鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、目錄一 設(shè)計(jì)任務(wù)4二電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算42.1選擇電動(dòng)機(jī)系列42.2傳動(dòng)滾筒所需有效功率42.3傳動(dòng)裝置的總效率42.4所需電動(dòng)機(jī)的輸出功率42.5計(jì)算傳動(dòng)滾筒軸的轉(zhuǎn)速52.6選擇電動(dòng)機(jī)52.7選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)5三 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算53.1總傳動(dòng)比i53.2各級(jí)傳動(dòng)比的分配63.3各軸功率、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩的計(jì)算6四 鏈傳動(dòng)計(jì)算74.1鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算74.2選擇鏈齒數(shù) 74.3計(jì)算額定功率 74.4 計(jì)算鏈節(jié)數(shù) ，初定中心距 =40p84.5初定中心距a84.6 確定實(shí)際中心距84.7選取鏈節(jié)距p84.8 驗(yàn)算鏈速8五 高速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算85.1選擇齒輪材料和熱處理，確定許用

2、應(yīng)力85.2按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算中心距a95.3 匹配參數(shù)105.4驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度125.5齒輪主要幾何參數(shù)13六 低速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算146.1選擇齒輪材料和熱處理，確定許用應(yīng)力146.2按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算中心距a146.3 匹配參數(shù)156.4驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度18 6.5齒輪主要幾何參數(shù)19七 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算197.1 軸直徑計(jì)算197.2 軸的強(qiáng)度校核20八 減速器高速軸滾動(dòng)軸承的選擇及其壽命計(jì)算238.1選擇軸承類型及初定型號(hào)238.2計(jì)算軸承的受力248.3計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷248.4計(jì)算軸承壽命24九 鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算24十 設(shè)計(jì)體會(huì)26參考文獻(xiàn)26一、設(shè)計(jì)任務(wù)1設(shè)計(jì)

3、的技術(shù)數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶的工作拉力：f=6800n運(yùn)輸帶的工作速度：v=0.65m/s運(yùn)輸帶的滾筒直徑：d=320mm運(yùn)輸帶的寬度 ：b=300mm2工作情況及要求：用于機(jī)械加工車間運(yùn)輸工作，2班制連續(xù)工作,載荷有輕度沖擊，使用5年,小批量生產(chǎn)。在中等規(guī)模制造廠制造。動(dòng)力來源：電力三相交流380/220v。速度允差5%。 2、 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 2.1選擇電動(dòng)機(jī)系列根據(jù)工作要求及條件，選擇三相異步電動(dòng)機(jī) ，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380v，y系列。 2.2傳動(dòng)滾筒所需有效功率滾筒所需的有效功率：=fv=68000.65=4.42kw 2.3傳動(dòng)裝置的總效率傳動(dòng)裝置的總效率：查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表17-9得式中

4、: 滾筒效率： = 0.96 聯(lián)軸器效率： = 0.99 鏈傳動(dòng)效率： = 0.93 球軸承： =0.99 斜齒輪嚙合效率： = 0.98傳動(dòng)總效率: 2.4所需電動(dòng)機(jī)的輸出功率所需電動(dòng)機(jī)功率 := =4.42/0.8154=5.42kw 2.5計(jì)算傳動(dòng)滾筒軸的轉(zhuǎn)速 =38.8 r/min 2.6選擇電動(dòng)機(jī) 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表27-1,可選y系列三相異步電動(dòng)機(jī)y132s-4,額定功率=5.5kw， 同步轉(zhuǎn)速1500 r/min;或選y系列三相異步電動(dòng)機(jī)y132m2-6,額定功率額定功率=5.5kw,同步轉(zhuǎn)速1000 r/min.均滿足 。 表2-1 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及傳動(dòng)比方案號(hào)電機(jī)型號(hào)額定功率/

5、kw同步轉(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min總傳動(dòng)比1y132s4 5.515001440 37.6962y132m26 5.51000960 25.565 比較兩種方案可見，方案2選用的電動(dòng)機(jī)雖然質(zhì)量和價(jià)格較低，但傳動(dòng)比過低。 為使傳動(dòng)裝置緊湊，決定選用方案1。2.7選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 表2-2 電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y132s-4.查表得其主要性能如下電動(dòng)機(jī)額定功率 p0/ kw 5.5電動(dòng)機(jī)軸伸長(zhǎng)度e/mm 80電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 n0/(r/min) 1440電動(dòng)機(jī)中心高h(yuǎn)/mm 132電動(dòng)機(jī)軸伸直徑 d/mm 38堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩t/n.m 22三、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算3.1總傳動(dòng)比i

