机械设计课程设计说明书东北大学机械工程及自动化专业2007级2班设计者：孙铭康指导教师：***2010年3月24日目录一、设计任务书 (3)二、电动机的选择计算 (3)三、传动装置的运动及动力参数计算 (4)四、传动零件的设计计算 (8)五、轴的设计计算 (18)六、轴的强度校核 (19)七、滚动轴承的选择及其寿命验算 (27)八、键联接的选择和验算 (31)九、联轴器的选择 (32)十、减速器的润滑及密封形式选择 (32)十一、参考文献 (33)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8 2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-10A160000.24 400850二、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Y系列，三相异步电动机，封闭式结构，电压380伏。

2）、滚筒转动所需要的有效功率kw FV p w 84.3100024.0160001000=⨯==根据表4.2-9确定各部分的效率:传动滚筒效率 η滚=0.96 联轴器效率 η联=0.99 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（脂润滑） 闭式齿轮的传动效率 η闭齿=0.97（8级精度）所需的电动机的功率 kw p p w r 8.4800.084.3===η 3). 滚筒的转速为：min /5.114.024.06060r D v n =**==ππ滚筒查表4.12-1，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 48.835.119600===w n n i 2）各级传动比的粗略分配由表4.2-9 取i 开＝6减速器的传动比： 913.13648.83===开减i i i 减速箱内高速级齿轮传动比334..4913.1335.135.11=⨯==减i i i 1=4.334减速箱内低速级齿轮传动比 210.3334.4913.1312===i i i 减 i 2=3.210 上面分配的传动比仅为初步值。

