机械传动设计及多轴搭接实验台设计(机械CAD图纸)

CDIO一级项目设计说明书

题目：机械传动设计及多轴搭接实验台专业：机械设计制造及其自动化

设计单位：机电工程学院机械设计组

指导老师：

组员姓名：

设计时间：

目录

一、设计要求和工作说明 (1)

二、传动方案设计 (1)

三、电动机的选择 (1)

四、传动装置的运动和动力参数计算 (1)

五、V带及带轮的设计 (4)

六、高速级齿轮的设计 (6)

七、低速级齿轮的设计 (10)

八、高速轴的设计及校核 (14)

1.高速轴的设计及校核 (14)

2.高速轴上轴承的校核 (17)

3.键的选择与校核 (18)

九、中间轴的设计及校核 (18)

1.高速轴的设计及校核 (18)

2.高速轴上轴承的校核 (22)

3.键的选择与校核 (23)

十、低速轴的设计及校核 (24)

1.高速轴的设计及校核 (24)

2.高速轴上轴承的校核 (28)

3.键的选择与校核 (29)

十一、实验台的设计 (31)

十二、参考文献 (34)

一、设计要求和工作说明

设计一三级减速器，轻微震动，在室内常温下工作，使用期限为10年。电动机输出功率2.2kw ，输出转速为1440r/min ，电源380V ，三相交流。减速后输出转速为30~50r/min 。

二、传动方案设计

三、电动机的选择

由工作条件选用卧式封闭型Y100L 1-4系列三相交流异步电动机。

电机型号

额定功率 KW

同步转速 r/min

额定转速 r/min

重量 kg

效率 %

Y100L1-4

2.2

1500

1440

34

81

四、计算传动装置的运动和动力参数

传动比的分配：带传动的传动比8.20=i ；高速级齿轮传动的传动比：

2.41=i ；

低速级齿轮传动的传动比：4.32=i

1η=0.96带传动的效率；99.02=η轴承传动的效率；97.03=η齿轮传动的效率；99.04=η联轴器效率 1.各轴转速

I n ＝0/i n m ＝1440/2.78＝517.99r/min Ⅱn ＝1/　Ⅰi n ＝517.99/4.21＝123.04r/min Ⅲn ＝ Ⅱn / 2i ＝123.04/3.43=35.98 r/min

Ⅳn =Ⅲn =35.98r/min

2.各轴输入功率

ⅠP ＝d p ×1η＝2.2×0.96＝2.112kW

ⅡP ＝Ⅰp ×η2×3η＝2.112×0.99×0.97＝2.028kW ⅢP ＝ⅡP ×η2×3η＝2.028×0.99×0.97＝1.948kW

ⅣP ＝ⅢP ×η2×η4=1.948×0.99×0.99＝1.91kW

则各轴的输出功率：

'ⅠP ＝ⅠP

×0.99=2.09 kW 'ⅡP ＝ⅡP ×0.99= 2.01kW 'ⅢP ＝ⅢP ×0.99=1.93kW 'ⅣP ＝ⅣP ×0.99=1.89kW

3.各轴输入转矩 1T =d T ×0i ×1η N ·m 电动机轴的输出转矩d T =9550

m

d

n P =9550×2.2/1440=14.59 N · 所以: ⅠT ＝d T ×0i ×1η =14.59×2.78×0.96=38.94N ·

m ⅡT ＝ⅠT ×1i ×1η×2η=38.94×4.22×0.99×0.97=157.43 N ·m ⅢT ＝ⅡT ×2i ×2η×3η=157.8×3.41×0.99×0.97=517.04N ·m

ⅣT =ⅢT ×3η×4η=516.74×0.99×0.99=506.75N ·m

输出转矩：'ⅠT ＝ⅠT ×0.99=38.55 N ·

m

'

ⅡT ＝ⅡT ×0.99=155.86N ·m 'ⅢT ＝ⅢT ×0.99=511.87N ·m 'ⅣT ＝ⅣT ×0.99=501.7N ·m

运动和动力参数结果如下表

设 计 计 算 及 说 明 结 果

五、V 带及带轮的设计

1. 确定计算功率ca P

由表8-7查得工作情况系数A K =1.1，故 kw P K P A ca 41.1⨯== 2.选择V 带的带型

根据1n P ca 、有图8-10选用A 型 3.确定带轮的基准直径d d 并验算带速v 5

1）初选小带轮的基准直径1d d 。由表8-6和8-8，取小带轮的基

轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min 输入

输出 输入 输出 电动机轴 2.2 14.59 1440 1轴 2.112 2.09 38.94 38.55 517.99 2轴 2.028 2.01 157.43 155.86 123.04 3轴 1.948 1.93 517.04 511.87 35.98 4轴

1.91

1.89

506.75

501.7

35.98

准直径mm d d 901=

2）验算带速v .按式（8-13）验算带的速度 s m n d v d /79.61000

601440

901000

601

1=⨯⨯⨯=

⨯=

ππ

因为5m/s<30m/s,故带速合适。

3）计算带带轮的基准直径。根据式（8-15a ），计算大带轮的基准直径2d d

mm mm id d d d 252908.222=⨯== 根据表8-8，圆整为mm d d 2502= 4.确定V 带的中心距a 和基准长度d L 1）根据式（8-20），初定中心距mm a 5000= 2）由式（8-22）计算带所需的基准长度

22221004)()(22a d d d d a L d d d d d ++++≈π

mm

mm

1.1350)163402

800(=+⨯+

=π

由表8-2选带的基准长度mm L d 1400=。 3）按式（8-23）计算实际中心距0a 。 mm mm L L a a d d 425)2

9

.49400(200=+=-+

≈ 中心距的可变范围为mm mm 467404-。 5.验算小带轮的包角1α

a

3.57)(180121o

d d o

d d --≈α

o o o

o

904.158425

3.57160180≥=⨯-=

A 型

mm d d 901=

mm d d 2502=

mm a 5000=