考研新闻学.pdf

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1、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102多灰尘稍有波动小批3)技术数据题号滚 筒 圆 周 力F(N)带 速 v (m/s)滚 筒 直 径D(m m)滚 筒 长 度L(m m)Z DD318 0 025 0 05 0 0二、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3 8 0 伏，丫系列电动机2)、滚筒转动所需要的有效功率F v/10 0 0=2.0 KW根据表4.2-9 确定各部分的效率：弹性联轴器效率 n 1=0.9 5一对滚动球轴承效率 12=0.9 9闭式齿轮的

2、传动效率*=0.9 7开式滚子链传动效率 n 4=0.9 9滑动轴承传动效率 4=0.9 7传动滚筒效率 i U=0.9 6则总的传动总效率n=ni X n2 H 2 X n3x q x q5x n6=0.8 3 2 63).电机的转速 N w=6 0 v/D X =7 6.4 r/m i n需的电动机的功率P r=P w/n=2.4 KW现以同步转速为丫112 M-4 型(15 0 0 r/m i n)及丫13 2 Ml-6n 14 4 0型(l O O O r/m i n)两种方案比较，传动比%=2匕=10.9 6nw 13 1.3%=出,=7.3 1；由表2.9-1查得电动机数据，nw

3、13 1.3比较两种方案，为使传动装置结构紧凑，决定选用方案2方案号电动机型号额定功率(k W)同步转速(r/m i n)满载转速(r/m i n)总传动比1Y 10 0 L2-43.015 0 014 3 018.7 22Y 13 2 M1-63.010 0 09 6 012.5 7同时，由表4.12-2 查得电动机中心高H=13 2 m m,外伸轴段 DX E=3 8 m m X 8 0 m m o三、传动装置的运动及动力参数计算总传动比i=n0/nw=12.5 7;由表2.-11得，链传动 的 i 箱=3,则减速器传动的传动比为：i2 3=i/i=4.19此分配的传动比只是初步的，实际的

4、要在传动零件的和尺寸确定后才能确定。并且允许有(3-5%)的误差。(-)各轴功率、转速和转矩的计算0 轴：(电动机轴)pi=pr=2.4 k wni=9 6 0 r/m i n=9.5 5*pi/ni=9.5 5*2.4*10 0 0/9 6 0=2 3.9 N m1轴：P2=pi*H 12=2.2 8 k wN 2=ni/i oi=9 6 O/3=3 2 O r/m i nT z=9.5 5*p2/na=6 8.O N m2 轴P3=p2*n 12=2 o 2 8*0.9 9*0.9 7=2.2 k wN s=7 6.4 r/m i nT3=2 7 4.O N/m3轴：N 4=n：f/i 3

5、 i=7 6.4 r/m.i nP产P3*034=2.16kwT 4=2 7 0 N m各轴运动及动力参数T,轴序号功率P(k w)转速 n(r/m i n)转矩(N.m)传动形式传动比效 率 n02.49 6 02 3.9带传动30.9 512.2 83 2 06 8.02齿轮传动4.190.9 722.27 6.42 7 4.0弹性联轴科10.9 932.107 6.42 7 0四、传动零件的设计计算1.选择V带的型号因为小轮的转速是9 6 0 r/m i n,班制是2年，载荷变动小，取 Ka=L2;P c=Ka.P i =1.2*2.4=2.8 8 k w查 表10-3和课本图10-7,

6、可得选用A型号带，dd l m i=7 5 m m;由表10-5,取标准直径 即d 1n=10 0 m m2 .验算带速V=3.14*d i *m /6 0*10 0 0=5.0 2 4;满足 5 m/s=V 1 2 0 符合要求；6.计算带的根数；Z =P c/(P 0+,P O)*K a*K l查表可得，P 0=1.O k w,P 0=0.1 3 k w查表 1 0.6 可得，K a=0.91,查表 1 0.7,K I=0.96代入得，z =2.88/(0.1 3+1.0)*0.91*0.96=2.91;取3根；37.计算作用在轴上的载荷Q r =2 F O *z *s i n(r/2)=

