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1、- 机械设计课程设计 计算说明书 机械工程与自动化学院 2010 级机制一班 设计者 ： 学号： 1 目录 一、设计任务书 2 二电动机的选择计算 . 2 三、传动装置的运动和动力参数的选择和计算. 3 四、传动零件的设计计算 . 3 五、轴的设计计算 . 6 六、滚动轴承的选择和寿命计算 . 9 七、键联接的选择和验算 . 11 八、选择联轴器 12 九、减速器的润滑及密封形式选择 . 12 十、参考材料 13 2 一、设计任务书 1、 题目： WD6B 胶带输送机的传动装置 2、设计数据： 滚筒圆周力带速滚筒直径滚筒长度 F=2000N V=0.50m/s D=300mm L=400mm
2、3、工作条件： 工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量 10 年2 班多灰尘稍有波动小批 二电动机的选择计算 1、选择电动机系列 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机,封闭式结构，电 压 380V，Y 系列。 2、选择电动机功率 卷筒所需有效功率PW=F V/1000=2000 0.50 /1000=1.0kw PW=1.0kw 传动装置总效率： =筒 蜗 链 承 3 联=0.658 =0.658 其中,按表 4.2-9 取 滚筒效率 筒=0.96 蜗杆传动效率 蜗=0.82 链条传动效率 链=0.92 圆锥滚子轴承效率 承=0.98 联轴器效率 联=0.99 所需电动机功率PR=PW/=
3、1.0/0.658=1.520kw PR=1.520kw 查表 4.12-1: 选 Y100l1-4 型。额定功率 2.2kw，同步转速 1500r/min，满载转速 n0=1420r/min。 . . 查表 4.12-2 知电动机中心高 H=100mm,外伸轴段 DE=28mm 60mm. DE=28mm 60mm. 3、分配传动比 滚筒轴转速 nW=60v/( D)=60 0.50/(0.30)=31.85r/min. nW=31.85r/min 传动装置总传动比i=n0/nW=1420/31.85=44.58 i=44.58 据表 4.2-9,取 i链=2,则 i 蜗= i/ i链=44
4、.58/2=22.29 i蜗=22.29 3 三、传动装置的运动和动力参数的选择和计算 0 轴(电动机轴 ): P0=Pr=1.520kw， n0=1420 r/min T0=9.55 P0/n0=10.22N m； 1 轴(减速器高速轴 ): P1=P0 联=1.50kw， n1=n0=1420r/min, T1=9.55 P1/n1=10.09N m； 2 轴(减速器低速轴 ): P2= P1 蜗 承=1.21kw, n2=n1 /i 蜗=63.7r/min， T2=9.55 P2/n2=181.4N m; 3 轴(传动滚筒轴 ): P3= P2 链 承=1.09kw， n3= n2/i
5、链=31.85r/min, T3=9.55 P3/n3=326.83N m; 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 0 1.52 1420 10.22 联轴器1.0 0.99 1.50 1420 10.09 蜗杆传动22.29 0.82 1.21 63.7 181.4 链传动2.0 0.92 1.09 31.85 326.83 四、传动零件的设计计算 1、 蜗轮蜗杆的设计计算 （1） 、选择材料 蜗杆用45 钢，考虑到效率高些，耐磨性好些，蜗杆螺旋面进行表面淬火，硬度为 4555HRC。 蜗轮用铸锡青铜ZCuSn10Pb1 ，金属模
