精编机械设计ZDD-5资料

机械设计基础课程设计计算说明书机械电子工程系机电一体化专业一班设计者雷飞指导教师李瑞斌2013年12月27日阳泉职业技术学院一、设计任务书1.1设计题目1.2工作条件1.3技术条件二、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三、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四、轴的计算4.1初步确定轴的直径4.2轴的强度校核五、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六、键连接选择和验算七、连轴器的选择和验算八、减速器的润滑以及密封形式选择1.设计任务书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82清洁平稳小批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)ZDD-511002.23205002.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kwFVpw7.2885.010002.21100n1000总（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η1=0.99一对滚动轴承效率η2=0.99闭式齿轮的传动效率η3=0.97（8级）开式滚子链传动效率η4=0.92一对滑动轴承效率η5=0.97传动滚筒的效率η6=0.96885.096.097.092.097.099.099.026543221=0.885（3）所需的电动机的功率wppwrk35.38063.07.2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2-19-1可选Y系列三相异步电动机Y132M1-6型，额定功率kwP0.40，或Y系列三相异步电动机选Y112M-4型，额定功率kwP0.40。满足rPP02.1.3确定电动机转速传动滚筒转速min/4.934503.210006060wrvDvn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-44.0150014404715.082Y132M1-64.010009607310.05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Y132M2-6。由表2-19-2查得其主要性能数据列于下表电动机型号：Y132M2-6电动机额定功率0P/kW4.0电动机满载转速0n/(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2.02.2分配传动比总传动比40.1366.719600wnni查表2-11-1得取链传动比I=6减速器的传动比为46.4340.13Iii2.3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kwppr35.30min/9600rnmNnpT48.3696067.355.955.90001轴：即减速器的高速轴,传动比等于1kwpp49.395.067.30101min/9600101rinnT1=34.71（N·m）2轴：即减速器的低速轴kwgpp3.3597.096.03.491212min/215.2546.49601212rinnmNnPT148.62215.2535.355.955.92223轴：即传动滚筒轴kwpp3.1596.098.0353.2323min/71.753215.252323rinnmNnPT488.4871.7567.355.955.93332.3.2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η03.3596036.48联轴器10.9913.4996034.71齿轮传动3.5760.9723.35215.25148.62链传动2.50.9633.1571.75488.483.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1Z=20大链轮齿数12062012iZZ所以取2Z=120实际传动比2012012ZZi62）确定链条节距由式pzAKKPKP0查表22-1得，工况系数AK1.0小链轮齿数系数34.1)19(08.11ZKz取单排链，取pK=1.020.20.134.196.20.10PkW因为81.2381nr/min查表得选链号No10A，节距p=15.8753)计算链长初选0a=40p=4015.875=635mm链长9.124)22563(635875.1522563402)2(2222120120zzapzzpaLp节取pL=126节4)验算链速588.1100060875.152402510006011pnzvV＜15m/s适合5）选择润滑方式按v=1.580m/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NvPFe47.1895588.101.310001000作用在轴上的力NFFeQ56.227447.18952.12.17）链轮尺寸及结构分度圆直径mmzpd62.12625180sin875.15180sin0101mmzpd482.31863180sin875.15180sin0201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40#钢，调质处理，齿面硬度240—260HBS，大齿轮选用45#钢，调质处理，齿面硬度220HBS。计算应力循环次数8111074.2)283008(19606060hjLnN8912109.641076.2iNN查图得ZN1=1.04ZN2=1.13（允许一定点蚀）由表13-13，ZX1=ZX2=1.0取SHmin=1.0得MPaH5701lim,MPaH3502lim计算许用接触应力MPaZZSXNHHH4.52411min1lim1MPaZZSXNHHH34322min2lim22）按齿面接触强度确定中心距小轮转矩mNT9.365081初取1.12ttZK，取4.0a，由表11-5得MPaZE9.188由图得5.2HZ，减速传动，02.4iu;由式计算中心距a6.1172.4979.1885.244.02312401.1)14(2)1(32321HEHatZZZZuKTua由13-2,取中心距a=125mm。a=125mm估算模数m=(0.007~0.02)a=1.98mm取标准模数m=2mm。小齿轮齿数：9.24)102.4(21252)1(2z1uma取20大齿轮齿数：z2=uz1=120取z1=20，z2=120z1=20，z2=120实际传动比00.42510012zzi实传动比误差%5%5.0%10002.400.402.4%100理实理iiii，在允许范围内。齿轮分度圆直径mmzmd40200.211圆周速度smndv/5.210609605010603311由表13-10,取齿轮精度为8级.(3)验算齿面接触疲劳强度按电机驱动,载荷平稳,由表13-11,取KA=1.2由图13-10（a）按8级精度和smvz/63.0100/25512.2100/1，得Kv=1.08。齿宽mmaba501254.0。由图13-10(a)，按b/d1=40/40=1.0,取Kβ=1.08。由表13-11，得Kα=1.1载荷系数17.11.108.108.10.1KKKKKvA由图13-33，得8.01，92.02，所以72.121由图13-33得，875.0Z计算齿面接触应力MPaMPauubdKTZZZHEHH4.52412.35302.4102.450503124017.12875.09.1885.2122211故在安全范围内。（4）校核齿根弯曲疲劳强度按Z1=25，Z2=100,由图13-33得，Y1Fa=2.80，Y2Fa=2.14由图13-33得，55.11saY，83.1Y由图13-33得，68.0Y由公式13-23（b），得MPaF2901lim，MPaF2102lim由图13-24，得Y1N=0.88，Y2N=0.9由图13-24得,Y1X=Y2X=1.0。取YST=2.0，SminF=1.5计算齿根许用弯曲应力MPaYYSYXNFSTFF2800.10.15.1221011min1lim1222min2lim2/2020.10.15.12152mmNYYSYXNFSTFF故安全。MPaMPaYYYmbdKTFsaFanF2804833068.055.118.25.250503124017.122111111故安全。MPaMPaYYYYFSaFSaFaFF20252.4155.181.28.12.267.452112212（5）齿轮主要几何参数z1=25,z2=100,u=4.02，m=2mm，50205.211mzdmm,200805.222mzdmm545.20.1250211mhddaamm,2045.20.12200222mhddaamm452)25.00.1(250)(211mchddafmm1952)25.00.1(2200)(222mchddafmma=125mm502bbmm,b1=b2+(5~10)=56mm4.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=30.4～38mm取d=32mm。d=32mm2．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（GB/T5014-2002）。计算转矩cT为cT=TKA=1.5×39.8=59.7mm式中T——联轴器所传递的标称扭矩，T=9.55×nP=9.55×8.399601043AK——工作情况系数，取AK=1.5。根据cT=59.7Nm,从表2-14-1可查得LT4号联轴器可以满足min/960min/5000,8.46630rnrnmNTmNTcn）。4.1.2选择高速轴的材料材料为45号钢，调质处理根据轴伸直径d0=32mm,依次设计轴段直径d1=(35～37)mm(按标准密封圈尺寸取值)d2d1,且以0.5结尾，取d=40mm则选6208型深沟球轴承，轴承型号为6208GB/T276-19944.1.3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.按扭矩初步计算轴伸直径mmnPAd）（）（2.37~6.2524010.3160~110330取d0=35mmd1=(39～41)mm取d1=40(按标