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1、机械设计基础课程设计说明书题目： 设计胶带输送机的传动装置。 班 级：冶金0905班姓 名：张树才学 号：20091428指导教师：闫玉涛成 绩： 2011年 7月16日0 / 14一、设计任务书（1） 设计题目 ：设计胶带输送机的传动装置（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（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-511002.2320500二、电动机的选择计算（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，封闭式结构，电压380伏，Y系列电动机。（2）滚筒转动所需要的有效功

2、率 根据表2-11-1，确定各部分的效率:V带传动效率 1 =0.95一对滚动球轴承效率 2 =0.99闭式齿轮的传动效率 3 =0.97弹性联轴器效率 4 =0.99滑动轴承传动效率 5 =0.97 传动滚筒效率 6=0.96则总的传动总效率 = 122 3456 = 0.950.990.990.970.990.970.96 = 0.8326 （3）电机的转速 所需的电动机的功率 现以同步转速为Y100L2-4型（1500r/min）及Y132S-6型（1000r/min）两种方案比较，传动比，；由表2-18-1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(

3、r/min)总传动比1Y100L2-43.01500143010.892Y132S-63.010009607.31比较两种方案，为使传动装置结构紧凑，决定选用方案2 即选电动机Y132S6型 ，同步转速1000r/min 。同时，由表2-18-2查得其主要性能数据列于下表：电动机额定功率/kW3.0电动机满载转速/(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2.0三、传动装置的运动及动力参数计算 （1）分配传动比总传动比;由表2-11-1得，V带传动的传动比i01= 2.5，则齿轮传动的传动比为：i12=i/i01=7.3

4、1/2.5=2.92 ，此分配的传动比只是初步的，实际传动比的准确值要在传动零件的参数和尺寸确定后才能确定。并且允许有（3-5%）的误差。 （2） 各轴功率、转速和转矩的计算0轴：（电动机轴） P0=pr=2.91kw，n0=960r/min T0=9550p0/ n0=95502.91/960=28.95Nm 1轴：（减速器高速轴） P1=p001= p01=2.910.95=2.76kw n1=n0/i01=960/2.5=384r/min T1=9550P1/n1=95502.76/384=68.64 Nm 2轴：（减速器低速轴）12=0.990.97=0.96 P2= P112=2.7

5、60.96=2.65kw n2=n1/i12=384/2.92=131.51r/min T2=9550P2/n2=95502.65/131.51=192.44Nm 3.轴：（即传动滚筒轴）23=0.990.99=0.98 n3=n2/i23=131.51/1=131.51r/min P3= P223=2.650.98=2.60kwT3=9550P3/n3=95502.60/131.51=188.81Nm （3）各轴运动及动力参数轴序号功率P(kw)转速n(r/min)转矩(N.m)传动形式传动比效率02.9196028.95带传动2.50.9512.7638468.64齿轮传动2.920.97

6、22.65131.51192.44弹性联轴器10.9932.60131.51188.81四、传动零件的设计计算电动机型号为Y132S-6，额定功率=3.0kw，转速为n1=960r/min，减速器高速轴转速n2=384r/min，班制是2年，载荷平稳。（1）减速器以外的传动零件的设计计算1.选择V带的型号 由书中表10-3查得工况系数KA=1.2;Pc=KA.P0 =1.23.0=3.6kw查表10-4和课本图10-7，可得选用A型号带，dd1min =75mm;由表10-5，取标准直径,即dd1=100mm;2.验算带速V=3.14dd1n1 /(601000)=5.024m/s;满足5m/

7、s = V1200 符合要求；6.计算带的根数 z= Pc /( P0 +P0 )KKL 由图10-7查得， P0 =1.0kw, P0 =0.13kw 查表10-6可得，K=0.93，查表10-2，KL = 0.93，代入得，z =3.6/(0.13+1.0)0.930.93 =3.68; 取z =4根。7.计算作用在轴上的载荷FR和初拉力F0 F0为单根带的初拉力， F0= 500Pc(2.5/ K-1 ) /(vz) +qv2 =153.73N（查表可得，q =0.10kg/m）FR =2 F0zsin(1/2) = 2153.734sin(154.940/2) =1200.55N（2）