7、1 1 02.5 且 F 0为单根带的初拉力，F 0=500*P c/v*z *(2.5/K a-1 )+q v2=1 92.3 N(查表可得，q =0.1 0k g/m)验算带的实际传动比，i 实=(1-)热/&2 =3.1 8.减速器内传动零件的设计计算；小齿轮 4 0C r 钢 调 质 处 理 齿 面 硬 度 2 50-2 80I1 B S大齿轮 Z G 3 1 0-570钢 正 火 处 理 齿 面 硬 度 1 62-1 85HB S计算应力循环次数NN、=602 儿6=6 0 x 3 2 0 x 1 x(1 0 x 3 00 x 8 x 2)=0.92*1 09%：=2.2 x l 0

8、8i查图5-1 7,ZNI=1.0 Z M 4.02 (允许一定点蚀)由式 5-2 9,Z x i Z x 2 1.0)取 S l t a i n=l.0 Z w=l.0 Z 1.V R=1.0由图5 T 6 b,得(yH l i m l =6 90 pa,u H l i m 2 =4 4 0p a由 5-2 8式计算许用接触应力k.=7 Zx1=6902 V/m m2 m in卜 2 =等、0 2=45 卯/用病3”minS crW 2 (u+1)3KT、(Z Z.Z 八n C22 MIK.J=(4.1 9+1)31.1 1 x 6804 4/2.5x 1 88.912 x 0.4 x 4.

9、1 9t 4 4 8.8)由 4.2-1 0,取中心距a=1 4 5m m o=1 4 5.3 m ma=1 50nm4估算模数 m=(0.0070.02)a=l.042.96mm,取标准模数mn=2.5mmo!m m小齿轮齿数：Z 12a2x145mn(u+1)2 x(4.19+1)22.3,取整23大齿轮齿数:Z2=UZI=94实际传动比i实z2 120=4.0430传动比误差r j j 实Az=.x 100%=0.35%,齿轮分度圆直径4 =mn=51.5mmd,-mnz2=235 mJ YI圆周速度v=T=1.05m/56 0 x l03由表5-6,取齿轮精度为8 级.(3)验算齿面接

10、触疲劳强度按电机驱动,我荷稍有波动，由表5-3,取 K.F1.0由图5-4b,按 8 级精度和/100=10.252/1/s,得 K、=1.03。齿宽匕=58.2mm 由图5-7 a,按 b/&=l,考虑轴的刚度较大和齿轮相对轴承为非对称布置，得=1.05。由表 5-4,得 K”=l.1载荷系数 长=7 /长夕 K。=1.19j=0.026x24=0.624%=0.007x97=0.679心=5 1 +%=1303查 表 11-6可得，匚由式5-39,计算齿面接触应力5TH=ZwZEZz,一 一=2 884 64 2 N/mtrr 卜”=4 58V/miif故安全。(4)验算齿根弯曲疲劳强度按

11、 Z i=2 3,Z2=94,由图 5 T 8 b,得 bci m i =2 90N/”2,crf h m 2=15 2 N/m m2由图 5 T 9,得丫川=1.0,丫2=1.0由式 5-3 2,m“=2 m m 5m m,故 Y x i =丫 =L 。取丫仃=2.0,Sf m i n=1.4由式5-3 1 计算许用弯曲应力卜 尸 二4 加 1ST 匕 “七|=29 0 x2 x l.0 x l.0=4 4 N/m m2S 尸 m i n 1 4 072 =%加2%YN2YX2-152X2 x 1.0 x 1.0=2 1 7 N/相加2,S m i n L 4由图 5-1 4 得 Y .1=

12、2.7,YM=2.2由图 5-1 5 得 YS”=L 59,YS“2=L 8。由 式(5-4 7)计算 YR=,0.85%澈”=2 56幻.63*。.7。?=8559V/nm o)71=4 1 4 V/m m故安全。7-2=/“几 2%AJ=2 3.0 9 m m,受键槽影响加V n大 5 取 d =2 4.5 m m 取整 2 5 m md 2=d l+(5 8)=3 0 3 3 m m 取 d 2=3 0 m md 3=d 2+(58)=3 5 3 8 m m 取 d 3=3 5 m m2 .选择联轴器拟选用弹性联轴器(GB 5 0 1 4-8 5)名义转矩 T=9 5 5 0 X E=2

