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1、、設(shè)計任務(wù)書 1)設(shè)計題目：設(shè)計膠帶輸送機的傳動裝置 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 10 2 多灰塵 稍有波 動 小批 3)技術(shù)數(shù)據(jù) 題號 滾筒圓 周力 F(N) 帶速 v(m/s) 滾筒直 徑 D(mm) 滾筒長 度 L(mm) ZDD-5 1100 2.2 3200 500 二、電動機的選擇計算 1)、選擇電動機系列根據(jù)工作要求及工作條件應(yīng) 選用三相異步電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380伏，Y 系列電動機 2)、滾筒轉(zhuǎn)動所需要的有效功率Fv/1000=2.

2、42 根據(jù)表4.2-9確定各部分的效率: 「=0.95 V帶傳動效率 23 一對滾動球軸承效率 刀2=0.99 閉式齒輪的傳動效率 刀3=0.97 彈性聯(lián)軸器效率 1]4=0.99 滑動軸承傳動效率 Y]5=0.97 傳動滾筒效率 刀6=0.96 則總的傳動總效率 ==41乂刀2刀2 Xt]3Xt]4Xt]5Xt]6 =0.95 X0.99X0.99X0.97X0.99: K0.97X0.96 =0.8326 3).電機的轉(zhuǎn)速131.3 需

3、的電動機的功率 2.91 2.91kw Pw2.42 Pr 0.8326 及 Y132M2-6 現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速為Y100L2-4型(1500r/min) ( 1000r/min )兩種方案比較，傳動比i1 nO nw 1440 131.3 10.96 方 案 號 電動機 型號 額定功 率(kW) 同步轉(zhuǎn) 速 (r/min ) 滿載轉(zhuǎn) 速 (r/min ) 總傳 動比 i2 藍瓷7.31;由表2.9-1查得電動機數(shù)據(jù), 1 Y100L2- 4 3.0 1500 1430 10.9 6 2 Y13

4、2S-6 3.0 1000 960 7.31 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 選電動機Y132S-6型，額定功率3.0kw,同步轉(zhuǎn) 速1000r/min,滿載轉(zhuǎn)速960r/min。 同時，由表4.12-2查得電動機中心高H=132mm 外伸軸段DXE=38mm80mm 三、傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算 總傳動比i典7.31;由表2.2-1得，V帶傳 nw 動的i12=2.5,則齒輪傳動的傳動比為： i23=i/i12=7.31/2.5=2.92 此分配的傳動比只是初步的，實際的要在傳動零件的 和尺寸確定后才能確定。并且允許有（3-5%）的

5、誤差 （二）各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計算 0軸：（電動機軸） p1=pr=2.88kw n1=960r/min Ti=9.55*p1/n1=9.55*2.88*1000/960=28.65Nm 1軸：（減速器高速軸） 2=p1*刀12=2.88*0.95=2.736kw N2=ni/ii2=960/2.5=384r/min T2=9.55*p2/n2=9.55*2.736*1000/384=68.04Nm 3 軸：(減速器低速軸) P3=p2*刀23=2.736*0.99*0.97=2.627kw N3=n2/i23=384/4.02=95.5r/min T3=9.55

6、*2.6278*1000/95.5=262.7Nm 4 .軸：(即傳動滾筒軸) N4=n/i34=95.5/1=95.5r/min P4=p3*刀34=2.627*0.99*0.99=2.57kw T4=9.55*2.57*1000/95.5=257.47Nm 各軸運動及動力參數(shù) 軸序號 功率 P(kw) 轉(zhuǎn)速 n(r/min) 轉(zhuǎn)矩 (N.m) 傳動形寸 傳動比 效率T] 1 2.88 960 28.65 彈性聯(lián)4 ，器 1.0 0.99 2 2.736 384 68.04 齒輪傳后 J 4.02 0.97 3 2.627

7、 95.5 262.7 帶傳動 2.5 0.95 4 2.57 95.5 257.47 四、傳動零件的設(shè)計計算 1 .選擇V帶的型號 因為小輪的轉(zhuǎn)速是960r/min,班制是2年，載荷變動小, 取Ka=1.2; Pc=Ka.R=1.2*2.88=3.456kw 查表10-3和課本圖10-7,可得選用A型號帶，ddlmin 二75mm由表10-5,取標準直徑即ddi=100mm 2 .驗算帶速 V=3.14*dd1*n1/60*1000=5.024; 滿足5m/s<=V<=25-30m/s; 3 .確定大帶輪的標準直徑： Dd2=nJn2*dd1=9