6、總傳動(dòng)比: =/ =1440/38.8=37.113 3.2各級(jí)傳動(dòng)比的分配 傳動(dòng)比為24，取 則減速的傳動(dòng)比：=37.113/2.6=14.27 對(duì)減速器傳動(dòng)比進(jìn)行分配時(shí)，即要照顧兩級(jí)傳動(dòng)浸油深度相近，又要注意大齒輪不能碰著低速軸，試?。?4.3 低速軸的傳動(dòng)比：= 14.27/4.3=3.33.3各軸功率、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩的計(jì)算0軸：即電機(jī)軸 p0=5.42kw n0=1440 r/min t0=9550p0/n0=95505.42/1440=36 軸：即減速器高速軸 p1= 5.420.99=5.37 kw n1= n0 =1440 r/min t1=9550p1/n1=95505.37/144

7、0=35.61 軸：即減速器中間軸 p2= p1=5.370.990.98=5.21 kw n2= n1/=1440/4.3=334.9 r/min t2=9550p2/n2=95505.21/334.9=148.57 軸：即減速器的低速軸 p3= p2=5.210.990.98=5.05 kw n3= n2/i2=334.9/3.3=101.5 r/min t3=9550p3/n3=95505.05/101.5=475.15 軸：即傳動(dòng)滾筒軸 p4= p3=5.050.990.93=4.65 kw n4= n3 /i鏈 =101.5/2.6=39r/min t4=9550p4/n4=9550

8、4.65/39=1138.65 將上述計(jì)算結(jié)果匯于下頁(yè)表3-1： 表3-1 各 軸 運(yùn) 動(dòng) 及 動(dòng) 力 參 數(shù)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0軸5.42144036連軸器1.0099軸5.37144035.61 齒輪傳動(dòng)4.3098軸5.21334.9148.57齒輪傳動(dòng)3.3098軸5.05101.5475.15 鏈傳動(dòng)2.6093軸4.65391138.65 四、鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知條件：p= 5.05kw，n1=101.5r/min，i=2.6。4.2選擇鏈齒數(shù) 估計(jì)鏈速v3m/s，考慮傳動(dòng)比，i=2.6，并盡量

9、減小動(dòng)載荷取z1=21。則：z2=iz1=2.621=54.6，?。簔2=55，4.3 計(jì)算額定功率 采用單排鏈，分別查機(jī)械設(shè)計(jì)表4-14,圖4-39，表4-15得：ka=1.5，kz=0.9，kp=1，則： pokakzp/kp=1.50.95.05/1.0=6.8175kw4.4 計(jì)算鏈節(jié)數(shù) ，初定中心距 =40p初選中心距a0=40p，則： =118.73mm取鏈長(zhǎng)lp=120節(jié)。4.5初定中心距a 則中近距為：aa0+(lp-lp0) p/2=1290.16mm4.6確定實(shí)際中心距 考慮鏈條要有一定的安裝垂度，實(shí)際中心距應(yīng)比理論中心距小，a=(0.020.04）a=25.851.6mm

10、可?。篴=12451260mm，并可調(diào)。4.7 選取鏈節(jié)距p根據(jù)p0和n1查的連號(hào)為no 20a，節(jié)距p=31.75mm。4.8驗(yàn)算鏈速 v=z1n1p/601000=21104.5231.75/601000=1.13，取=561mpa 5.2按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算中心距a取1.0 由機(jī)械設(shè)計(jì)表55查得：=189.8 取0.35 t1=35610m 初?。?, 暫?。汗廊。?由機(jī)械設(shè)計(jì)式541 計(jì)算 =2.47= =113mm 根據(jù)設(shè)計(jì)合理性?。篴=115mm 5.3 匹配參數(shù)一般取： mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)： 總齒數(shù)： =112.48整取 ： =113小齒輪齒數(shù) ：z1=/(u+1)=21.3整?。?z

11、1 =21 大齒輪齒數(shù)： z2= - z1 =92?。?z1=21 z2=92 實(shí)際傳動(dòng)比： 傳動(dòng)比誤差： 5% 故在范圍內(nèi)。修正螺旋角 ： 與相近，故、可不修正驗(yàn)證圓周速度 v=d1n1/601000=42.7441440/601000=3.223 m/s故滿足要求計(jì)算齒輪的幾何參數(shù),由機(jī)械設(shè)計(jì)5-3 按電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，輕度沖擊 vz1/100=3.22321/100=0.67683 m/s按7級(jí)精度查機(jī)械設(shè)計(jì)取5-4(d)得：齒寬：取整：b2=45 mm b1=50 mm按，考慮到軸的剛度較大和齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱位置查機(jī)械設(shè)計(jì)5-7a 得：按7級(jí)精度查機(jī)械設(shè)計(jì)5-4得：齒頂圓直徑： 端面壓力

