东北大学机械课程设计说明书ZDL精编BWord文档下载推荐.docx

1、工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量102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-418001.53005002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1 0.99一对滚动轴承的效率2 0.99闭式齿轮传动的效率3 0.97 （暂定精度为8级）开式滚子链传动的效率4 0.92一对滑动轴承的效率

2、0.97传动滚筒的效率 6 0.96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F0 4.0kW，均满足 P0 Pr 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/mi n、卄 +、， 满载 转速r/mi n电动机 质量kg总传动比1Y112M-44.0150014404715.08Y132M1-6100

3、09607310.05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/mm38电动机外伸轴长度E/mm80电动机中心高H/mm1322.2分配传动比总传动比：n 960inw 95.5据表2-11-1（P90）取链传动比：i23 2.5则齿轮传动的传动比：i 8.38i123.3522.3传动装置的运动和动力参数计算2.3

4、.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ioi 1，查表2-11-1（P90）弹性联轴器的传动效率i 0.99， 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2 0.99，闭式齿轮传动的效率为 3 0.97 （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）

5、一对滚动轴承的传动效率为2 0.99，开式滚子链传动的效率为 3 0.92，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TN.m传动 形式传动比效率n4.0239.99联轴器0.993.9839.59齿轮传 动3.82286.40127.38链传动2.50.9233.48114.56290.103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29 2i 24,因链轮齿数最好为25, z2 632.52奇数，z, 25;大链轮齿数Z2 iz1 2.5 24 60,取,z2 63。 乙 实际传动比：i至更2.52 i

6、链Z 252） 确定链条节距：查表10-16（教材P166）得，工况系数KA 1.4小链轮齿数系数：取单排链，由表10-17（教材P166）取Kp=1.019.05mm126节因为n2 286.40r/min，查图10-23（教材P164），得选链号No12A 节距 p 19.05mm。 p3） 计算链长：初选：a0 40p 40 19.05 762mm链长：取 Lp 126节 Lp4） 验算链速：v 15m/ s，适合。5） 选择润滑方式：按v 2.273m/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

7、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220250HBS 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Zni 0.96 ， Zn2 1.02 o由图11-15（教材P187），得取SHmin 1.0，由图 11-13（b）（教材 P186），得h lim 1 567MPa , h lim2 517MPa522.17MPa许用接触应力：因 H 2 H 1 ， 故 取H 522.17MPa 2）按齿面接触强度确定中心距：小轮转矩人39590

8、N mm，初取Ktz2 1.1，取a 0.4， 由表11-5（教材P181）得：由图 11-7（教材 P181）得：Zh 2.5因为是减速传动，u i 3.352，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a 140mm。 a 140mm估算模数：取标准模数m 2mm m 2mm确定齿数：实际传动比: 传动比误差:计算 vz, /100 3.01 32/100 0.96m/s，由图 11-2（a）（教材P177），按8级精度得：齿宽 b aa 0.4 140 56mm。由图 11-3（a）（教材 P177），按 b/d1 56/64 0.8

9、8，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 1 0.816， 2 0.832，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，z2 108由图 11-10（教材 P183）得：YFa1 2.53，YFa2 2.20由图 11-11（教材 P184）得，Ysa1 1.635，Ysa2 1.80由图 11-12（教材 P184）得，Y 0.70（ 1.648）由图 11-16（b）（教材 P187），得,1.0由图 11-17

10、（教材 P188），得，YN1 1.0，YN2由图 11-18（教材 P188）得，丫X! Yx2 1.0取 YST 2.0 ， YF min 1.4，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：z1 32 ， z2 108 ， u 3.352 ， m 2mm齿宽 b2 b 56mm ，取 b1 b2 510 64mm4.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D 38mm，贝U2） 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/T

11、5014-2003）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（ Tn 315N m Tc 60.0N m ）。但其轴孔直径（ d 2035mm） 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（ Tn 630N m Tc 60.0N m, n 5000r /min n 960r /min ）d 32mm3） 最后确定减速器高速轴外伸直径为 d 32mm。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 d0 35mm d0 35

12、mm取d1 40mm （按标准密封圈尺寸取值） d1 40mmd2 d1,根据轴承取标准值，取 d2 45mm d? 45mm查表2-13-1（P106），选6209型号的深沟球轴承。轴承型号为 6209 GB/T276-19944.2轴的强度校核4.2.1计算大齿轮上的作用力127380Nmm圆周力Ft2T 21273801179Nd216Ft tan1179 tan20径向力Fr429Ncoscos0轴向力Fa1179 tan00N4.2.2绘轴的受力简图，求支座反力1）垂直面支座反力据Mb0，得据丫2）水平面支座反力据Z0,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

13、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 b 650MPa查表 13-2（教材 P224）得b 1 60MPa。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

14、槽，轴径加大 5%。dC 24.2 （1 0.05） 25.4mm 。该值小于原设计该点处轴的直径 48mm安全。 D点轴径dD 15.8 （1 0.05） 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 C 24.5kN ， Cr 17.5kN 。2）计算径向支反力取 P R1 3889N3）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 C 22.

15、8kN ， Cr 15.8kNP 627N取 P 627N6.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d 48mm,齿轮轮毂长b 56mm，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I L b 45 14 31mm，由下式得 该键安全。所以选键14X 45 GB/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

16、径d 35mm,链轮轮毂长b 54mm，查表2-12-11 （P 1 03）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I L b 45 10 35mm，由下式得 该键安全。所以选键 10 X 45 GB/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d 32mm,联轴器轴孔长b 58mm,查表2-12-11 （P 1 03）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

17、P135），得许用挤压应力 键的计算长度I L b 50 10 40mm，由下式得 该键安全。所以选键 10X50 GB/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/T5014-2003）查表16-1（教材P268），取工作情况系数 Ka 1.5因此重选 HL3号 联轴器（ Tn 630N m Tc 60.0N m, n 5000r /min n 960r /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v 3.01m/s 2m/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（P11

18、9）, 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 d 32m m,低速轴 外伸轴直径d 35mm，通过查表2-15-6（P121），得低速轴采用：FB 40 X 62 X 8 GB/T13871-1992高速轴采用：FB 38 X 62 X 8 GB/T13871-19923）油标尺 M12材料Q235A参考文献A1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