8、60/384*100=250mm; 查表10-5,取其標準值 4 .確定中心距a和帶長Ld: 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； 初定中心距a0,a0=(0.7-2.0)(dd1+&)=245~~700mm 取350mm 相應(yīng)a0的帶基準長度Ld0: Ld0=2*a0+3.14/2*(dd1+出)+8d2-dd1)2/4*a0=1265.57mm; 查表10-2可得，取Ld=1250mm; 由Ld放過來求實際的中心距a, a=a0+(Ld-Ld0)/2=342.5mm(取343mm 5 .驗算小輪包角ai, 由式ai=1800-2r; r=arc

9、sin(dd2-ddi)/2a可得， ____0 r=arcsin(250-100)/2*343=12.65 ai=1800-2*12.630=154.74>1200 符合要求； 6 .計算帶的根數(shù)； Z=Pc/(P0+AP0)*Ka*Kl 查表可得，P0=1.0kw,AP0=0.13kw 查表10.6可得，Ka=0.926, 查表10.7,Kl=0.93 代入得，z=3.456/(0.13+1.0)*0.926*0.93=3.55; 取4根； 7 .計算作用在軸上的載荷Qr和初拉力F0 Qr=2F0*z*cosr=2*148.68*4*cosr=1160.6N 且

10、F0為單根帶的初拉力， F0=500*Pc/v*z*(2.5/Ka-1)+qv2 =148.68N （查表可得，q=0.10kg/m） 驗算帶的實際傳動比， i實=dd2/dd2=250/100=2.5 .減速器內(nèi)傳動零件的設(shè)計計算; 小齒輪40Cr鋼 調(diào)質(zhì)處理齒面硬度250-280 HBS 大齒輪zg310-570 鋼正火處理齒面硬度162-185HBS 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1 60n2jLh 60 384 _ _ _ _ 9 （10 300 8 2） 1,11 10 1.11 109 2.75 4.02 108

11、 查圖5-17, Zn=1.0 Z n2=1.08 （允許一定點蝕） 由式5-29 , Zxi=ZX2=1.0 取 SHmin=1.0 Z W=1.0 Z LVR=1.0 由圖5-16b,得 由5-28式計算許用接觸應(yīng)力 H1-H^ZN1ZX171Q7N/mmf SHmin H2-^Zn2Zx24752N/mm2 SHmin 因H2H1,故取hH2475.2N/mm2 2）按齒面接觸強度確定中心距 小輪轉(zhuǎn)矩不=68044N?mm 初取KtZ21.1,由表5-5得Ze188.9.v'N/mm2 減速傳動，ui4.02；取a0.4 由圖11

12、-7可得，Zh=2.5; 由式（5-39）計算中心距a (u1)3KT1ZHZEZ ,2aU (4.02 1) 1483mm 31.11680442.5188.9 20.44.024488 由4.2-10,取中心距a=149mm a=150mm 估算模數(shù)m=(0.007~0.02)a=1.04—2.96mm, n=2mm 取標準模數(shù)m=2mmm 小齒輪齒數(shù)：乙一2a—2149—29.68 mnu124.021 大齒輪齒數(shù)：z2=UZ1=29.68x4.02119.31 1=30, 取Z1=30,Z2=120z Z2=120 實際傳動比屋t-1

13、204.0 傳動比誤差 I理 i實 i —； 100% I理 |4.02 4.0 4.02 100% 0.49% 5% , 齒輪分度圓直徑 d1mnz160mm d2mnZ2240mm 圓周速度v*4—60-3841.21m/s 601036104 由表5-6,取齒輪精度為8級. (3) 驗算齒面接觸疲勞強度 按電機驅(qū)動，載荷稍有波動，由表5-3,取K=1.25由圖5-4b, 按8級精度和vz1/1001.2130/1000.363m/s, 得K=1.04o 齒寬baa0.414959.6mm。 由圖5-7a,按b/d1=0.99,考慮軸的剛度較

14、大和 齒輪相對軸承為非對稱布置，得K^=1.08o 由表5-4,得K=1.1 載荷系數(shù)KKaKvKK1.251.041.081.11.54 齒頂圓直徑* da1d12hamn64mm * da2d22hamn244mm a10.027300.810 a20.0071200.840 aa1a21.650 查表11-6可得，Z0.89 由式5-39,計算齒面接觸應(yīng)力 h ZhZeZ 2KTi u 1 ■- 2 2 bd1 u 2 1.54 68044 4.02 1 59,6 602 4.02 2.50 1889 0.89 一-一， 2 4642N/mm

15、 . 2 4752N/mm 故安全 (4) 驗算齒根彎曲疲勞強度 按乙=30,乙=120, 由圖5-18b,得Fimi290N/mm2,fm152N/mm2 由圖5-19,得Yni=1.0,Yn2=1.0 由式5-32,m^=2mm<5mm,YX1=YX2=1.0。 取Yst=2.0,SFmin=1.4 由式5-31計算許用彎曲應(yīng)力 Flim1YST\,29022 F1YN1YX11.01.0414N/mm SFmin1.4 Flim2YST15222 F2YN2YX21.01.0217N/mm, SFmin1.4 由圖5-14得Yf,i=2.65,Y

