1、-. z. 目錄TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l _Toc2293213211 設計任務書 PAGEREF _Toc229321321 h 3HYPERLINK l _Toc2293213221.1 題目名稱設計膠帶輸送機的傳動裝置 PAGEREF _Toc229321322 h 3HYPERLINK l _Toc2293213231.2 工作條件 PAGEREF _Toc229321323 h 4HYPERLINK l _Toc2293213241.3 技術數據 PAGEREF _Toc229321324 h 4HYPERLINK l _Toc2293213252 電動機

2、的選擇計算 PAGEREF _Toc229321325 h 4HYPERLINK l _Toc2293213262.1 選擇電動機系列 PAGEREF _Toc229321326 h 4HYPERLINK l _Toc2293213282.2 滾筒轉動所需要的有效功率 PAGEREF _Toc229321328 h 4HYPERLINK l _Toc2293213302.3 確定電動機的轉速 PAGEREF _Toc229321330 h 5HYPERLINK l _Toc2293213313 傳動裝置的運動及動力參數計算 PAGEREF _Toc229321331 h 5HYPERLINK

3、l _Toc2293213323.1 分配傳動比 PAGEREF _Toc229321332 h 5HYPERLINK l _Toc2293213333.1.1 總傳動比 PAGEREF _Toc229321333 h 5HYPERLINK l _Toc2293213343.1.2 各級傳動比的分配 PAGEREF _Toc229321334 h 5HYPERLINK l _Toc2293213353.2 各軸功率、轉速和轉矩的計算 PAGEREF _Toc229321335 h 6HYPERLINK l _Toc2293213363.2.1 軸高速軸 PAGEREF _Toc22932133

4、6 h 6HYPERLINK l _Toc2293213383.2.2 軸中間軸 PAGEREF _Toc229321338 h 6HYPERLINK l _Toc2293213393.2.3 軸低速軸 PAGEREF _Toc229321339 h 6HYPERLINK l _Toc2293213403.2.4 軸傳動軸 PAGEREF _Toc229321340 h 6HYPERLINK l _Toc2293213413.2.5 軸卷筒軸 PAGEREF _Toc229321341 h 6HYPERLINK l _Toc2293213423.3 開式齒輪的設計 PAGEREF _Toc22

5、9321342 h 6HYPERLINK l _Toc2293213433.3.1 材料選擇 PAGEREF _Toc229321343 h 7HYPERLINK l _Toc2293213443.3.2 按齒根彎曲疲勞強度確定模數 PAGEREF _Toc229321344 h 7HYPERLINK l _Toc2293213453.3.3 齒輪強度校核 PAGEREF _Toc229321345 h 8HYPERLINK l _Toc2293213463.3.4 齒輪主要幾何參數 PAGEREF _Toc229321346 h 9HYPERLINK l _Toc2293213474 閉式齒

6、輪設計 PAGEREF _Toc229321347 h 9HYPERLINK l _Toc2293213484.1 減速器高速級齒輪的設計計算 PAGEREF _Toc229321348 h 9HYPERLINK l _Toc2293213494.1.1 材料選擇 PAGEREF _Toc229321349 h 9HYPERLINK l _Toc2293213504.1.2 按齒面接觸疲勞強度確定中心距 PAGEREF _Toc229321350 h 10HYPERLINK l _Toc2293213514.1.3 驗算齒面接觸疲勞強度 PAGEREF _Toc229321351 h 11HY

7、PERLINK l _Toc2293213524.1.4 驗算齒根彎曲疲勞強度 PAGEREF _Toc229321352 h - 13 -HYPERLINK l _Toc2293213534.1.5 齒輪主要幾何參數 PAGEREF _Toc229321353 h - 2 -HYPERLINK l _Toc2293213544.2 減速器低速級齒輪的設計計算 PAGEREF _Toc229321354 h - 2 -HYPERLINK l _Toc2293213554.2.1 材料選擇 PAGEREF _Toc229321355 h - 2 -HYPERLINK l _Toc22932135

