ZDD-1-A.doc

机械设计基础课程设计说明书题目：胶带输送机传动装置的设计 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 成 绩： 年 月 日目 录目 录 11、设计任务书 31.1设计题目 31.2工作条件 31.3技术数据 32、电动机的选择计算 32.1选择电动机系列 32.2滚筒转动所需要的有效功率 32.3选择电动机 43、传动装置的运动及动力参数计算 53.1传动比的分配 53.2各轴功率、转速和转矩的计算 54、传动零件的设计计算 74.1选择V带的型号 74.2验算带速 74.3确定大带轮的标准直径 74.4确定中心距a 和带长Ld 74.5验算小轮包角α1 84.6计算带的根数 84.7计算作用在轴上的载荷Fr 和初拉力 F0 84.8 V带传动的参数 85、减速器内传动零件的设计计算 95.1 选择材料 95.2按齿面接触强度确定中心距 95.3验算齿面接触疲劳强度 115.4验算齿根弯曲疲劳强度 125.5齿轮主要几何参数 126、轴的设计计算 136.1高速轴的设计计算 136.2低速轴的设计计算及联轴器的选择 137、低速轴的强度校核 148、滚动轴承的选择及其寿命验算 168.1确定轴承的承载能力 168.2计算径向支反力 168.3求轴承轴向载荷 168.4寿命校核 179、键联接的选择和验算 179.1齿轮处 179.2外伸处 1710、减速器的润滑及密封形式选择 1811、指导参考书 181、设计任务书1.1设计题目 胶带输送机传动装置的设计1.2工作条件()工作年限工作班制工作环境载荷性质F=900v=2.3m/sD=400mmL=500mm生产批量82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)ZDD-19002.34005002、电动机的选择计算2.1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2.2滚筒转动所需要的有效功率根据表2-11-1确定各部分的效率:V带传动效率 η1 =0.95一对滚动球轴承效率 η2 = 0.99闭式（8级精度齿轮）的传动效率 η3 =0.97弹性联轴器效率 η4 =0.99η=0.8326 Pr =2.486kw滑动轴承传动效率 η5 ＝0.97传动滚筒效率 η6=0.96则总的传动总效率η0 = η1*η2*η2 *η3*η4*η5*η6 = 0.95×0.99×0.99×0.97×0.99×0.97×0.96 = 0.8326 滚筒的转速 所需的电动机的功率 2.3选择电动机查表2-9-1可知可选Y100L2-4或Y132S-6，比较传动比及电动机其他数据， 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)选用Y132S-6型电动机满载转速960r/min总传动比1Y100L2-43.01500143013.112Y132S-63.010009608.74比较两种方案，为使传动装置结构紧凑，决定选电动机Y132S-6型 ，额定功率3.0kw, 同步转速1000r/min,电动机H=132mm外伸轴段D*E=38mm*88mm满载转速960r/min。

