机械设计ZDDWord文件下载.docx
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度
L（mm）
ZDD-7
1200
400
500
、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率
根据表确定各部分的效率
T]1-
T]2=
Y]3=
Y]4=
T]5=
T]6=
V带传动效率
一对滚动轴承效率
闭式齿轮的传动效率
弹性联轴器效率
滑动轴承传动效率
传动滚筒效率
则总的传动总效率
3）.电机的转速
所需的电动机的功率
现以同步转速为Y132S-4型（1500r/min）及Y132M2-6
型（1000r/min）两种方案比较，由［2］表查得电动机
数据,
方
案
号
电动机
型号
额定功
率（kW）
同步转
速
（r/min
）
满载转
总传
动比
1
Y132S-4
1500
1430
Y132S-6
1000
960
比较两种方案，为使传动装置结构紧凑，决定选用方案2
选电动机Y132S6型，额定功率，同步转
速1000r/min,满载转速960r/min。
同时，由表查得电动机中心高H=132mm
外伸轴段DxE=38mm80mm
三、传动装置的运动及动力参数计算
总传动比i=n0/nw=;
由表得，V带传动的i12=，则齿轮传动的传动比为:
i23=i/i12==
此分配的传动比只是初步的，实际的要在传动零件的
参数和尺寸确定后才能确定。
并且允许有（3-5%）的误差
（二）各轴功率、转速和转矩的计算
1.1轴：
（电动机轴）
1=960r/min
Ti=*p1/ni=**1000/960=
2轴：
（减速器高速轴）
P2=pi*T]12=*=
N2=ni/ii2=960/=384r/min
T2=*p2/n2=**i000/384=
3轴：
（减速器低速轴）
P3=p2*门23=**=
N3=n2/i23=384/=min
T3=**i000/=
4.轴：
（即传动滚筒轴）
N4=n/i34=i=min
P4=p3*T]34=**=
T4=**i000/=
各轴运动及动力参数
轴序号
功率
P（kw）
转速
n（r/min）
转矩
传动形式
传动比
效率门
i
弹性联轴器
384
齿轮传动
3
带传动
4
四、传动零件的设计计算
1.选择V带的型号
因为小轮的转速是960r/min，班制是2年，载荷变动小，
取Ka=;
Pc==*=
查表10-3和课本图10-7，可得选用A型号带，ddlmin
=75mm由表10-5，取标准直径即dd1=100mm
2.验算带速
V=*dd1*n1/60*1000=;
满足5m/s<
=V<
=25-30m/s;
3.确定大带轮的标准直径：
Dd2=n1/n2*dd1=960/384*100=250mm;
查表10-5,取其标准值
4.确定中心距a和带长Ld:
V带的中心距过长会使结构不紧凑，会减低带传动的工作能力;
初定中心距a0,a0=dd1+dd〔）=245~~700mm
取350mm
相应a0的带基准长度Ld0:
Ld0=2*a0+2*（dd1+dd1）+（dd2-dd1）2/4*a0=1265.57mm;
查表10-2可得，取Ld=1250mm;
由Ld放过来求实际的中心距a,
a=a0+（Ld-Ld0）/2=342.5mm（取343mm
5.验算小轮包角ai,
由式ai=180o-2r;
r=arcsin（dd2—ddi）/2a可得,
r=arcsin（250-100）/2*343=
ai=1800-2*0=>
符合要求；
6.计算带的根数；
Z=Pc/（P0+AP0）*Ka*Kl
查表可得，P0=,AP0=
查表可得，Ka=,
查表，Kl=
代入得，z=+**=;
取4根；
7.计算作用在轴上的载荷Qr和初拉力F0
Qr=2F0*z*cosr=2**4*cosr=
且F0为单根带的初拉力，
F0=500*Pc/v*z*Ka-1）+qv2
（查表可得，q=0.10kg/m）
验算带的实际传动比，
i实=dd2/dd2=250/100=
.减速器内传动零件的设计计算;
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
计算应力循环次数
查图5-17,Zni=ZN2=（允许一定点蚀）
由式5-29,Zx1=Zx2=,
取SHmin=ZW=ZLVR=
由图5-16b,得
由5-28式计算许用接触应力
因H2hi,故取hH2475.2N/mm2
2）按齿面接触强度确定中心距
小轮转矩Ti=68044N・mm
初取KtZt1.1,由表5-5得Ze188.9.（N/mm2
减速传动，ui4.02;
取a0.4
由图11-7可得，Zh=；
由式（5-39）计算中心距a
a=150mm
n=2mm
由，取中心距a=149mm
估算模数m=~a=—2.96mm,
取标准模数m=2mm
小齿轮齿数：
Z1
2a
mnu1
2149
24.021
29.68
大齿轮齿数:
Z2=uzi=29.68x4.02119.31
1=30,
取zi=30,Z2=120
z2=120
实际传动比i实全竺4.0Zi30
传动比误差
i理i实|4.024.0
i100%100%0.49%5%,
i理4.02
齿轮分度圆直径
圆周速度v史坐60J84i.2im/s6010610
由表5-6,取齿轮精度为8级.
