机械设计课程设计WD-8B说明书

机械设计课程设计说明书题目：WD—8B链输送机的传动装置班级：姓名：学号：指导教师：成绩：2010年07月08日目录一、设计任务书..........................................................................1二、电动机的选择计算.............................................................1三、传动装置的运动和动力参数的选择和计算.....................2四、传动零件的设计计算.........................................................3五、轴的设计计算......................................................................6六、圆锥滚子轴承的选择和寿命计算.....................................9七、键联接的选择和验算.......................................................11八、选择联轴器........................................................................11九、减速器的润滑及密封形式选择.........................................1十、参考材料..............................................................................1一、设计任务书题目：WD—8B链输送机的传动装置设计数据：滚筒圆周力带速滚筒直径滚筒长度F=2200NV=0.5m/sD=300mmL=400mm工作条件：工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量10年2班多灰尘稍有波动小批二、电动机的选择计算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，封闭式结构，电压380V，Y系列。2、选择电动机功率卷筒所需有效功率PW=F×V/1000=2200×0.5/1000=1.1kw传动装置总效率：η=η卷筒×η蜗杆×η链×η轴承3×η联=0.679其中，按表4.2-9取滚筒效率η卷筒=0.96蜗杆传动效率η蜗杆=0.80链条传动效率η链=0.92圆锥滚子轴承效率η轴承=0.99联轴器效率η联=0.99所需电动机功率Pr=PW/η=1.1/0.679=1.62kw查表4.12-1选Y100L1-4型.额定功率2.2kw或选Y112M-6型.额定功率2.2kw滚筒轴转速nW=60v/(π×D)=60×0.5/(0.3×π)=31.8r/min现以同步转速1500r/min和同步转速1000r/min两种方案进行比较由查表4.12-1差得电动机数据计算出的总传动下方案电动机类型额定功率同步转速满载转速总传动比1Y100L1-42.21500142044.652Y112M-62.2100094029.56比较两种方案，为使传动结构紧凑，决定选择用方案2。电动机型号Y112M-6型额定功率2.2kw同步转速1000r/min满载转速940r/min查表4.12-2:电动机中心高H=112mm外伸轴段D×E=28mm×60mmPW=1.26kwη=0.679Pr=1.62kwnW=31.8r/min3、分配传动比传动装置总传动比i=n0/nW=940/31.8=29.56据表4.2-9取i链=2，则i蜗杆=i/i链=31.8/2=11.824后经计算i链=2.52，对i蜗杆取整i蜗杆=12三、传动装置的运动和动力参数的选择和计算0轴：0轴即电动机轴P0=Pr=1.62kwn0=940r/minT0=9.55×P0/n0=16.46N·m；1轴：1轴即减速器高速轴P1=P0×η联=1.62×0.99=1.604kwn1=n0=940r/minT1=9.55×P1/n1=16.30N·m；2轴：2轴即减速器低速轴P2=P1×η蜗杆×η承=1.604×0.80×0.99=1.27kwn2=n1/i蜗杆=79.50r/minT2=9.55×P2/n2=152.56N·m；3轴：3轴即传动滚筒轴P3=P2×η链×η轴承=1.27×0.92×0.99=1.16kwn3=n2/i链=31.8r/minT3=9.55×P3/n3=348.36N•m；各轴运动及动力参数轴序号功率P(kw)转速n(r/min)转矩(N•m)传动形式传动比效率η01.6494016.46联轴器1.00.99Ⅰ1.60494016.30蜗杆传动9.8530.80Ⅱ1.2779.50152.56链传动2.50.99Ⅲ1.1631.8348.36i=29.56i蜗杆=12i链=2.52P0=1.62kwn0=940r/minT0=16.46N·mP1=1.604kwn1=940r/minT1=16.30N·mP2=1.27kwn2=79.50r/minT2=152.56N·mP3=1.16kwn3=31.8r/minT3=348.36N•m四、传动零件的设计计算1、滚子链传动(1)、确定链轮齿数由i链=2.5设链速V≤0.6~3m/s取Z1=25Z2=25×2.5=62.5，Z2取整Z2=63所以i链=63/25=2.52选Z1=25Z2=63(2)、选定链型号，确定链节矩p由表4-6得，KA=1由图4-12得，KZ=0.73由表4-7得，按单排链考虑Kp=1Po≥KA×KZ×p/Kp=1×0.73×1.27/1=0.9271kw由n1=79.50r/min及图4-10选定链型号为No.12A，p=19.05mm(3)、验算链速V=Z1×n1×p/(60×1000)=25×79.50×19.05/(60×1000)=0.63m/sV=0.630.6m/s，链速适宜(4)、计算链节数与实际中心矩由a0=30×p=571.5mm链节数Lp0为Lp0=2a0/p+(Z1+Z2)/2+(p/a0)×((Z2－Z1)/2π)2=2×571.5/19.05+(25+63)/2+(19.06/571.5)×((63－25)/2π)2=105.22节，取Lp=106节确定实际中心矩a0=571.5mma=a0+(Lp－Lp0)×P/2=571.5+(106-105.22)×19.05/2=578.93mm因此选择滚子链12A－1×106GB1243.1－83(5)、确定润滑方法由链速V=0.63m/s及链号12A，由图4-15选油滴润滑据表4-9选32号低黏节能通用齿轮油。