2机械设计

第1页机械设计基础设计说明书学院：能源与交通工程学院专业：风能与动力工程一班姓名：王伟学号：111610551联系电话：[phone]指导教师：高雄老师论文完成日期：二Ο一四年六月二十二日第2页目录一、电动机的选择..................................................2二、齿轮设计......................................................6三、轴的设计计算与校核............................................8四、轴承的选择及计算.............................................13五、键连接的选择和校核...........................................14六、联轴器的选择.................................................15七、箱体结构的设计...............................................15八、润滑密封设计.................................................16第3页一、电动机的选择一、电动机的选择1、原始数据运输带从动轴所需扭矩输送带线速度鼓轮直径T=370N·mV=1.5m/sD=270mm2、选择电动机的类型：按工作要求和工况条件，选用三相鼠笼式异步电动机，封闭式结构，电压为380V，Y型。3、计算电机的容量dP：a——电机至工作机之间的传动装置的总效率：83.096.099.097.098.096.03543321a式中：1－带传动效率：0.96；2－滚子轴承传动效率：0.983－圆柱齿轮的传动效率：0.97；4－弹性联轴器的传动效率：0.995—鼓轮的传动效率：0.96已知运输带的速度v=0.95m/s：kwPPawd84.98270605.11000601000Dvn83.3955084.983709550TnPw所以：61.483.083.3dP从表中可选额定功率为5.5kw的电动机。4、确定电机转速：第4页卷筒的转速为：min/84.9827014.35.1100060100060rDvn按推荐的传动比合理范围，取V带传动比4~21i单级圆柱齿轮减速器传动比6~32i，则从电动机到卷轴筒的总传动比合理范围为：24~6i。故电动机转速可选的范围为：min/16.2372~04.59384.98)24~6(rnind符合这一范围的转速有：1000r/min、1500r/min；综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，选用电动机型号为Y132S1-6，其主要参数如下：电动机型号额定功率同步转速满载转速总传动比轴外伸轴径轴外伸长度Y132S-1-B65.5kw1500144015.3538mm80mm二、计算总传动比及分配各级的传动比：总传动比：57.1484.981440鼓轮总nni分配传动比：取一级斜齿圆柱齿轮的传动比：76.3i则V带的传动比：88.30i三、运动参数及动力参数计算：将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴，34231201依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率。1、各轴转速：1轴：min/13.37188.31440001rinn2轴：min/70.9876.313.371112rinn鼓轮轴：min/70.9823rnn2、各轴输入功率，输出功率：输入功率：第5页1轴：43.496.061.41011ddPPP2轴：21.497.098.043.43211212PPP鼓轮轴：08.499.098.021.44223423PPP输出功率：1轴：34.498.043.4211PP2轴：13.498.021.4222PP鼓轮轴：00.498.008.4233PP3、各轴输入转矩，输出转矩：电动机的输出转矩：mNnPTdd57.30144061.49550955001轴输入转矩：mNnPT99.11313.37143.4955095501112轴输入转矩:mNnPT35.40770.9821.495509550222鼓轮轴输入转矩：mNnPT77.39470.9808.495509550334轴号转速n/(r/min)输入功率P（kW）转矩T（mN）传动比i电动机轴14404.6130.573.88Ⅰ轴371.134.43113.993.95Ⅱ轴98.704.21407.351Ⅲ轴98.704.08394.77四、传动零件的设计计算：1.设计V带（1）确定V带型号1.1AKkwPKPAc53.561.42.1根据kwPc53.5min/14400rn,选择A型V带。取mmd1001第6页大轮的基准直径：24.38098.010088.3)1(102did取mmd3802为带传动的弹性滑动02.0~01.0。（2）验算带速：smsmndV/25/54.760000144010014.310006011带速合适。（3）确定V带基准长度dL和中心距0a：根据：)(2)(7.021021ddaddmmdda720)(5.1210可得0a应在mm960~336之间，初选中心距mma7000带长：mmaddddaL98.21817004)100380()100380(270024)()(22202122100取mmLd2200。