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1、 机械设计基础课程设计说明书题目： 设计胶带输送机的机械传动装置专 业：飞行器动力工程班 级：飞动 H姓 名：贾丹阳学 号：140141810指导教师：吴 军日 期： 2016 年 12 月 日目 录1. 设计任务书1.1 设计题目1.2 工作条件1.3 技术要求1.4 设计方案2. 传动装置总体设计2.1 电动机的选择2.2 分配传动比2.3 传动装置的运动和动力参数计算3. 传动零件的设计计算4. 轴的设计计算4.1 初步确定轴的直径和长度4.2 轴的强度校核5. 滚动轴承的选择及其寿命验算6. 键联接的选择和验算7. 减速器的润滑及密封形式选择参考文献1.设计任务书1.1 设计题目设计用
2、于胶带运输机的机械传动装置。1.2 工作条件（1）滚筒效率 =0.96，齿轮搅油效率 =0.98；（2）工作情况：三班工作制，单向连续运转，载荷平稳；（3）使用折旧期 8 年；（4）工作环境：室内，灰尘较大，环境最高温度 35；（5）动力来源：电力，三相交流电，电压 380/220V；（6）检修间隔期：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修；（7）制造条件：一般机械制造厂，批量生产。1.3 技术要求1.4 设计方案拟采用蜗轮蜗杆传动，传动方案简图如下：参数选择 滚筒圆周力 F(N)带速v(m/s)滚筒直径D(mm)题号 5000 0.85 2502. 传动装置总体设计2.1 电动机的选择2.
3、1.1 选择电动机系列按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压 380V，Y 系列。2.1.2 选择电动机功率1）传动滚筒所需有效功率：kWFvPw25.4108.52）传动装置总效率：按表 9.4(P121)确定各部分效率如下:弹性联轴器的效率 9.01一对滚子轴承的效率 8.2蜗杆传动的效率 75.03齿轮搅油效率 98.4滚筒的效率 6.05传动装置总效率543216.096.087.98.23）所需的电动机功率：kWPwd4.6.025查表 2.1(P269),可选 Y 系列三相异步电动机 Y160L-8型，或选 Y 系列三相异步电动机 Y160M-6 型，或选
4、Y 系列三相异步电动机 Y132M-4 型，额定功率均为，均满足 kWP5.700Pd2.1.3 确定电动机转速1）传动滚筒轴工作转速：min/935.642508.160rDvnw 查表 9.3 得蜗杆传动常用传动比为 01i所以 n/4.973.64 rnid现以同步转速为 1500r/min 、1000r/min 及 750r/min 三种方案进行比较，查表 2.1(P269)得电动机数据,计算总传动比列于下表：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 Y132M-4 7.5 1500 1440 22.1762 Y160M-6 7.5 1000 970
5、14.9383 Y160L-8 7.5 750 720 11.088比较三方案可见，方案 1 选用的电动机转速较高，但总传动比较大，价格较高。方案 3 电动机转速低，装置尺寸较大。为使传动装置结构紧凑，决定选用方案 2。电动机型号为 Y160M-6，同步转速为 1000r/min。由表 2.1(P269)查得主要性能技术数据：额定功率 P0/kW 7.5满载转速 n0/(r/min) 970堵载转矩/额定转矩 2.02.2 分配传动比总传动比： 938.145.6700wni2.3 传动装置的运动和动力参数计算2.3.1 各轴功率、转速和转矩的计算0 轴：即电动机的主动轴： kWPd27.6m
6、in/90rn mNPT 16.9702.655001 轴：即蜗杆，与电动机轴采用联轴器链接，以及一对轴承，传动比 0i则： kWP146.98.027.6011 min/901rin mNnPT 837.649701.55112 轴：即蜗轮，动力从 1 轴到 2 轴经历了 1 轴上的搅油效率和蜗轮蜗杆传动，传动比 938.412i则： kWP4.51673.0146.212min/9.8.12rinNnPT 87.164.935095223 轴：即传动滚筒轴，动力从 2 轴到此轴经历了 2 轴上的一对轴承和联轴器传动，故发生两次功率损耗，计算效率时都要计入， 则：123ikWP25.491.