16、f,2=2.18 由圖5-15得YSa1=1.63,YSa2=1.82。 由式(5-47)計算Yb, 0.25 C一2 0.75cosb 0.703 0.703 2KTYYY21.5468044 F1；~'YFa1"sa1Y~_-2.561.63 bd1mn596602 22 85.5SN/mm門414N/mm 故安全。 2K「22 F21YFa1Ysa2Y81.38N/mm217N/mm bd1m B°=0, (5) 齒輪主要幾何參數(shù) zi=30,z2=120,u=4.0,mn=2mm, d〔二60mm,d2=240mm,

17、 ha1=ha2=2mm, da1=64mm,d2=244mm dfi=55mm,dk=235mm,a=150mm 齒寬b2=bi=59.6mm,bi=b2+(5~10)=68mm (6) 低速軸上齒輪的主要參數(shù) D)=da2-14=230mm D3=1.6D4=91.2mm C=(0.2-0.3)B=(12-18)mm,取16; r=0.5C; n2=0.5m=1.0; D4=57mm; 五、軸的設(shè)計計算 （1） 高速軸的設(shè)計，聯(lián)軸器的選擇 1. 初步估定減速器高速軸外伸段軸徑 由表8-2, dA3iP130脛73625.02mm,受鍵梢影響加 Vn3384

18、 大％5ad=28mm （2） 低速軸的設(shè)計計算 If 1 .dA03/P140I262742.26mm,受鍵梢影響加 nn1384 ,軸徑加大5%,,取d=45mm。 因為是小批生產(chǎn)，故軸外伸段采用圓柱形。 初取聯(lián)軸器HL4,公稱轉(zhuǎn)矩Tn=1.5665.38=998.87N Tc=KT=1250N-m>T=998.87N?m 滿足要求取軸伸長d=112 2 .選擇聯(lián)軸器 擬選用彈性聯(lián)軸器(GB5014-85) 名義轉(zhuǎn)矩T=9550Xp=262.7Nmn 計算轉(zhuǎn)矩為Tc=KT=1.5X262.7=394.05N?m 從表2.5-1可查得，HL3滿足Tn>Tc [

19、n]=5000r/min>n=95.5r/min; 由表查得，L=112mm; 六、軸的強度校核 1 .低速軸校核: 作用在齒輪上的圓周力Ft—32189.17N d4 徑向力FrFttg218917tg20796.8N 軸向力FnFt/cosa2329.67N a.垂直面支反力 Mb0RAy(L1L2)FtL20 Ft L2 L1 L2 1094.585N Y 0 RBy Ft RAy 1094.585N  b.水平面支反力 Mb 0 得， d Raz(Li L2) Fa— FrL2 0 2 FrL2 Li Fad -2 L2 1719

20、.48N Z0,RBzFrRAz2516.28N C點，垂直面內(nèi)彎矩圖 MeyRAyL72.2Nm C點右M'czRbzL2116.07Nm C點左，MczRazLi113.49Nm a.合成彎矩圖 C點右，M'c、MCyCZ136.69Nm C點左，McV'MCyMCz134.51Nm (3)作轉(zhuǎn)矩T圖 T3262.7Nm (4)作當量彎矩圖 該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力按脈動循環(huán)應(yīng)力用慮, ?。?0.6 C點左邊 MvcMC—(Tc)2207.2Nm C點右邊 M；cMC2一(—Tc)2208.6Nm D點 MvdmDTo2T157.6Nm

21、(5)校核軸的強度按當量轉(zhuǎn)矩計算軸的直徑：(軸的材料選擇45號調(diào)質(zhì)鋼，查表13-1可得)由以上分析可見，C點彎矩值最大，而D點軸徑最小，所以該 軸危險斷面是C點和D點所在剖面。 查表8-1得B650N/mm2查表8-3得[b]i60N/mm2。 C點軸徑 dC3 ,0.1 McaC 32.56mm 該值小于原 因為有一個鍵梢dC32.56(10.05)34.29mm。 設(shè)計該點處軸徑57mm故安全。 D點軸徑dD 3McaD29.73mm 0.1bi 因為有一個鍵梢de29.73(10.05)31.2mm。該值

