机械设计课设docWord文件下载.docx
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7—滚动轴承
任务起止时间：
设计题目：
设计带式输送机中的传动装置
机械原理课程设计工作内容：
一•传动方案如下图1所示：
二、工作条件
单向连续平稳转动，常温下两班制工作，空载启动，装置寿命为7年。
三、原始数据
四、设计任务：
1•低速零部件组装图一张（A2图纸）
2.设计说明书一份
在一周内完成并通过答辩。
图1带式输送机减速装置方案图
资料：
《机械原理》
《工程力学》
《机械制图》
指导教师签字:
（一）电机的选择
1.选择电机的类型和结构形式：
依工作条件的要求，选择三相异步电机
封闭式结构
u=380v
Y型
2.电机容量的选择
工作机的功率P工作机=F牵*V运输带/1000=3.6kw
V带效率：
0.96
滚动轴承效率：
0.99
齿轮传动效率（闭式）：
0.99x1（对）
联轴器效率：
0.99
卷筒效率：
传输总效率=0.85（该效率为上述效率的乘积）
P工作机
Pd
贝电机功率=4.067kw
3.电机转速确定
60v
V带传动比范围：
2~4一级圆柱齿轮减速器传动比范围：
3~6总传动比范围：
6~24
•••电动机转速的可选范围为：
547.92~2191.68r/min
在此范围的电机的同步转速有：
1500r/min,1000r/min,750r/min
依课程设计指导书67页丫系列三相异步电机技术数据（JB3074-82）选择电机的型号为；
Y132S-4性能如下表：
电机型号
功率
KW
满载时
额定转矩
质量
转速n
r/min
电压V
电流A
功率因数
Y132S-4
5.5
1440
380
11.6
0.84
36.48
68
（二）传动装置的运动和动力参数计算
所选电机满载时转速nn=1440r/min
总传动比：
i总=nm=15.7（为各级传动比的乘积）
n工作机
1.分配传动比及计算各轴转速
i总=idXi
带传动的传动比iD=3（取值在2~4之间）
一级圆柱齿轮减速器传动比i=52（取值在3~6之间）
则高速轴I轴转速ni=480r/min（n1=1440/3=480）
则低速轴II轴的转速n2=92.3r/min（n2=480/5.2=92.3）
2.各轴输入功率，输出功率
P输出=P输入，效率如前述。
则高速轴I轴的输入功率P=5.28KW（P仁5.5*0.95=5.23）
输出功率Pi/=5.174KW（P1'
=5.23*0.99=5.17）
则低速轴II轴的输入功率Pii=5.122KW（P2=5.17*0.97=5.02）
输出功率Pii/=5.02KW（P3=5.02*0.99=4.97）
3.各轴输入转矩:
小带轮输入转矩Td=36.47N•m
I轴输入转矩Ti=105.039N•m
II轴输入转矩Tii=535.27N•m（公式：
T=9550*P/n）
（同一根轴的输出功率与输入功率数值不同，因为有轴承功率损耗；
同一根轴的
输出功与下一根轴的输入功率也不同，因为有传动功率损耗；
转矩也是，计算
时需要注意）
（三）V带传动设计
1.
11.5，取Ka=1.2,故
16小时，可知KA=1.2，
确定计算功率Pc
已知电机输出功率，依教材《机械设计基础》表
Pc=6.6KW（根据载荷平稳运行，一天工作工作
Pc=P*Ka）
2.选择普通V带型号
已知Pc，nm,结合教材《机械设计基础》，由图11.8确定所使用的V带为
A—型。
（小带轮转速1440,可知选择A带,并由此得到额定功率及功率增量）
3.确定大小带轮基准直径di,d2。
由《机械设计基础》表11.6取d仁125mm，带传动比iD已知，则d2=iD•d仁375mm
4.验算带速Vv6.28m/s
601000
（带速过高，离心力增大，带和带轮正压力减小，降低传动能力，带寿影响带命,故一般使带的速度在5-25m/s）
5.求V带基准长度和中心距（L0，a）
初定中心距ao=1.5（d1+d2）=750mm,选a0=700mm
2
带长L02a0—©
d2）d2-d1=2305.83mm
24a0
由表11.2，对_A_型带进行选用，Ld=2500mm
则实际中心距：
aaoL847mm
（根据表选择普通V带基准长度）
6.验算小带轮包角
1800d2*57.30163.087°
>
120。
合格。
a
（小带轮的包角直接影响带传动的能力，不能太小，所以要进行验算）
7.求V带根数Z
已知n1，d1，查表11.3得P°
=1.61
已知传动比id，查表11.3得厶R=0.17
已知1,查表11.4
得K=
0.95
，查表14.2.2得Kl=1.01
Pc
则V带根数Z=
4
（带的根数圆整，为使每根带受力
（P°
P°
）K
Kl
均匀，带的根数不宜过多，
般取3-6）
8.求作用在带轮上的压力FQ
由《机械设计基础》表
11.1，
可知
A型带每米质量q=0.10kg/m
单根V带的拉力F0=500Pc（2.51）
qv=
=166.32N
ZvK
、,1
作用在轴上的压力Fq=2ZFsin—=1316.15N.
