机械设计基础课程设计ZDL4Word格式文档下载.docx
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小批
1、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)
ZDL-4
1800
1、5
300
500
2、 传动装置总体设计
2、1电动机得选择
2.1.1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:
2)传动装置总效率:
按表2—11-1(P107)确定各部分效率如下:
弹性联轴器得效率
一对深沟球轴承得效率
闭式齿轮传动得效率 (暂定精度为8级)
开式滚子链传动得效率
一对滚子轴承得效率
运输滚筒得效率
传动装置总效率
3)所需得电动机功率:
查表2-19-1(P189),可选Y系列三相异步电动机Y112M-4
型,或选Y系列三相异步电动机Y132M1-6型,额定功率均为
,均满足
1.3确定电动机转速
1)传动滚筒轴工作转速:
现以同步转速为1500r/min及1000r/min两种方案进行比
较,查表2—19—1(P189)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
质量
kg
总传动比
1
Y112M-4
4、
5、08
Y132M1-6
0、05
比较两方案可见,方案1选用得电动机虽然质量与价格较
低,但总传动比较大。
为使传动装置结构紧凑,决定选用方案2。
电动机型号为Y132M1—6,同步转速为1000r/min。
由表2-19-1
(P189)与表2—19-2(P190)查得主要性能技术数据与安装尺寸:
额定功率P0/kW
4、0
满载转速n0/(r/min)
960
堵载转矩/额定转矩
2、0
电动机外伸轴直径D/mm
38
电动机外伸轴长度E/mm
80
电动机中心高H/mm
132
2、2分配传动比
总传动比:
据表2-11—1(P107)取链传动比:
则齿轮传动得传动比:
2、3传动装置得运动与动力参数计算
3。
1各轴功率、转速与转矩得计算
0轴:
即电动机得主动轴:
1轴:
即减速器高速轴,与电动机轴采用联轴器链接,传
动比,查表2—11-1(P107)弹性联轴器得传动效率,
则:
2轴:
即减速器低速轴,动力从1轴到2轴经历了1轴上得
一对滚动轴承与一对齿轮啮合,故发生两次功率损耗,计算效
率时都要计入,查表2—11-1(P107)一对滚动轴承得传动效率利
率,闭式齿轮传动得效率为(暂定齿轮精度
为8级),则:
3轴:
即传动滚筒轴,动力从2轴到此轴经历了2轴上得一
对滚动轴承与开式滚子链传动,故发生两次功率损耗,计算效
率时都要计入,查表2-11—1(P107)一对滚动轴承得传动效率为
,开式滚子链传动得效率为,则:
2.3。
2各轴运动及动力参数列表
轴序号
功率P
kW
转速n
r/min
转矩T
N、m
传动
形式
传动比
i
效率
η
3、39
960
33、72
联轴器
0、99
3、36
33、43
齿轮传动
4、02
0、96
2
3、23
238、81
129、17
链传动
2、5
0、90
3
2、91
95、52
290、94
3、传动零件得设计计算
3、1减速器以外得传动零件设计计算
3.1.1设计链传动
1)确定链轮齿数:
由传动比取小链轮齿数,
因链轮齿数最好为奇数,;
大链轮齿数,取,.
实际传动比:
2)确定链条节距:
查表10-16(教材P166)得,工况系数1、0
小链轮齿数系数:
取单排链,由表10—17(教材P166)取=1、0
由式,得
因为r/min,查图10-23(教材P164),得选链号
No10A,节距。
3)计算链长:
初选:
链长:
取
所以,链得中心距
4)验算链速:
,适合.
5)选择润滑方式:
按,链号10A,查图10-26(教材P167)选用滴
油润滑.
6)作用在轴上得力:
有效圆周力:
作用在轴上得力:
7)链轮尺寸及结构:
分度圆直径
3、2减速器以内得传动零件设计计算
3.2。
1设计齿轮传动
1)材料得选择:
小齿轮选用40Cr,调质处理,齿面硬度241—286HBS,
大齿轮选用45钢,正火处理,齿面硬度162—217HBS。
计算应力循环次数:
查图11—14(教材P187),(允许一定点蚀)取
,
由图11-15(教材P187),得
取,由图11-13(b)(教材P186),得
许用接触应力:
因,故取
2)按齿面接触强度确定中心距:
小轮转矩,
初取
取,
由表11-5(教材P181)得:
由图11-7(教材P181)得:
因为就是减速传动,,由式(11—17)(教材P182)
计算中心距:
查表2—11—2(P108),在R40系列中取中心距a=125mm、
估算模数:
取标准模数()
确定齿数:
小齿轮齿数:
大齿轮齿数:
取,。
实际传动比:
传动比误差:
在允许范围内。
齿轮分度圆直径:
圆周速度:
所以采用
油润滑.
由表11-6(教材P185),取齿轮精度为8级。
3)验算齿面接触疲劳强度:
计算载荷系数:
按电机驱动,载荷平稳,由表11—3(教材P176),取:
计算,由图11-2(b)(教
材P177),按8级精度得:
齿宽。
由图11-3(a)(教材P177),按,考虑
轴得刚度较大与齿轮相对轴承为非对称布置得:
由表11-4(教材P178),得:
载荷系数:
计算齿面接触应力:
由图11-4(教材P178),得,,
所以:
查由图11-6(教材P180)得:
齿面接触应力:
故在安全范围内。
4)校核齿根弯曲疲劳强度:
按,
由图11—10(教材P183)得:
由图11—11(教材P184)得,,
由图11-12(教材P184)得,
由图11-16(b)(教材P187),得,
,
由图11-17(教材P188),得,,
由图11-18(教材P188)得,
取,,由式(11-25)(教材P188)计算许
用弯曲应力:
故安全.