(6)、计算对轴的作用力取KQ=1.5则Q=1000×KQ×P/V=1000×1.25×1.27/0.631=2515.8N(7)、计算链轮主要几何尺寸分度圆直径d1=p/sin(180o/Z1)=19.05/sin(180o/25)=152.00mmd2=p/sin(180o/Z2)=19.05/sin(180o/63)=382.15mmZ1=25Z2=63p=19.05mmV=0.63m/sLp=106a=578.93mmQ=2515.8N2、蜗杆轮蜗杆的设计计算(1)、选择材料蜗杆用45钢，蜗杆螺旋面进行淬火，硬度为45~55HRC。蜗杆轮用铸锡青铜ZCuSn10Pb1金属模铸造，为节约金属，轮芯用铸铁HT150.采用齿圈静配式结构。由表6-7取涡轮蜗杆材料的许用接触应力、许用弯曲应力[σH]’=268Mpa[σF]’=56Mpa(2)、确定蜗杆轮齿数按i=12，蜗杆头数Z1=2，Z2=iZ1=2×12=24(3)、按蜗杆轮齿面接触疲劳强度进行设计计算a)确定作用在蜗杆轮上的转矩T2，按z1=2，η蜗杆=0.80，则：T2=9.55×106×p2/n2=9.55×106×1.27/79.50=152.56N•mb)确定载荷系数K由表6-6中选取使用系数KA=1.0取载荷分布系Kβ=1.0涡轮圆周速度v23m/s故选动载荷系数Kv=1.1于是K=KA×Kβ×Kv=1.0×1.0×1.1=1.1c)确定许用接触应力[σH]由表6-7中查得[σH]’=268MPa；[σF]’=56Mpa应力循环次数N=60×j×n2×Lh=60×1×78.3×10×300×16=2.2896×108[σH]=[σH]’×(107/N)1/8=268×(107/(2.2896×10))1/8=188.76MPad)确定模数m及蜗杆分度圆直径d1青铜蜗杆轮与钢蜗杆配对时ZE=160MPa1/2，则m2d1≥9.46K×T2(ZE/(Z2×[σH]))2=9.46×1.1×154524×(160/(181.20×24))2m2d1≥2218.02由表6-2，取m=6.3d1=63mmm2d1=2500mm3e)验算蜗杆轮的圆周速度V2V2=π×m×Z2×n2/(60×1000)=π×6.3×63×n2/(60×1000)=0.619m/s3m/s，故取Kv=11是合适的。(4)、分度圆直径d1、d2及中心矩a蜗杆分度圆直径d1=63mm，蜗杆轮分度圆直径d2=m×Z2=6.3×24=147.2mm中心矩a=(d1+d2)/2=(63+147.2)/2=105.1mm，取实际中心矩a’=105mm，则变为系数x2为d1=152.00mmd2=382.15mmZ1=2Z2=24T2=152.56N•mK=1.1N=2.2896×108[σH]=188.76MPam=6.3d1=63mmV2=0.619m/sx2=(a’-a)/m=(105-105.1)/6.3=-0.01(5)、校核蜗杆轮齿根弯曲疲劳强度由表6-8，按Z2=24，查得YFa=2.51由表6-9查得[σF]’=56N/mm2则许用弯曲应力为[σF]=[σF]’×(106/N)1/8=56×(106/(2.2896×10))1/8=30.62MPa蜗杆分度圆柱导程角γ=arctan(Z1m/d1)=arctan(24×6.3/63)=11°18′59″，故γ=11.31得σF=1.53×K×T2×cosγ×YFa/(d1×d2×m)=1.53×1.1×154526×cos11.31×2.51/(63×147.2×6.3)=4.30〈[σF]=30.62MPa蜗杆轮齿根弯曲疲劳强度足够安全。(6)、蜗杆\蜗杆轮各部分尺寸计算a)蜗杆齿顶高ha1=ha*×m=6.3mm齿根高hf1=(ha*+c*)×m=6.3*(1+0.25)=7.9mm齿高h1=ha1+hf1=14.2mm分度圆直径d1=63mm齿顶圆直径da1=d1+2ha1=75.6mm齿根圆直径df1=d1-2hf1=47.25mm蜗杆轴向齿矩Px=π×m=19.78mm蜗杆齿宽b1=(11+0.06×Z2)×m+25=103.37mmb)蜗轮齿顶高ha2=(ha*+x2)×m=6.2mm齿根高hf2=(ha*+c*-x2)×m=7.9mm齿高h2=ha2+hf2=14.1mm分度圆直径d2=2a-d1-2X2m=147mm齿顶圆直径da2=d2+2ha2=162.4mm齿根圆直径df2=d2-2hf2=131.2mm齿宽b2≥0.75da1=47.25mm，取b2=52mmθ=2arcsin(b2/d1)=2arcsin(52/63)=129°34′95″蜗轮最大外圆直径de2≤da2+1.5m=173.25mm取de2=170mm(7)、热平衡计算取油的允许温度[t]=80°C，环境空气温度t0=20°C按自然通风去散热系数kd=16w/(m2·oC)A≥1000×P1×(1－η)/(kd×(t－t0))=1000×1.604×(1－0.79)/(16×(80－20))=0.351m2(8)、精度及齿面粗糙度的选择由表6-1按V2=0.619m/s取精度等级为8级标准为8cGB10089—88d