东北大学机械课程设计说明书ZDL精编BWord文档下载推荐.docx
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工作年限
工作班制
工作环境
载荷性质
生产批量
10
2
「多灰尘「
稍有波动
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）
ZDL-4
1800
1.5
300
500
2•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
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,丫系列。
2.1.2选择电动机功率
1）传动滚筒所需有效功率：
2）传动装置总效率：
按表2-11-1确定各部分效率如下：
弹性联轴器的效率
10.99
一对滚动轴承的效率
20.99
闭式齿轮传动的效率
30.97（暂定精度为8级）
开式滚子链传动的效率
40.92
一对滑动轴承的效率
0.97
传动滚筒的效率60.96
传动装总效率
3）所需的电动机功率：
查表2-19-1,可选Y系列三相异步电动机Y112M-4
型，或选丫系列三相异步电动机丫132M1-6型，额定功率均为
F04.0kW，均满足P0Pr2.1.3确定电动机转速
1）传动滚筒轴工作转速:
现以同步转速为1500r/min及1000r/min两种方案进行比
较，查表2-18-1（P158）得电动机数据,计算总传动比列于下表：
方案号
电动机型号
额定功率
kW
同步转速r/min
、卄+［、，满载转速
r/min
电动机质量
kg
总传动比
1
Y112M-4
4.0
1500
1440
47
15.08
Y132M1-6
1000
960
73
10.05
比较两方案可见，方案1选用的电动机虽然质量和价格较低，但总传动比较大。
为使传动装置结构紧凑，决定选用方案2
电动机型号为Y132M1-6同步转速为1000r/min。
由表2-19-1和表2-19-2查得主要性能技术数据和安装尺寸：
额定功率P/kW
满载转速n（/（r/min）
堵载扭矩/额定扭矩
2.0
电动机外伸轴直径D/mm
38
电动机外伸轴长度E/mm
80
电动机中心高H/mm
132
2.2分配传动比
总传动比：
n960
i
nw95.5
据表2-11-1（P90）取链传动比：
i232.5
则齿轮传动的传动比：
i8.38
i12
3.352
2.3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：
1轴：
即减速器高速轴，与电动机轴采用联轴器链接，传动比ioi1，查表2-11-1（P90）弹性联轴器的传动效率i0.99，则：
2轴：
即减速器低速轴，动力从1轴到2轴经历了1轴上的一对滚动轴承和一对齿轮啮合，故发生两次功率损耗，计算效率时都要计入，查表2-11-1（P90）一对滚动轴承的传动效率利率
20.99，闭式齿轮传动的效率为30.97（暂定齿轮精度为8
级），则：
3轴：
即传动滚筒轴，动力从2轴到此轴经历了2轴上的一对滚动轴承和开式滚子链传动，故发生两次功率损耗，计算效率时都要计入，查表2-11-1（P90）一对滚动轴承的传动效率为
20.99，开式滚子链传动的效率为30.92，则：
2.3.2各轴运动及动力参数列表
轴序号
功率P
转速n
转矩T
N.m
传动形式
传动比
效率
n
4.02
39.99
联轴器
0.99
3.98
39.59
齿轮传动
3.82
286.40
127.38
链传动
2.5
0.92
3
3.48
114.56
290.10
3•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
3.1.1设计链传动
1）确定链轮齿数：
由传动比取小链轮齿数乙292i24,因链轮齿数最好为
25,z263
2.52
奇数，z,25;
大链轮齿数Z2iz12.52460,取,z263。
乙实际传动比：
i至更2.52i链
Z25
2）确定链条节距：
查表10-16（教材P166）得，工况系数KA1.4
