机械设计基础课程设计 东北大学
东北大学机械设计电子教案第一章机械设计基础
fP—激振频率； f0—固有频率
第14页，共59页。
§1.4 静应力下零件的零件的强度计算
(Strength calculation of machine parts under static stress )
一、载荷与应力 (Load and stress)
F
1、载荷分类
（1）载荷性质
静载荷：
t F 周期
③敏感性: 对材料、几何形状敏感
④突发性: 突然断裂
第19页，共59页。
§ 1 . 5 对称循环变应力下零件强度计算
一、疲劳曲线与疲劳极限
( Strengthcalculation of machinepartsundervariablestressin an alternatingsymmetricalcycle )
一、极限应力线图(Curve of fatigue limit)
1、材料的极限应力线图
同种材料、 r不同时，σr在σm– σa 坐标系下的关系曲线
A: σm=0, r=-1
a
A
-1 0/2
C: σm=σa , r=0
CE
σr =σm+ σa
(-1≤ r ≤+1)
O
ACB —实验线图 ACED—简化线图
第3页，共59页。
§1.1 绪论（Introduction）
二、机械的组成
抽象： 原动机
二、机械的组成
传动装置 控制系统
工作机
工作机
原动机
传动装置
皮带运输机传动简图
第4页，共59页。
§ 1.1 绪论（Introduction）
二、机械的组成
运动分析 具体：
制造分析
东北大学机械设计课程设计zl
查图5-１9
由式5-３２
取
由式5-３1
查图5-１４
查图5-15
由式5-47计算 ，因 ,取
由式５-4８
由式5-４４
4.1．5 齿轮主要几何参数
4．2 减速器低速级齿轮的设计计算
4.2.1 材料选择
小齿轮： 40Ｃｒ ,调质处理，齿面硬度241--286HＢS
大齿轮:45#锻钢,调质处理，齿面硬度21７－-235HBＳ
2．2 滚筒转动所需要的有效功率
传动装置总效率
查表１7－9得
所以
2.3 确定电动机的转速
滚筒轴转速
所需电动机的功率
查表２7-1，可选Ｙ系列三相异步电动机
电动机
型号
额定功率／kW
同步转速
/（ｒ总传动比
Y132Ｓ-4
５.5
．2２
Ｙ132M２-6
5.5
1００0
960
8３.48
2.2滚筒转动所需要的有效功率ﻩ4
2.3确定电动机的转速5
3传动装置的运动及动力参数计算5
3.1分配传动比5
３．1.1总传动比ﻩ５
3．1.2各级传动比的分配５
３．2各轴功率、转速和转矩的计算６
３.2.１Ⅰ轴（高速轴)ﻩ６
3．2.2Ⅱ轴(中间轴）ﻩ６
3.2.4Ⅳ轴(传动轴)6
3．２.5Ⅴ轴(卷筒轴)ﻩ6
由式5-３2
取 ，
计算许用弯曲应力
由式５-３1
查图5-１4
查图5-１５
则
取
初选综合系数 ,查表5-8
由式５-２6
考虑开式齿轮工作特点m加大10%-1５％，取m=１2
3.3.３ 齿轮强度校核
东北大学机械课程设计ZDL8
机械设计基础课程设计计算说明书资源与土木工程学院安全工程专业1001班设计者韩雪（20100972）指导教师马交成2013年1月8日东北大学1.设计内容1.1设计题目1.2工作条件1.3技术条件2.传动装置总体设计2.1电动机选择2.2分配传动比2.3传动装置的运动和动力参数计算3.传动零件设计计算以及校核3.1减速器以外的传动零件设计计算3.2减速器内部传动零件设计计算4.轴的计算4.1初步确定轴的直径4.2轴的强度校核5.滚动轴承的选择及其寿命验算5.1初选滚动轴承的型号5.2滚动轴承寿命的胶合计算6.键连接选择和验算7.连轴器的选择和验算8.减速器的润滑以及密封形式选择9.参考文献1.设计内容kw p w 52.2=8326.096.097.099.097.099.095.026543221=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=ηηηηηηη 8326.0=η（3）所需的电动机的功率 Kwp p wr3.038326.052.2===ηPr=3.03kw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。
查表2.9-1可选的Y 系列三相异步电动机Y132M1-6型，额定kw P 0.40=，或选Y112M-4型。
满足r P P >02.1.3确定电动机转速传动滚筒转速 min/100.34.0.126060wr Dvn =⨯⨯==ππ现以同步转速为Y132M1-6型（1000r/min ） 及Y112M-4比较两种方案，方案2选用的电动机使总传动比较大。
为使传 动装置结构紧凑，选用方案1。
电动机型号为Y132M1-6。
由表 2.9-1查得其主要性能数据列于下表2.2分配传动比．（1） 总传动比 57.9.31009600===wn n i查表2.2-1得 取链传动比01i =3 则齿轮传动的传动比为19.337.590112===i i i2.3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 kwp p r 03.30==min /9600r n =mN n p T ⋅=⨯⨯=⨯=14.309601003.355.955.93001轴： 即减速器的高速轴kw p p 88.295.00330101=⨯=⋅=。
(完整版)东北大学机械课程设计ZDD-2
机械设计基础课程设计说明书题目：设计胶带输送机的传动装置。
班级：姓名：学号：指导教师：成绩：2014.7.7一、设计任务书（1） 设计题目 ：设计胶带输送机的传动装置 （2） 工作条件（3） 技术数据二、电动机的选择计算（1）选择电动机系列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 系列电动机。
（2）滚筒转动所需要的有效功率kw FV p w 25.210005.29001000=⨯==根据表2-11-1，确定各部分的效率:V 带传动效率 η1 =0.95 一对滚动球轴承效率 η2 =0.99 闭式齿轮的传动效率 η3 =0.97 弹性联轴器效率 η4 =0.99 滑动轴承传动效率 η5 =0.97转速1000r/min 。
Y132S —6型 同时，由表2-19-2查得其主要性能数据列于下表：三、传动装置的运动及动力参数计算（1）分配传动比总传动比04.80==wn n i ;由表2-11-1得，V 带传动的 传动比i 01= 2.5，则齿轮传动的传动比为：i 12=i/i 01=8.04/2.5=3.22此分配的传动比只是初步的，实际传动比的准确值 要在传动零件的参数和尺寸确定后才能确定。
并且允许 有（3-5%）的误差。
（2） 各轴功率、转速和转矩的计算0轴：（电动机轴）P 0=p r =2.70 kw ，n 0=960r/minT 0=9550×p 0/ n 0=9550×2.70/60=26.86 N •m四、传动零件的设计计算电动机型号为Y132S-6，额定功率P=3.0kw，转速为n1=960r/min，减速器高速轴转速n2=384r/min，班制是2年，载荷稍有波动。
（1）减速器以外的传动零件的设计计算1.选择V带的型号由书中表10-3查得工况系数K A=1.2;Pc=K A.P0 =1.2×3.0=3.6 kw查表10-4和课本图10-8，可得选用A型号带，d d1min =75mm;由表10-4，取标准直径,即d d1=100mm;2.验算带速V=3.14×d d1×n1 /(60×1000)=5.03 m/s;满足5 m/s <= V<=25-30 m/s;3.确定大带轮的标准直径d d2=n1/n 2×d d1×（1-ε）=960/384×100×0.99=247.5mm;查表10-5，取其标准值d d2=250mm；验算带的实际传动比：i实=d d2/d d1=250/100 =2.5；4.确定中心距a 和带长LdV带的中心距过长会使结构不紧凑，会低带传动的工作能力；初定中心距a0, a0=(0.7-2.0)( d d1 +d d2)=245~700 mm 取a0=500mm，相应a0的带基准长度Ld0:Ld0=2a0+π/2 ×( d d1 +d d2)+(d d2 –d d1)2/（4×a0）=1561.03mm;查表10-2可得，取Ld=1600mm; 带长Ld=1600mm;由Ld求实际的中心距a, 中心距a= 519.5mma = a0+(Ld –Ld0)/2 =519.5mm5.验算小轮包角α1由式α1=1800-(d d2 –d d1)/a×57.30;α1 =1800 -(250-100)/519.5×57.30 =163027’>1200符合要求；6.计算带的根数z= Pc /[( P0 +ΔP0 )×Kα×K L ]由图10-7查得，P0 =1.0kw, ΔP0 =0.12kw查表10-6可得，Kα=0.955，查表10-2，K L = 0.99，代入得，z =3.6/[(0.13+1.0)×0.955×0.99 ] =3.4;取z =4根。
东北大学机械课程设计说明书ZDLB
机械设计基础课程设计说明书题目：设计用于胶带运输机的机械传动装置班级：姓名：学号：指导教师：成绩：年月日目录1.设计任务书设计题目设计用于胶带运输机的机械传动装置。
工作条件2.传动装置总体设计电动机的选择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确定各部分效率如下 技术数据查表2-19-1,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P ) 4.0kW ，均满足 R P r2.1.3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2-18-1(P158)得电动机数据，计算总传动比列于下表:弹性联轴器的效率 一对滚动轴承的效率 闭式齿轮传动的效率 幵式滚子链传动的效率 一对滑动轴承的效率 传动滚筒的效率传动装总效率 3)所需的电动机功率:1 0.99 20.9930.97 （暂定精度为8级）40.920.97 0.96比较两方案可见，方案1选用的电动机虽然质量和价格较低，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 和表2-19-2查得主要性能技术数据和安装尺寸：分配传动比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：1轴：即减速器高速轴，与电动机轴采用联轴器链接，传动比i 011,查表2-11-1(P90)弹性联轴器的传动效率总传动比：据表2-11-1(P90)取链传动比: 则齿轮传动的传动比：匹鱼0 10.05n w 95.5i 232.5 i 12ii 238.38 2.53.3520.99，则:2轴：即减速器低速轴，动力从1轴到2轴经历了1轴上的一对滚动轴承和一对齿轮啮合，故发生两次功率损耗，计算效率时都要计入，查表2-11-1(P90) —对滚动轴承的传动效率利率20.99，闭式齿轮传动的效率为30.97 (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轴上的一对滚动轴承和幵式滚子链传动，故发生两次功率损耗，计算效率时都要计入，查表2-11-1(P90) 一对滚动轴承的传动效率为0.99，幵式滚子链传动的效率为0.92，则:3. 传动零件的设计计算减速器以外的传动零件设计计算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z, 29 2i 24,因链轮齿数最好为奇数，z, 25;大链轮齿数z2 iz, 2.5 24 60,取，z? 63。
东北大学机械设计课程设计zl10
