机械课程课程设计zl-6

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：工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量82清洁平稳小批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)ZL-6140000.28500900二、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kwFVpw92.3100028.0140001000传动总效率根据表4.2-9确定各部分的效率:传动滚筒效率η滚=0.96弹性联轴器效率η弹=0.993联轴器效率η联=0.99滚动轴承效率η轴承=0.99开式齿轮的传动效率η开齿=0.95闭式齿轮的传动效率η闭齿=0.97（8级）803.096.099.095.097.099.0993.05252滚筒轴承开齿齿联弹3).所需的电动机的功率kwppwr89.4803.092.3Pr=4.89kw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系列查表4.12-1所选的Y型三相异步电动机的型号为Y132S-4型，或选Y132M2-6型。滚筒转速min/7.104.024.06060wrDvn现以同步转速为Y132S-4型（1500r/min）及Y132M2-6型（1000r/min）两种方案比较，由[2]表4.12-1查得电动机数据，方案号电动机型号额定功率(kW)同步转速(r/min)满载转速(r/min)总传动比1Y132S-45.515001440134.582Y132M2-65.5100096089.72比较两种方案，选电动机Y132M2—6型，额定功率5.5kw,同步转速1000r/min,满载转速960r/min。同时，由[2]表4.12-2查得电动机中心高H=132mm，外伸轴段D×E=38mm×80mm。三、传动装置的运动及动力参数计算（一）.分配传动比．1）总传动比72.890wnni2）各级传动比的粗略分配由[2]表4.2-9取i开＝6减速器的传动比：953.14672.89开减iii减速箱内高速级齿轮传动比493.4953.1435.135.11减iii1=4.493减速箱内低速级齿轮传动比328.3493.4953.1412iii减i2=3.328（二）各轴功率、转速和转矩的计算1．0轴：（电动机轴）kwppr89.40P0=4.89KWmin/9600rnn0=960r/minmNnpT64.489601089.455.955.93000T0=48.64Nm2．Ⅰ轴：（减速器高速轴）kwppct86.4993.089.401P1=4.86kwmin/9600101rinnn1=960r/minmNnpT35.489601086.455.955.93111T1=48.35N.m3.Ⅱ轴：（减速器中间轴）kwppBG67.499.097.086.412P2=4.67kwmin/7.213493.49601212rinnn2=213.7r/minmNnPT70.2087.2131067.455.955.93222T2=208.70N.m4.Ⅲ轴：（减速器低速轴）kwppBG48.499.097.067.423P3=4.48kwmin/2.64328.37.2132323rinnn3=64.2r/minmNnPT42.6662.641048.455.955.93333T3=666.42N.m5.Ⅳ轴：（传动轴）kwppG39.499.099.048.434P4=4.39kwmin/2.6412.643434rinnn4=64.2r/minmNnPT03.6532.641039.455.955.93444T4=653.03N/m6.Ⅴ轴：（滚筒轴）kwppkB21.495.099.048.445P5=4.21kwmin/7.1062.6445rinnn5=10.7r/minmNnPT.52.37577.101021.455.955.93555T5=3757.52N.m参数汇总轴序号功率P(kw)转速n(r/min)转矩(N.m)传动形式传动比效率η04.8996048.64Ⅰ4.8696048.35联轴器10.993Ⅱ4.67213.7208.70闭式齿轮4.4930.96Ⅲ4.4864.2666.42闭式齿轮3.3280.96Ⅳ4.3964.2653.03联轴器10.99Ⅴ4.2110.73757.52开式齿轮60.94（三）设计开式齿轮1）．选择材料小齿轮选用40Cr钢，调质处理，齿面硬度241—286HBS，大齿轮选用ZG310-570号钢，正火处理，齿面硬度162—185HBS。2).按齿根弯曲疲劳强度确定模数初取中心距a=280mm估算模数m=(0.007～0.02)a=(0.007～0.02)×280=1.96~5.6mm取m=4mmm=4mm（[1]表5-7）小齿轮的齿数20)16(42802)1(21umaZZ1=20大齿轮的齿数12062012uZZZ2=120开式齿轮相关参数：m=4mm201Z1202Z201.齿轮分度圆直径mmmZd8020411d1=80mmmmmZd480120422d2=480mm2.齿轮齿顶圆直径mmmhddaa8840.12802*1da1=88mmmmmhddaa48840.124802*2da2=488mm3.齿轮基圆直径mmddb18.7520cos80cos11db1=75.18mmmmddb05.45120cos480cos22db2=451.05mm4.圆周速度269.010602.648014.310603311ndvm/s5.齿宽mmaba562802.0b=56mm四、传动零件的设计计算1.高速级斜齿轮传动的设计计算1.选精度等级、材料及齿数1）材料选择及热处理小齿轮1选用45号钢，热处理为调质HBS1=280.大齿轮2选用45号钢，热处理为调质HBS2=240.