8、64.2.2 按齒面接觸疲勞強度確定中心距 PAGEREF _Toc229321356 h - 3 -HYPERLINK l _Toc2293213574.2.3 驗算齒面接觸疲勞強度 PAGEREF _Toc229321357 h - 4 -HYPERLINK l _Toc2293213584.2.4 驗算齒根彎曲疲勞強度 PAGEREF _Toc229321358 h - 5 -HYPERLINK l _Toc2293213594.2.5 齒輪主要幾何參數 PAGEREF _Toc229321359 h - 6 -HYPERLINK l _Toc2293213605 軸的設計計算 PAGE

9、REF _Toc229321360 h - 7 -HYPERLINK l _Toc2293213615.1 高速軸的設計計算 PAGEREF _Toc229321361 h - 7 -HYPERLINK l _Toc2293213625.2 中間軸的設計計算 PAGEREF _Toc229321362 h - 8 -HYPERLINK l _Toc2293213635.3 低速軸的設計計算 PAGEREF _Toc229321363 h - 8 -HYPERLINK l _Toc2293213646 低速軸的強度校核 PAGEREF _Toc229321364 h - 9 -HYPERLINK

10、 l _Toc2293213656.1 繪制低速軸的力學模型 PAGEREF _Toc229321365 h - 9 -HYPERLINK l _Toc2293213676.2 求支反力 PAGEREF _Toc229321367 h - 9 -HYPERLINK l _Toc2293213696.3 作彎矩、轉矩圖 PAGEREF _Toc229321369 h - 10 -HYPERLINK l _Toc2293213706.1.4 作計算彎矩Mca圖 PAGEREF _Toc229321370 h - 11 -HYPERLINK l _Toc2293213716.1.5 校核該軸的強度

11、PAGEREF _Toc229321371 h - 11 -HYPERLINK l _Toc2293213726.6 準確校核軸的疲勞強度 PAGEREF _Toc229321372 h - 11 -HYPERLINK l _Toc2293213737 低速軸軸承的選擇及其壽命驗算 PAGEREF _Toc229321373 h - 13 -HYPERLINK l _Toc2293213747.1 確定軸承的承載能力 PAGEREF _Toc229321374 h - 13 -HYPERLINK l _Toc2293213757.2 計算軸承的徑向支反力 PAGEREF _Toc2293213

12、75 h - 14 -HYPERLINK l _Toc2293213777.3 作彎矩圖 PAGEREF _Toc229321377 h - 14 -HYPERLINK l _Toc2293213787.4 計算派生軸向力S PAGEREF _Toc229321378 h - 14 -HYPERLINK l _Toc2293213797.5求軸承軸向載荷 PAGEREF _Toc229321379 h - 14 -HYPERLINK l _Toc2293213817.6 計算軸承的當量動載荷P PAGEREF _Toc229321381 h - 14 -HYPERLINK l _Toc2293

13、213828 鍵聯接的選擇和驗算 PAGEREF _Toc229321382 h - 15 -HYPERLINK l _Toc2293213838.1 低速軸上鍵的選擇與驗算 PAGEREF _Toc229321383 h - 15 -HYPERLINK l _Toc2293213848.1.1 齒輪處PAGEREF _Toc229321384 h - 15 -HYPERLINK l _Toc2293213858.1.2 聯軸器處 PAGEREF _Toc229321385 h - 15 -HYPERLINK l _Toc2293213868.2 中間軸上鍵的選擇與驗算 PAGEREF _To

14、c229321386 h - 15 -HYPERLINK l _Toc2293213878.3 高速軸上鍵的選擇與驗算 PAGEREF _Toc229321387 h - 15 -HYPERLINK l _Toc2293213889 聯軸器的選擇 PAGEREF _Toc229321388 h - 16 -HYPERLINK l _Toc2293213899.1 低速軸軸端處 PAGEREF _Toc229321389 h - 16 -HYPERLINK l _Toc2293213909.2 高速軸軸端處 PAGEREF _Toc229321390 h- 16 -HYPERLINK l _To