目录1 设计任务书 (3)1.1 题目名称设计胶带输送机的传动装置 (3)1.2 工作条件 (4)1.3 技术数据 (4)2 电动机的选择计算 (4)2.1 选择电动机系列 (4)2.2 滚筒转动所需要的有效功率 (4)2.3 确定电动机的转速 (5)3 传动装置的运动及动力参数计算 (5)3.1 分配传动比 (5)3.1.1 总传动比 (5)3.1.2 各级传动比的分配 (5)3.2 各轴功率、转速和转矩的计算 (6)3.2.1 Ⅰ轴（高速轴） (6)3.2.2 Ⅱ轴（中间轴） (6)3.2.3 Ⅲ轴（低速轴） (6)3.2.4 Ⅳ轴（传动轴） (6)3.2.5 Ⅴ轴（卷筒轴） (6)3.3 开式齿轮的设计 (6)3.3.1 材料选择 (7)3.3.2 按齿根弯曲疲劳强度确定模数 (7)3.3.3 齿轮强度校核 (8)3.3.4 齿轮主要几何参数 (9)4 闭式齿轮设计 (9)4.1 减速器高速级齿轮的设计计算 (9)4.1.1 材料选择 (9)4.1.2 按齿面接触疲劳强度确定中心距 (10)4.1.3 验算齿面接触疲劳强度 (11)4.1.4 验算齿根弯曲疲劳强度...................................... - 13 -4.1.5 齿轮主要几何参数........................................... - 2 - 4.2 减速器低速级齿轮的设计计算 ................................. - 2 -4.2.1 材料选择................................................... - 2 -4.2.2 按齿面接触疲劳强度确定中心距............................... - 3 -4.2.3 验算齿面接触疲劳强度....................................... - 4 -4.2.4 验算齿根弯曲疲劳强度....................................... - 5 -4.2.5 齿轮主要几何参数........................................... - 6 -5 轴的设计计算 ................................................. - 7 - 5.1 高速轴的设计计算 ........................................... - 7 - 5.2 中间轴的设计计算 ........................................... - 8 - 5.3 低速轴的设计计算 ........................................... - 8 -6 低速轴的强度校核 ............................................. - 9 -6.1 绘制低速轴的力学模型......................................... - 9 -6.2 求支反力..................................................... - 9 -6.3 作弯矩、转矩图.............................................. - 10 -6.1.4 作计算弯矩Mca图.......................................... - 11 -6.1.5 校核该轴的强度............................................ - 11 -6.6 精确校核轴的疲劳强度........................................ - 11 -7 低速轴轴承的选择及其寿命验算 ................................ - 13 -7.1 确定轴承的承载能力.......................................... - 13 -7.2 计算轴承的径向支反力........................................ - 14 -7.3 作弯矩图.................................................... - 14 -7.4 计算派生轴向力S............................................ - 14 -7.5求轴承轴向载荷.............................................. - 14 -7.6 计算轴承的当量动载荷P...................................... - 14 -8 键联接的选择和验算 .......................................... - 15 - 8.1 低速轴上键的选择与验算 .................................... - 15 -8.1.1 齿轮处.................................................... - 15 -8.1.2 联轴器处.................................................. - 15 - 8.2 中间轴上键的选择与验算 .................................... - 15 -8.3 高速轴上键的选择与验算 .................................... - 15 -9 联轴器的选择 ................................................ - 16 - 9.1 低速轴轴端处 .............................................. - 16 -9.2 高速轴轴端处 .............................................. - 16 -10 减速器的润滑及密封形式选择 ................................. - 16 -11 参考文献 ................................................... - 17 - 1 设计任务书1.1 题目名称设计胶带输送机的传动装置1.2 工作条件1.3 技术数据2 电动机的选择计算2.1 选择电动机系列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。
东北大学机械设计基础课程设计作ZDD-6
机械设计课程设计计算说明书一、....................................... 传动方案拟定.2二、....................................... 电动机的选择.2三、...................... 计算总传动比及分配各级的传动比4四、.............................. 运动参数及动力参数计算4五、传动零件的设计计算 (4)六、轴的设计计算 (8)1、输出轴的设计计算----- 72、输入轴的设计计算----- 10七、滚动轴承的选择及校核计算 (11)八、键联接的选择及计算 (12)九、联轴器的选择 (13)十.润滑与密封 (13)一. 参考文献13计算过程及计算说明一、传动方案拟定设计题目：用于胶带输送机的机械传动装置，电动机经一级V带传动结构，带动单级圆柱齿轮减速器。
输送机连续工作，单向运转，载荷平稳，空载启动。
小批量生产，使用期限8年，两班制工作，工作环境清洁。
F=1100N V=2.0m/s D=320mm L=600mn滚筒二min 原始数据:3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速:n 筒=60X 1000V/ nD=60X 1000XX 320二min按手册推荐（P90,表2-11-1 ）的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I ' a=3~6。
取V带传动比I ' 1=2~4,则总传动比理时范围为I ' a=6~24。
故电动机转速的可电动机型号Y132S-6i总二据手册得i齿轮=带—n i =960r/min选范围为n' d=I' a X nn d= (6~24)X =~min符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min 。
根据容量和转速，由相关手册查出三种适用的电动机型号：(如下表)根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案。
机械设计基础课程设计东北大学
机械设计基础课程设计说明书题目：设计用于胶带运输机的机械传动装置专业：材料成型及控制工程班级：成型1104设计者：鞠英男学号：指导教师：陈良玉目录1.设计任务书 (2).设计题目 (2).工作条件 (2).技术数据 (2)2.电动机的选择计算 (2).选择电动机系列 (2).选择电动机的功率及转速 (2).选择电动机的型号 (3)3.传动装置的运动和动力参数计算 (4).分配传动比 (4).各轴功率、转速和转矩的计算 (4)4.传动零件的设计计算 (6).减速器以外的传动零件（链传动）的设计计算 (6).减速器以内的传动零件（齿轮）的设计计算 (7)5.轴的设计计算 (11).减速器高速轴的设计 (11).减速器低速轴的设计 (12)6.滚动轴承的选择及其寿命计算 (15).减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算 (15).减速器低速轴滚动轴承的选择及其寿命计算 (16)7.键连接的选择和验算 (19).减速器大齿轮与低速轴的键连接 (19).小链轮与减速器低速轴轴伸的键连接 (19).联轴器与减速器高速轴轴伸的键连接 (19)8.联轴器的选择 (20)9.减速器的其他附件 (20)10.润滑和密封 (21).减速器齿轮传动润滑油的选择 (21).减速器轴承润滑方式和润滑剂的选择 (21).减速器密封装置的选择、通气器类型的选择 (21)11.整体装配 (21)12.参考文献 (23)1. 设计任务书1.1. 设计题目设计胶带传输机的传动装置1.2. 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 1.3. 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) ZDL2200280 5002. 电动机的选择计算2.1. 选择电动机系列根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380伏，Y 系列电动机2.2. 选择电动机的功率及转速2.2.1. 卷筒所需有效功率kW FVp w 30.310005.122001000=⨯==P W =2.2.2. 传动总效率根据表2-11-1确定各部分的效率:弹性联轴器效率 η1= 一对滚动球轴承效率 η2=闭式圆柱齿轮的传动效率 η3=（暂定8级） 开式链传动效率 η4= 一对滑动轴承的效率 η5= 运输滚筒的效率 η6=7901.096.097.092.097.098.099.026543221=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=ηηηηηηη η= 2.2.3. 所需电动机的功率 kW 18.47901.030.3p p w r ===η Pr= 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。
东北大学机械设计课程设计zl定稿版
