目录1 设计任务书 (3)2 电动机的选择计算 (3)3 传动装置的运动及动力参数计算 (4)4 传动零件的设计计算 (9)5 轴的设计计算 (19)6 低速轴的强度校核 (21)7 滚动轴承的选择及其寿命验算 (26)8 键联接的选择和验算 (28)9 联轴器的选择 (29)10 减速器的润滑及密封形式选择 (30)11 参考文献 (30)1 设计任务书1.1 设计题目 :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。
2.2 滚筒转动所需要的有效功率kWFv P W 32.4100024.0180001000=⨯==传动装置总效率 卷筒轴承开齿轮闭齿轮联ηηηηηη522=根据表4.2-9确定各部分的效率:联轴器的效率 99.0=联η闭式齿轮的啮合效率 级精度)(闭齿轮897.0=η开式齿轮的啮合效率 95.0=开齿轮η 滚动轴承的效率 99.0=轴承η 卷筒的效率 96.0=卷筒η 则传动装置的总效率卷筒轴承开齿轮闭齿轮刚联弹联ηηηηηηη52=96.099.095.097.099.0993.052⨯⨯⨯⨯⨯=80.0= 2 80.0=η 22.3 确定电动机的转速滚筒轴转速 min /5.114.024.06060r D v n W =⨯⨯==ππ 所需的电动机的功率 kw p p w39.582.032.4===η查表4.12-1,可选Y 系列三相异步电动机Y132M2—6 型 ,额定功率5.5kW, 同步转速1000r/min,满载转速960 r/min 。
同时,查表4.12-2得电动机中心高 H=132mm ,外伸 轴段 D ×E=38mm ×80mm 。
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 48.835.119600===W n n i 3.1.2 各级传动比的粗略分配查表4.2-9 取6=开i 减速器的传动比 91.13648.83===开减i i i 减速器箱内高速级齿轮传动比33.491.1335.135.11=⨯==减i i 33.41=i 减速器箱内低速级齿轮传动比21.333.491.1312===i i i 减 21.32=i 3.2 各轴功率、转速和转矩的计算3.2.1 0轴(电动机轴)39.50==r p p 39.50=pm in /9600r n = min /9600r n =m N n p T ⋅=⨯⨯=⨯=62.539601039.555.955.93000 m N T ⋅=62.5303.2.2 Ⅰ轴(减速器高速轴)336.599.039.51010=⨯=⋅=ηp p km p 336.51=m in /9600101r i n n == m in /9601r n =m N n p T ⋅=⨯⨯=⨯=08.5396010336.555.9155.9311 m N T ⋅=08.531 3.2.3 Ⅱ轴(减速器中间轴)12.597.099.0336.512=⨯⨯=⋅=闭齿轮轴承ηηp p km p 12.52= min /7.22133.49601212r i n n ===m N n p T ⋅=⨯⨯=⨯=9.2307.2211012.555.9255.9322 m N T ⋅=9.2302 3.2.4 Ⅲ轴(减速器低速轴)km p p 02.599.099.012.523=⨯⨯=⋅=闭齿轮轴承ηη km p 02.53= min /1.6921.37.2212323r i n n ===min/1.693r n =m N n p T ⋅=⨯⨯=⨯=4.6921.691001.555.9355.9333 m N T ⋅=4.69223.2.5 Ⅳ轴(传动轴)km p p 92.499.099.002.534=⨯⨯=⋅=联轴轴承ηη km p 92.44= min /1.6911.693434r i n n ===m in /1.694r n = m N n p T ⋅=⨯⨯=⨯=97.6791.691092.455.9455.9344 m N T ⋅=97.6794 3.2.6 Ⅴ轴(卷筒轴)km p p 63.495.099.092.445=⨯⨯=⋅=开齿轴承ηη km p 63.45= min /5.1161.6945r i n n ===开 min /5.115r n = m N n p T ⋅=⨯⨯=⨯=9.38445.111063.455.9555.9355 m N T ⋅=9.38445各轴运动及动力参数见下表3.3 开式齿轮的设计3.3.1 选择材料小齿轮:QT500-3,调质处理,齿面硬度230--270HBS ; 大齿轮:QT500-7,正火处理,齿面硬度180--200HBS 。
