机械课程课程设计zl-6.docx

1、一、设计任务书1） 设计题目 ：设计胶带输送机的传动装置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)ZL-6 14000 0.28 500 900二、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 kwFVp92.3108.410传动总效率根据表 4.2-9 确定各部分的效率:传动滚筒效率 滚=0.96弹性联轴器效率 弹=0.993联轴器效率 联=

2、0.99滚动轴承效率 轴承=0.99开式齿轮的传动效率 开齿=0.95闭式齿轮的传动效率 闭齿=0.97（8 级）803. 96.0.95.07.9. 522 滚 筒轴 承开 齿齿联弹 3).所需的电动机的功率Pr=4.89kwkwpwr89.403.2按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭式结构，电压 380V，Y 系列 查表 4.12-1 所选的 Y 型三相异步电动机的型号为 Y132S-4型，或选 Y132M2-6 型。滚筒转速min/7.104.260wrDvn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

3、表 4.12-1 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)满载转速(r/min)总传动比1 Y132S-4 5.5 1500 1440 134.582 Y132M2-6 5.5 1000 960 89.72比较两种方案，选电动机 Y132M26 型 ，额定功率 5.5kw,同步转速 1000r/min,满载转速 960r/min。同时，由2表 4.12-2 查得电动机中心高 H=132mm，外伸轴段 DE=38mm80mm。三、传动装置的运动及动力参数计算 （一）. 分配传动比1） 总传动比 72.890wni2）各级传动比的粗略分配由2表 4.2-9 取 i 开

4、6 减速器的传动比：953.1472.8开减 i减速箱内高速级齿轮传动比i1=4.493 49.35.1减ii减速箱内低速级齿轮传动比i2=3.328328.49.12i减（二） 各轴功率、转速和转矩的计算10 轴：（电动机轴）P0=4.89KW kwpr89.4n0=960r/minmin/960rnT0=48.64NmmNpT64.8901.45. 3002轴： （减速器高速轴）P1=4.86kwkwct .3.8.01n1=960r/minmin/9601rinT1=48.35N.m mNpT 35.48901.45.13. 轴： （减速器中间轴） P2=4.67kwkwpBG67.4.

5、7.86.412 n2=213.7r/minmin/.239.012rinT2=208.70N.mNnPT 70.28.16745. 3224. 轴：（减速器低速轴）P3=4.48kwkwpBG48.9.076.423 n3=64.2r/minmin/2.8.123rinT3=666.42N.mmNnPT 42.6.1045.9. 3335. 轴： （传动轴）P4=4.39kwkwpG39.8.34n4=64.2r/minmin/2.64134rinT4=653.03N/mmNnPT 03.65.1395.9446. 轴： （滚筒轴）P5=4.21kwkwpkB21.495.048.45 n5

6、=10.7r/minmin/7.1625rinT5=3757.52N.mmNnPT .5237.045.9.5 参数汇总轴序号 功率P(kw)转速n(r/min)转矩(N.m)传动形式 传动比 效率 0 4.89 960 48.64 4.86 960 48.35 联轴器 1 0.993 4.67 213.7 208.70 闭式齿轮 4.493 0.96 4.48 64.2 666.42 闭式齿轮 3.328 0.96 4.39 64.2 653.03 联轴器 1 0.99 4.21 10.7 3757.52 开式齿轮 6 0.94（三） 设计开式齿轮1） 选择材料小齿轮选用 40Cr 钢，调质

7、处理，齿面硬度 241286HBS，大齿轮选用 ZG310-570 号钢，正火处理，齿面硬度 162185HBS。 2). 按齿根弯曲疲劳强度确定模数初取中心距a=280mm估算模数m=(0.0070.02)a=(0.007 0.02)280=1.965.6mm取 m=4mm m=4mm （1 表 5-7）小齿轮的齿数 Z1=2020)16(48)(21 umaZ大齿轮的齿数 Z2=120 012开式齿轮相关参数：m=4mm 1Z12Z201.齿轮分度圆直径d1=80mm mZd80241d2=480mm 22.齿轮齿顶圆直径da1=88mm hdaa 840.128*1 da2=488mm