东北大学机械设计课程设计z lHUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】目录1 设计任务书 ........................................................1.1 题目名称设计胶带输送机的传动装置 ..............................1.2 工作条件 ........................................................1.3 技术数据 ........................................................2 电动机的选择计算 ..................................................2.1 选择电动机系列 ..................................................2.2 滚筒转动所需要的有效功率 ........................................2.3 确定电动机的转速 ................................................3 传动装置的运动及动力参数计算 ......................................3.1 分配传动比 ......................................................3.1.1 总传动比..............................................3.1.2 各级传动比的分配......................................3.2 各轴功率、转速和转矩的计算 ......................................3.2.1 Ⅰ轴（高速轴）........................................3.2.2 Ⅱ轴（中间轴）........................................3.2.3 Ⅲ轴（低速轴）........................................3.2.4 Ⅳ轴（传动轴）........................................3.2.5 Ⅴ轴（卷筒轴）........................................3.3 开式齿轮的设计 ..................................................3.3.1 材料选择..............................................3.3.2 按齿根弯曲疲劳强度确定模数............................3.3.3 齿轮强度校核..........................................3.3.4 齿轮主要几何参数......................................4 闭式齿轮设计 ......................................................4.1 减速器高速级齿轮的设计计算 ......................................4.1.1 材料选择..............................................4.1.2 按齿面接触疲劳强度确定中心距..........................4.1.3 验算齿面接触疲劳强度..................................4.1.4 验算齿根弯曲疲劳强度..................................4.1.5 齿轮主要几何参数......................................4.2 减速器低速级齿轮的设计计算 ......................................4.2.1 材料选择..............................................4.2.2 按齿面接触疲劳强度确定中心距..........................4.2.3 验算齿面接触疲劳强度..................................4.2.4 验算齿根弯曲疲劳强度..................................4.2.5 齿轮主要几何参数......................................5 轴的设计计算 ......................................................5.1 高速轴的设计计算 ................................................5.2 中间轴的设计计算 ................................................5.3 低速轴的设计计算 ................................................6 低速轴的强度校核 ..................................................6.1 绘制低速轴的力学模型....................................6.2 求支反力................................................6.3 作弯矩、转矩图..........................................6.1.4 作计算弯矩Mca图......................................6.1.5 校核该轴的强度........................................6.6 精确校核轴的疲劳强度....................................7 低速轴轴承的选择及其寿命验算 ......................................7.1 确定轴承的承载能力......................................7.2 计算轴承的径向支反力....................................7.3 作弯矩图................................................7.4 计算派生轴向力S .........................................7.5求轴承轴向载荷...........................................7.6 计算轴承的当量动载荷P ...................................8 键联接的选择和验算 ................................................8.1 低速轴上键的选择与验算 ..........................................8.1.1 齿轮处................................................8.1.2 联轴器处..............................................8.2 中间轴上键的选择与验算 ..........................................8.3 高速轴上键的选择与验算 ..........................................9 联轴器的选择 ......................................................9.1 低速轴轴端处 ....................................................9.2 高速轴轴端处 ....................................................10 减速器的润滑及密封形式选择 .......................................11 参考文献 .........................................................1 设计任务书1.1 题目名称设计胶带输送机的传动装置1.2 工作条件1.3 技术数据2 电动机的选择计算2.1 选择电动机系列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。
东北大学机械设计课程设计zl
目录1 设计任务书 (2)1.1 题目名称设计胶带输送机的传动装置 (2)1.2 工作条件 (2)1.3 技术数据 (2)2 电动机的选择计算 (2)2.1 选择电动机系列 (2)2.2 滚筒转动所需要的有效功率 (3)2.3 确定电动机的转速 (3)3 传动装置的运动及动力参数计算 (3)3.1 分配传动比 (3)3.1.1 总传动比 (3)3.1.2 各级传动比的分配 (4)3.2 各轴功率、转速和转矩的计算 (4)3.2.1 Ⅰ轴（高速轴） (4)3.2.2 Ⅱ轴（中间轴） (4)3.2.3 Ⅲ轴（低速轴） (4)3.2.4 Ⅳ轴（传动轴） (4)3.2.5 Ⅴ轴（卷筒轴） (5)3.3 开式齿轮的设计 (5)3.3.1 材料选择 (5)3.3.2 按齿根弯曲疲劳强度确定模数 (5)3.3.3 齿轮强度校核 (6)3.3.4 齿轮主要几何参数 (8)4 闭式齿轮设计 (8)4.1 减速器高速级齿轮的设计计算 (8)4.1.1 材料选择 (8)4.1.2 按齿面接触疲劳强度确定中心距 (9)4.1.3 验算齿面接触疲劳强度 (10)4.1.4 验算齿根弯曲疲劳强度............................................................................................. - 12 -4.1.5 齿轮主要几何参数...................................................................................................... - 13 - 4.2 减速器低速级齿轮的设计计算 .............................................................................. - 13 -4.2.1 材料选择 ........................................................................................................................ - 13 -4.2.2 按齿面接触疲劳强度确定中心距 .......................................................................... - 14 -4.2.3 验算齿面接触疲劳强度............................................................................................. - 15 -4.2.4 验算齿根弯曲疲劳强度............................................................................................. - 17 -4.2.5 齿轮主要几何参数...................................................................................................... - 