15、c22932139110 減速器的潤滑及密封形式選擇 PAGEREF _Toc229321391 h - 16 -HYPERLINK l _Toc22932139311 參考文獻 PAGEREF _Toc229321393 h - 17 -1 設計任務書1.1 題目名稱 設計膠帶輸送機的傳動裝置FvD1.2 工作條件工作年限工作班制工作環境載荷性質生產批量102多灰塵稍微波動小批1.3 技術數據題號滾筒圓周力F(N)帶速v(m/s)滾筒直徑 D(mm)滾筒長度 L(mm)ZL-10160000.244008502 電動機的選擇計算2.1 選擇電動機系列根據工作要求及工作條件應選用三相異步電動機

16、，封閉式構造，電壓380伏，Y系列。2.2 滾筒轉動所需要的有效功率傳動裝置總效率 查表17-9得 所以2.3 確定電動機的轉速滾筒軸轉速 所需電動機的功率 查表27-1，可選Y系列三相異步電動機電動機型號額定功率/kW同步轉速/(r/min)滿載轉速/(r/min)總傳動比Y132S-45.515001440125.22Y132M2-65.5100096083.48為使傳動裝置構造緊湊，選用Y132M26型，額定功率5.5kW,同步轉速1000r/min,滿載轉速960r/min。查表27-2，電動機中心高 H=132mm，外伸段 DE=38mm80mm3 傳動裝置的運動及動力參數計算3.1

17、 分配傳動比3.1.1 總傳動比3.1.2 各級傳動比的分配查表17-9 取減速器的傳動比 高速級齒輪傳動比低速級齒輪傳動比 3.2 各軸功率、轉速和轉矩的計算 0軸P=4.70kw,n=960r/min,T=9.55*4.70/960=46.76N*m3.2.1 軸高速軸3.2.2 軸中間軸3.2.3 軸低速軸3.2.4 軸傳動軸3.2.5 軸卷筒軸3.3 開式齒輪的設計3.3.1 材料選擇小齒輪:45#鍛鋼，調質處理，齒面硬度217-255HBS大齒輪:45#鍛鋼，正火處理，齒面硬度162-217HBS3.3.2 按齒根彎曲疲勞強度確定模數按齒面硬度217HBS和162HBS計算初取小齒輪

18、齒數 則大齒輪齒數 計算應力循環次數查圖5-19 查圖5-18(b) ，由式5-32 取 ,計算許用彎曲應力由式5-31 查圖5-14 查圖5-15 則 取初選綜合系數，查表5-8 由式5-26考慮開式齒輪工作特點m加大10%-15%，取m=123.3.3 齒輪強度校核取則小齒輪轉速為查圖5-4d 查表5-3 由圖5-7(a) 查表5-4 計算載荷系數 與相近 ，無需修正計算齒根彎曲應力3.3.4 齒輪主要幾何參數4 閉式齒輪設計4.1 減速器高速級齒輪的設計計算4.1.1 材料選擇小齒輪:45#鍛鋼，調質處理，齒面硬度217-255HBS大齒輪:45#鍛鋼，正火處理，齒面硬度162-217H

19、BS按齒面硬度217HBS和162HBS計算計算應力循環次數N查圖5-17 允許一定點蝕由式5-29 取精加工查圖5-16b ,由式5-284.1.2 按齒面接觸疲勞強度確定中心距小輪轉矩初定螺旋角初取，查表5-5 減速傳動 取端面壓力角基圓螺旋角由式5-42 由式5-41 由式5-39 取中心距 估算模數 取標準模數 小齒輪齒數 大齒輪齒數 取 實際傳動比 傳動比誤差 在允許圍修正螺旋角 與初選相近,可不修正輪分度圓直徑 圓周速度 查表5-6 取齒輪精度為8級4.1.3 驗算齒面接觸疲勞強度電機驅動,稍有波動,查表5-3 查圖5-4b 齒寬查圖5-7a 查表5-4 載荷系數 齒頂圓直徑 端面