13、 7 3.8 6 N mn计算转矩为 T c=K T=l.5 X 2 7 3.8 6=4 1 0.7 9 N -m从表2-1 4-1 可查得，H L3 满足4 L n=5 6 0 0 r/m in n=7 6.3 7 r/m in;由表查得，L=7 0 m m;3 .选择轴承。因为d 3=3 5 m m,根据表2.4 T,选择深沟球轴承，型号为6 2 0 74 .选择轴承盖根据轴承，得 d 3=8 m m。D 2=D+5 d 3=l 1 2 m m e=l.2 d 3=9.6 m m取 e=1 0 m m,m=2 0 m m。（二）低速轴的设计计算1.=3 5.8 7 m m,受键槽影响加,轴

14、径加大5%,取 d =3 6.5mm取整3 2 m m。d 2=d l+(5-8)=4 2 4 5 m m取 d 2=4 2 d 3=d 2+(5-8)=4 54 8取 d 3=4 5 m md 4=d 3+(l 3)=4 6、4 8 取 d 4=4 8 m m 查表得 d 5=5 2 m m4）选择轴承根据表2.4-1 选择深沟轴承，型号为6 2 0 95）选择轴承盖根据轴承D=8 5,取 d 3=8D 2=D+5.0*d 3=1 2 5 m m e=l.2*d 3=9.6,取 e=1 0 m m m=2 0 m m因为是小批生产，故轴外伸段采用圆柱形。7初取联轴器H L4,公称转矩T n=

15、l.5 x6 6 5.3 8 =9 9 8.8 7 N mT c=K T=1 2 5 0 N m Tc=9 9 8.8 7 N m满足要求取轴伸长d=1 1 22.选择联轴器拟选用弹性联轴器(GB 5 0 1 4-8 5)名义转矩 T=9 5 5 0 X E=2 7 5 N mn计算转矩为 TC=K T=4 1 2.5 Nm从表2.5-1可查得，H L3满足TN Tc n=5 0 0 0 r/m inn=9 5.5 r/m in;由表查得，L=1 1 2 n n n;六、轴的强度校核1.低速轴校核:作用在齿轮上的圆周力6 =2189.17N%径向力 Fr=F,-=2189.17x zg20=7

16、96.82V轴向力 ,=工/cosa=2329.67Na.垂直面支反力EM B=0+L2)+F,L2=0RAV=2=1094.585 N,4 +L2z r =0RB、，=一 ,=1094.585N8b.水平面支反力1MB=0 得,-RAz(L+L2)-Fa +FrL2=O2-F-R.=-工=-1719.48A，L1+L2EZ=0,RB：=Fr-RAZ=2516.28NC点，垂直面内弯矩图Mc、.=R J =722N9C 点右 M a=RB：L2=116.077V-mC 点左，MCZ=RAZL,=1 1 3.4 9 N-Za.合成弯矩图C 点右，Mc=+Mcz=13669M加C 点左,Me=JM

17、+g=134.5 W.（3）作转矩T图1=262.7N-m（4）作当量弯矩图该轴单向工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑,取 a=0.6C点左边MrC=JM；+（%）2 =207.2N mC点右边MvC=JM+（a兀）2=208.62V-mD点MVD=M l+a T =aT=157.67V-ni（5）校核轴的强度按当量转矩计算轴的直径：（轴的材料选择4 5号调质钢，查表1 3-1可得）由以上分析可见，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。查表 81 得%=650N/mm2 查表 8-3 得0 L =60N/mm2 o10C点轴径ccaC=32.56mm因为