18 -5 轴的设计计算................................................................................................................... - 18 - 5.1 高速轴的设计计算..................................................................................................... - 18 - 5.2 中间轴的设计计算..................................................................................................... - 19 -5.3 低速轴的设计计算..................................................................................................... - 19 -6 低速轴的强度校核.......................................................................................................... - 21 -6.1 绘制低速轴的力学模型 ................................................................................................. - 21 -6.2 求支反力............................................................................................................................. - 21 -6.3 作弯矩、转矩图 ............................................................................................................... - 23 -6.1.4 作计算弯矩Mca图...................................................................................................... - 24 -6.1.5 校核该轴的强度........................................................................................................... - 24 -6.6 精确校核轴的疲劳强度 ................................................................................................. - 24 -7 低速轴轴承的选择及其寿命验算 .............................................................................. - 27 -7.1 确定轴承的承载能力...................................................................................................... - 27 -7.2 计算轴承的径向支反力 ................................................................................................. - 27 -7.3 作弯矩图............................................................................................................................. - 27 -7.4 计算派生轴向力S............................................................................................................ - 27 -7.5求轴承轴向载荷 ................................................................................................................ - 28 -7.6 计算轴承的当量动载荷P.............................................................................................. - 28 -8 键联接的选择和验算..................................................................................................... - 29 - 8.1 低速轴上键的选择与验算 ....................................................................................... - 29 -8.1.1 齿轮处............................................................................................................................. - 29 -8.1.2 联轴器处 ........................................................................................................................ - 29 - 8.2 中间轴上键的选择与验算 ....................................................................................... - 29 -8.3 高速轴上键的选择与验算 ....................................................................................... - 29 -9 联轴器的选择................................................................................................................... - 30 - 9.1 低速轴轴端处.............................................................................................................. - 30 -9.2 高速轴轴端处.............................................................................................................. - 30 -10 减速器的润滑及密封形式选择................................................................................. - 30 -11 参考文献.......................................................................................................................... - 33 - 1 设计任务书1.1 题目名称设计胶带输送机的传动装置1.2 工作条件技术数据1.32.1 选择电动机系列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。
东北大学机械设计课程设计zl
东北大学机械设计课程设计zl一、教学目标本课程旨在通过学习东北大学机械设计课程设计zl，让学生掌握机械设计的基本原理和方法，培养学生进行机械设计的能力和解决实际问题的能力。
具体的教学目标如下：1.了解机械设计的基本概念、原则和方法。
2.掌握常用的机械设计软件和工具。
3.熟悉机械设计的流程和步骤。
4.能够运用所学知识进行简单的机械设计。
5.能够使用机械设计软件进行设计计算和绘图。
6.能够分析机械设计中遇到的问题，并提出解决方案。
情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和团队合作精神。
2.培养学生的工程伦理观念和责任感。
3.培养学生的自主学习和持续学习的习惯。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括机械设计的基本原理、方法和实践操作。
具体的教学大纲如下：1.机械设计的基本概念和原则：介绍机械设计的定义、目的和基本原则。
2.机械设计的流程和步骤：讲解机械设计的初步设计、详细设计和制作过程中的各个步骤。
3.机械设计的方法：介绍常用的设计方法，如解析法、实验法和计算机辅助设计等。
4.机械设计软件的使用：教授如何使用机械设计软件进行设计计算和绘图。
5.机械设计实践操作：安排学生进行实际的设计项目，培养学生的设计能力和解决实际问题的能力。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，让学生掌握机械设计的基本原理和方法。
2.讨论法：通过小组讨论，培养学生的思考能力和团队合作精神。
3.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解机械设计的应用和解决实际问题的方法。
4.实验法：通过实际操作，让学生掌握机械设计软件的使用和培养学生的设计能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用与东北大学机械设计课程设计zl相关的教材，作为学生学习的基础资料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，供学生深入学习和拓展知识。
东北大学机械课程设计ZDD-
. . . .. .. .一、设计任务书（1） 设计题目 ：设计胶带输送机的传动装置 （2） 工作条件（3） 技术数据二、电动机的选择计算（1）选择电动机系列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 系列电动机。
（2）滚筒转动所需要的有效功率kw FV p w 25.210005.29001000=⨯==根据表2-11-1，确定各部分的效率:V 带传动效率 η1 =0.95 一对滚动球轴承效率 η2 =0.99 闭式齿轮的传动效率 η3 =0.97 弹性联轴器效率 η4 =0.99 滑动轴承传动效率 η5 =0.97传动滚筒效率 η6=0.96则总的传动总效率η = η1×η2×η2 ×η3×η4×η5×η6= 0.95×0.99×0.99×0.97×0.99×0.97×0.96 = 0.8326（3）电机的转速min /4.1194.05.26060r D v n w =⨯⨯==ππ 所需的电动机的功率kw p p w r 70.28326.025.2===η现以同步转速为Y100L2-4型（1500r/min ）及Y132S-6型 （1000r/min ）两种方案比较， 传动比98.114.119143001===w n n i ，04.84.11996002===w n n i ； 由表2-19-1查得电动机数据，比较两种方案，为使传动装置结构紧凑，同时满足 i 闭=3~5，带传动i=2~4即选电动机Y132S —6型 ，同步转速1000r/min 。