小链轮齿数系数：
取单排链，由表10-17（教材P166）取Kp=1.0
19.05mm
126节
因为n2286.40r/min，查图10-23（教材P164），得选链号
No12A节距p19.05mm。
p
3）计算链长：
初选：
a040p4019.05762mm
链长：
取Lp126节Lp
4）验算链速：
v15m/s，适合。
5）选择润滑方式：
按v2.273m/s,链号12A,查图10-26（教材P167）选用滴
油润滑。
6）作用在轴上的力：
有效圆周力：
作用在轴上的力:
7）链轮尺寸及结构:
分度圆直径
3.2减速器以内的传动零件设计计算
3.2.1设计齿轮传动
1）材料的选择：
小齿轮选用45钢，调质处理，齿面硬度220—250HBS大齿轮选用45钢，正火处理，齿面硬度170—210HBS计算应力循环次数：
查图11-14（教材P187）,（允许一定点蚀）取
Zni0.96，Zn21.02o
由图11-15（教材P187），得
取SHmin1.0，由图11-13（b）（教材P186），得
hlim1567MPa,hlim2517MPa
522.17MPa
许用接触应力：
因H2H1，故取
H522.17MPa2）按齿面接触强度确定中心距：
小轮转矩人39590Nmm，初取Ktz21.1，取a0.4，由表11-5（教材P181）得：
由图11-7（教材P181）得：
Zh2.5
因为是减速传动，ui3.352，由式（11-17）（教材P182）
计算中心距：
查表2-11-2（P90）,在R40系列中取中心距a140mm。
a140mm
估算模数：
取标准模数m2mmm2mm
确定齿数：
实际传动比:
传动比误差:
计算vz,/1003.0132/1000.96m/s，由图11-2（a）（教材
P177），按8级精度得：
齿宽baa0.414056mm。
由图11-3（a）（教材P177），按b/d156/640.88，考虑轴
的刚度较大和齿轮相对轴承为对称布置得:
由表11-4（教材P178），得：
载荷系数：
计算齿面接触应力：
由图11-4（教材P178），得10.816，20.832，所以:
由0，查由图11-6（教材P180）得:
齿面接触应力：
故在安全范围内。
4）校核齿根弯曲疲劳强度：
按乙32，z2108
由图11-10（教材P183）得：
YFa12.53，YFa22.20
由图11-11（教材P184）得，Ysa11.635，Ysa21.80
由图11-12（教材P184）得，Y0.70（1.648）
由图11-16（b）（教材P187），得,
1.0
由图11-17（教材P188），得，YN11.0，YN2
由图11-18（教材P188）得，丫X!
Yx21.0
取YST2.0，YFmin1.4，由式（11-25）（教材P188）计算许用弯曲应力：
故安全。
5）齿轮主要几何参数：
z132，z2108，u3.352，m2mm
齿宽b2b56mm，取b1b25~1064mm
4.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）初步选定减速器高速轴外伸段轴径：
根据所选电机d电机D38mm，贝U
2）选择联轴器：
联轴器所传递的标称扭矩：
根据传动装置的工作条件拟选用弹性柱销联轴器（GB/T50
14-2003）查表16-1（教材P268），取工作情况系数心1.5
计算转矩
由表2-14-1（P114）可查得LH2号联轴器就可以满足转矩要求（Tn315NmTc60.0Nm）。
但其轴孔直径（d20~35mm）不能满足电动机及减速器高速轴轴径的要求。
因此重选HL3号
联轴器（Tn630NmTc60.0Nm,n5000r/minn960r/min）
d32mm
3）最后确定减速器高速轴外伸直径为d32mm。
4.1.2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）按转矩初步计算轴伸直径
取d035mmd035mm
取d140mm（按标准密封圈尺寸取值）d140mm
d2d1,根据轴承取标准值，取d245mmd?