12、角：齒輪基圓直徑：齒頂圓壓力角：由機(jī)械設(shè)計(jì)5-43得：由機(jī)械設(shè)計(jì)5-18得：基圓螺旋角：zh= 故齒面接觸強(qiáng)度合格5.4驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由機(jī)械設(shè)計(jì)式5-44= =/=21/ =22.14 =/=92/=96.97 查機(jī)械設(shè)計(jì)圖5-14得：=2.75,=2.25查機(jī)械設(shè)計(jì)圖5-15得：=1.575,=1.8由機(jī)械設(shè)計(jì)式5-47計(jì)算：=1-=1-1=0.91 由機(jī)械設(shè)計(jì)式5-48計(jì)算：=0.25+=0.25+=0.69 由機(jī)械設(shè)計(jì)式5-31計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力查機(jī)械設(shè)計(jì)圖5-18b得：220mpa,210mpa查機(jī)械設(shè)計(jì)圖5-19得：1.0?。?yx=1.0?。?=314mpa =300mpa

13、 = =77.89mpa=314mpa 安全 =72.89mpa=300mpa 安全5.5齒輪主要幾何參數(shù)z1=21 z2=92 mn=2mm d1=42.743mm d2=187.257 mm = =42.743+212=46.743 mm =187.257+212=191.257 mm =-=42.743-2(1+0.25)2=37.743 =-=187.257-2(1+0.25)2=182.257 =115mm b1=50mm b2=45mm 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：小齒輪：由于小齒輪齒頂?shù)芥I頂距離x5，因此齒輪和軸可制成一體的齒輪軸。對(duì)于大齒輪，da2500m 因此，做成腹板結(jié)構(gòu)。六、低速級(jí)斜

14、齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1選擇齒輪材料和熱處理，確定許用應(yīng)力 由前面計(jì)算得知：軸傳遞的功率p2=5.21kw，轉(zhuǎn)速n1=334.9r/min，轉(zhuǎn)矩t1=148.57n.m，齒數(shù)比u=3.3，單向傳動(dòng)，工作載荷有輕微沖擊，每天工作16小時(shí)，每年工作300天，預(yù)期工作5年。1.選擇齒輪材料，確定精度及許用應(yīng)力 小齒輪為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為217255hb 大齒輪為45鋼，正火處理，硬度為190217hb 齒輪精度為7級(jí)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n (由機(jī)械設(shè)計(jì)式533)=60=60334.91(163005)=4.82256108 =/=4.82256108 /3.3= 查機(jī)械設(shè)計(jì)圖517得：1.05,

15、 1.13?。?1.0,=1.0,=1.0,=1.0查機(jī)械設(shè)計(jì)圖516得：=580mpa, =545mpa由式528 =609mpa =615.85mpa 6.2按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算中心距a(u+1)mmt2=148570nmm 初選=1.2，暫取,0.35由式542 0.99由表55 得=189.8由式541 計(jì)算估取 =arctan(tan/cos)= arctan(tan200/cos120)=20.4103 0= arctan(tancos)= arctan(tan12cos20.41030)=11.26650 則=2.47(u+1)=152.748mm圓整取： =155mm 6.3 匹

16、配參數(shù)一般?。?=(0.010.02)= (0.010.02)155=1.553.1取標(biāo)準(zhǔn)值： =2mm 兩齒輪齒數(shù)和 ： =151.6 ?。?152 =/(u+1)= =35.3?。?35= -z1=152-35=117 實(shí)際傳動(dòng)比： =3.343 傳動(dòng)比誤差： 5% 故在范圍內(nèi)。修正螺旋角 ：=arccos= arccos=11.29110 與初選 接近，不可修正=71.382mm =238.618mm 圓周速度： v=1.252m/s 取齒輪精度為7級(jí)3驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 =由機(jī)械設(shè)計(jì)表5-3查得：=1.25/100=1.25235/100=0.4382 m/s按7級(jí)精度查機(jī)械設(shè)計(jì)圖5

17、-4得動(dòng)載系數(shù)=1.02齒寬 b=0.4155=54.25mm取： mm mm =55/71.382=0.771 查機(jī)械設(shè)計(jì)圖5-7齒輪相對(duì)于軸承非對(duì)稱布置，兩輪均為軟齒面，得：=1.11查機(jī)械設(shè)計(jì)表5-4得： =1.1載荷系數(shù)=1.251.021.111.1=1.558 由機(jī)械設(shè)計(jì)式5-42 =0.99 計(jì)算重合度，以計(jì)算：=+2m=71.382+21.02.0=75.782mm =+2m =238.618+21.02.0=242.618mm arctan(tan/cos)= arctan(tan200/cos11.29110)=20.3630 =cos=71.382cos11.29110=

