《東北大學(xué)機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、 機(jī)械課程設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)菜葉學(xué)院白菜葉班設(shè)計(jì)者：machete指導(dǎo)教師：芹菜葉xxxx年x月x日東北大學(xué)設(shè)計(jì)題目：zdl-8，工作條件：b1、 設(shè)計(jì)內(nèi)容1.1設(shè)計(jì)題目1.2工作條件1.3技術(shù)條件2、 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)2.1電動(dòng)機(jī)選擇2.2分配傳動(dòng)比2.3傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算3、 傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算以及校核3.1減速器以外的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算3.2減速器內(nèi)部傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算4、 軸的計(jì)算4.1初步確定軸的直徑4.2軸的強(qiáng)度校核5、 滾動(dòng)軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算5.1初選滾動(dòng)軸承的型號(hào)5.2滾動(dòng)軸承壽命的膠合計(jì)算6、 鍵連接選擇和驗(yàn)算7、 連軸器的選擇和驗(yàn)算8、 減速器的潤(rùn)滑

2、以及密封形式選擇9、 參考文獻(xiàn)1.設(shè)計(jì)內(nèi)容1.1設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)膠帶傳輸機(jī)的傳動(dòng)裝置1.2工作條件工作年限工作班制工作環(huán)境載荷性質(zhì)生產(chǎn)批量102多灰塵稍有波動(dòng)小批3技術(shù)數(shù)據(jù)題號(hào)滾筒圓周力f(n)帶速 v(m/s)滾筒直徑 d(mm)滾筒長(zhǎng)度 l(mm)zdl-822001.52805002.傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)2.1電動(dòng)機(jī)的選擇2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)系列 根據(jù)工作要求及工作條件應(yīng)選用三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380伏，y系列電動(dòng)機(jī)2.1.2選擇電動(dòng)機(jī)的功率 （1）卷筒所需有效功率 （2）傳動(dòng)總效率根據(jù)表2-11-1確定各部分的效率:彈性聯(lián)軸器效率 1=0.99一對(duì)滾動(dòng)軸承效率 2=0.99閉

3、式齒輪的傳動(dòng)效率 3=0.97（8級(jí)）開(kāi)式滾子鏈傳動(dòng)效率 4=0.92一對(duì)滑動(dòng)軸承的效率 5=0.97傳動(dòng)滾筒的效率 6=0.96 （3）所需的電動(dòng)機(jī)的功率 即pr=4.09kw查表2-18-1可選的y系列三相異步電動(dòng)機(jī)y132m2-6型，額定。滿(mǎn)足，其主要性能見(jiàn)表。2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)速 現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速為y132s-4型（1500r/min） 及y132m2-6型（1000r/min）兩種方案比較，查得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)方案號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率(kw)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速(r/min)電動(dòng)機(jī)質(zhì)量/kg總傳動(dòng)比1y132s-45.5150014406813.412y132m2-6

4、5.51000960848.94比較兩種方案，方案1選用的電動(dòng)機(jī)使總傳動(dòng)比較大。為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，選用方案2。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y132m2-6。由表2-18-1和表2-18-2查得其主要性能技術(shù)數(shù)和安裝尺寸數(shù)據(jù)列于下表電動(dòng)機(jī)額定功率/kw5.5電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速/(r/min)960電動(dòng)機(jī)軸伸直徑d/mm38電動(dòng)機(jī)軸伸長(zhǎng)度e/mm80電動(dòng)機(jī)中心高h(yuǎn)/mm132堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩2.0 2.2分配傳動(dòng)比（1） 總傳動(dòng)比 查表2-11-1，取鏈傳動(dòng)比=2.5。則齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比 =2.5為 2.3傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算2.3.1各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算0軸：即電動(dòng)機(jī)的主動(dòng)軸 1軸： 即減速器的

5、高速軸 2軸：即減速器的低速軸 3軸：即傳動(dòng)滾筒軸 2.3.2各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)列表示軸序號(hào)功率p(kw)轉(zhuǎn)速n(r/min)轉(zhuǎn)矩t(n.m)傳動(dòng)形式傳動(dòng)比i效率04.0996040.69聯(lián)軸器10.9914.0596040.29閉式齒輪傳動(dòng)3.7520.9623.89255.86145.19開(kāi)式鏈傳動(dòng)2.50.9133.54102.34330.343.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1減速器以外的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)1） 確定鏈輪齒數(shù)由上述數(shù)據(jù)可知，傳動(dòng)功率p=3.89kw，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速=255.86r/min,從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速=102.34r/min，載荷性質(zhì)稍有波動(dòng)，水平布置。鏈傳動(dòng)比=2.5，由

