機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 計(jì)算說(shuō)明書(shū)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 一一、設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)任任務(wù)務(wù)書(shū)書(shū) .1 二二電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)的的選選擇擇計(jì)計(jì)算算 .1 三三、傳傳動(dòng)動(dòng)裝裝置置的的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)和和動(dòng)動(dòng)力力參參數(shù)數(shù)的的選選擇擇和和計(jì)計(jì)算算.2 四四、傳傳動(dòng)動(dòng)零零件件的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)計(jì)算算.3 五五、軸軸的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)計(jì)算算 6 六六、滾滾動(dòng)動(dòng)軸軸承承的的選選擇擇和和壽壽命命計(jì)計(jì)算算9 七七、鍵鍵聯(lián)聯(lián)接接的的選選擇擇和和驗(yàn)驗(yàn)算算.12 八八、選選擇擇聯(lián)聯(lián)軸軸器器.12 九九、 減減速速器器的的潤(rùn)潤(rùn)滑滑及及密密封封形形式式選選擇擇.13 十十、參參考考材材料料 .13 一、設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)任務(wù)書(shū) 1、題目：題目：WD 9B 膠帶輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置膠帶輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置 2、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)： 滾筒圓周力帶速滾筒直徑滾筒長(zhǎng)度 F=2300NV=0.60m/sD=320mmL=450mm 3、工作條件：、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 10 年2 班 多灰塵 稍有波動(dòng)小批 二電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算二電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 1、選擇電動(dòng)機(jī)系列、選擇電動(dòng)機(jī)系列 按工作要求及工作條件選用三相異步電動(dòng)機(jī),封閉式結(jié)構(gòu)，電 壓 380V，Y 系列。 2、選擇電動(dòng)機(jī)功率、選擇電動(dòng)機(jī)功率 卷筒所需有效功率 PW=FV/1000=23000.60/1000=1.38kw PW=1.38kw 傳動(dòng)裝置總效率：=筒蝸鏈承 3 聯(lián)=0.617 =0.617 其中,按表 4.2-9 取 滾筒效率 筒=0.96 蝸桿傳動(dòng)效率 蝸=0.75 鏈條傳動(dòng)效率 鏈=0.90 滾動(dòng)軸承效率 承=0.98 聯(lián)軸器效率 聯(lián)=0.99 所需電動(dòng)機(jī)功率 PR=PW/=1.38/0.636=2.237kw PR=2.237kw 查表 4.12-1: 選 Y100L24 型。額定功率 3kw，同步轉(zhuǎn)速 1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速 n0=1420r/min。 查表 4.12-2 知電動(dòng)機(jī)中心高 H=100mm,外伸軸段 DE=28mm60mm. DE=28mm60mm 3、分配傳動(dòng)比、分配傳動(dòng)比 滾筒軸轉(zhuǎn)速 nW=60v/(D)=600.60/(0.32)=35.84r/min. nW=35.84r/min 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 i=n0/nW=1420/35.83=39.63 i=39.63 據(jù)表 4.2-9,取 i鏈=2,則 i蝸= i/ i鏈=39.63/2=19.82 i蝸 =19.82 三、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算三、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算 0 軸(電動(dòng)機(jī)軸): P0=Pr=2.17kw， n0=1420 r/min, P0=2.170kw, T0=9.55P0/n0=14.59Nm； n0=1420 r/min, 1 軸(減速器高速軸): P1=P0聯(lián)=2.15kw， T0=14.59Nm; n1=n0=1420r/min, P1=2.15kw， T1=9.55P1/n1=14.46Nm； n1=1420r/min, 2 軸(減速器低速軸): P2= P1蝸承=1.580kw， T1=14.46Nm; n2=n1 /i蝸=71.64r/min， P2=1.580kw， T2=9.55P2/n2=210.62Nm; n2=71.64r/min， 3 軸(傳動(dòng)滾筒軸): P3= P2鏈承=1.425w， T2=210.62Nm; n3= n2/i鏈35.82r/min, P3=1.425kw， T3=9.55P3/n3=379.92Nm; n3=35.82r/min, T3=379.92Nm; 各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù) 軸序號(hào)軸序號(hào)功率功率 P(kw)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 n(r/min)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩(N.m)傳動(dòng)形式傳動(dòng)形式傳動(dòng)比傳動(dòng)比效率效率 02.170142014.59 聯(lián)軸器1.00.99 2.150142014.46 蝸桿傳動(dòng)19.820.74 1.58071.64210.62 1.42535.82379.92 鏈傳動(dòng)2.00.91 四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1） 、選擇材料、選擇材料 蝸桿用 45 鋼， 蝸輪用鑄錫青銅 ZCuSn10Pb1，金屬模鑄造，輪芯用鑄鐵 HT200 制造。 （2） 、確定蝸輪齒數(shù)、確定蝸輪齒數(shù) 按 i=19.82，蝸桿頭數(shù) Z1=2，Z2=I蝸Z1=39.64。取 z2=40。 （3） 、按蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、按蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 a） 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 T2，按 z1=2,蝸=0.75， b） 則： T2=9.55p2/n2=210.62Nm Z1=2，Z2=40 c） 確定載荷系數(shù) K T2=210.62Nm 由表 6-6 中選取使用系數(shù) KA=1.15，取載荷分布系 K=1.3, K=1.3, KA=1.15 由于蝸輪轉(zhuǎn)速為 71.64r/min，蝸輪的圓周速度可能較小， Kv=1.05, （v23m/s）故選動(dòng)載荷系數(shù) Kv=1.05, 于是 K=1. 57 K=KAKKv=1.57 c）確定許用接觸應(yīng)力H 由表 6-7 中查得H=268N/mm2； 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60jn2Lh=60171.641630010=2.06108 N=2.06108 H= H（107/N）1/8=268（107 /2.06/108）1/8 H =183.61N/mm2 =183.61N/mm2 H=268N/mm2； d）確定模數(shù) m 及蝸桿分度圓直徑 d1 青銅蝸輪與鋼蝸桿配對(duì)時(shí)，ZE=160（N/mm2）1/2，有 m2d1KT2（496/（Z2H） ）2=1508.2mm3 由表 6-2，取 m=5，d1=63mm。 （m2d1=1575mm3） m=5，d1=63mm e）驗(yàn)算蝸輪的圓周速度 V2 V2=mZ2n2/（601000）=0.750m/se, 查表 9-10 得 X1=0.4,Y1=1.6 由 A2/RC=0.31e, 查表 9-10 得 X2=1,Y2=0 查表 9-11,按傳動(dòng)裝置查取 fd=1,根據(jù)合成彎矩圖, 取 fm1=fm2=1,則 P1=fdfm1(X1R1+Y1A1)=2747N P1=2747N P2=fdfm2(X2R2+Y2A2)=193N P2=193N （6） 、計(jì)算軸承壽命、計(jì)算軸承壽命 因?yàn)?P1P2,故按 P1計(jì)算.查表 9-8,ft=1.由于是滾子軸承, 故壽命系數(shù)取值為 =10/3 L10h=(ftC/P)10/3106/(60n)=82947h L10h=82947h 由表 9-9 查得 L10h=25000H，由 L10hL10h可知， 軸承滿足使用要求。 2、蝸輪軸承壽命計(jì)算蝸輪軸承壽命計(jì)算 蝸輪軸承 選用圓錐滾子軸承 代號(hào) 30209 d=45mm, D=85mm。 作用于蝸輪的圓周力、徑向力、軸向力為： n=68.8r/min 圓周力：Ft=1091.5N Ft=1091.5N 徑向力：Fa=296N Fa=296N, 軸向力：Fr=107.7N Fr=107.7N 轉(zhuǎn)速：n=68.8r/min （1） 、計(jì)算軸承的徑向支反力、計(jì)算軸承的徑向支反力 水平支反力：RBH=RDH=Ft/2=545.8N RBH=545.8N 垂直支反力：RBV=272N, RDV=-354N RDH=568N 合成支反力：R1=RB=585N，R2=RD=565N RBV=272N RDV=-354N （2） 、作彎矩圖、作彎矩圖 （3） 、計(jì)算派生軸向力、計(jì)算派生軸向力 S 由表 9-12，S=R/（2Y） 。 查表 9-7，30207 軸承的 Y=1.6，C=64200N，e=0.37。 S1=346N S1=R1/（2Y）=346N，S2=R2/（2Y）=361N。 S2=361N （4） 、求軸承的軸向載荷、求軸承的軸向載荷 A 由結(jié)構(gòu)知，F(xiàn)A=Fa=437N FA=437N A1=max（S2+FA，S1）=798N，A2=max（S1-FA，S2）=361N。 A1=798N A2=361N （5） 、計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷、計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 P 由 A1/R1=0.72e=0.37，查表 9-10，X1=0.4，Y1=1.6。 由 A2/R2=0.31TC 許用轉(zhuǎn)速n=8200r/mmn0 軸孔直徑 dMIN=24mm,dMAX=24mm 取減速器高速軸外伸段軸徑 d2=24mm,d1=24mm. d2=24mm d1=24mm 九、九、減速器的潤(rùn)滑及密封形式選擇減速器的潤(rùn)滑及密封形式選擇 減速器的潤(rùn)滑采用脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑脂選用 ZL-2 通用鋰基潤(rùn)滑脂 GB7324-87。 油標(biāo)尺 M12,材料 Q235A。 蝸桿上密封圈選用 JB/ZQ4606-86 氈圈油封 d=30mm。 蝸輪上密封圈選用 JB/ZQ4606-86 氈圈油封 d=45mm。 密封件選用 JB/ZQ4606-86 型氈圈油封。 十、參考材料十、參考材料 1、機(jī)械設(shè)計(jì)，孫志禮、何雪紅、何韻君主編，冶金工業(yè)出版社，1998.2 2、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，鞏云鵬、孫得志、喻子建主編，冶金工業(yè)出版社，1999