ZDL2A设计说明书.docx
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ZDL2A设计说明书
机械设计基础课程设计说明书
题目：
设计用于胶带运输机的机械传动装置
班级：
姓名：
学号：
指导教师：
成绩：
2012年7月5日
1.1设计题目
设计用于胶带运输机的机械传动装置。
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
8
2
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）
ZDL-2
1500
1.6
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，Y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（P107）确定各部分效率如下:
弹性联轴器的效率
一对滚动球轴承的效率
闭式齿轮传动的效率
开式滚子链传动的效率
一对滑动轴承的效率
传动滚筒的效率
传动装总效率
3）所需的电动机功率：
查表2-19-1（P189）,可选Y系列三相异步电动机Y100L2-4
型，Y系列三相异步电动机Y132S-6型，或选Y系列三相
异步电动机Y132M-8型额定功率均为
，均满足
2.1.3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，1000r/min及750r/min三种
方案进行比较，查表2-19-1（P189）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
满载转速
r/min
电动机
质量
kg
总传动比
1
Y100L2-4
3.0
1500
1430
35
14.04
2
Y132S-6
3.0
1000
960
63
9.43
3
Y132M-8
3.0
750
710
79
6.97
比较三方案可见，方案1选用的电动机虽然质量较低，但
总传动比较大。
方案3传动比小，但质量较大。
为使传动装置
结构紧凑且较轻巧，决定选用方案2。
电动机型号为Y132S-6，同步转速为1000r/min。
由表2-19-1
（P189）和表2-19-2（P190）查得主要性能技术数据和安装尺寸：
额定功率P0/kW
3.0
满载转速n0/（r/min）
960
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：
据表2-11-1（P90）取链传动比：
则齿轮传动的传动比：
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，查表2-11-1（P107）弹性联轴器的传动效率，
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（P107）一对滚动轴承的传动效率利率
，闭式齿轮传动的效率为，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（P107）一对滚动轴承的传动效率为
，开式滚子链传动的效率为，则：
2.3.2各轴运动及动力参数列表
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
η
0
2.98
960
29.65
联轴器
1
0.99
1
2.9502
960
29.35
齿轮传动
3.772
0.97
2
2.84
254.51
106.57
链传动
2.5
0.92
3
2.59
101.81
242.95
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:
（教材P165）
由传动比取小链轮齿数,因链轮齿数最好为
奇数，；大链轮齿数,取,。
实际传动比：
2）确定链条节距：
查表10-16（教材P166）得，工况系数1.0
小链轮齿数系数：
取单排链，由表10-17（教材P166）取=1.0
由式，得
因为r/min，查图10-23（教材P164），得选链号
No10A，节距。
3）计算链长：
初选：
（教材P166）
链长：
取
4）验算链速：
（教材P156），适合。
5）选择润滑方式：
按,链号10A，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
（126.6623349）
（318.4816518）
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：
（教材P173-174）
小齿轮选用45钢，调质处理，齿面硬度217—255HBS，
大齿轮选用45钢，正火处理，齿面硬度162—217HBS。
计算应力循环次数：
（教材P189）
查图11-14（教材P187），（允许一定点蚀）取
（约），（约）。
由图11-15（教材P187），得
。
取，由图11-13（b）（教材P186），得
许用接触应力：
因，故取
2）按齿面接触强度确定中心距：
小轮转矩，初取（教材P182），取齿宽系数
（教材P185），由表11-5（教材P181）得：
由图11-7（教材P181）得：
（直齿轮）因为是减速
传动，，由式（11-17）（教材P182）计算中心距：
（外啮合u+1）
（93.）
查表2-11-2（P108）,在R40系列中取中心距。
估算模数：
（教材P185）
取标准模数（教材P43）（可调）（教材P44算齿轮参数）
确定齿数：
小齿轮齿数：
（31.43336）
大齿轮齿数：
（118.5666）
取，。
实际传动比：
传动比误差：
，
，在允许范围内。
齿轮分度圆直径：
圆周速度：
由表11-6（教材P185）,取齿轮精度为8级。
3）验算齿面接触疲劳强度：
计算载荷系数：
按电机驱动,载荷平稳,由表11-3（教材P176）,取：
计算（教材P176），由图11-2（a）（教材
P177），按8级精度得：
齿宽。
由图11-3（a）（教材P177），按，（约）考虑轴
的刚度较大和齿轮相对轴承为对称布置得：
5
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，，所以：
由，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，
由图11-10（教材P183）得：
，
由图11-11（教材P184）得，，
由图11-12（教材P184）得，（）
由图11-16（b）（教材P187）得
，
由图11-17（教材P188），得，，
由图11-18（教材P188）得,
取，，由式（11-25）（教材P188）计算许
用弯曲应力：
故安全。
故安全。
5）齿轮主要几何参数：
，，，
齿宽，取
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，则
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套柱销联轴器（GB/T43
23-20032）查表16-1（教材P268），取工作情况系数
计算转矩
由表2-14-2（P137）可查得LT4号联轴器就可以满足转矩要
求.但其轴孔直径（）
不能满足电动机及减速器高速轴轴径的要求。
因此重选HL5号
联轴器（,）
3）最后确定减速器高速轴外伸直径为，L=82.
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（P35）
取
取（按标准密封圈尺寸取值）
根据轴承取标准值，取
查表2-13-1（P127），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
转矩
圆周力
径向力
轴向力
4.2.2绘轴的受力简图，求支座反力
1）垂直面支座反力
据，得
据，得
2）水平面支座反力
据，得
据，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
A点
C点
水平面弯矩图如图（d）
3）合成弯矩图
A点
C点
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
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
查表13-2（教材P224）得。
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%。
。
该值小于原设计该点处轴的直径48mm,安全。
D点轴径
考虑键槽影响，有一个键槽，轴径加大5%。
。
该值小于原设计该点处轴的直径37mm,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，。
2）计算径向支反力
轴承受纯径向载荷取
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6209：
查表得，
2）计算径向支反力
取
3）校核轴承寿命
故满足轴承的寿命要求。
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，齿轮轮毂长，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
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