7、04.56233 min/ .3.23rinNnPT 69.874.352905332.3.2 各轴运动及动力参数列表轴序号功率 PkW转速 nr/min转矩 TN.m传动形式传动比i效率0 6.27 970 66.16 联轴器 1 0.981 6.1446 970 64.837齿轮传动 14.938 0.7352 4.516 64.935 711.873 4.25 64.935 669.87 联轴器 1 0.9413. 传动零件的设计计算3.1 减速器以内的传动零件设计计算3.1.1 设计齿轮传动1）材料的选择：蜗杆用 45 钢，表面淬火硬度为 HRC；54蜗轮用锡青铜 ZnCuSn10P1
8、，砂模铸造。许用接触应力，查表 12-4 得， MPaH20许用弯曲应力，查表 12-6 得， 5F2）选择蜗杆头数 1z由 ，取 ，则 ，取938.412i21876.293.142zi；z由 ，查表 12-8，估计 。218.03）确定蜗轮转矩 2T mNnPT 12.73097014.86.28105.9105.962624）确定使用系数、综合弹性系数； （铜配锡青铜）2.1AK50EZ5）确定接触系数 P假定 ，由图 12-11 的 。36.0/1ad9.2PZ6）计算中心距 mZTKaHPEA 54.16209.15.73.1322 7）确定模数，蜗轮齿数，蜗杆直径系数，蜗杆导程角，
9、中心距am9316702835.08.6.01875.85.1 由表 12-1，取 m=10mm，q=9， md31021 ，170mmzqa0)39(5.0)(5.02导程角 。8.1rctan8)校核弯曲强度（1）蜗轮齿形系数由当量齿数 324.58.12cos332zv查图 11-8 得 6.2aFY（2）蜗轮齿根弯曲应力MPaYmdTKaFAF 79.1356.28.1cos03973.51cos53.122 ，弯曲强度足够。MP09)蜗杆刚度计算， ，NdTFt 89.14021NdTFa748.261mdl2709.，ar 2.56tn16410.36ImEIlFYtt 43109
10、.84Ilr 331167.8mYrt 32109.Y.0d所以刚度合格。10）散热计算相对滑动速度 smndvs /6825.4.12cos0697cos011 当量摩擦角 。35.总传动效率 %57.8631.52.tan96.0tan96.0 取 ，CmWt 。2/15 CAPtt 。78.462.15)0(760)(01 t油温 908.430tt所以，合格。 4. 轴的设计计算4.1 初步确定轴的直径和长度4.1.1 高速轴及联轴器的设计1）初步选定减速器高速轴外伸段轴径：根据所选电机 ，则mDd48电 机m48.370.17.0.178. 电 机2）选择联轴器：联轴器所传递的标称扭
11、矩： mNnPT73.61902.590根据传动装置的工作条件拟选用 LT 型弹性套柱销联轴器(GB/T4323-2002)查附表 3.1(P280)，取工作情况系数 0.2AK计算转矩 mNTKAc 46.1237.602因此选 LT5 号联轴器。3)最后确定减速器高速轴外伸直径为 。 d404)确定减速器高速轴各段轴径及密封d=40mm,mmnPCd4883.209756.1133i取按圆锥滚子轴承取标准直径 d4525) 确定减速器高速轴各段轴长L1 L2 b1 L3 L4 L5由 ,取mZb6.128)0.1(b130mL10425236) 选择高速轴的轴承由轴承寿命为 4 年，当量动
12、载荷 Pe975.28.1406raF查圆锥滚子轴承，取 X=0.4，Y=0.4cot =1.1用公式79.5284.861.9.40. PkNLnfCtp81.63456019760.52. 131查附表 4.4（P298） ，选用轴承 30209（GB/T276-1994）型号轴承外径 D=85mm4.1.2 低速轴的设计计算1）初步计算轴伸直径 mnPCd18.42935.6103按一个键槽考虑，最小直径加大 3%得d48.203.1842min取 0mCd 4.518.96.1)43(5)43(101 取 m51查表 4.4(P298)，由圆锥滚子轴承（GB/T97-1994）选 择
13、30209 型 号 的 圆 锥 滚 子 轴 承 。md4533）计算各段轴的长度L1 L2 L3 B L4 L5 L6确定轮毂宽度mqdBa5.8291075.82查表 4.4(P298)，由圆锥滚子轴承（GB/T97-1994） ，取 mL2151042L83m1064.2 轴的强度校核4.2.1 计算大齿轮上的作用力转矩 mNT12970圆周力 NdFt 0.72841t0.72径向力 tr 6.3820tan.7an4.2.2 绘轴的受力简图，求支座反力1）垂直面支座反力据 ，得0BM0)(332lFlRtAyN5132ttAyl51yR根据 ,得 0YF351ByRN351By2）水平
14、面支座反力 据 ，得0BM0)()( 332321 lFlRllF rAzQNRAz75.z.12据 ，得0ZNRBz75.12z受力简图如图（b）4.2.3 作弯矩图1）垂直面弯矩 MY图C 点mNlRAy 1684352垂直面弯矩图如图（c）2）水平面弯矩 MZ图A 点 mNlFQZ 61324875.12C 点lRlMAZQz 61321水平面弯矩图如图（d）3）合成弯矩图C 点mNMzy2.1792CC，合成弯矩图如图（e）4.2.4 作转矩图mNdFTt 12970转矩图如图（f）4.2.5 作当量弯矩图该轴单向工作，转矩按脉动循环应力考虑，取 6.0当量弯矩 2)(TMA 点mNA6.801)(22C 点TMC6.801)(22D 点 mNDvd 7982)(22当量弯矩图如图（g）4.2.6 校核轴的强度由以上分析可见,A