45mm
查表2-13-1（P106），选6209型号的深沟球轴承。
轴承
型号为6209GB/T276-1994
4.2轴的强度校核
4.2.1计算大齿轮上的作用力
127380N
mm
圆周力
Ft
2T2
127380
1179N
d
216
Fttan
1179tan20
径向力
Fr
429N
cos
cos0
轴向力
Fa
1179tan0
0N
4.2.2绘轴的受力简图，求支座反力
1）垂直面支座反力
据Mb
0，得
据丫
2）水平面支座反力
据Z
0,得
受力简图如图（b）
4.2.3作弯矩图
1）垂直面弯矩MY图
A点
C点
垂直面弯矩图如图（c）
2）水平面弯矩MZ图
水平面弯矩图如图（d）
3）合成弯矩图
合成弯矩图如图（e）
4.2.4作转矩图转矩图如图（f）
4.2.5作当量弯矩图该轴单向工作，转矩按脉动循环应力考虑，取0.6当量弯矩
D点
A点
C点左
C点右当量弯矩图如图（g）
4.2.6校核轴的强度
由以上分析可见，A点弯矩值最大，C点有键槽，而D点轴径最小，所以该轴危险断面是A点、C点和D点所在剖面。
查表13-1（教材P218）得b650MPa
查表13-2（教材P224）得[b]160MPa。
A点轴径
该值小于原设计该点处轴的直径45mm安全。
C点轴径
考虑键槽影响，有一个键槽，轴径加大5%。
dC24.2（10.05）25.4mm。
该值小于原设计该点处轴的直径48mm安全。
D点轴径
dD15.8（10.05）16.6mm。
该值小于原设计该点处轴的直径35mm安全。
5.滚动轴承的选择及其寿命验算
5.1低速轴轴承
1）选定轴承类型及初定型号
深沟球轴承（GB/T276-1994）,型号6209:
查表得C24.5kN，Cr17.5kN。
2）计算径向支反力
取PR13889N
3）校核轴承寿命故满足轴承的寿命要求。
5.2高速轴轴承
1）选定轴承类型及初定型号深沟球轴承（GB/T276-1994）,型号6208:
查表得C22.8kN，Cr15.8kN
P627N
取P627N
6.键联接的选择和验算
6.1减速器大齿轮与低速轴的键联接
1）键的材料、类型
键的材料选用45钢，选用A型普通平键。
2）确定键的尺寸
根据轴径d48mm,齿轮轮毂长b56mm，查表2-12-11（P103）确定键的尺寸为:
3）验算键的挤压强度
键和轴的材料为钢，轮毂材料为45钢，所以按钢校核键连接的挤压强度。
查表9-7（教材P135），得许用挤压应力键的计算长度ILb451431mm，由下式得该键安全。
所以选键14X45GB/T1096-1990。
6.2小链轮与减速器低速轴轴伸的联接
1）键的材料、类型
根据轴径d35mm,链轮轮毂长b54mm，查表2-12-11（P103）确定键的尺寸为:
键和轴的材料为钢，轮毂材料为45钢，所以按钢校核键连接的挤压强度。
查表9-7（教材P135），得许用挤压应力键的计算长度ILb451035mm，由下式得该键安全。
所以选键10X45GB/T1096-1990。
6.3联轴器与减速器高速轴轴伸的联接
1）键的材料、类型
2）确定键的尺寸
根据轴径d32mm,联轴器轴孔长b58mm,查表2-12-11（P103）确定键的尺寸为：
3）验算键的挤压强度
键和轴的材料为钢，联轴器材料为钢，所以按钢校核键连接的挤压强度。
查表9-7（教材P135），得许用挤压应力键的计算长度ILb501040mm，由下式得该键安全。
所以选键10X50GB/T1096-1990。
7.联轴器的选择
根据传动装置的工作条件拟选用弹性柱销联轴器（GB/T50
14-2003）查表16-1（教材P268），取工作情况系数Ka1.5
因此重选HL3号联轴器（Tn630NmTc60.0Nm,n5000r/minn960r/min）
8.减速器的润滑及密封形式选择
1）轴承及齿轮润滑：
根据减速器齿轮的圆周速度v3.01m/s2m/s，减速器轴承采用飞溅润滑，根据工作环境及工作强度，查表2-15-1（P119）,齿轮润滑油选用工业闭式齿轮油（GB/T5903-1995）。
2）密封圈：
根据减速器的工作环境，减速器高速轴及低速轴采用内包骨架旋轴唇形密封圈。
由高速轴外伸轴直径d32mm,低速轴外伸轴直径d35mm，通过查表2-15-6（P121），得
低速轴采用：
FB40X62X8GB/T13871-1992
高速轴采用：
FB38X62X8GB/T13871-1992
3）油标尺M12材料Q235A
参考文献A
[1]陈良玉•2000•机械设计基础•沈阳：
东北大学出版社
[2]孙德志•2006•机械设计基础课程设计•北京：
科学出版社
说明书中未标明“教材”的页码标注，均是参考文献“[1]陈良玉”
标明“教材”的页码标注，均是参考文献“[2]孙德志”，特此说明
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