6、鏈傳動(dòng)比有 小鏈輪齒數(shù) =29-2=29-5=24 所以，取=25大鏈輪齒數(shù) 所以取 =63實(shí)際傳動(dòng)比 ，即在允許范圍內(nèi)。2）確定鏈條節(jié)距由式 載荷平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，則工況系數(shù)由表10-16得1.0小鏈輪齒數(shù)系數(shù) 取單排鏈，由表1017取=1.0 kw因?yàn)閞/min由、查圖10-23有，選鏈號(hào)no12a，節(jié)距p=19.053)計(jì)算鏈長(zhǎng)初選 =40p=4019.05=762mm鏈長(zhǎng) 取 =125節(jié)因中心距可以調(diào)節(jié)，可不必精算，實(shí)際中心距a762mm4)驗(yàn)算鏈速 m/s v = 2.03 m/s 15 m/s 適合5）選擇潤(rùn)滑方式按v=2.03 m/s,鏈號(hào)no12a，查圖10-26選用滴

7、油潤(rùn)滑。6）作用在軸上的力有效圓周力 作用在軸上的力7）鏈輪尺寸及結(jié)構(gòu)分度圓直徑 3.2 減速器以?xún)?nèi)的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)1） 材料的選擇：查表11-1有小齒輪選用45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度217255hbs。大齒輪選用45#鋼，正火處理，齒面硬度162217hbs。 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查圖11-14，得zn1=1.0 zn2=1.0（不允許點(diǎn)蝕）由圖11-15，得zx1=zx2=1.0 ，取shmin=1.0 由圖11-13（b），得,計(jì)算許用接觸應(yīng)力 因，故取2） 按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距小輪轉(zhuǎn)矩=40290nmm，螺旋角=0，初取，取，由表11-5得由圖11-7得，減速傳動(dòng)，;

8、由式（11-17）計(jì)算中心距a由4.2-10,取中心距a=135mm。 a=135mm估算模數(shù)m=(0.0070.02)a=0.952.70mm,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5mm。 m=2.5mm 小齒輪齒數(shù)：大齒輪齒數(shù)： z2=uz1=85.28取z1=23，z2=85 z1=23，z2=85 實(shí)際傳動(dòng)比傳動(dòng)比誤差，在允許范圍內(nèi)。 齒輪分度圓直徑 圓周速度 由表11-6,取齒輪精度為8級(jí).(3) 驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度按電機(jī)驅(qū)動(dòng),載荷輕微沖擊,由表11-3,取ka=1.25由圖11-2（a），按8級(jí)精度和，得kv=1.04。齒寬。由圖11-3(a)，按b/d1=54.0/57.5 =0.939,取 k

9、=1.04。由表11-4，得k=1.1載荷系數(shù)由圖11-4，得，所以由圖11-6得，由式11-16計(jì)算齒面接觸應(yīng)力故在安全范圍內(nèi)。（4）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度按z1=23，z2=85,由圖11-10得，y=2.72，y=2.25由圖11-11得，由圖11-12得， 由圖11-16（b），得，由圖11-17，得y=1.0，y=1.0由圖11-18得,y=y=1.0。取y=2.0，s=1.4計(jì)算齒根許用彎曲應(yīng)力 （5）齒輪主要幾何參數(shù) z1=23, z2=85, u=3.696， 2.5 mm， mm, mm mm,mm mm mm 齒寬 mm, b1=b2+(510)=60mm 圓周速度v=2.8

10、06m/s，因?yàn)関2m/s,所以采用稀油潤(rùn)滑。 4. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1初步確定軸的直徑4.1.1高速軸及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)1 初步估定減速器高速軸外伸段軸徑 根據(jù)所選電機(jī) 則d=(0.81.0)d=(0.81.0)38=30.438mm 取d=32mm。 d=32mm2 選擇聯(lián)軸器根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作條件你選用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器（gb5014-2003）。計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 =1.540.29=60.44nm式中t聯(lián)軸器所傳遞的標(biāo)稱(chēng)扭矩， t=9.55=9.55工作情況系數(shù)，取=1.5 （表16-1）根據(jù)=60.44n m,從表2-14-1可查的hl2號(hào)聯(lián)軸器就可以滿(mǎn)足轉(zhuǎn)矩要求（）。但其軸孔直徑（d=2035m