8、减速器箱内的圆柱齿轮传动的设计计算（1）选择材料由表11-1，大小齿轮材料选择如下:小齿轮 40Cr钢 调质处理 齿面硬度250-280HBS，大齿轮 ZG310-570钢 正火处理 齿面硬度 162-185HBS 。（2）计算应力循环次数N 查图11-14得ZN1=1.0 ，ZN2=1.08（允许有一定点蚀）。由图11-15得ZX1=ZX2=1.0，取SHmin=1.0 ， 由图11-13（b）,得Hlim1=690Mpa，Hlim2=440 Mpa。（3）计算许用接触应力 因，故取（4）按齿面接触强度确定中心距小轮转矩 T1=9550P1/n1=95502.76/384=68640Nmm初

9、取，取，由表11-5得；由图11-7可得，=2.5，减速传动，; 由式（11-17）计算中心距a取中心距a=140mm。 估算模数mn=(0.0070.02)a=0.8752.5mm,取标准模数mn=2mm。 小齿轮齿数：大齿轮齿数：z2=uz1=取z1=36，z2=104 实际传动比传动比误差， 齿轮分度圆直径 圆周速度由表11-6,取齿轮精度为8级。(5) 验算齿面接触疲劳强度按电机驱动,载荷平稳，由表11-3，取KA=1.0。由图11-2（a），按8级精度和，查得Kv=1.05。齿宽。由图11-3(a)，按b/d1=56/72=0.78,考虑轴的刚度较大和齿轮相对轴承为非对称布置，得K=

10、1.06。由表11-4，得K=1.1。载荷系数由图11-4得查图11-6，得由式11-16，计算齿面接触应力故安全。（6）验算齿根弯曲疲劳强度按Z1=36，Z2=104，由图11-10得Y=2.48，Y=2.18。由图11-11得Y=1.66，Y=1.82。由图11-12，得Y=0.68。由图11-16(b)，得，。由图11-17，得FN1=1.0，FN2=1.0。.由图11-18，得Y=Y=1.0。取Y=2.0，S=1.4。由式（11-25）计算许用弯曲应力，由式（11-21）计算齿根弯曲应力 （7）齿轮主要几何参数 z1=36, z2=104, u=2.92, mn=2 mm, 0=0,

11、mm mm ha1 = ha2 =2mm,a=140mm mm, b1=b2+(510)=64mm 。五、轴的设计计算根据要求，选择轴的材料为45钢，调质处理。（一）高速轴的设计1确定减速器高速轴外伸段轴径,受键槽影响，加大4%5%，取25mm 。 2确定减速器高速轴各段轴径 125mm，d2= d1+(58)=（3033）mm，取d2=30mm，d3=35mm，d4= d3+(13)=（3638）mm，取d4=38mm，d5=d3=35mm。3选择高速轴的轴承根据低速轴d3=35mm，查表2-13-1，选择轴承的型号为：（GB/T276-1994）-6207D=72mm，B=17mm。4选择

12、高速轴的轴承盖轴承外径D=72mm，螺钉直径d3=8mm，d2= d3+1=9mm，D0=D+2.5 d3=92mm，D2= D0+2.5 d3=112mm，e=1.2 d3=9.6mm(取e=10mm)，e1=e，D1= D-（34）=（6869）mm，取D1=68mm，D4= D-（1015）=（5762）mm，取D4=60mm，b=510mm，取b=6mm，h=(0.81)b=4.86mm，取h=5mm。（二）低速轴的设计计算，联轴器的选择1初步选定减速器低速轴外伸段直径d=(0.81.0)d电机=(0.81.0) 38=30.438（mm）2选择联轴器拟选用弹性联轴器（GB5014-8

13、5） 名义转矩T=9550=95502.65/131.51=192.44Nm 计算转矩为TC=KAT=1.5192.44=288.66Nm从表2-14-1可查得，HL3号联轴器满足要求（Tn =630N.m，Tn Tc)。其轴孔直径d=3048mm,能满足减速器轴径的要求。n=5000r/minn=131.51r/min;轴孔长度 L=60mm;3最终确定减速器低速轴外伸段直径,受键槽影响，轴径加大4%5%,，取135mm。 因为是小批生产，故轴外伸段采用圆柱形。4确定减速器低速轴各段轴径 135mm，d2= d1+(58)=（4043）mm，取d2=40mm，d3=45mm，d4= d3+(