20、壓力角齒輪基圓直徑 端面齒頂壓力角 由式5-43 由式5-42 由式5-41由式5-41-. z.-. z.4.1.4 驗算齒根彎曲疲勞強度查圖5-18b ，查圖5-19 由式5-32 取 由式5-31查圖5-14 查圖5-15 由式5-47計算，因，取由式5-48 由式5-444.1.5 齒輪主要幾何參數4.2 減速器低速級齒輪的設計計算4.2.1 材料選擇小齒輪: 40Cr ，調質處理，齒面硬度241-286HBS大齒輪:45#鍛鋼，調質處理，齒面硬度217-235HBS按齒面硬度241HBS和217HBS計算查圖5-17 允許一定點蝕由式5-29 取精加工查圖5-16b ,由式5-284

21、.2.2 按齒面接觸疲勞強度確定中心距小輪轉矩初定螺旋角初取，查表5-5 減速傳動 取端面壓力角基圓螺旋角由式5-42 由式5-41 由式5-39 取中心距 估算模數 取標準模數 小齒輪齒數 大齒輪齒數 取 實際傳動比 傳動比誤差 在允許圍修正螺旋角 與初選相近,可不修正輪分度圓直徑 圓周速度 查表5-6 取齒輪精度為8級4.2.3 驗算齒面接觸疲勞強度電機驅動,稍有波動,查表5-3 查圖5-4b 齒寬查圖5-7a 查表5-4 載荷系數 齒頂圓直徑 端面壓力角齒輪基圓直徑 端面齒頂壓力角由式5-43 由式5-42 由式5-41由式5-41 4.2.4 驗算齒根彎曲疲勞強度查圖5-18b ，查圖

22、5-19 由式5-32 取 由式5-31查圖5-14 查圖5-15 由式5-47計算，因，取由式5-484.2.5 齒輪主要幾何參數5 軸的設計計算5.1 高速軸的設計計算軸的材料為選擇45#, 調質處理，傳遞功率轉速 查表8-2 由于軸上有一個鍵槽，則估定減速器高速軸外伸段軸徑查表17-2 電機軸徑軸伸長則取根據傳動裝置的工作條件選用HL型彈性柱銷聯軸名義轉矩查表11-1 工作情況系數計算轉矩查表22-1 選TL6公稱轉矩許用轉速軸孔直徑取減速器高速軸外伸段軸徑d=32mm,可選聯軸器軸孔聯接電機的軸伸長聯接減速器高速軸外伸段的軸伸長5.2 中間軸的設計計算軸的材料為選擇45#, 調質處理，

23、傳遞功率，轉速 查表8-2 由于軸上有一個鍵槽，則取5.3 低速軸的設計計算軸的材料為選擇40Cr, 調質處理，傳遞功率，轉速 查表8-2 由于軸上有一個鍵槽，則取因為是小批生產，故軸外伸段采用圓柱形根據傳動裝置的工作條件選用HL型彈性柱銷聯軸名義轉矩查表11-1 工作情況系數.k取1.25計算轉矩 查表22-1 選TL9公稱直徑許用轉速6 低速軸的強度校核6.1 繪制低速軸的力學模型作用在齒輪的圓周力 徑向力軸向力 6.2 求支反力水平支反力,垂直支反力6.3 作彎矩、轉矩圖上圖水平彎矩C點 垂直彎矩C點左C點右 合成彎矩C點左 C點右 轉矩 6.1.4 作計算彎矩Mca圖上圖該軸單向工作，

24、轉矩產生的彎曲應力按脈動循環應力考慮取C點左C點右D點6.1.5 校核該軸的強度根據以上分析，C點彎矩值最大，而D點軸徑最小，所以該軸危險斷面是C點和D點所在剖面。軸的材料為40Cr查表8-1 查表8-3C點軸徑因為有一個鍵槽D點軸徑因為有一個鍵槽6.6 準確校核軸的疲勞強度-均為有應力集中的剖面，均有可能是危險剖面。其中-剖面計算彎矩一樣，、剖面相比擬，只是應力集中影響不同。可取應力集中系數值較大的值進展驗算即可。同理、剖面承載情況也接近，可取應力集中系數較大者進展驗算。校核、剖面的疲勞強度剖面因鍵槽引起的應力集中系數查附表1-1插值，剖面因過渡圓角引起的應力集中系數查附表1-2因、剖面主要

