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1、u u 机械设计课程设计机械设计课程设计 说说 明明 书书 东北大学东北大学 机械工程及自动化专业业 20022002 级级 6 6 班班 设设 计计 者：于天禹者：于天禹 指导教师：指导教师： 20052005 年年 4 4 月日月日 目目 录录 1 设计设计任任务书务书 3 2 电动电动机的机的选择计选择计算算 3 3 传动传动装置的运装置的运动动及及动动力参数力参数计计算算 4 4 传动传动零件的零件的设计计设计计算算 9 5 轴轴的的设计计设计计算算 19 6 低速低速轴轴的的强强度校核度校核 21 7 滚动轴滚动轴承的承的选择选择及其寿命及其寿命验验算算 26 8 键联键联接的接的选
2、择选择和和验验算算 28 9 联轴联轴器的器的选择选择 29 10 减速器的减速器的润润滑及密封形式滑及密封形式选择选择 30 11 参考文献参考文献 30 1 设计任务书设计任务书 1.11.1 设计题目设计题目 ： 设计胶带输送机的传动装置 1.21.2 工作条件：工作条件： 工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量 102 多灰尘稍有波动小批 1.31.3 技术数据：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-3130000.26450800 2 电动机的选择计算电动机的选择计算 2.12.1 选择电动机系列选择电动机系列
3、 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。 2.22.2 滚筒转动所需要的有效功率滚筒转动所需要的有效功率 kW Fv P W 38.3 1000 26.013000 1000 传动装置总效率 卷筒轴承开齿轮闭齿轮刚联弹联 52 根据表 4.2-9 确定各部分的效率: 弹性联轴器的效率 993 . 0 弹联 刚性联轴器的效率 99 . 0 刚联 闭式齿轮的啮合效率 级精度）（ 闭齿轮 897 . 0 开式齿轮的啮合效率 95 . 0 开齿轮 滚动轴承的效率 99 . 0 轴承 卷筒的效率 96 . 0 卷筒 则传动装置的总效率 卷筒轴承开齿轮闭齿轮
4、刚联弹联 52 96 . 0 99 . 0 95 . 0 97 . 0 99 . 0 993 . 0 52 802 . 0 802 . 0 2.32.3 确定电动机的转速确定电动机的转速 滚筒轴转速 min/0 .11 45 . 0 26 . 0 6060 r D v nW 所需的电动机的功率 3.38 4.21 0.802 W r P PkW 查表 4.12-1，可选 Y 系列三相异步电动机 Y132M26 型，额定功率 5.5kW, 同步转速 1000r/min,满载转速 960 r/min。同时，查表 4.12-2 得电动机中心高 H=132mm，外伸 轴段 DE=38mm80mm。 3
5、 传动装置的运动及动力参数计算传动装置的运动及动力参数计算 3.13.1 分配传动比分配传动比 3.1.13.1.1 总传动比总传动比27.87 11 960 0 W n n i 3.1.23.1.2 各级传动比的粗略分配各级传动比的粗略分配 查表 4.2-9 取6 开 i 减速器的传动比 545.14 6 27.87 开 减 i i i 减速器箱内高速级齿轮传动比 431 . 4 545.1435 . 1 35 . 1 1 减 ii431 . 4 1 i 减速器箱内低速级齿轮传动比 283 . 3 431 . 4 545.14 1 2 i i i 减 283 . 3 2 i 3.23.2 各
6、轴功率、转速和转矩的计算各轴功率、转速和转矩的计算 3.2.13.2.1 0 0 轴（电动机轴）轴（电动机轴） 0 4.21 r PPkW 0 4.21PkW min/960 0 rn min/960 0 rn 3 0 0 0 4.21 10 9.559.5541.88 960 P TN m n 0 41.88TN m 3.2.23.2.2轴（减速器高速轴）轴（减速器高速轴） 1001 4.210.9934.18PPkW 1 4.18PkW min/960 01 0 1 r i n n min/960 1 rn 3 1 1 1 4.18 10 9.559.5541.58 960 P TN m
7、n 1 41.58TN m 3.2.33.2.3轴（减速器中间轴）轴（减速器中间轴） 21 4.180.970.994.01PPkW 轴承闭齿轮2 4.01PkW min/ 7 . 216 431 . 4 960 12 1 2 r i n nmin/ 7 . 216 2 rn 3 2 2 2 4.01 10 9.559.55176.72 216.7 P TN m n 2 176.72TN m 3.2.43.2.4轴（减速器低速轴）轴（减速器低速轴） 32 4.01 0.97 0.993.85PPkW 闭齿轮轴承3 3.85PkW min/66 283 . 3 7 . 216 23 2 3 r