Y132S —6型 同时，由表2-19-2查得其主要性能数据列于下表：三、传动装置的运动及动力参数计算（1）分配传动比总传动比04.80==wn n i ;由表2-11-1得，V 带传动的 传动比i 01= 2.5，则齿轮传动的传动比为：i 12=i/i 01=8.04/2.5=3.22此分配的传动比只是初步的，实际传动比的准确值 要在传动零件的参数和尺寸确定后才能确定。
东北大学机械设计ZDD-5资料
机械设计基础课程设计说明书题目：设计胶带输送机的传动装置。
班级：冶金0905班姓名：张树才学号：20091428指导教师：闫玉涛成绩：2011年 7月16日一、设计任务书（1） 设计题目 ：设计胶带输送机的传动装置 （2） 工作条件（3） 技术数据二、电动机的选择计算（1）选择电动机系列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 系列电动机。
（2）滚筒转动所需要的有效功率kw FV p w 42.210002.211001000=⨯==根据表2-11-1，确定各部分的效率:V 带传动效率 η1 =0.95 一对滚动球轴承效率 η2 =0.99 闭式齿轮的传动效率 η3 =0.97 弹性联轴器效率 η4 =0.99三、传动装置的运动及动力参数计算（1）分配传动比总传动比31.70==wn n i ;由表2-11-1得，V 带传动的 传动比i 01= 2.5，则齿轮传动的传动比为：i 12=i/i 01=7.31/2.5=2.92 ，此分配的传动比只是初步的，实际传动比的准确值 要在传动零件的参数和尺寸确定后才能确定。
并且允许 有（3-5%）的误差。
（2） 各轴功率、转速和转矩的计算0轴：（电动机轴）P 0=p r =2.91kw ，n 0=960r/minT 0=9550×p 0/ n 0=9550×2.91/960=28.95N •m 1轴：（减速器高速轴）P 1=p 0×η01= p 0×η1=2.91×0.95=2.76kw四、传动零件的设计计算电动机型号为Y132S-6，额定功率0P =3.0kw ，转速为 n 1=960r/min ，减速器高速轴转速n 2=384r/min ，班制是2年， 载荷平稳。
（1）减速器以外的传动零件的设计计算 1.选择V 带的型号由书中表10-3查得工况系数K A =1.2;Pc=K A .P 0 =1.2×3.0=3.6kw查表10-4和课本图10-7，可得选用A 型号带， d d1min =75mm;由表10-5，取标准直径,即d d1=100mm; 2.验算带速V=3.14×d d1×n 1 /(60×1000)=5.024m/s; 满足5m/s <= V<=25-30m/s; 3.确定大带轮的标准直径d d2=n 1/n 2×d d1=960/384×100=250mm; 查表10-5，取其标准值d d2=250mm ；验算带的实际传动比：i 实=d d2/d d1=250/100 =2.5； 4.确定中心距a 和带长LdV 带的中心距过长会使结构不紧凑，会低带传动的 工作能力；初定中心距a 0, a 0=(0.7-2.0)( d d1 +d d1)=245~~700 mm 取a 0=350mm ，相应 a 0的带基准长度Ld 0:Ld 0=2×a 0+3.14/2 ×( d d1 +d d2)+(d d2 –d d1)2/（4× a 0）=1265.57 mm;查表10-2可得，取Ld=1250mm; 由Ld 求实际的中心距a,a = a 0+(Ld –Ld 0)/2 =342.5mm （取343mm ） 5.验算小轮包角α1由式α1=1800-(d d2 –d d1)/a ×57.30;α1 =1800 -(250-100)/343×57.30 =154.940>1200符合要求； 6.计算带的根数z= Pc /[( P 0 +ΔP 0 )×K α×K L ]由图10-7查得， P 0 =1.0kw, ΔP 0 =0.13kw查表10-6可得，K α=0.93，查表10-2，K L = 0.93， 代入得，z =3.6/[(0.13+1.0)×0.93×0.93 ] =3.68; 取z =4根。
东北大学机械设计课程设计
东北大学机械设计课程设计机械设计课程设计机械设计课程设计说明书目录 1 设计任务书............................................................... ................................................ 3 题目名称设计胶带输送机的传动装置.. (3)工作条件............................................................... ................................................ 4 技术数据............................................................... ................................................ 4 2 电动机的选择计算............................................................... .................................... 4 选择电动机系列............................................................... .................................... 4 滚筒转动所需要的有效功率............................................................................... 4 确定电动机的转速............................................................... ................................ 5 3 传动装置的运动及动力参数计算............................................................... ............ 5 分配传动比............................................................... ............................................ 5 总传动比............................................................... ................................................ 5 1 机械设计课程设计各级传动比的分配............................................................... ................................ 5 各轴功率、转速和转矩的计算............................................................... ............ 6 Ⅰ轴............................................................... .................................... 6 Ⅱ轴............................................................... .................................... 6 Ⅲ轴................................................................................................... 6 Ⅳ轴............................................................... .................................... 6 Ⅴ轴............................................................... .................................... 6 开式齿轮的设计............................................................... .................................... 7 材料选择............................................................... ................................................ 7 按齿根弯曲疲劳强度确定模数............................................................... ............ 7 齿轮强度校核............................................................... ........................................ 8 齿轮主要几何参数............................................................... ................................ 9 4 闭式齿轮设计............................................................... ............................................ 9 减速器高速级齿轮的设计计算........................................................................... 9 材料选择............................................................... .............................................. 10 按齿面接触疲劳强度确定中心距............................................................... ...... 10 验算齿面接触疲劳强度............................................................... ...................... 