8、mm23.齿轮基圆直径db1=75.18mmdb 18.7520cos8cs1db2=451.05mm4424.圆周速度m/s269.01648.31063ndv5.齿宽b=56mm mab52.四、传动零件的设计计算1.高速级斜齿轮传动的设计计算1.选精度等级、材料及齿数1）材料选择及热处理小齿轮 1 选用 45 号钢，热处理为调质 HBS1=280.大齿轮 2 选用 45 号钢，热处理为调质 HBS2=240.两者皆为软齿面。2）选用 8 级精度。3）选小齿轮齿数 z1=22,大齿轮齿数 z2=994）选取螺旋角 。 =1602.按齿面接触疲劳强度设计d1t321 1( )2(1)确定公式

9、内各计算数值1）试选 Kt=1.62)由文献【1】图 10-30 选取区域系数 ZH=2.433.3)由文献【1】图 10-26 查得 =0.75， =0.85， = =1.6. 1 2 1 24）小齿轮传递的转矩 T1 =4.826104N。5）按 文献【1】表 10-7 选取齿宽系数 =16)由文献【1】表 10-6 查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MP127) 由文献【1】图 10-21 按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限=600MPa；大齿轮接触疲劳强度极限 =550MPa 1 28)由文献【1】式 10-13 计算应力循环次数N1=60n1jLh=609601(283008)

10、=2.212109N2=60n2jLh=609601(283008)/4=5.531089)按文献【1】图 10-19 取接触疲劳寿命系数 KHN1=0.90,KHN2=1.05.10)计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数 S=1，由文献【1】式（10-12）得1= =0.90600MPa=540MPa 1 12= =1.01550MPa=577.5MPa 2 2= = =558.75MPa 1 22 540+577.52（2）计算1）计算小齿轮分度圆直径d1t= =43.47321.64.82610411.6 54(2.433189.8558.75)22）计算圆周速度V= = =

11、2.19m/s. 11601000 43.479606010003)计算齿宽 b 及模数 mnt。b= d1t=143.47=43.47mnt= = =1.891cos1 43.47cos16022h=2.25 mnt=2.251.89=4.26b/h=10.184）计算纵向重合度 。 =0.318 Z1 =0.318122 160=2 tan 5）计算载荷系数 K已知使用系数 KA=1,根据 v=1.92m/s,7 级精度，由文献【1】图 10-8 查得动载系数 KV=1.08,由文献【1】表 10-4 查得 1.308,由文献【1】图 10-13 =查得 =1.26.由文献【1】表 10-

12、3 查得 =1.2。故载荷系数 =K=KAKV =11.081.21.308=1.7 6）按实际的载荷校正所算得的分度圆直径，由文献【1】式（10-10a）得d1=d1t =43.47 =44.323 31.71.67)计算模数 mnmn= = =1.941cos1 44.32cos160223.按齿根弯曲强度设计由文献【1】式 10-17mn321 221 （1）确定计算参数1）计算载荷系数。K=KAKV =11.081.21.26=1.633 2)根据纵向重合度 =2，从文献【1】图 10-28 查得螺旋角影响系数 =0.86. 3）计算当量齿数。ZV1= = =24.7713 22316

13、ZV2= = =111.623 993164)查取齿形系数由文献【1】表 10-5 查得 YFa1=2.623；Y Fa2=2.1705）查取应力校正系数。有由文献【1】表 10-5 查得 YSa1=1.588；Y Sa2=1.796)由文献【1】图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 =500MPa,大齿轮 1弯曲疲劳强度极限 =380MPa。 27）由文献【1】图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数 KFN1=0.88,KFN2=0.90。8）计算弯曲疲劳许用应力1 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4,由文献【1】式（10-12）得：1= =314.29MPa 1 1 =0.885001.

