</b></p><p>　　由圖11-21得Yβ=0.9</p><p>　　（5） 齒輪主要幾何參數(shù) </p><p>　　z1=26, z2=103, u=3

35、.962, mn=2 mm, β=12°14′20″, </p><p>　　d1=54.92mm, d2=217.124 mm,</p><p>　　mt=mn/cosβ=2.11mm</p><p>　　ha1 = ha2 =2mm,</p><p>　　da1=58.92mm, da2=221.12 mm

36、 </p><p>　　df1=49.9mm, df2=212.14 mm, a=132mm </p><p>　　齒寬b2 = b 1 =53mm, b1=b2+(5~10)=59mm </p><p><b>　　五、軸的設計計算</b></p&g

37、t;<p>　?。ㄒ唬?高速軸的設計，聯(lián)軸器的選擇</p><p>　　初步估定減速器高速軸外伸段軸徑</p><p><b>　　,受鍵槽影響加</b></p><p>　　大%5?。洌?4mm </p><p>　　（二） 低

38、速軸的設計計算</p><p><b>　　1.,受鍵槽影響加</b></p><p>　　，軸徑加大５％, , ?。洌?8ｍｍ。 </p><p>　　因為是小批生產(chǎn)，故軸外伸段采用圓柱形。</p><p>　　初取聯(lián)軸器HL3,公稱轉(zhuǎn)矩Tn=1.5 665.38 =998

39、.87 N·m</p><p>　　Tc=KT=1250 N·m>Tn=998.87 N·m</p><p>　　滿足要求 取軸伸長d=60mm</p><p><b>　　2． 選擇聯(lián)軸器</b></p><p>　　擬選用彈性聯(lián)軸器（GB5014-85） </p>

40、<p>　　名義轉(zhuǎn)矩T=9550×=262.7Nm</p><p>　　計算轉(zhuǎn)矩為　　TC=KT=1.5×262.7=394.05N·m</p><p>　　從表2-14-1可查得，HL3滿足TN > Tc</p><p>　　[n]=5000r/min>n=95.5r/min;</p><

41、p>　　由表查得，L=60mm;</p><p><b>　　六、軸的強度校核</b></p><p><b>　　1.低速軸校核：</b></p><p>　　作用在齒輪上的圓周力 </p><p><b>　　徑向力 　 </b></p>

42、;<p><b>　　軸向力 </b></p><p>　　b. 水平面支座反力</p><p><b>　　得，</b></p><p>　　， </p><p>　　C點 ，垂直面內(nèi)彎矩圖</p><p>　　C點右

43、 </p><p>　　C點左, </p><p><b>　　合成彎矩圖</b></p><p>　　C點右, </p><p>　　C點左, </p>

44、;<p><b>　　作轉(zhuǎn)矩T圖</b></p><p><b>　　作當量彎矩圖</b></p><p>　　該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的彎曲應力按脈動循環(huán)應力考慮，</p><p><b>　　取α=0.6 </b></p><p><b>　　C點左邊

45、</b></p><p><b>　　C點右邊</b></p><p><b>　　D點</b></p><p><b>　　校核軸的強度</b></p><p>　　按當量轉(zhuǎn)矩計算軸的直徑：（軸的材料選擇45號調(diào)質(zhì)鋼） </p><p&

46、gt;　　由以上分析可見，C點彎矩值最大，而D點軸徑最小，所以該</p><p>　　軸危險斷面是C點和D點所在剖面。</p><p>　　查表13-1得查表13-2得。</p><p><b>　　C點軸徑 </b></p><p>　　因為有一個鍵槽。該值小于原 </p><p

47、>　　設計該點處軸徑57mm，故安全。</p><p>　　D點軸徑 </p><p>　　因為有一個鍵槽。該值小于原</p><p>　　設計該點處軸徑31mm，故安全。</p><p>　　滾動軸承的選擇及其壽命驗算</p><p><b>　　低速軸軸承</b

48、></p><p>　　選擇一對6210深溝球軸承，低速軸軸承校核：</p><p>　　1）、確定軸承的承載能力</p><p>　　查表14-16，軸承6210的=19.8kN，c=27kN.</p><p>　　2）、計算徑向支反力</p><p>　　3）、求軸承軸向載荷</p><p

49、>　　A1=0 </p><p>　　A2=426N </p><p>　　4）、計算當量動載荷</p><p>　　A2/C0=426/19800=0.022</p><p&g

50、t;　　插值定e2=0.21</p><p>　　由A2/R2 =0.355〉0.21</p><p>　　查表14-11 X2=0.56，Y2=1.50</p><p>　　查表14-8和14-9，取fp=1.1，ft=1.0</p><p>　　P1 =R1=486N</p><p>　　P2= X2R2 +Y2

51、A2=1.52*103N;</p><p>　　為P2>P1,按P2 計算，</p><p>　　故深溝球軸承6210適用。</p><p>　　八、鍵聯(lián)接的選擇和驗算</p><p><b>　　高速軸上鍵的選擇</b></p><p>　　選擇普通平鍵8×7 GB1096-7

52、9</p><p>　　(三).低速軸上鍵的選擇</p><p>　　齒輪處 選擇普通平鍵16×10 GB1096-79型</p><p>　　2、外伸處：選擇鍵10×8， GB1096-79</p><p>　　九、減速器的潤滑及密封形式選擇</p><p>　　1 減速器的潤滑采用干油潤滑，選

53、用中負荷工業(yè)軸承潤滑</p><p><b>　　GB492-89。</b></p><p>　　2 油標尺M16,材料Q235A。</p><p>　　3 密封圈：密封圈采用內(nèi)包骨架密封圈FB，</p><p>　　型號45×62×8 GB/T13871-1992</p><p&

54、gt;　　4 通氣器：由于工作環(huán)境是多塵環(huán)境，選用有過濾灰塵</p><p><b>　　作用的網(wǎng)式通氣器。</b></p><p><b>　　十、指導參考書</b></p><p>　　陳良玉 王玉良 馬星國 著 <<機械設計基礎>> </p><p>