14、13)=（4648）mm，取d4=48mm，轴环直径d5=60mm， d6=d3=45mm。5选择低速轴的轴承根据低速轴d3=45mm，查表2-13-1，选择轴承的型号为：（GB/T276-1994）-6209,主要参数D=85mm，B=19mm，da=52mm，Da=78mm，由此确定低速轴轴环直径d5=60mm。6选择低速轴的轴承盖轴承外径D=85mm，螺钉直径d3=8mm，d2= d3+1=9mm，D0=D+2.5 d3=105mm，D2= D0+2.5 d3=125mm，e=1.2 d3=9.6mm(取e=10mm)，e1=e，D1= D-（34）=（8182）mm，取D1=82mm，

15、D4= D-（1015）=（7075）mm，取D4=72mm，b=510mm，取b=6mm，h=(0.81)b=4.86mm，取h=5mm。六、轴的强度校核1.低速轴校核（1）求作用于齿轮上的作用力，绘出轴的空间受力图（图1） 作用在齿轮上的作用力转矩T T=9.55106=9.551062.65/131.51=1.924105Nmm 圆周力 径向力 （2）求支座反力(图1（b）)1垂直面支反力 轴向力 2水平面支反力得， ， （3）作弯矩图1垂直面内弯矩图MY(图1（c）)C点， 2水平面内弯矩图MZ (图1（d）)C点左边 C点右边 3作合成弯矩图(图1（e）)C点左边 C点右边 （4）作

16、转矩T图(图1（f）)（5）作当量弯矩图(图1（g）)该轴单向工作，转矩按脉动循环应力考虑，取=0.6 。C点左边 C点右边 D点 图1 轴的结构及计算（6）校核轴的强度按当量转矩计算轴的直径：（轴的材料选择45号调质钢，查表13-1可得）。 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得查表13-2得。C点轴径 因为有一个键槽。该值小于原设计该点处轴径45mm，故安全。D点轴径 因为有一个键槽。该值小于原设计该点处轴径35mm，故安全。七、滚动轴承的选择及其寿命验算1、低速轴轴承的选择选择低速轴的一对6209深沟球轴承校核：（1）、确定轴

17、承的承载能力查表2-13-1，轴承62089 的=17.5kN，cr=24.5kN.（2）、计算径向支反力 （3）、计算当量动载荷由于轴承承受纯径向载荷，所以P1 =R1=1100.80NP2= R2=1100.80N;2、低速轴承寿命计算 故深沟球轴承6209适用。八、 键联接的选择和验算（一）高速轴上键的选择查表9-6，选择普通平键87，型号GB1096-79，键长L=（1890）mm，取 L=32mm。（二）低速轴上键的选择与验算1齿轮处 查表9-6，选择普通平键149，型号 GB1096-79型，其参数为：R=b/2=7mm， L=（36160）mm；根据齿宽mm，取L=45mm；l=

18、L-2R=45-27=31mm,。键和齿轮材料为45钢，载荷平稳，静联接，齿轮处轴径d=48mm。由表9-7，查得 因，故安全。2外伸处查表9-6，选择普通平键108，型号 GB1096-79型，其参数为R=b/2=5mm，L=（22110）mm；根据外伸轴长50mm，取L=40mm；l=L-2R=40-25=30mm。键和轴材料为45钢，载荷平稳，静联接，外伸处轴径d=35mm。由表9-7，查得 因，故安全。九、减速器的润滑及密封形式选择1润滑方式选择查表2-15-2，减速器的润滑采用脂润滑，选用钠基润滑脂型号GB/T492-1989。2密封圈选择查表2-15-5，密封圈采用毡圈密封，型号40 FZ/T92010-1991。3通气器选择由于工作环境清洁，选用通气螺塞。十、指导参考书1、陈良玉 王玉良 马星国 李力 著 东北大学出版社 20002、孙德志 张伟华 邓子龙 著 科学出版社 2006 温馨提示：最好仔细阅读后才下载使用，万分感谢！