18、有一个键槽金=32.56 x(1+0.05)=34.29?加。该值小于原设计该点处轴径57m m,故安全。D点轴径九 3 小=29.73加 加因为有一个键槽=29.73x(l+0.05)=31.2/nm。该值小于原设计该点处轴径45m m,故安全。(6)精确校核轴的疲劳强度(a)校核I,II,III剖面的疲劳强度I剖面因键槽引起的应力集中系数由附表1-1,查得心=1.825,kT=1.625II剖面因配合引起的应力集中系数由附表1-1,查得心=1.97,1=1.51所以 =1.8 2 5,=1.625。因1 T、2-2剖面主要受转矩作用，上起主要作用，故校核1 T剖面。1-1 剖面产生的 皿=

19、工=626.7x10；=3.75N/mVmax WT 0.50 x4537=r=6.88N/mm2024 5钢的机械性能查表8-1,得cr_=2 6 8 N,r_|=155A/m m2绝对尺寸影响系数由附表1-4,得%=0.81,邑=0.76表面质量系数由附表1-5,得乩=0.9 2,翅、=0.9211查表1-5,得外=0.3 4,外=0.211-1剖面安全系数S=Sr155kT3一01.6250.92x0.76=8.69x 6.88+0.2 lx 6.88取S=L 51.8,S S ,所以I T剖面安全。b.校核I I I,IV剖面的疲劳强度H I剖面因配合(H 7/k6)引起的应力集中系数

20、由附表1-1,查得=1.97,kt=1.51IV剖面因过渡圆角引起的应力集中系数由附表1-2：口=2.099,1=1.8 4 5。IV剖面因键槽引起的应力集中系数由附表1-1,查得心=1.825,1=1.6 2 5。故应按过渡圆角引起的应力集中系数校核H I剖面。I I I剖面承受M-(乙-=2.36 x 1 O N.mmT=626.7 x 1()3 N.加H I剖面产生正应力及其应力幅、平均应力为bfnax=236*=5.59N/mm2W 0.1x753S=L51.8,所 以I I I剖面安全。其他剖面危险性小，不予校核。七、滚动轴承的选择及其寿命验算低速轴轴承选择一对6208深沟球轴承，低

21、速轴轴承校核：1）、确定轴承的承载能力查表 9-7,轴承 6208 的c=22800N,c=15800N.2）、计算径向支反力/?,=昨+葭=1458.4N13R2=JR；H+R；v=2744.04N3)、求轴承轴向载荷AFOA2=2329.67N4)、计算当量动载荷A2/CO=2329.67/25000=0.093插值定e2=0.29由 A2/R2=0.8490.29查表 910 X2=0.56,Y2=l.50查表 9 H,取 fd=L2,fm=1.0,ft=l.0P,=1.2X2038.33=2445.996NP2=fd(X 2R2+Y2A 2)=6037.4N;为P2汨，按P2计算,_

22、I。J 3350010A -60nl7j _ 60 x95.5 乂16037.4J-29814.67/1-x480000/?2故深沟球轴承6211适用。八、键联接的选择和验算（一）高速轴上键的选择选择普通平键8义7,GB1096-79（三）.低速轴上键的选择与验算（1）齿轮处选择普通平键1 6 X 1 0 G B 1 0 9 6-7 9 型，其参数为R=b/2=8 m m,L：4 5 1 8 0；取 5 0；1=L-2 X R=3 4,d=5 7 m m o 齿轮材料为4 5 钢，载荷平稳，静联接,由表 2T,查得b J=1 4 0 N/m JJX262.7XU=5 4 22N/,/dhl 5 7 x1 0 x3 4因 er?bj,故安全。外伸处:选择键1 4 X 9,G B 1 0 9 6-7 9,其参数为R=b/2=7 m m,L 取 1 0 2；l=L-2 XR=1 0 2-2 X 7=8 8 m m,d=4 5 m m o 齿轮材料为4 5 钢，载荷稍有波动，静联接,由表 2T,查得b J=1 4 0 N/i/(J 4 T 4 x2 6 2.7 x1()3 2n=-=-=2 9.4 8 N /mmPdhl 4 5 x9 x8 8因巴,冶 金 工 业 出 版 社1 9 9 7孙 德 志 王 春 华 等 著 机械设计课程设计东 北 大 学 出 版 社2 0 0 016