（3）验算齿面接触疲劳强度
按电机驱动，载荷稍有波动，由表5-3,取K=
由图5-4b,
按8级精度和vz1/1001.2130/1000.363m/s,
得K/=o
齿宽baa0.414959.6mmo
由图5-7a，按b/d1=，考虑轴的刚度较大和
齿轮相对轴承为非对称布置，得Kb=。
由表5-4，得&
=
载荷系数KKAKvKK1.251.041.081.11.54
齿顶圆直径
查表11-6可得，Z0.89
由式5-39,计算齿面接触应力
故安全。
（4）验算齿根弯曲疲劳强度
按Zi=30,Z2=120,
由图5-18b，得Flimi290N/mm2,Fiim2152N/mm2
由图5-19，得Yn"
Yn2=
由式5-32,mn=2mm<
5m故YX1=YX2=。
取Yst=,S
Fmin
由式5-31计算许用弯曲应力
Flim2丫$丁77
F2丫N2丫X2
SFmin
15221.01.0
1.4
217N/mm2,
由图5-14得Yf「1=,YFa2
由图5-15得Ysa1=,Ysa2
由式（5-47）计算Ys,
（5）齿轮主要几何参数
Z1=30,z2=120,u=,mn=2mm,[3
0=0,
d1=60mm,d2=240mm,
ha1=ha2=2mm,
da1=64mm,ck=244mm
df1=55mm,ck=235mm,a=150mm
齿宽b2=b1=59.6mm,b1=b2+（5~10）=68mm
（6）低速轴上齿轮的主要参数
口=也-14=230mm
D3==91.2mm
C==（12-18）mm,取16;
r=0.5C;
n2=0.5m=;
D4=57mm;
五、轴的设计计算
（一）高速轴的设计，联轴器的选择
1.初步估定减速器高速轴外伸段轴径
由表8-2,
dA^-130^273625.02mm，受键槽影响加
.n384
大％弹d=28mm
（二）低速轴的设计计算
1.dAo'
-140寸262742.26mm,受键槽影响加
n■384
，轴径加大5%,,取d=45mm。
因为是小批生产，故轴外伸段采用圆柱形。
初取联轴器HL4，公称转矩Tn==N-m
Tc=KT=1250N・m>
T=N-m
满足要求取轴伸长d=112
2.选择联轴器
拟选用弹性联轴器（GB5014-85）
名义转矩T=9550XP=
n
计算转矩为Tc=KT=x=-m
从表可查得，HL3满足Tn>
Tc
[n]=5000r/min>
n=min;
由表查得，L=112mm;
六、轴的强度校核
1.低速轴校核：
作用在齿轮上的圆周力Ft色2189.17N
d4
径向力FrFttg2189.17tg20796.8N
超回力rFnFt/cosa2329.67N
a.垂直简殳良力
b.水平面支反力
Mb0得，
Z0,RBzFrRAz2516.28N
C点，垂直面内弯矩图
C点右M'
czRbzL2116.07Nm
C点左，MCzRAzL1113.49Nm
a.合成弯矩图
C点右，M'
c寸MCycz136.69Nm
C点左，McMMcz134.51Nm
（3）作转矩T图
（4）作当量弯矩图
该轴单向工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑,
取0C=
C点左边
C点右边
（5）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8-1得B650N/mm2查表8-3得[b]160N/mm2。
C点轴径de3’McaC32.56mm
0.1bi
因为有一个键槽dC32.56（10.05）34.29mmo该值小于原