两者皆为软齿面。2）选用8级精度。3）选小齿轮齿数z1=22,大齿轮齿数z2=994）选取螺旋角。2.按齿面接触疲劳强度设计d1t≥√([])(1)确定公式内各计算数值1）试选Kt=1.62)由文献【1】图10-30选取区域系数ZH=2.433.3)由文献【1】图10-26查得=0.75，=0.85，=＋=1.6.4）小齿轮传递的转矩T1=4.826×104N·㎜。5）按文献【1】表10-7选取齿宽系数=16)由文献【1】表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MP7)由文献【1】图10-21按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限=600MPa；大齿轮接触疲劳强度极限=550MPa8)由文献【1】式10-13计算应力循环次数N1=60n1jLh=60×960×1×(2×8×300×8)=2.212×109N2=60n2jLh=60×960×1×(2×8×300×8)/4=5.53×1089)按文献【1】图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.90,KHN2=1.05.10)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由文献【1】式（10-12）得[]1=NlimS=0.90×600MPa=540MPa[]2=NlimS=1.01×550MPa=577.5MPa[]=[]＋[]=54+577.5=558.75MPa（2）计算1）计算小齿轮分度圆直径d1t=√×.6×4.86×4×.6×54×(.433×89.8558.75)=43.47㎜2）计算圆周速度V=πtn6×=π×43.47×966×=2.19m/s.3)计算齿宽b及模数mnt。b=d1t=1×43.47=43.47㎜mnt=tcos=43.47×cos60=1.89㎜h=2.25mnt=2.25×1.89=4.26㎜b/h==10.184）计算纵向重合度。=0.318Z1tn=0.318×1×22×tn160=25）计算载荷系数K已知使用系数KA=1,根据v=1.92m/s,7级精度，由文献【1】图10-8查得动载系数KV=1.08,由文献【1】表10-4查得1.308,由文献【1】图10-13查得=1.26.由文献【1】表10-3查得=1.2。故载荷系数K=KAKV=1×1.08×1.2×1.308=1.76）按实际的载荷校正所算得的分度圆直径，由文献【1】式（10-10a）得d1=d1t√t=43.47×√.7.6=44.32㎜7)计算模数mnmn==44.3×cos60=1.94㎜3.按齿根弯曲强度设计由文献【1】式10-17mn≥√S[]（1）确定计算参数1）计算载荷系数。K=KAKV=1×1.08×1.2×1.26=1.6332)根据纵向重合度=2，从文献【1】图10-28查得螺旋角影响系数=0.86.3）计算当量齿数。ZV1=S=S6=24.77ZV2=S=99S6=111.64)查取齿形系数由文献【1】表10-5查得YFa1=2.623；YFa2=2.1705）查取应力校正系数。有由文献【1】表10-5查得YSa1=1.588；YSa2=1.796)由文献【1】图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限=500MPa,大齿轮弯曲疲劳强度极限=380MPa。7）由文献【1】图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.88,KFN2=0.90。8）计算弯曲疲劳许用应力1取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由文献【1】式（10-12）得：[]1=NS.88×5.4=314.29MPa[]2=NS.9×38.4=244.29MPa9)计算大小齿轮的[]并加以比较×[]=.63×.58834.9=0.01325[]=.98×.78944.9=0.01598大齿轮的数值大。（2）设计计算mn≥√×.633×44×.86×S60××.6×.=1.449对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取mn=1.5㎜，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=44.32应有齿数。于是由Z1=cos=44.3×S60.5=28.4取Z1=29,则Z2=uZ1=4.493×29=130。4.几何尺寸计算（1）计算中心距a=+S9+3×S60=124㎜（2）按圆整后的中心距修正螺旋角（+9+3××3=.因值改变不多，故参数、、ZH等不必修正。（3）计算大小齿轮的分度圆直径d1=S=9×S6.7045.25mmd2=S=3×S6.70=202.8㎜(4)计算齿轮宽度b==1×45.25=45.25㎜圆整后B2=45㎜,B1=50㎜5．主要设计计算结果。中心距：a=124㎜；法面模数：mn=1.5mm；螺旋角：.齿数;Z1=29,Z2=130分度圆直径：d1=45.25㎜,d2=202.8mm齿顶圆直径：da1=48.25mm,da2=205.8mm齿根圆直径：df1=42.25mm,df2=199.8mm齿宽：B2=45㎜,B1=50㎜材料选择及热处理小齿轮1选用45号钢，热处理为调质HBS1=280.大齿轮2选用45号钢，热处理为调质HBS2=240.2:低速斜齿轮传动的设计计算1）材料选择及热处理小齿轮1选用45号钢，热处理为调质HBS1=280.大齿轮2选用45号钢，热处理为调质HBS2=240.两者皆为软齿面。2）选用8级精度。3）选小齿轮齿数z1=30,大齿轮齿数z2=99.844）选取螺旋角。2.按齿面接触疲劳强度设计d1t≥√([])(1)确定公式内各计算数