22、小于原 設(shè)計該點處軸徑45mm故安全 (6)精確校核軸的疲勞強度 (a)校核I,n,m剖面的疲勞強度 I剖面因鍵梢引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表1-1,查得k1.825,k1.625 II剖面因配合引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表1-1, 查得k1.97,k1.51 所以k1.825,k1.625。因1-1、2-2剖面主要受轉(zhuǎn)矩作 用，k起主要作用，故校核1-1剖面。 1-1剖面產(chǎn)生的 max T 626.7 103 Wt 0.50 453 2 13.75N/mm2 max2 ——6.88N/mm2 45鋼的機械性能查表8-1, 得1268N/mm2,1155N/mm

23、2 絕對尺寸影響系數(shù)由附表1-4,得0.81,0.76 表面質(zhì)量系數(shù)由附表1-5,得0.92,0.92 查表1-5,得0.34,0.21 1-1剖面安全系數(shù) 8.69 1.625 0.92 0.76 6.88 0.21 6.88 155 取S1.5~1.8,SS,所以1-1剖面安全。 b.校核III,IV剖面的疲勞強度 III剖面因配合（H7/k6）引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表1-1, 查得k1.97,k1.51 IV剖面因過渡圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表1-2: k2.099,k1.845。 IV剖面因鍵梢引起的應(yīng)力集中系數(shù)由附表1-1, 查得k1.825,k

24、1.625。 故應(yīng)按過渡圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)校核III剖面。 III 剖面承受 Mc c Li Li B 2.36 105 N mm 2 T626.7103Nm III 剖面產(chǎn)生正應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為 一一一 一 5 M 2.36 10 max W 0.1 753 . . 2 5.59N / mm III 剖面產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力及其應(yīng)力幅、 平均應(yīng)力為 max T262.7103 0.2753 2 3.12N/mm2 max2 am1.56N/mm 2 1-5, 由附表1-4

25、,查得0.810.76,表面質(zhì)量系數(shù)由附表 得0.92,0.92 0.34 , 0.21,表面質(zhì)量系數(shù)同上 .III剖面的安全 系數(shù)按 配合引起的應(yīng)力集中系數(shù)計算, 1 268 k_ 2.099 5.59 0 a m 0.92 0.75 15.76 1 155 k 1.845 k 1.56 0.21 1.56 a m 0.92 0.73 33.58 ?S S一 15.52 S2 S2 S 1.5~1.8,所以山剖面安全。 其他剖面危險性小，不予校核。 七、 滾動軸承的選擇及其壽命驗算 低速軸軸承 選擇一對6208深溝球軸承，低速軸軸承

26、校核: 1）、確定軸承的承載能力 查表9-7,軸承6208的C0=22800Nc=15800N. 2）、計算徑向支反力 Ri、..R2hRV1458.4N R2,R|H—R2V2744.04N 3）、求軸承軸向載荷 A1=0 A2=2329.67N 4）、計算當量動載荷 A/Co=2329.67/25000=0.093 插值定e2=0.29 由A/R2=0.849>0.29 查表9—10X2=0.56,Y2=1.50 查表9—11,取fd=1.2,fm=1.0,ft=1.0 P=1.2X2038.33=2445.996N P2=fd（X2R+Y2A2）=6037

27、.4N; 為R>R,按P2計算， 106C3106335003 L10h二 60nP6095.56037.4 129814.67h480000h 2 故深溝球軸承6211適用。 八、鍵聯(lián)接的選擇和驗算 （一）高速軸上鍵的選擇 選擇普通平鍵8X7,GB1096-79 （三）.低速軸上鍵的選擇與驗算 （1）齒輪處 選擇普通平鍵16X10GB1096-79型，其參數(shù)為 R=b/2=8mmL:45—180;取50; l=L-2XR=34, d=57mm齒輪材料為45鋼，載荷平穩(wěn)，靜聯(lián)接, 由表2-1,查得p140N/mm2 —3 4T4262.7102 p——

28、54.22N/mm pdhl571034 因pp,故安全。 (2)外伸處: 選擇鍵14X9,GB1096-79，其參數(shù)為 R=b/2=7mmL取102; l=L-2XR=102-2X7=88mrji d=45mm齒輪材料為45鋼，載荷稍有波動，靜聯(lián)接, 由表2-1,查得p140N/mm2p —3 4T4262.7102 p29.48N/mm pdhl45988 九、減速器的潤滑及密封形式選擇 1減速器的潤滑采用脂潤滑，選用中負荷工業(yè)軸承潤滑 GB492-89 2油標尺M16,材料Q235A 3密封圈: 密封圈采用氈圈密封，型號45JB/ZQ4606-86 由于工作環(huán)境是多塵環(huán)境，選用有過濾灰塵作用的網(wǎng)式通氣器。 十、指導(dǎo)參考書 陳良玉孫志禮著<<機械設(shè)計基礎(chǔ)>> 冶金工業(yè)出版社1997 孫德志王春華等著<<機械設(shè)計課程設(shè)計>> 東北大學(xué)出版社2000H 2 amax5.59N/mm