14、42= =244.29MPa 2 2 =0.903801.49)计算大小齿轮的 并加以比较 = =0.01325 12.631.588314.29= =0.01598 12.1981.789244.29大齿轮的数值大。（2）设计计算mn =1.449321.63341040.86216012221.6 0.016对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取 mn=1.5，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径 d1=44.32 应有齿数。于是由Z1= = =28.41cos 44.321601.5取 Z1=

15、29,则 Z2=uZ1=4.49329=130。4.几何尺寸计算（1）计算中心距a= =124(1+2)2 =(29+130)22160（2）按圆整后的中心距修正螺旋角= =cos-1（ 1+2)2 =cos-1(29+130)2213016.070因 值改变不多，故参数 、Z H等不必修正。 、 （3）计算大小齿轮的分度圆直径d1= = 45.25mm1 29216.070d2= = =202.82 130216.070(4)计算齿轮宽度b= =145.25=45.251圆整后 B2=45,B 1=505主要设计计算结果。中心距： a=124；法面模数： m n=1.5mm；螺旋角： =16

16、.070齿数; Z 1=29,Z2=130分度圆直径：d 1=45.25,d 2=202.8mm齿顶圆直径：da 1=48.25mm,da2=205.8mm齿根圆直径：df1=42.25mm,df2=199.8mm齿宽： B 2=45,B 1=50材料选择及热处理小齿轮 1 选用 45 号钢，热处理为调质 HBS1=280.大齿轮 2 选用 45 号钢，热处理为调质 HBS2=240.2:低速斜齿轮传动的设计计算1）材料选择及热处理小齿轮 1 选用 45 号钢，热处理为调质 HBS1=280.大齿轮 2 选用 45 号钢，热处理为调质 HBS2=240.两者皆为软齿面。2）选用 8 级精度。3

17、）选小齿轮齿数 z1=30,大齿轮齿数 z2=99.844）选取螺旋角 。 =1602.按齿面接触疲劳强度设计d1t321 1( )2(1)确定公式内各计算数值1）试选 Kt=1.62)由文献【1】图 10-30 选取区域系数 ZH=2.433.3)由文献【1】图 10-26 查得 =0.76， =0.85， = =1.61. 1 2 1 24）小齿轮传递的转矩 T1 =2.087105N。5）按 文献【1】表 10-7 选取齿宽系数 =16)由文献【1】表 10-6 查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MP127) 由文献【1】图 10-21 按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限=600M

18、Pa；大齿轮接触疲劳强度极限 =550MPa 1 28)由文献【1】式 10-13 计算应力循环次数N1=60n1jLh=5.53108N2=60n2jLh= 1.891089)按文献【1】图 10-19 取接触疲劳寿命系数 KHN1=1.05,KHN2=1.08.10)计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数 S=1，由文献【1】式（10-12）得1= =1.05600MPa=630MPa 1 12= =1.08550MPa=594MPa 2 2= =612MPa 1 22（2）计算1）计算小齿轮分度圆直径d1t= =68.16321.62.08710511.61 3.932.93(

19、2.433189.8612)22）计算圆周速度V= = =0.76m/s. 11601000 68.162406010003)计算齿宽 b 及模数 mnt。b= d1t=168.16=68.16mnt= = =2.181cos1 68.16cos16030h=2.25 mnt=2.252.18=4.89b/h= =13.8857.614.154）计算纵向重合度 。 =0.318 Z1 =0.318130 160=2.74 tan 5）计算载荷系数 K已知使用系数 KA=1,根据 v=0.72m/s,7 级精度，由文献【1】图 10-8 查得动载系数 KV=1.05,由文献【1】表 10-4 查

20、得 1.31,由文献【1】图 10-13 查 =得 =1.283.由文献【1】表 10-3 查得 =1.2。故载荷系数 =K=KAKV =11.051.21.31=1.65 6）按实际的载荷校正所算得的分度圆直径，由文献【1】式（10-10a）得d1=d1t =68.16 =68.853 31.651.67)计算模数 mnmn= = =2.201cos1 68.85cos160303.按齿根弯曲强度设计由文献【1】式 10-17mn321 221 （1）确定计算参数1）计算载荷系数。K=KAKV =11.051.21.283=1.617 2)根据纵向重合度 =2.74，从文献【1】图 10-28 查得螺旋角影响系数 =0.86.3）计算当量齿数。ZV1= = =33.7813 30316ZV2= = =9923 903164)查取齿形系数由文献【1】表 10-5 查得 YFa1=2.52；Y Fa2=2.1755）查取应力校正系数。由文献【1】表 10-5 查得 YSa1=1.625；Y Sa2=1.8016)由文献【1】图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 =500MPa,大齿轮 1弯曲疲劳强度极限 =380MPa。 27）由文献【1】图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数 KFN1=0.9,KFN2=0.88。