设计该点处轴径57mm故安全。
D点轴径dD3・一29.73mm
加b1
因为有一个键槽dC29.73（10.05）31.2mmo该值小于原
设计该点处轴径45mm故安全。
（6）精确校核轴的疲劳强度
（a）校核I,n,m剖面的疲劳强度
I剖面因键槽引起的应力集中系数由附表1-1,
查得k1.825,k1.625
n剖面因配合引起的应力集中系数由附表1-1,
查得k1.97,k1.51
所以k1.825,k1.625。
因1-1、2-2剖面主要受转矩作
用，k起主要作用，故校核1-1剖面。
1-1剖面产生的max——一.r13.75N/mm2
maxWt0.50453
45钢的机械性能查表8-1,
得1268N/mm2,1155N/mm2
绝对尺寸影响系数由附表1-4，得0.81,0.76
表面质量系数由附表1-5，得0.92,0.92
查表1-5，得0.34,0.21
1-1剖面安全系数
取S1.5~1.8,SS，所以1-1剖面安全。
b.校核III,IV剖面的疲劳强度
III剖面因配合（H7/k6）引起的应力集中系数由附表1-1,
IV剖面因过渡圆角引起的应力集中系数由附表1-2:
k2.099,k1.845。
IV剖面因键槽引起的应力集中系数由附表1-1,
查得k1.825,k1.625。
故应按过渡圆角引起的应力集中系数校核III剖面。
III剖面承受
III剖面产生正应力及其应力幅、平均应力为
III剖面产生的扭剪应力及其应力幅、平均应力为
由附表1-4,查得0.810.76，表面质量系数由附表1-5,
得0.92,0.92
0.34,
0.21,表面质量系数同上.山剖面的安全系数按
配合引起的应力集中系数计算,
SS1.5~1.8，所以III剖面安全。
其他剖面危险性小，不予校核。
七、滚动轴承的选择及其寿命验算
低速轴轴承
选择一对6211深沟球轴承，低速轴轴承校核：
1）、确定轴承的承载能力
查表9-7,轴承6211的co=25000Nc=33500N.
2）、计算径向支反力
3）、求轴承轴向载荷
A1=0
A2=
4）、计算当量动载荷
A/C0=25000=
插值定02=
由A/R2=>
查表9—10X2=,¥
=
查表9—11,取fd=,fm=,ft=
P1=x=
P2=fd（X2R+Y2A2）=;
为P2>
Pl,按P2计算，
故深沟球轴承6211适用八、键联接的选择和验算
（一）高速轴上键的选择
选择普通平键8X乙GB1096-79
（三）.低速轴上键的选择与验算
（1）齿轮处
选择普通平键16X10GB1096-79型，其参数为
R=b/2=8mmL:
45—180;
取50;
l=L-2XR=34,
d=57mm齿轮材料为45钢，载荷平稳，静联接，
由表2-1,查得p140N/mm2
因pp,故安全。
（2）外伸处：
选择键14X9,GB1096-79,其参数为
R=b/2=7mmL取102;
l=L-2XR=102-2X7=88mm
d=45mm齿轮材料为45钢，载荷稍有波动，静联接,
因pp,故安全
九、减速器的润滑及密封形式选择
1减速器的润滑采用脂润滑，选用中负荷工业轴承润滑
GB492-89L
2油标尺M16,材料Q235A
3密封圈：
密封圈采用毡圈密封，型号45JB/ZQ4606-86
由于工作环境是多尘环境，选用有过滤灰尘作用的网式通气器。
十、指导参考书
陈良玉孙志礼着<
<
机械设计基础>
>
冶金工业出版社1997
孙德志王春华等着<
机械设计课程设计>
东北大学出版社2000
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