11 验算齿根弯曲疲劳强度............................................................... ................. - 13 - 齿轮主要几何参数............................................................... ........................... - 2 - 减速器低速级齿轮的设计计算............................................................... ....... - 2 - 材料选择............................................................... ........................................... - 2 - 按齿面接触疲劳强度确定中心距............................................................... ... - 3 - 验算齿面接触疲劳强度............................................................... ................... - 4 - 验算齿根弯曲疲劳强度............................................................... ................... - 6 - 齿轮主要几何参数............................................................... ........................... - 7 - 5 轴的设计计算............................................................... ....................................... - 7 - 高速轴的设计计算............................................................... ........................... - 7 - 中间轴的设计计算............................................................... ........................... - 8 - 低速轴的设计计算............................................................... ........................... - 8 - 6 低速轴的强度校核............................................................... ............................... - 9 - 绘制低速轴的力学模型............................................................... ....................... - 9 - 求支反力............................................................... ............................................... - 9 - 作弯矩、转矩图................................................................................................ - 10 - 作计算弯矩Mca 图............................................................... ......................... - 11 - 校核该轴的强度............................................................... ............................. - 11 - 精确校核轴的疲劳强度............................................................... ..................... - 12 - 7 低速轴轴承的选择及其寿命验算............................................................... ..... - 14 - 确定轴承的承载能力............................................................... ......................... - 14 - 计算轴承的径向支反力............................................................... ..................... - 14 - 作弯矩图............................................................... ............................................. - 14 - 计算派生轴向力S ................................................................. ............................ - 14 - 求轴承轴向载荷............................................................... .................................. - 14 - 计算轴承的当量动载荷P .................................................................. ............... - 14 - 8 键联接的选择和验算............................................................... ......................... - 15 - 2 机械设计课程设计低速轴上键的选择与验算............................................................... ............. - 15 - 齿轮处............................................................... ............................................. - 15 - 联轴器处............................................................... ......................................... - 15 - 中间轴上键的选择与验算............................................................... ............. - 15 - 高速轴上键的选择与验算............................................................................ - 16 - 9 联轴器的选择............................................................... ..................................... - 16 - 低速轴轴端处............................................................... ................................. - 16 - 高速轴轴端处............................................................... ................................. - 16 - 10 减速器的润滑及密封形式选择............................................................... ....... - 17 - 11机械设计课程设计低速级齿轮传动比i34?i减i12?? 各轴功率、转速和转矩的计算0轴P=,n=1440r/min, T=*/1440=*m Ⅰ轴P1?Pr??弹联????n0?1440r/min ?103T1??????m Ⅱ轴P2?P1??轴承??闭齿?????n11440??/?103T2?????? m Ⅲ轴P3?P2??轴承??闭齿???? n3???/min ?103T3??????m Ⅳ轴P4?P3??轴承??刚联????n4??? ?103T4??????mm Ⅴ轴P5?P4??轴承??开齿???? n5???/min i5666 机械设计课程设计?103T5??????m 开式齿轮的设计材料选择小齿轮:45#锻钢，调质处理，齿面硬度217--255HBS 大齿轮:45#锻钢，正火处理，齿面硬度162--217HBS 按齿根弯曲疲劳强度确定模数按齿面硬度217HBS和162HBS计算初取小齿轮齿数Z5?20 则大齿轮齿数Z6?Z5i56?20?6?120 计算应力循环次数N5?60n4jLh?60???(10?300?8?2)???108N 6????107 i566 查图5-19 YN5?YN6? 查图5-18(b) ?Flim5?270Mpa，?Flim6?200M pa 式5-32 YX5?YX6? 取YST?,SFmin? 计算许用弯曲应力式5-31 ??F???FlimYSTSFminYNYX ??F?5?270???? ??F?????? 查图5-14 YFa5?,YFa6? 查图5-15 YSa5?,YSa6? 则YFa5YSa5??F?5???? ??F??? 机械设计课程设计取YFaYSa??F??max{YFa5YSa5YFa6YSa6, }? [?F]5[?F]6初选综合系数KtY?t?，查表5-8 ?d? 式5-26 m?32KT4YFaYSaY?32??508276??? 22?dZ5[?F]?20考虑开式齿轮工作特点m 加大10%-15%，取m=5 齿轮强度校核d5?mZ5?5?20?100mmd6?mZ6?5?120?600mm*da5?d5?2ham?100?2??5?110mm*da6?d6?2ham?600?2??5?610mmdf5?d5?2(h*?c*)m?100?2?????5?df6?d6?2(h*?c*)m?600?2?????5?a?d5?d6100?600??350mm22b6??aa??350?70mm 取b5?b6?6?70?6?76mm db5?d5cos20.? db6?d6cos20.? 则小齿轮转速为v??d5n460?103??100??/s 60??20?? 100100查图5-4 kv? 查表5-3 kA? b70?? 图5-7(a) k?? d51008 机械设计课程设计查表5-4 k??计算载荷系数k?kAkvk?k?????? ?a5??arccos?? da5110?a6??arccos??da6610????1[z5(tan?a5?tan?)?z6(tan?a6?t an?)]2?1[20?(??tan20?)?120?(??tan20?)] 2?????????? ???? 与ktY?t?