（二） 各轴功率、转速和转矩的计算1．0轴：（电动机轴）kw p p r 8.40== P 0=4.8KW m in /9600r n = 0n =960r/minm N n p T ⋅=⨯⨯=⨯=75.47960108.455.955.93000 T 0=47.75N.m 2．Ⅰ轴： （减速器高速轴）kwp p p 75.499.08.400101=⨯=⨯=⋅=联ηη P 1=4.75kwm in /9600101r i n n == n 1=960r/minm N n p T ⋅=⨯⨯=⨯=25.479601075.455.955.93111 T 1=47.25N.m 3. Ⅱ轴： （减速器中间轴）kw p p 56.497.099.075.412=⨯⨯==⋅齿轮轴承ηηη P 2=4.56kw min /5.221334.49601212r i n n ===n 2=221.5r/min m N n P T ⋅=⨯⨯=⨯=6.1965.2211056.455.955.93222 T 2=196.6N.m4. Ⅲ轴：（减速器低速轴）kw p p 38.499.097.056.423=⨯⨯=⋅=⋅轴承齿轮ηη P 3=4.38kw min /0.69210.35.2212323r i n n ===3n =69.0r/min m N n P T ⋅=⨯⨯=⨯=22.6060.691038.455.955.93333 3T =606.22N.m5. Ⅳ轴： （开式齿轮传动轴）kw p P 29.499.099.038.434=⨯⨯==轴承连轴器ηη 4P =4.29kwmin /0.6910.693434r i n n ===4n =69.0r/min m N n P T ⋅=⨯⨯=⨯=76.5930.691029.455.955.93444 4T =593.76N/m6. Ⅴ轴： （滚筒轴）kw p p 03.495.099.029.445=⨯⨯==开齿轮滚筒ηη P 5=4.03kw min /5.1160.6945r i n n ===5n =11.5r/min m N n P T .65.33465.111003.455.955.93555=⨯⨯=⨯= T 5=3346.65N.m则大齿轮齿数Z 6=Z 5*u=20×6=120. 按强度为240HBS 和200HBS 查《机械设计》图5-18(a)知25lim /210mm N F =σ，26lim /170mm N F =σ 取4.1min =F S查《机械设计》图5-19知0.165==N N Y Y ，又由式5-32知，0.165==X X Y Y ，取0.2=ST Y 由[]X N F STF F Y Y S Y minlim σσ=考虑磨损影响，将[]F σ值降低30%，则：则[]25/2107.00.10.14.10.2210mm N F =⨯⨯⨯⨯=σ []26/1707.00.10.14.10.2170mm N F =⨯⨯⨯⨯=σ查《机械设计》图5-14知20.2,81.265==Fa Fa Y Y 查图5-15知82.1,55.165==Sa Sa Y Y[]02074.021055.181.2555=⨯=F Sa Fa Y Y σ[]02355.017082.120.2666=⨯=F Sa Fa Y Y σ取[]02355.0=F SaFa Y Y σ取,2.0,2.1==a t t Y K φε 则7.02162.021=+⨯=+=u ad φφ []9.4207.002355.05937602.12232353255=⨯⨯⨯⨯=≥F SaFa d t Y Y ZY KT m σφε 由于预取t m =5mm当m=5mm 时，[]25.102355.059376021207.0522311253=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=SaFa F d Y Y T Z m KY σφε1.25与1.2相差不大，不需要修正m. 所以可以选取m = 5mm.此时，Ⅳ轴和Ⅴ轴的中心距为 ()mm u m Z a 350)16(5220125=+⨯⨯=+=3）、齿轮5、6的主要参数 Z 5=20, Z 6=120, u=6, m=5mmmmmZ d mm mZ d 60012051002056655=⨯===⨯==mm m h d d aa 11040.121002*55=⨯⨯+=+= mm m h d d aa 61040.126002*66=⨯⨯+=+= ()()mm m c h d d a f 5.87525.00.121002**55=⨯+⨯-=+-=()()mm m c h d d a f 5.587525.00.126002**66=⨯+⨯-=+-=mm d d a 3502600100265=+=+=mm a b a 1053503.06=⨯==φ取mm b b 115101051065=+=+=四、传动零件的设计计算（一）减速器高速级齿轮的设计计算1） 材料的选择： 高速级小齿轮 45号钢 调质处理 齿面硬度 217-255HBS 大齿轮 45号钢 正火处理 齿面硬度 162-217HBS 计算应力循环次数9111021.2)283008(19606060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==h jL n N89121010.5334.41021.2⨯=⨯==i N N查《机械设计》图5-17，Z N1=1.0 Z N2=1.06 （允许一定点蚀） 由式5-29，Z X1=Z X2=1.0 ，取S Hmin =1.0 Z W =1.0 Z LVR =0.92（精加工齿轮） 按齿面硬度217HBS 和162HBS ，由图5-16b ，得21lim /580mm N H =σ,22lim /520mm H =σ由5-28式计算许用接触应力[]211min1lim 1/6.53392.00.10.10.1580mm N Z Z Z Z SLVR W X N H H H =⨯⨯⨯==σσ []222min2lim 2/1.50792.00.106.10.1520mm N Z Z Z Z S LVR W X N H H H =⨯⨯⨯==σσ因[][]12H H σσ<，故取[][]22/1.507mm N H H ==σσ 2 2） 按齿面接触强度确定中心距小轮转矩T 1=47250N ·mm初定螺旋角β= 13,987.013cos cos === ββZ 。

初取0.12=t t Z K ε，由表5-5得2/8.189mm N Z E = 减速传动，334.4==i u ;取4.0=a φ 端面压力角4829.20)13cos /20()cos /(===tg arctg tg arctg n t βαα t α4829.20=基圆螺旋角2035.12)4829.20cos 13()cos (=⨯==tg arctg tg arctg t b αββ βb =12.2035 。

44.24829.20sin 4829.20cos co 2sin cos cos 22035.12s =⨯== t t bH Z ααβ由式《机械设计》（5-39）计算中心距a[]mmZ Z Z Z u KT u a HE H a t 89.1181.507987.09.18844.2334.44.02472500.1)1334.4(2)1(32321=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+≥σφβε由《课程设计》表4.2-10,取中心距a=125mm 。

a=125mm 估算模数m n =(0.007~0.02)a=0.875—2.5mm,取标准模数m n =2mm 。

m n =2mm小齿轮齿数：()()83.221334.4213cos 12521cos 21=+⨯⨯⨯=+=u m a z n β大齿轮齿数： z 2=uz 1=9.9883.22334.4=⨯取z 1=23，z 2=99 z 1=23，z 2=99 实际传动比304.4239912===z z i 实 传动比误差%5%69.0%100334.4304.4334.4%100<=⨯-=⨯-=∆理实理i i i i ，在允许范围内。