同时，由表2-18-2查得电动机中心高H=132mm，外伸轴段 D×E=38mm×80mm3、传动装置的运动及动力参数计算 总传动比i=8.743.1传动比的分配总传动比根据表1-2-2，初定V带传动的i01= 2.5，则齿轮传动的传动比为：i21=i/i10=8.74/2.5=3.50其中i21>i10 符合此分配的传动比只是初步的，实际的要在传动零件的和尺寸确定后才能确定,并且允许有（3-5%）的误差 3.2各轴功率、转速和转矩的计算0轴：（电动机轴）p0=pr=2.486 kw 0轴：24.73Nmn0=960r/min T0 =9.55*p0/ n0=9.55*2.486*1000/960=24.73Nm1轴：58.74Nm1轴： （减速器高速轴）P1=p0*η04= p0*η4 =2.486*0.95=2.362kwn1=n0/i0=960/2.5=384r/minT1=9.55*p1/n2=9.55*2.362*1000/960=58.74Nm 2轴：196.90Nm2轴：（减速器低速轴）P2=p1*η23=p1*η2 *η3=2.461*0.99*0.97=2.268kwn2=n1/i23=384/3.50=110r/minT3=9.55*p2/n2=9.55*2.363*1000/110=196.90Nm3轴：（即传动滚筒轴）3轴：192.99NmP3=p2*η12= p2*η2 *η1=*0.99*0.99=2.223kwn3=n2/i01=110/1=110r/minT4=9.55*p4/n4=9.55*2.223*1000/109.7=192.99Nm各轴运动及动力参数轴序号功率P(kw)转速n(r/min)转矩(N.m)传动形式传动比效率η02.48696024.73V带传动2.50.9512.36238458.74齿轮传动3.500.97*0.9922.268110196.90带传动10.99*0.9932.223110192.994、传动零件的设计计算4.1选择V带的型号（10-8）因为小轮的转速是960r/min，班制是2，载荷平稳，A型号带，dd1=100mm .取Ka=1.1;Pc=Ka*Pr Pc =1.1*3=3.3kw查课本图10-7，可得选用A型号带，ddmin=75mm 查课本表10-4 取标准直径即dd1=100mm4.2验算带速v=* dd1 *n0 /60*1000=5.03m/s；满足5m/s <= v<=25m/s；4.3确定大带轮的标准直径dd2= i12*dd1 =2.5*100=250mm取dd2=250mm，实际传动比i实=dd2/ dd1=2.5 百分差=0 合格4.4确定中心距a 和带长LdV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=(0.7-2.0)( dd1 +dd2)=245~~700 mm暂取a0=350mm相应a0的带基准长度Ld0: Ld0=2*a0 +/2 *( dd1 +dd2)+(dd2 –dd1)2/（4* a0）=1265.85 mm;查课本表10-2可得，取Ld=1250mm;由 Ld求实际的中心距a,a =a0 +(Ld –Ld0)/2 =342mm4.5验算小轮包角α1由式α1 =180°-（dd2-dd1）/a*57.3°=154.87°>120°符合要求；4.6计算带的根数Z = Pc /[(P0 +ΔP0)*Ka*Kl]查图10-7可得，P0=1.0kw, ΔP0 =0.13kw查表10-6可得，Kα=0.93查表10-2，KL = 0.93代入得，z =3.3/[(1.0+0.13)*0.93*0.93]=3.38根;取z=4；A型V带，13.0mm顶宽节宽11.0mm高度8.0mm四根长1250mmFr=996N带轮中心距为342mm实际传动比为2.5。

4.7计算作用在轴上的载荷Fr 和初拉力 F0F0为单根带的初拉力，F0 = 500* Pc/vz *(2.5/Ka -1 ) +qv2 = 500* 3.3/（5.03*3） *(2.5/0.93 -1 ) +0.10*5.032=140.97NFr=2*F0*z*sin（α1/2）=2*140.97*4*sin154.87°=1100.75N4.8 V带传动的参数选用A型V带，13.0mm顶宽，节宽11.0mm，高度8.0mm，共四根长1250mm，Fr=1100.75N，带轮中心距为342mm，实际传动比为2.55、减速器内传动零件的设计计算5.1 选择材料小齿轮 45钢 调质处理 齿面硬度 217-255HBS大齿轮 ZG310-570钢 正火处理 齿面硬度156-217HBS 计算应力循环次数N1=60*n2*j*Lh=60*384*1*（8*300*16）=1.11*109N2=N1/i=1.11*109/3.50=3.17*108查图11-14，ZN1=1 ZN2=1.07（允许一定点蚀）由图11-15，ZX1=ZX2=1.0 ，=690Mpa =440Mpa，取SHmin=1.0 计算许用接触应力因，故取5.2按齿面接触强度确定中心距小轮转矩T1=58740N·mm初取，由表11-5得，;取，=2.5；由式（11-17）计算中心距a取中心距a=140（表2-11-2 R40系列，且在130—160ｍｍ之间）估算模数mn=(0.007~0.02)a=（0.98-2.8）mm取标准模数m=2mm。

小齿轮齿数：大齿轮齿数：z2=uz1=3.5*31.11=108.88取z1=31，z2=109 实际传动比传动比误差，a=m*( z2+ z2 )/2=140mm齿轮分度圆直径 d1=mz1=62mmd2=mz2=218mm圆周速度由表11-6，选齿轮精度8级5.3验算齿面接触疲劳强度按电机驱动,载荷平稳,由表11-3,取KA=1.0由图11-2a，按8级精度和得Kv=1.11 齿宽由图11-3a，按b/d1=56/62=0.903,考虑轴的刚度较大和齿轮相对轴承为非对称布置，得Kβ=1.04由表11-4，得Kα=1.2载荷系数K=KAKVKβKα=1.0*1.04*1.04*1.2=1.298。