6、铸造，为节约贵金属，仅齿圈用贵金属制成， 轮芯用铸铁 HT200 制造。 （2） 、确定蜗轮齿数 按 i=22.29 蜗杆头数 Z1=2，Z2=i Z1=44.58。取 Z2=45。 （3） 、按蜗轮齿面接触疲劳强度进行设计计算 a） 确定作用在蜗轮上的转矩T2，按 z1=2,蜗=0.82， 4 b） 则： T2=9.55p2/n2=181.4N m Z1=2，z2=45 c） 确定载荷系数 K T2=181.4Nm 由表 6-6 中选取使用系数 KA=1.15，取载荷分布系K=1.3, K=1.3, KA=1.15 由于蜗轮转速为 63.7r/min，蜗轮的圆周速度可能较小，Kv=1.05,
7、 （v23m/s故选动载荷系数 Kv=1.05, 于是K=1.57 K=KAKKv=1.57 c）确定许用接触应力 H 由表 6-7 中查得 H =268N/mm 2； 应力循环次数 N=60jn2Lh=60163.71630010=1.8310 8 N=1.8310 8 H= H （10 7/N）1/8=268（107 /(1.83/10 8 )）1/8 H =186.35N/mm 2 =186.35N/mm 2 H =268N/mm 2； d）确定模数 m 及蜗杆分度圆直径d1 青铜蜗轮与钢蜗杆配对时，ZE=160（N/mm2）1/2，有 m 2d 1KT2（496/（Z2H） ） 2=9
8、96mm3 由表 6-2，取 m=5，d1=40mm。 （m 2d 1=1000mm 3） m=5，d1=40mm e）验算蜗轮的圆周速度V2 V2=mZ2n2/（601000）=0.75m/se, 查表 9-10 得 X1=0.4,Y1=1.6 由 A2/RCe, 查表 9-10 得 X2=0.4,Y2=1.6 查表 9-11, 按传动装置查取 fd=1.2, 根据合成弯矩图 , 取 fm1=fm2=1,按 P1取值 。则 P1=fdfm1(X1R1+Y1A1)=3491.8N P1=3491.8N （5） 、计算轴承寿命 因为 P1P2, 故按 P1计算. 查表 9-8,ft=1.由于是滚
9、子轴承 , 故寿命系数取值为 =10/3 L10h=(ftC/P) 10/3 10 6/(60 n)=44434h L 10h=44434h 由表 9-9 查得 L 10h=25000H，由 L10hL 10h可知， 轴承满足使用要求。 2、蜗轮轴承寿命计算 蜗轮轴承选用圆锥滚子轴承代号 30210 d=50mm, D=90mm 。 作用于蜗轮的圆周力、径向力、轴向力为： 圆周力： Ft=1651N 径向力： Fa=438.3N 轴向力： Fr=600.8N 转速： n=52.83r/min 11 （1） 、计算轴承的径向支反力 水平支反力： RBH= Ft/2=5700N RDH=Ft/2=
10、2415N 垂直支反力： RBV=880N, RDV=341.6N 合成支反力： R1=RB=5767.5N，R2=RD=2439N （2） 、计算派生轴向力S 由表 9-12，S=R/（2Y） 。 查表 9-7，30210轴承的 Y=1.4，C=72200N ，e=0.42。 S 1=2059.8N S1=R1/ （2Y）=2059.8N，S2=R2/ （2Y）=871N 。 S2=871N （3） 、求轴承的轴向载荷A 由结构知， FA=Fa=438.3N A1=max （S2+FA，S1）=2059.8N， A2=max （S1-FA，S2）=1621.5N。 （4） 、计算轴承的当量动
11、载荷P 由 A1/R1=0.36TC 许用转速 n=5700r/mmn0 轴孔直径 dMIN=22mm,dMAX=24mm 取减速器高速轴外伸段轴径d2=22mm,d1=24mm. d2=22mm d1=24mm 九、减速器的润滑及密封形式选择 减速器的润滑采用脂润滑，润滑脂选用ZL-2 通用锂基润滑脂GB7324-87 。 油标尺 M12,材料 Q235A 。 蜗杆上密封圈选用GB13871-1992 型旋转轴唇形密封圈 d=28mm 。 蜗轮上密封圈选用GB13871-1992 型旋转轴唇形密封圈 d=45mm 。 密封件选用 JB/ZQ4606-86型毡圈油封。 13 十、参考材料 1、机械设计，孙志礼、何雪红、何韵君主编，冶金工业出版社，1998.2 2、机械设计课程设计，巩云鹏、孙得志、喻子建主编，冶金工业出版社，1999