相近，无需修正计算齿根弯曲应力2KT42??508276YFa5Ysa5Y?????100?5?F5?????F?5安全?F6?????? ????F?6安全齿轮主要几何参数Z5?20 Z6?120 u?6 m?5 a?350mm d5?100mm d6?600mm da5?110mm da6?610mm df5? df6? db5? db6? b5?76mm b6?70mm 4 闭式齿轮设计减速器高速级齿轮的设计计算9 机械设计课程设计材料选择小齿轮:45#锻钢，调质处理，齿面硬度217--255HBS 大齿轮:45#锻钢，正火处理，齿面硬度162--217HBS 按齿面硬度217HBS和162HBS计算N1?60n1jLh?60?1440?1?(8?300?8?2)??109 N2?N1??108 i12查图5-17 ZN1?,ZN2? 式5-29 ZX1?ZX2? 取SHlim?,ZW?,ZLVR? 查图5-16 ?Hlim1?650Mpa,?Hlim2?515Mpa 式5-28 ?????H1Hlim1SHminZN1ZX1 ZWZLVR?650?????598Mpa ???H2??Hli m2515ZN2ZX2ZWZLVR?????? ??H ??min{??H?1,??H?2}? 按齿面接触疲劳强度确定中心距小轮转矩T1?58705N?mm 初定螺旋角??13? 初取KtZ?2t?，查表5-5 ZE? 减速传动u?i12? 取?a? 端面压力角?t?arctan(tan?n/cos?)?arctan(tan2 0?/cos13?)?? 基圆螺旋角?b?arctan(tan?cos?t)?arctan(tan13 ???)?? 式5-42 Z??cos??cos13??10机械设计课程设计2??2cos?b式5-41 ZH??? cos?tsin???式5-39ZHZEZ?Z?KT1??at?(u?1)32?au??H????? ??2 ?58705?????(?1)3???????取中心距a?145mm 估算模数mn?(?)a?? 取标准模数m?2mm 2?145?cos13?2acos??? 小齿轮齿数z1?2???1?m?u?1?大齿轮齿数z2?uz1??? 取z1?21 z2?106实际传动比i实?z2106?? z121传动比误差?i?在允许范围内i理?i实i 理?100%???100%?%?5% 修正螺旋角??arccosmn(z2?z1)2?(23?104) ?arccos??292?2?130与初选??13?相近, ZH,Z?可不修正轮分度圆直径d1?mnz1/cos??2?21/??d2?mnz2/cos??2?106/?? 圆周速度v??d1n160?103????144060?103?/s查表5-6 取齿轮精度为8级验算齿面接触疲劳强度电机驱动,稍有波动,查表5-3 kA? 11 机械设计课程设计?23?? 100100查图5-4 kv? 齿宽b??aa??145? ?? 查图5-7 K?? 查表5-4 K?? 载荷系数K?KAKvK?K?? *m? 齿顶圆直径da1?d1?2ha*m?da2?d2?2ha 端面压力角?t?arctan(tan?n/cos?)?arctan(tan2 0?/?)?? 齿轮基圆直径db1?d1cos?t????db2?d2cos?t???? 端面齿顶压力角?at1??arccos???arccos?? ?at2 ?arccos????1z1(tan?at1?tan?t)?z2(tan?at2? tan?t)?2??121?(???)?106?(???)2?????bsin? ????? ??2?mn式5-43 Z??1???1? 机械设计课程设计式5-42 Z??cos???? 式5-41 ?b?arctan(tan?cos?t)?arctan(??? )??5-41ZH2??2cos?b??? ??cos?tsin??1bd1 2u2???1??式?H?ZHZEZ?Z?????????H安全?? 验算齿根弯曲疲劳强度查图5-18 ?Flim1?270Mpa，?Flim2?200Mpa 查图5-19 YN1? YN2? 式5-32 YX1?YX2? 取YST? SFmin? 式5-31 ??????F1??Flim1YSTSFminYN1YX1?270?2??? ?2??? ??Flim2YSTSFm inYN2YX2?ZV1?Z1/cos3??21/??ZV2?Z2/cos3??106/?? 查图5-14 YFa1?,YFa2? 查图5-15 YSa1?,YSa2? 式5-47计算Y?，因????，取??? ?Y??1????1?1?? ??120120?13 机械设计课程设计?????? 式5-48 Y?????式5-44 ?F1?2KT12??58706YFa1Ysa1 Y?Y????????2bd1mn???F1安全???F2?????? ???F2安全?? 齿轮主要几何参数Z1?21 Z2?106 u? m?2 ??? mt?mn/cos?? d1? d2? da1? da2? df1? df2? a?1(d1?d2)?145mm 2b1?66mm b2?58mm db1? db2? 减速器低速级齿轮的设计计算材料选择小齿轮: 40Cr ，调质处理，齿面硬度241--286HBS 大齿轮:45#锻钢，调质处理，齿面硬度217--235HBS 按齿面硬度241HBS和217HBS计算N3?60n3jLh?60??1?(8?300?8?2)??108N4?N3??108 i34查图5-17 ZN3?1,ZN4? 式5-29 ZX3?ZX4? - 2 - 机械设计课程设计取SHlim?,ZW?,ZLVR? 查图5-16 ?Hlim3?650Mpa,?Hlim4?650Mpa 式5-28 ??????H3??Hlim3650ZN3ZX3 ZWZLVR??1.????598Mpa ?Hlim46 50ZN4ZX4ZWZLVR?????? ???H?? min{??H?3,??H?4}?598Mpa 按齿面接触疲劳强度确定中心距小轮转矩T2?145040N?mm 初定螺旋角??13? 初取KtZ?2t?，查表5-5 ZE? 减速传动u?i34? 取?a? 端面压力角?t?arctan(tan?n/cos?)?arctan(tan2 0?/cos13?)?? 基圆螺旋角?b?arctan(tan?cos?t)?arctan(tan13 ???)?? 式5-42 Z??cos??cos13?? 2??2cos?b式5-41 ZH??? ??cos?tsin?式5-39ZZZZKT1??HE??at?(u?1)32?au??H????? ??2 ?145040?????(?1)3???????取中心距a?150mm 估算模数mn?(?)a??3mm 取标准模数m? - 3 -机械设计课程设计2?150?cos13?2acos??? 小齿轮齿数z3????1?mn?u?1?大齿轮齿数z4?uz3??? 取z3?25 z4?96实际传动比i实?z496?? z325传动比误差?i?在允许范围内i理?i实i 理?100%???100%?%?5% 修正螺旋角??arccosmn(z4?z3)?(27?94)?arccos?? 2?2?155与初选??13?相近, ZH,Z?可不修正轮分度圆直径d3?mnz3/cos???25/??d4?mnz4/cos???96/?? 圆周速度v??d3n260?103?/s 查表5-6 取齿轮精度为8级验算齿面接触疲劳强度电机驱动,稍有波动,查表5-3 kA?1 ?25?? 100100查图5-4 kv? 齿宽b??aa??150? ?? 查图5-7 K?? 查表5-4 K?? - 4 - 机械设计课程设计载荷系数K?KAKvK?K??1???? *m??2??? 齿顶圆直径da3?d3?2ha* da4?d4?2ham??2??? 端面压力角?t?arctan(tan?n/cos?)?arctan(tan2 0?/?)?? 齿轮基圆直径db3?d3cos?t???? db4?d4cos?t???? 端面齿顶压力角?at3??arccos?? ?at4?arccosdb 4??da4????1z3(tan?at3?tan?t)?z4(tan?at4?tan ?t)?2??125?(???)?96?(???)2?????bsin?????? ???mn式5-43 Z??1???1? 式5-42 Z??cos???? 式5-41 ?b?arctan(tan?cos?t)?arctan(??? )?? 式5-41 ZH 2??2cos?b??? ??cos?tsin? 5 - 机械设计课程设计?H?ZHZEZ?Z?2KT2u?1bd32u2? ??1 ??????????H安全?? 验算齿根弯曲疲劳强度查图5-18 ?Flim3?290Mpa，?Flim4?270Mpa查图5-19 YN3? YN4? 式5-32 YX3?YX4? 取YST? SFmin? 式5-31?F??3??Flim3YSTSFminYN4YX4?Y N3YX3?290?2??? ???F4??Flim4YSTSFm in270?2??? ?Z3/cos3??25/?? ZV4?Z4/cos3??96/?? 查图5-14 YFa3?,YFa4? 查图5-15 YSa3?,YSa4? 式5-47计算Y?，因????，取??? ?Y??1????1?1?? ??120120??? ???? 式5-48Y??????F3?2KT22??145040YFa3Ysa 3Y?Y?????0..898??? ???F3安全?? - 6 - 机械设计课程设计?F4???????????4?安全齿轮主要几何参数Z3?25 Z4?96 u? m? ??? mt?mn/cos?? d3? d4? da3? da4? df3? df4? a?1(d3?d4)?150mm 2b3?70mm b4?60mm db3? db4? 5 轴的设计计算高速轴的设计计算轴的材料为选择45#, 调质处理，传递功率P? 转速n?960r/min 查表8-2 A0?110d??110?3? n1440于轴上有一个键槽，则d??(3%~5%?1)?~ dmin?d 取dmin?32mm 估定减速器高速轴外伸段轴径查表17-2 电机轴径d电机?38mm,轴伸长E?80mm 则d??~?d电机??~??38?~38mm 取d?32mm 根据传动装置的工作条件选用HL型弹性柱销联轴?103??m 名义转矩T???n1440- 7 - 机械设计课程设计查表11-1 工作情况系数K?~,取K? 计算转矩Tc?KT????m 查表22-1 选TL6 公称转矩Tn?250N?m?Tc??m 许用转速[n]?3300r/min?n1?1440r/min 轴孔直径dmin?30mm,dmax?38mm 取减速器高速轴外伸段轴径d=32mm,可选联轴器轴孔d1?d电机?38mm,d2?32mm 联接电机的轴伸长E?80mm 联接减速器高速轴外伸段的轴伸长L?82mm 中间轴的设计计算轴的材料为选择45#, 调质处理，传递功率P?，转速n?/min 查表8-2 A0?118 d??110?3? 于轴上有一个键槽，则d??(3%~5%?1)?~ dmin?d 取dmin?40mm 低速轴的设计计算轴的材料为选择40Cr, 调质处理，传递功率P?，转速n?/min 查表8-2 A0?118 d??118?3?于轴上有一个键槽，则??(3%~5%?1)?~ dmin?d 取dmin?50mm 因为是小批生产，故轴外伸段采用圆柱形根据传动装置的工作条件选用HL型弹性柱销联轴?103??m 名义转矩T??? 8 -机械设计课程设计计算转矩Tc?KT3??m 查表22-1 选TL8 查表11-1 工作情况系数.T取公称直径Tn?710N?m?Tc??m 许用转速[n]?2100r/min?n?/min 减速器低速轴外伸段d1?50mm,L?112mm从动端d2?0mm,L?112mm 6 低速轴的强度校核绘制低速轴的力学模型L1? L2? 作用在齿轮的圆周力F3t?2Td?2?532470? 径向力Fr?Ft?tan????? 轴向力Fa?Ft?tan?????求支反力水平支反力?MB?0 RAx(L1?L2)?FtL2?0RFtL2L???1??? ?X?0,RBx?Ft?RAx? ?? 垂直支反力?MB?0 ?RdAz(L1?L2)?FrL2 ?Fa2?0FRrL2?????2LL??????Fr?RAz??