3.3.2 根据齿根弯曲疲劳强度确定模数初取小齿轮齿数205=Z则大齿轮齿数12062056=⨯==开i Z Z 查图5-18得a F MP 2105lim =σ,a F MP 1906lim =σ 取4.1min =F S 计算应力循环次数8451099.1)2830010(0.11.696060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==h jL n N785610317.361099.1⨯=⨯==开i N N查图5-19得0.165==N N Y Y , 又0.165==X X Y Y ,取0.2=ST Ymin F S =1.4由[]X N F STF F Y Y S Y minlim σσ=得[]25/3000.10.14.10.2210mm N F =⨯⨯⨯=σ[]a F MP 4.2710.10.14.10.21906=⨯⨯⨯=σ查图5-14得 20.2,8.265==Fa Fa Y Y 查图5-15得 81.1,55.165==Sa Sa Y Y 则[]0206667.07.030055.18.2555=⨯⨯=F Sa Fa Y Y σ[]02095789.07.027181.120.2666=⨯⨯=F Sa Fa Y Y σ取[]02095789.0}][,][max {666555==F Sa Fa F Sa Fa F SaFa Y Y Y Y Y Y σσσ 取2.0,1.1==a t t Y K φε则76.420)16(2.00205789.06550001.14][)1(4323254=⨯+⨯⨯⨯⨯=+≥F Sa Fa a Y Y Y Z u KT m σφε所以取m=5mm3.3.3 齿轮5、6的主要参数 Z 5=20, Z 6=120, i=6, m=5mmmm mZ d 10020555=⨯==mm mZ d 600120566=⨯==mm m h d d aa 11050.121002*55=⨯⨯+=+= mm m h d d aa 61050.126002*66=⨯⨯+=+= ()mm m c h d d f 5.87525.00.12100)(2**55=⨯+⨯-=+-=()mm m c h d d f 5.587525.00.12600)(2**66=⨯+⨯-=+-= mm d d a 3502600100265=+=+=mm a b a 703502.06=⨯==φ取mm b b 76870665=+=+=97.9320cos .55==d d b 82.56320cos .66==d d b则小齿轮转速为362.010601.6910014.310603345=⨯⨯⨯=⨯=n d v π0724.010020362.01005=⨯=vz ,由图(5-4a )得0.1=v k ,由表(5-3)取0.1=A k由图5-7a 按b/d 5=70/100=0.7,考虑齿轮悬臂布置2.1=βk ,由图5-4得 2.1=αk计算载荷系数44.12.120.10.10.1=⨯⨯⨯==αβk k k k k v A32.31110969.93arccos arccos555===a b d d αα44.22610816.563arccos arccos666===a b d d αα714.1)]2044.22(120)2032.31(20[21)]()([21....6655=-⨯+-⨯=-+-=tg tg tg tg tg tg z tg tg z a a πααααπεα 688.0714.175.025.075.025.0=+=+=αεεY99.0688.044.1=⨯=εkY与0.1=t t Y k η相近 ,无须修正。
4 传动零件的设计计算4.1 减速器高速级齿轮的设计计算4.1.1 材料选择小齿轮:45 锻钢,调质处理,齿面硬度217--255HBS (表5-1);大齿轮:45 锻钢,正火处理,齿面硬度162--217HBS (表5-1)。
计算应力循环次数9111021184.2)283008(19606060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==h jL n N891121011.533.41021184.2⨯=⨯==i N N查图5-17,05.1,0.121==N N Z Z (允许一定点蚀) 由式5-29,0.121==X X Z Z取92.0,0.1,0.1lim ===LVR W H Z Z S由图5-16b ,得a H MP 6901lim =σ,a H MP 5502lim =σ 由5-28式计算许用接触应力[]a LVRW X N H H H MP Z Z Z Z S8.63492.00.10.10.10.169011min1lim 1=⨯⨯⨯⨯==σσ[]a LVR W X N H H H MP Z Z Z Z S 3.53192.00.10.105.10.155022min2lim 2=⨯⨯⨯⨯==σσ因[][]12H H σσ<,故取[][]a H H MP 3.5312==σσ 4.1.2 按齿面接触强度确定中心距小轮转矩mm N T ⋅=530801 初定螺旋角ο0=β初取0.12=t t Z K ε,由表5-5得2/8.189mm N Z E = 减速传动,26.4==i u ;取4.0=a φ 端面压力角οο.20)20()(===tg arctg tg arctg n t αα基圆螺旋角ο0=b β 5.2.20sin .20cos co 2sin cos cos 20s =⨯==οοοt t bH Z ααβ 由式(5-39)计算中心距a[]mmZ Z Z Z u KT u a HE H a t 26.1280.5508.1895.226.44.02530800.1)126.4(2)1(32321=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+≥σφβε取中心距a=140mm 。