（四）减速器（齿轮）参数的确定
1.选择材料及确定许用应力
由《机械设计基础》表13.9得：
小齿轮用：
40Cr,热处理方式:
调质，齿面硬度为280HBS大齿轮用：
45钢，热处理方式：
调质，齿面硬度为240HBS
（优质碳素钢45号应用于低速轻载而且冲击小，是锻造齿轮最常见的材料,为了增大强度，小齿轮选择调制的热处理方式）
由表13.13，取安全系数SH=1，SF=1.4。
则许用应力为：
【（TH1】
=6Hlim1/SH=600MPa.
【tH2】=
:
tHlim2/SH=550MPa
【6F1】
FE1/SF=357.2MPa.
【tF2】=
tFE2/SF=271.15MPa
（查阅图13.13有齿轮硬度查找碳素钢相应的接触疲劳极限；
查阅图13.14有齿轮硬度查找碳素钢相应的齿根玩去疲劳极限）
2.按齿面接触强度设计
设齿轮按_8_级精度制造，按齿面接触强度设计。
由表13.10得载荷系数K=1.1，由表13.15得齿宽系数①d=_」
小齿轮输入功率P=5.23，转矩「=9.55X106X—=107575N•m
由表13.11可得弹性系数ZE=189.8MPS?
齿数取Z仁24，Z2=i'
Z仁125模数m=d1/z仁2.7
按表16.4.1，标准模数m=3，实际传动比i=Z2/Z仁5.21实际标准中心距离a=223.5mm
齿宽bdd169mm（圆整）
为补偿安装误差，取小齿轮齿宽b1=b+5=74mm
3.验算轮齿弯曲强度
由图13.12，取齿形系数YFa仁2.65,YFa2=2.18.
由图13.14，取外齿轮齿根修正系数YSa仁1.58，YSa2=1.178
判断：
F1
2KT1YFa1YSa1
bm2Z1
94
三【tF1】
F2
F1YFa2YSa2
62.8
三【tF2】
YFa1YSa1
满足条件
合适
（由直齿轮的当量齿数Zv分别查取大小齿轮的复合齿形系数）齿根处的最大弯曲应力应小于齿轮材料的许用弯曲应力。
节线处的最大接触应力应小于齿轮材料的许用接触应力。
）
4.齿轮的圆周速度
1.56m/s
ndin
v
60x1000
对照表13.5可知，选着_8_级精度是合适的
（五）轴的结构设计及验算
1.高速轴及低速轴的材料选择
根据表16.1得，高速轴材料为：
调质处理；
低速轴材料为：
调质处理
高速轴极限强度【cB1】=650MPa，低速轴极限强度【cB2J650MPa根据表16.8得，两根轴的许用弯曲应力【c-1b】=60MPa
2.轴颈初估
初选小轮轴颈，根据扭转强度计算初估轴颈。
由表16.7得常数C=110
C^fl=24.5mm，结合大带轮轮毂内径，圆整后暂取
n1
3轴的径向尺寸设计
根据轴及轴上零部件的固定，定位，安装要求，初步确定轴的径向尺寸低速轴：
（带尺寸的草图）
各尺寸确定的依据：
d1=42mm，d2=d1+（2~3）C=48mm,d3=d2+（1~2）=50mmd4=d3+（1~2）=52mm，d5=d4+（2~3）C=60mm，46=根据轴承拆卸尺寸d7=d3=52mm
4.轴的轴向尺寸设计
根据轴及轴上零部件的固定，定位，安装要求，初步确定轴的轴向尺寸低速轴：
L1=84mm,L2=K+e+（C-△-B）=53mm,L3=B+△+H+（2~3）=36mm,
L4=b-（2~3）=66mmL5=1.4h=6mm,L6=H+△-0.4H=16mmL7=B=16mm
（e=1.2d3=9.6,，K=1.5e=12，B=16mm△=8mmH=12C=53mm）
（六）高速轴上的轴承寿命校核
根据《课程设计指导书》选出轴承牌号
低速轴承的主要参数
轴承代号
轴承内经mm
轴承外径mm
轴承宽度mm
径向基本额定动载荷Cr
61811
55
72
6
5.18
根据轴的受力情况可知，高速轴上靠近带轮一侧的轴承所受的径向力最大,故为最危险轴承。
1.径向力计算：
已知轴的各部分尺寸，带轮的压轴力，齿轮的受力。
已知作用在齿轮上的圆周力Ft=2T2/d2=3798N；
径向力Fr=Fttana/cosB=4255xtan20°
/cos15.36°
=1523N轴向力Fa=FttanB=4255xtan15.360=1069N
齿轮分度圆直径d2=252mm；
L=140mm
（7）低速轴轴强度计算
1.求垂直面的支撑反力
Fiv=（Fr•L/2-Fa•dJ2）/L
=（1523x140/2-1069x252/2）/140=-200.6N；
F2v=Fr-F1v=1523+2
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