18、66.921mm =cos=238.618cos11.29110=223.706mm =arccos= arccos =27.9850 =arccos= arccos =22.7720 =(tan-tan)+(tan-tan) =35 +117=1.798 = =1.714 由機(jī)械設(shè)計(jì)式5-43計(jì)算 = arctan(tancos)=10.6020= =2.421 由機(jī)械設(shè)計(jì)式5-38計(jì)算齒面接觸應(yīng)力=2.45189.80.7460.99 =503mpa=609 mpa 安全6.4驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由機(jī)械設(shè)計(jì)式5-44得：= =/=35/ =37.114 =/=117/=124.065查機(jī)械

19、設(shè)計(jì)圖5-14得：=2.47,=2.22查機(jī)械設(shè)計(jì)圖5-15得：=1.67,=1.76由機(jī)械設(shè)計(jì)式5-47計(jì)算 =1-=1-1=0.9 由機(jī)械設(shè)計(jì)式5-48計(jì)算 =0.25+=0.25+=0.653 由機(jī)械設(shè)計(jì)式5-31計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力查機(jī)械設(shè)計(jì)圖5-18b得：220mpa, 210mpa查機(jī)械設(shè)計(jì)圖5-19得： 1.0?。?yx=1.0?。?=314mpa =300mpa = =143mpa=314mpa 安全 =135mpa=300mpa 安全 6.5齒輪主要幾何參數(shù)z1=35 z2=117 mn=2.0mm d1=71.382mm d2=238.618mm = =71.382+212

20、.0=75.782mm =238.618+212.0=242.618mm =-=71.382-2（1+0.25）2.0=66.382 mm =-=238.618-2（1+0.25）2.0=233.618mm =155mm 取=60mm, =55mm 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算：（1）小齒輪da1200mm，制成實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪。 （2）大齒輪，da2s, 滿足要求c. 剖面疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核絕對(duì)尺寸影響系數(shù)和表面質(zhì)量系數(shù) 查得 ，=0.95，并取， =20.5 =17.4 取s=1.51.8 ss, 滿足要求八、滾動(dòng)軸承的選擇和壽命驗(yàn)算8.1選擇軸承類型及初定型號(hào)由于轉(zhuǎn)速高、有軸向力，故選用深溝球軸承由

21、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)查得6207型軸承：=19.8kn =13.5kn 軸承承受輕度載荷沖擊,所以取=1.2 8.2計(jì)算軸承的受力 由前面計(jì)算得知： 合成支反力：=507.6n =1275.88n 8.3計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 =507.61.2=609.12n =1275.881.2=1531.056n8.4計(jì)算軸承壽命 計(jì)算軸承2的壽命= =5.215年 預(yù)期壽命: 5.215年5年 ，壽命足夠在預(yù)期范圍內(nèi)，不用更換軸承即可達(dá)到要求。九、鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算聯(lián)軸器裝在高速軸軸端，需用鍵進(jìn)行軸向定位和傳遞轉(zhuǎn)矩。由前面設(shè)計(jì)計(jì)算得知：聯(lián)軸器材料為45鋼，軸的材料為45鋼，聯(lián)軸器與軸的配合直徑為30mm，輪轂長(zhǎng)

22、為80mm,傳遞轉(zhuǎn)矩t=35610 1. 選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸。由于精度為7級(jí)，故選擇最常用的圓頭（a型）平鍵，因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)中性好，裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)。鍵的材料：45鋼。鍵的截面尺寸由鍵所在軸段的直徑 d由標(biāo)準(zhǔn)中選定，鍵的長(zhǎng)度由輪轂的寬確定，查表得： 高速軸與聯(lián)軸器連接的鍵：軸徑=30mm，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表20-1查得鍵剖面寬b=8mm高 h=7mm。選鍵長(zhǎng)l=70mm 中間軸上大齒輪聯(lián)接的鍵軸徑=37mm初定：鍵剖面寬b=10mm高 h=8mm。選鍵長(zhǎng)l=36mm中間軸上小齒輪聯(lián)接的鍵軸徑= 37 mm，初定：鍵剖面寬b=10mm高 h=8mm。選鍵長(zhǎng)l=50mm低速軸上大齒輪聯(lián)接的鍵軸徑= 52 mm，鍵剖面寬b=16mm高 h=10mm。選鍵長(zhǎng)l=45mm低速軸上與鏈連接的鍵軸徑=44 mm，鍵剖面寬b=12mm高 h=8mm。選鍵長(zhǎng)l=56mm 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算普通平鍵的主要失效形式是鍵，軸和輪轂三個(gè)零件中較弱零件的壓潰。由于聯(lián)軸器材料是鋼，許用擠壓應(yīng)力由機(jī)械設(shè)計(jì)表3-1查得=100120mpa。取=110mpa機(jī)械設(shè)計(jì)式3-1：=4t1/dhl mpa高速軸與聯(lián)軸器連接的鍵：=4t1/dhl=435610/30770=