11、m）不能滿(mǎn)足電動(dòng)機(jī)及減速器高速軸軸徑的要求。因此重選hl3號(hào)聯(lián)軸器。（）4.1.2 低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.選擇軸的材料選擇材料為45#鋼，調(diào)質(zhì)處理。2.按轉(zhuǎn)矩初步計(jì)算軸伸直徑取=35mm 4.2軸的強(qiáng)度校核1.計(jì)算大齒輪上的作用力轉(zhuǎn)矩t=145.19n.m圓周力 徑向力 軸向力 （） 繪軸的受力簡(jiǎn)圖，求支座反力 .垂直面支反力ray=683.245n ray=683.245n rby=683.245n b. 水平面支反力得 raz=222n rbz=222n (2)作彎矩圖a. 垂直面彎矩my圖b點(diǎn) ， b. 水平面彎矩mz圖c點(diǎn)右 c點(diǎn)左, c. 合成彎矩圖b點(diǎn)右, b點(diǎn)左, （3）作轉(zhuǎn)矩t圖

12、 （4）作計(jì)算彎矩mca圖該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力考慮，取=0.6 c點(diǎn)左邊 mca左=27000n.mm c點(diǎn)右邊 =27000n.mm d點(diǎn) mcad=24174n.mm （5）校核軸的強(qiáng)度由以上分析可見(jiàn)，c點(diǎn)彎矩值最大，而d點(diǎn)軸徑最小，所以該軸危險(xiǎn)斷面是c點(diǎn)和d點(diǎn)所在剖面。查表13-1得查表13-3得。c點(diǎn)軸徑 因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽。該值小于原dc=50mm ,故安全。d點(diǎn)軸徑 因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽。該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸徑35mm，故安全5.滾動(dòng)軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算1. 低速軸軸承1）、選定軸承類(lèi)型及初定型號(hào)深溝球軸承（gb/t276-96），型號(hào)6209 ：查表得 2）、

13、計(jì)算徑向支反力 3）、求軸承軸向載荷a1=s2+fa=1304.474+242.99=1574.46s1=1304.474 a2= s1=1304.474n 4）、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷a1/r1=1574.46/1703.54=0.908e=0.4 , x1=0.4, y1=1.5a2/r2=1304.47/3913.42=0.33 e=0.4 , x2=1 , y2=0 查表1311，取fd=1.2，fm=1.0, p1=fdfm1(x1r1+y1a1)=1.5(0.41703.54+1.51547.464) =2022n p2=fdfm2(x2r2+y2a2)=1.31.53913.423=76

14、31.175n5) 校核軸承壽命 由表14-8及表14-9，取=1，=1.0 故滿(mǎn)足軸承的壽命要求2.高速軸軸承高速軸承的確定與低速軸承相同，選取深溝球軸承（gb/t276-96）型號(hào)6209。6.鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算(一).減速器大齒輪與低速軸的鍵聯(lián)接1）鍵的材料類(lèi)型45號(hào)鋼，a型普通平鍵2）確定鍵的尺寸(由表9-6)b=14mm, h=9mm, 深度5.5mm， l=45mm鍵1445gb1096-793）驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度 鍵和軸的材料為鋼，輪轂材料為鑄鐵，鑄鐵的許用擠壓應(yīng)力比鋼的許用擠壓應(yīng)力低，按鑄鐵校核鍵連接的擠壓強(qiáng)度。 查表的許用擠壓應(yīng)力，鍵的計(jì)算長(zhǎng)度 l=l-b=45-14=31mm

15、由下式得該鍵安全。所以選149gb1096-79(二).減速器低速軸軸伸的聯(lián)接1）鍵的材料類(lèi)型45號(hào)鋼a型普通平鍵，軋轂為鑄鐵2）確定鍵的尺寸b=10mm， h=8mm, l=50mm ,=100同上面的方法 因，故安全。所以選108gb1096-79。(三).聯(lián)軸器與減速器高速軸軸伸的聯(lián)接鍵材45號(hào)鋼 10*50gb1096-79b=10mm， h=8mm, l=50mm ,=100同上面的方法因，故安全。所以選108gb1096-797.聯(lián)軸器的選擇根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作條件你選用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器（gb5014-2003）。計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 =1.540.29=60.44mm 式中t聯(lián)軸器所傳遞的標(biāo)稱(chēng)扭矩， t=9.55=9.55 工作情況系數(shù)，取=1.5 （表16-1）根據(jù)=60.44n m,從表2-14-1可查的hl2號(hào)聯(lián)軸器就可以，轉(zhuǎn)矩要求（）。但其軸孔直徑（d