(?)?- 9 - ?Z?0 机械设计课程设计作弯矩、转矩图- 10 - 机械设计课程设计水平弯矩Mx C 点MCx?RAxL1??139??mm 垂直弯矩Mz C点左MCz??RAzL1??139???mm C点右M’Cz?RBzL2????mm 合成弯矩MC C点左MC?22MCx?MCz??mm 2’2??Cz??mm C点右M’C?MCx转矩T?532470N?mm 作计算弯矩Mca图该轴单向工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑取?? C点左2McaC?MC?(?TC)2?()2?(?532470)2??mmC点右’McaC?’2MC?(?TC’)2?()2?(?0)2??mmD点2McaD?MD?(?TD)2?02?(?532472)2?319 482N?mm 校核该轴的强度根据以上分析，C点弯矩值最大，而D点轴径最小，所以该轴危险断面是C点和D点所在剖面。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机械设计基础课程设计说明书题目：设计用于胶带运输机的机械传动装置专业：材料成型及控制工程班级：成型1104设计者：鞠英男学号：********指导教师：***目录1.设计任务书 (2)1.1.设计题目 (2)1.2.工作条件 (2)1.3.技术数据 (2)2.电动机的选择计算 (2)2.1.选择电动机系列 (2)2.2.选择电动机的功率及转速 (2)2.3.选择电动机的型号 (3)3.传动装置的运动和动力参数计算 (4)3.1.分配传动比 (4)3.2.各轴功率、转速和转矩的计算 (4)4.传动零件的设计计算 (5)4.1.减速器以外的传动零件（链传动）的设计计算 (5)4.2.减速器以内的传动零件（齿轮）的设计计算 (7)5.轴的设计计算 (10)5.1.减速器高速轴的设计 (10)5.2.减速器低速轴的设计 (11)6.滚动轴承的选择及其寿命计算 (14)6.1.减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算 (14)6.2.减速器低速轴滚动轴承的选择及其寿命计算 (15)7.键连接的选择和验算 (18)7.1.减速器大齿轮与低速轴的键连接 (18)7.2.小链轮与减速器低速轴轴伸的键连接 (18)7.3.联轴器与减速器高速轴轴伸的键连接 (18)8.联轴器的选择 (18)9.减速器的其他附件 (19)10.润滑和密封 (19)10.1.减速器齿轮传动润滑油的选择 (19)10.2.减速器轴承润滑方式和润滑剂的选择 (20)10.3.减速器密封装置的选择、通气器类型的选择 (20)11.整体装配 (20)12.参考文献 (21)1. 设计任务书1.1. 设计题目设计胶带传输机的传动装置1.2. 工作条件1.3. 技术数据2. 电动机的选择计算2.1. 选择电动机系列根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380伏，Y 系列电动机2.2. 选择电动机的功率及转速2.2.1. 卷筒所需有效功率kW FVp w 30.310005.122001000=⨯==P W =3.30kW2.2.2. 传动总效率根据表2-11-1确定各部分的效率:弹性联轴器效率 η1=0.99 一对滚动球轴承效率 η2=0.98闭式圆柱齿轮的传动效率 η3=0.97（暂定8级） 开式链传动效率 η4=0.92 一对滑动轴承的效率 η5=0.97 运输滚筒的效率 η6=0.967901.096.097.092.097.098.099.026543221=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=ηηηηηηη η=0.79012.2.3. 所需电动机的功率 kW 18.47901.030.3p p w r ===η Pr=4.18kW 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。
查表2-19-1可选的Y 系列三相异步电动机： Y132S-4型，额定P 0=5.5kW ；或选Y132M2-6型，额定P 0=5.5kW 。
均满足 P 0>P r ，因此初步这样选择。
2.2.4. 确定电动机转速 传动滚筒转速min /4.10228.05.16060w r Dvn =⨯⨯==ππn w =102.4r/min 2.3. 选择电动机的型号现以同步转速为1500r /min 、1000r /min 两种方案比较，为使传动装置结构紧凑且价格经济，选用方案2。
电动机型号3. 传动装置的运动和动力参数计算3.1. 分配传动比3.1.1. 总传动比38.94.1029600===w n n i3.1.2. 各级传动比的分配查表2-11-1取链传动的传动比为i 链=2.5则减速器传动比 752.35.238.9链减===i i i 3.2. 各轴功率、转速和转矩的计算0轴：0轴即电动机的主动轴P 0=P r =4.18kWn 0=960r/minm N 58.4196018.49550n p 55.9T 000⋅=⨯=⨯= 1轴：1轴即减速器的高速轴P 1= P 0×η1=4.18×0.99=4.14kW m in /960011r i n n ==m N 18.4196014.49550n p 55.9T 111⋅=⨯=⨯= 2轴：2轴即减速器的低速轴η12=0.98×0.97=0.95 P 2= P 1×η12=4.14×0.95=3.93kWmin /86.255752.39601212r i n n ===m N 69.146255.8693.39550n P 55.9T 222⋅=⨯=⨯= 3轴：3轴即传动滚筒轴η23=0.98×0.92=0.90P 3= P 2×η23=3.93×0.90=3.54kWmin /34.0212.5255.862323r i n n ===m N n P T ⋅=⨯=⨯=34.303102.3454.3955055.9333 各轴运动及动力参数列表示4. 传动零件的设计计算4.1. 减速器以外的传动零件（链传动）的设计计算4.1.1. 确定链轮齿数由传动比取小链轮齿数 245.22292291=⨯-=-=i z 取1z =25 z 1=25 大链轮齿数 5.62255.212=⨯==iz z 取2z =63 z 2=63 实际传动比 52.2256312===z z ii 链=2.52%5%8.0%1005.252.25.2%100理实理<=⨯-=⨯-=∆i i i i4.1.2. 确定链条节距 由式 pz A K K PK P ≥0 查教材表10-16得，工况系数=A K 1.4小链轮齿数系数 34.11925)19(08.108.11=⎪⎭⎫⎝⎛==z K z取双排链，查教材表10-17，得p K =1.7 kW 42.27.134.193.34.1K K P K P p z A 0=⨯⨯=≥P 0=2.42kw因为 min /86.2551r n =查教材图10-23，选链号No 10A ，节距p =15.875mm p=15.875mm 4.1.3. 计算链长初选 0a =40p =40⨯15.875=635mm 链长节92.124)22563(635875.1522563875.156352)2(2222120120=-+++⨯=-+++=ππz z a p z z p a L p取 p L =126节 L p =126节 由于中心距可调，实际中心距a ≈635mm 4.1.4. 验算链速s /m 692.1100060875.1586.25525100060p n z v 21=⨯⨯⨯=⨯=v ＜15 m/s 适合 4.1.5. 选择润滑方式按v =1.692m /s ,链号10A ，查教材图10-26选用滴油润滑。
4.1.6. 作用在轴上的力由式计算有效圆周力N70.2322692.193.31000v P 1000F e =⨯==F e =2322.70N 作用在轴上的力N 24.278770.23222.1F 2.1F e Q =⨯=≈ F Q≈2787.24N4.1.7. 链轮尺寸及结构 分度圆直径mmz pd 662.12625180sin875.15180sin11===d 1=126.662mmmm z pd 643.31863180sin875.15180sin22===d 2=318.643mm 4.2. 减速器以内的传动零件（齿轮）的设计计算4.2.1. 材料的选择小齿轮选用45号钢，调质处理，齿面硬度217—255HBS 大齿轮选用45号钢，正火处理，齿面硬度162—217HBS 计算应力循环次数N9111076.2)2830010(19606060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==h jL n N 89121037.7752.31076.2⨯=⨯==i N N查教材图11-14得Z N1=1.0 Z N2=1.04（允许一定的点蚀） 由教材图11-15得Z X1=Z X2=1.0 取S Hmin =1.0由教材图11-13（b ），得MPa H 5651lim =σ,MPa H 5202lim =σ由式计算许用接触应力[]MPa Z Z S X N H H H 5650.10.10.156511min1lim 1=⨯⨯==σσ[]MPa Z Z S X N H H H8.5400.104.10.152022min2lim 2=⨯⨯==σσ因[][]12H H σσ<，计算中取[][]MPa H H 8.5402==σσ []MPa H8.540=σ4.2.2. 按齿面接触强度确定中心距小轮转矩mm N 41180T 1⋅=初定螺旋角β=12°，由教材图11-20得Z β=0.99初取0.12=t t Z K ε，由教材表11-5得MPa Z E 8.189= 由教材图11-7得，45.2=H Z减速传动，752.3==i u ，取4.0=a ϕ， 由式计算中心距a[]mm18.1028.54099.08.18945.2752.34.02411800.1)1752.3(Z Z Z Z u 2KT )1u (a3232HE H a 1=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+≥σϕβε 查表2-11-2,取中心距a =140mm a=140mm 估算模数m n ，根据经验公式m n =(0.007~0.02)a =(0.007~0.02)×140=0.98~2.8mm ,取标准模数m n =2.5mm m n =2.5mm 计算齿数 z 1 z 2小齿轮齿数：()()05.231752.35.212cos 14021u m cos a 2z n 1=+⨯︒⨯⨯=+=β 大齿轮齿数：z 2=uz 1=3.752×23.05=84.50取z 1=24，z 2=86 z 1=24，z 2=86 精确计算螺旋角βcosβ=m n (z 1+z 2)2a =2.5×(24+86)2×140=0.98β=11°28′42″ 与初选β=12°接近，可不修正 β=11°28′42″ 验算传动比误差要求i 理 =3.752 而实际传动比583.32486z z i 12实=== i 齿=3.583传动比误差%5%5.4%100752.3583.3752.3%100i i i i 理实理<=⨯-=⨯-=∆在允许范围内。
齿轮分度圆直径d 1=m n ·z 1/cos β=2.5×24/cos11°28′42″=61.224mmd 1=61.224mmd 2=m n ·z 2/cos β=2.5×86/cos11°28′42″=219.388mm d 2=219.388mm圆周速度s/m 92.21060960224.6114.31060n d v 3311=⨯⨯⨯=⨯=π v=2.92m/s由教材表11-6,取齿轮精度为8级。