25、受轉矩作用，起主要作用，按鍵槽引起的應力集中系數計算查表8-1 查附表1-4 查附表1-5 查表1-5，取，校核、的疲勞強度剖面因配合(H7/r6)引起的應力集中系數查附表1-1，剖面因過渡圓角引起的應力集中系數查附表1-2，剖面因鍵槽引起的應力集中系數查附表1-1，按配合引起的應力集中系數校核剖面剖面承受的彎矩和轉矩分別為：剖面產生正應力，剖面產生的扭剪應力及其應力幅、平均應力為查附表1-4查附表1-5,查表1-5 ,取，其它剖面與上述剖面相比，危險性小，不予校核7 低速軸軸承的選擇及其壽命驗算低速軸軸承選擇一對30210圓錐滾子軸承條件：d=50mm,轉速n=96.6r/min，工作環境多

26、灰塵，載荷稍有波動，工作溫度低于，預計壽命7.1 確定軸承的承載能力查表21-3 軸承30210的=55200N7.2 計算軸承的徑向支反力7.3 作彎矩圖如前7.4 計算派生軸向力S查表9-8 30210軸承Y=1.5，C=722000 ，e=0.4的方向如圖7.5求軸承軸向載荷故1松2緊7.6 計算軸承的當量動載荷P由查表9-6 由查表9-6 查表9-7 根據合成彎矩圖取，故按計算查表9-4 故圓錐滾子軸承30210適用8 鍵聯接的選擇和驗算8.1 低速軸上鍵的選擇與驗算8.1.1 齒輪處選擇鍵1610 其參數為L=56mm，t=6.0mm，R=b/2=8mm，k=h-t=10-6=4mm

27、，l=L-2R=56-28=40mm，d=54mm。齒輪材料為40Cr，載荷平穩，靜聯接查表2-1 8.1.2 聯軸器處選擇鍵149,其參數為L=70mm，t=5.5mm，R=b/2=7mm，k=h-t=9-5.5=3.5mm，l=L-2R=70-27=56mm，d=48mm。齒輪材料為45#鋼，載荷稍有波動，靜聯接查表2-1 8.2 中間軸上鍵的選擇與驗算選擇鍵149 GB1096-2003A型，其參數為L=40mm，t=5.5mm，R=b/2=7mm，k=h-t=9-5.5=3.5mm，l=L-2R=50-27=26mm，d=50mm。齒輪材料為45#鋼，載荷稍有波動，靜聯接查表2-1 8

28、.3 高速軸上鍵的選擇與驗算選擇鍵108 GB1096-2003A型，其參數為L=45mm，t=5mm，R=b/2=5mm，k=h-t=8-5=3mm，l=L-2R=45-25=35mm，d=32mm。齒輪材料為45#鋼，載荷稍有波動，靜聯接由表2-1，查得9 聯軸器的選擇9.1 低速軸軸端處選擇TL8聯軸器, GB/T4323-2002名義轉矩計算轉矩 公稱轉矩 許用轉速減速器低速軸外伸段9.2 高速軸軸端處選擇TL5聯軸器，GB/T4323-2002名義轉矩 計算轉矩 公稱轉矩許用轉速 減速器高速軸外伸段從動端10 減速器的潤滑及密封形式選擇減速器的潤滑采用脂潤滑。油標尺M16,材料Q235A密封圈選用毛氈，/ZQ4606-198611 箱體構造的設計減速器的箱體采用鑄造HT200制成，采用剖分式構造為了保證齒輪佳合質量，1. 機體有足夠的剛度在機體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度2. 考慮到機體零件的潤滑，密封散熱。因其傳動件速度大于2m/s，故采用侵油潤油。為保證機蓋與機座連接處密封，聯接凸緣應有足夠的寬度，接外表應精創，其外表粗糙度為3. 機體構造有良好的工藝性.鑄件壁厚為8，圓角半徑為R=2。機體外型簡單，拔模方便.4. 對附件設計 A 視孔蓋和窺視孔在機蓋頂部開有窺視孔，能看到傳動零件齒合區的位置