故安全。
5)齿轮主要几何参数:
,,,
齿宽,取
4、轴得设计计算
4、1初步确定轴得直径与长度
4.1.1高速轴及联轴器得设计
1)初步选定减速器高速轴外伸段轴径:
根据所选电机,则
2)选择联轴器:
联轴器所传递得标称扭矩:
根据传动装置得工作条件拟选用LX型弹性套柱销联轴器
(GB/T4323-2002)查表16—1(教材P268),
取工作情况系数
计算转矩
.因此选LX4号联轴器。
3)最后确定减速器高速轴外伸直径为.
4)确定减速器高速轴各段轴径及密封
d=30mm,
按滚动轴承取标准直径
。
5)确定减速器高速轴各段轴长
6)选择高速轴得轴承
选择6207(GB/T276-1994)型号联轴器;
轴承外径D=72mm
4.1.2低速轴得设计计算
1)选择轴得材料
选择材料为45号钢,调质处理。
2)初步计算轴伸直径
按一个键槽考虑,最小直径加大5%得
取
查表2-15-8(P143),
取
查表2-13-3(P131),由圆锥滚子轴承(GB/T97—1994)
选择30208型号得圆锥滚子轴承。
(P108)
取
3)计算各段轴得长度
确定小链轮得毂孔直径与轮毂宽度
小链轮毂孔与轴伸配合安装,即毂孔直径等于轴伸直径。
查图2-20-3(P197),链轮轮毂宽度
取
取
其中,轴承端面到箱体内壁距离
取整数
轴总长度
4、2轴得强度校核
4.2。
1计算大齿轮上得作用力
转矩
圆周力
径向力
4。
2.2绘轴得受力简图,求支座反力
M
e
f
d
c
b
a
g
1)垂直面支座反力
据,得
根据,得
2)水平面支座反力
据,得
受力简图如图(b)
3作弯矩图
1)垂直面弯矩MY图
C点
垂直面弯矩图如图(c)
2)水平面弯矩MZ图
A点
C点
水平面弯矩图如图(d)
3)合成弯矩图
合成弯矩图如图(e)
4.2.4作转矩图
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
当量弯矩
A点
C点
D点
当量弯矩图如图(g)
4.2.6校核轴得强度
由以上分析可见,A点弯矩值最大,而D点轴
径最小,所以该轴危险断面就是A点与D点所在剖面。
查表13—1(教材P218)得
查表13-2(教材P224)得。
A点轴径
安全。
D点轴径
该值小于原设计该点处轴得直径30mm,安全。
5、滚动轴承得选择及其寿命验算
5、1低速轴轴承
1)选定轴承类型及初定型号
深沟球轴承(GB/T97—1994),型号6207:
查表得,.
2)计算径向支反力
取
3)校核轴承寿命
故满足轴承得寿命要求。
6、键联接得选择与验算
6、1减速器大齿轮与低速轴得键联接
1)键得材料、类型
键得材料选用45钢,选用A型普通平键。
2)确定键得尺寸
查表2—12—13(P122):
选圆头普通平键12×
8
键长L=(18—90)mm取L=37mm
3)验算键得挤压强度
键与轴得材料为钢,轮毂材料为45钢,所以按钢校核键连
接得挤压强度。
查表9-7(教材P135),得许用挤压应力
键得计算长度,由下式得
该键安全。
所以选键12×
8×
40 GB/T1096—2003。
6、2小链轮与减速器低速轴轴伸得键联接
键得材料选用45钢,选用A型普通平键.
2)确定键得尺寸查表2-12—13(P122),
选择普通平键10×
45GB/T1096—2003
R=,l=L-b=38mm、
3)验算键得挤压强度
键与轴得材料为钢,轮毂材料为45钢,所以按钢校核键连
查表9-7(教材P135),得许用挤压应力
该键安全、所以选键8×
7×
46GB/T1096—2003。
6、3联轴器与减速器高速轴轴伸得键连接
键得材料选用45钢,选用A型普通平键.
查表2-12—13(P122):
选圆头普通平键8×
7
键长L=(18-90)mm 取L=50mm
键与轴得材料为钢,轮毂材料为45钢,所以按钢校核键连
查表9-7(教材P135),得许用挤压应力
键得计算长度,由下式得
所以选键8×
7×
50GB/T1096-2003.
7、减速器得润滑及密封形式选择
1)轴承及齿轮润滑:
根据减速器齿轮得圆周速度,减速器轴承
采用飞溅润滑,根据工作环境及工作强度,查表2—15-2(P141),
齿轮润滑油选用抗氧防锈工业齿轮油(L-CKB)。
2)密封圈:
根据减速器得工作环境,减速器高速轴及低速轴采用B型
旋转轴唇形密封圈。
由高速轴直径,低速轴轴直径
通过查表2-15—8(P143),得
低速轴采用:
唇形密封圈B 038052 GB/T13871、1-2007
高速轴采用:
唇形密封圈B042055GB/T13871、1-2007
3)油标尺M12,材料Q235A。
参考文献
[1]陈良玉·
2000·
机械设计基础·
沈阳:
东北大学出版社
[2]孙德志·
2010·
机械设计基础课程设计·
北京:
科学出版社
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- 机械设计 基础 课程设计 ZDL4