8、i n nmin/66 3 rn 3 3 3 3 3.85 10 9.559.55557.08 66 P TN m n 3 557.08TN m 3.2.53.2.5轴（传动轴）轴（传动轴） 43 3.85 0.99 0.9933.78PPkW 轴承联轴4 3.78PkW min/66 1 66 34 3 4 r i n nmin/66 4 rn 3 4 4 4 3.78 10 9.559.55546.95 66 P TN m n 4 546.95TN m 3.2.63.2.6轴（卷筒轴）轴（卷筒轴） 54 3.78 0.99 0.953.56PPkW 轴承开齿轮5 3.56PkW min/1
9、1 6 66 4 5 r i n n 开 min/11 5 rn 3 5 5 5 3.56 10 9.559.553090.73 . 11 P TN m n 5 3090.73TN m 各轴运动及动力参数见下表 表 1 各轴运动及动力参数表 轴序号功 率 P(kW) 转 速 n(r/min) 转 矩 T(N.m) 传动形式传动比效率 04.2196041.88 弹性联轴器 10.99 4.1896041.58 闭式齿轮 4.4310.96 4.01216.7176.72 闭式齿轮 3.2830.96 3.8566.0557.08 刚性联轴器 1.00.98 3.7866.0546.95 3.5
10、611.03090.73 开式齿轮 6.00.94 3.33.3 开式齿轮的设计开式齿轮的设计 3.3.13.3.1 选择材料选择材料 小齿轮:QT500-3，调质处理，齿面硬度 230-270HBS； 大齿轮:QT500-7，正火处理，齿面硬度 180-200HBS。 3.3.23.3.2 根据齿根弯曲疲劳强度确定模数根据齿根弯曲疲劳强度确定模数 初取小齿轮齿数20 5 Z 则大齿轮齿数120620 56 开 iZZ 查图 5-18 得， 2 5lim /210mmN F 2 6lim /205mmN F 取4 . 1 min F S 计算应力循环次数 8 45 109008 . 1 )28
11、30010(0 . 1666060 h jLnN 7 8 5 6 10168 . 3 6 109008 . 1 开 i N N 查图 5-19 得，0 . 1 65 NN YY 又，取0 . 1 65 XX YY0 . 2 ST Y 由得 XN F STF F YY S Y min lim 2 5 /3000 . 10 . 1 4 . 1 0 . 2210 mmN F 2 6 /2710 . 10 . 1 4 . 1 0 . 2190 mmN F 查图 5-14 得 20 . 2 , 8 . 2 65 FaFa YY 查图 5-15 得 81 . 1 ,55 . 1 65 SaSa YY 则
12、0206667 . 0 7 . 0300 55 . 1 8 . 2 5 55 F SaFa YY 02095789 . 0 7 . 0271 81 . 1 20 . 2 6 66 F SaFa YY 取 02095789 . 0 , max 6 66 5 55 F SaFa F SaFa F SaFa YYYYYY 取2 . 0, 1 . 1 attY K 则 mm YY Y Zu KT m F SaFa a 59 . 4 20) 16(2 . 0 02095789 . 0 5889201 . 14 ) 1( 4 3 2 3 2 5 4 所以取 m=5mm 3.3.33.3.3 齿轮齿轮 5
13、5、6 6 的主要参数的主要参数 Z =20, Z =120, u=6, m=5mm 56 mmmZd100205 55 mmmZd6001205 66 mmmhdd aa 11050 . 121002 * 55 mmmhdd aa 61050 . 126002 * 66 mmmchddf 5 . 87525 . 0 0 . 12100)(2 * 55 mmmchddf 5 . 587525 . 0 0 . 12600)(2 * 66 mm dd a350 2 600100 2 65 mmab a 703502 . 0 6 取mmbb788706 65 967.9320cos . 55 ddb
14、 816.56320cos . 66 ddb 则小齿轮转速为35 . 0 1060 6610014 . 3 1060 33 45 nd v ，由图（5-4a）得07 . 0 100 2035 . 0 100 5 vz ，由表（5-3）取0 . 1 v k185 . 1 A k 由图 5-7a 按 b/d5=70/100=0.7，考虑齿轮悬臂布置 ，20 . 1 k 由图 5-4 得 2 . 1 k 计算载荷系数 678 . 1 2 . 118 . 1 0 . 1185 . 1 k kkkk vA . 5 5 5 3215.31 110 969.93 arccosarccos a b d d . 6 6 6 4387.22 610 816.563 arccosarccos a b d d 175 . 1 )204387.22(120)203215.31(20 2 1 )()( 2 1 6655 tgtgtgtg tgtgztgtgz aa 687. 0 715. 1 75 . 0 25 . 0 75. 0 25 .