计算实际中心距：mmLLaad709221822200700200。（4）验算小带轮包角：12037.1573.577091003801803.5718012add合适。（5）求V带根数Z：LCKKPPPZ)(00今,100min,/144011mmdrn得：kwP32.10传动比：88.3)02.01(100380)1(12ddikwP17.00第7页由37.1571查表得：96.0K，查表得：04.1LK，由此可得：72.304.196.0)17.032.1(53.5)(00LCKKPPPZ取4Z根。（6）求作用在带轮轴上的压力QF：查表得q=0.105kg/m，故得单根V带的初拉力：NqvKzvPFCQ04.15354.7105.0)196.05.2(54.7453.5500)15.2(50022作用在轴上压力：NzFFQ52.1200237.157sin04.153422sin210（7）确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图小带轮基准直径d1=100mm采用实心式结构。大带轮基准直径d2=380mm，采用腹板式结构。第二章、齿轮设计一、齿轮设计（1）选选齿轮的材料、精度和确定许用应力：（1）选择材料及确定需用应力小齿轮选用45号钢，调质处理，HB＝240大齿轮选用45号钢，正火处理，HB＝190由《机械零件设计手册》查得MPaH5801lim，MPaH3702lim，0.1limSHMPaH4501lim，MPaH3202lim，25.1limSH（3）按齿面接触强度设计计算齿轮精度用8级，取载荷系数K=1.4，，齿宽系数1dmmNnPT549.118625371.134.6195500009550000111第8页47.593709832.05.28.18995.3195.31549.1186254.12)370(123131ZZZuuKTdHEd齿数取191Z，则44.711976.312iZZ取712Z。故实际传动比74.3197112ZZi模数：02.31915cos47.59cos11zdmn取3nm中心距：错误!未找到引用源。取mma1509.01502)7119(3arccos2)(arccos21arcaZZmn=25.85mmZmdn639.0193cos11实际取mmd601mmZmdn67.2369.0713cos22实际取mmd2372齿宽：错误!未找到引用源。636311dbd（4）验算齿轮弯曲强度齿形系数YFa1=2.9，YSa1=1.55YFa2=2.2，YSa2=1.82由式（11-5）][12.465.452.886355.19.2905004.122111111FnSFFmbdYYKTaa][08.419.25.12.282.112.462112212FSSSFFFaaaaYYYY安全。（5）计算齿轮圆周转速v并选择齿轮精度113.1474.569703.785/601000601000dnvms对照表11-2可知选用8级精度是合宜的。结构如图：第9页3.21.6第三章、轴的设计计算与校核一、高速轴设计1、电动机轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。选择45钢正火。硬度达到170~217HBS,抗拉强度MPab600，屈服强度MPae355。[b1-]=MPa55。2、按弯曲许用切应力，初估轴的最小直径由表14-2,查得C=1101311pdCn=26.3mmmmnPcd48.2513.37161.411031131因Ⅰ轴上开有键槽,应增大轴颈以考虑键槽对轴强度的削弱,则直径应增大5%mmd75.2605.148.251初定Ⅰ轴的最小直径=mm25。3.轴的初步设计根据轴系结构分析要点，结合后述尺寸确定，按比例绘制轴的草图，如图。考第10页虑到斜齿圆柱齿轮传动，选用角接触球轴承，采用内嵌式轴承盖实现轴承两端单向固定，依靠普通平键联接实现周向固定，利用轴肩结构实现轴与轴承的轴向固定。考虑到小齿轮分度圆直径与轴的直径差距不大的情况，采用齿轮轴的结构方案，如图示。轴与其它零部件相配合的具体情况见后装配。直径25325058655952长度627822146016246.轴得强度校核（1）计算齿轮受力130.644转矩mmkNT99.1131齿轮切向力112tFTd=5.313kN径向力：Fr=tFtan=5.313×tan20°=1.93kN轴向力F=tFtanβ=5.313×tan15°=1.42kN（2）计算支反力和弯矩并校核（a）水平面上AHF=BHF=2tF=2.656kNC点弯矩:2CHAHLMF=127.5.kNmmD点弯矩：35DHAHMF=73.85.kNmm第11页水平面弯矩和受力图如上图：（b）垂直面上支反力：111022110rArdFFF=0.95kNBrArFFF=0.586KNC点弯矩：2CALMF48=45.6kN.㎜D点弯矩：DM=AF×48=45.6kN.㎜（c）求合成弯矩CM=22CHCMM=135.41kN.㎜DM=22DHDMM=86.79kN.㎜C点当量弯矩：第12页'CM=22CMT=22161.980.6107=169.04KN.㎜D点当量弯矩：'DM=22DMT=116.95KN.㎜所以,Cd'3010CbM=31017424095=16.11㎜Dd'3010dbM=23.10㎜考虑到