目 录 "[fPzIP9
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 {:_*P
TVk
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 [PiMu,O[v
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ]}l.*v\uK
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 \h s7>5O^K
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ujBm"p_|
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 >FHx],
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 NX(+%EBcA
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 \nuzl
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 1R*;U8?
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 zd-
*UFi
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ;=^J_2ls
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Z rNH:Z:5
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 QQ{*j7i)
Q7F4OS5b
cL.>e=x$
1.拟定传动方案 {E)tzBI;^
为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和传动方案,可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 33eOM(`D[
v=1.1m/s;D=350mm; Xg1TX_3Ml
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ?G~rYETvw
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机,因此传动装置总传动比约为17或25。 b%"/8rK
2.选择电动机 TxN+-< f
1)电动机类型和结构形式 Iix:Y}
按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 x5smJ__/
2)电动机容量 .=G3wox3
(1)卷筒轴的输出功率Pw Q hRj*,
F=2800r/min; +8 \?7,FY
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ^{0*?,-x
(2)电动机输出功率Pd + `'wY?
Pd=Pw/t | a
i#rU
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 8p}z~\J{a:
式中,t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4查得: 3xP<J)S0
弹性联轴器 1个 IIXA)b!
t4=0.99; &6Lh>n(
滚动轴承 2对 ?/hS1yD;
t2=0.99; uX{g4#eG
圆柱齿轮闭式 1对 >,k2|m
t3=0.97; *>W6,F7
V带开式传动 1幅 F2Ny=H&G
t1=0.95; '|v<^EH
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 Nknd8 >Hy+
t5=0.98; ##F$8d)q
则 r]QeP{
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 L.K| ]]u
故 KMfRMc&
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 l6xqc,h!K
(3)电动机额定功率Ped 'zMmJl}\vd
由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 <j#IR
3)电动机的转速 Vi'7m3&
为了便于选择电动事,先推算电动机转速的可选范围。由表2-1查得V带传动常用传动比范围2~4,单级圆柱齿轮传动比范围3~6, NL-PQ%lUA
可选电动机的最小转速 j1K~zG
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min g2LvojR
可选电动机的最大转速 F>[^m Xw
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min e,#5I(E
同步转速为960r/min `2V{]F
选定电动机型号为Y132M1-6。 ErsJWp
4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 tId,Q>zH
由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 D0S^Msk9L
外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 RCK* ?\m5
MDd2B9cy[
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm DSp~k)
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 M
0G`P1o
G$Fo*;Fl
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 -{d(~XIo
3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 B"*PBJuOA
1)传动装置总传动比 Qch'C0u
nm=960r/min; 69uDc
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 #Ak9f-pf
2)分配各级传动比 |r+hj<K
取V带传动比为 PT&qys2k
i1=3; XJS^{=/
则单级圆柱齿轮减速器比为 juM~X5b
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Sv>CVp*
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 !@ AnwV]
4.计算传动装置的运动和动力参数 t0:~BYXu
1)各轴转速 D`B*+
电动机轴为0轴,减速器高速轴为Ⅰ轴,低速轴为Ⅱ轴,各轴转速为 UA0(
cK
n0=nm; fbah~[5}
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min duCXCX^n
T
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min { M[iYFg=
?&U~X)Q
2)各轴输入功率 %JA^b5''
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 cauKG@:2F
P0=Ped=4kw %/s+-j@s:
轴I 的功率 pg<cvok
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw EF 8rh
轴II功率 'Q*lp!2>
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ~_-+Q=3
3)各轴转矩 0\"]XYOH
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 8N#.@\'kz.
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm iE{VmHp=
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm YsTF10
二、设计带轮 ._'.F'd
1、计算功率 1x+w|h
P=Ped=4Kw '^2bC
一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 {;JFoe+
查课本表8-10,得KA=1.1; _XI,z0(
计算功率 jgYe\dinM
Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw #_Lgo
2选择普通V带型号 k)9
pkPl
n0 =960r/min @_;vE(!5
根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 }~<9*M-P
d1=80~100 U\YzE.G1]S
3、确定带轮基准直径 $f6wmI;<y
表8-11及推荐标准值 nC9xN
小轮直径 \ ERHnh
d1=100mm; f2Tz5slE
大轮直径 hN;$'%^
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 6:G::"ew
取标准件 <Lq.J`|+
d2=355mm; GM@0$
4、验算带速 U4._a
验算带速 anUH'mcK*
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s @CCDe`R*
在5~25m/s范围内 If@%^'^ON=
从动轮转速 PV/ hnVUl
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 9 NC'iFQ#
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s Qu|<1CrZj]
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 tW3Nry
=-0.0141 `ItPTSOi
5、V带基准长度和中心距 gBXbB9
初定中心距 "Za 'K+4
中心距的范围 (n@&M!a
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm ?)/&tk9.n
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm gBy7q09r
a0=350mm; +[=%W
初算带长 Jn1(-
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 E&b!Y'
Lc = 1461.2mm -[5yp 2F-{
选定基准长度 &8Oy *'
表8-7,表8-8查得 >xm:?W R
Ld=1600mm; ~5_>$7L>
定中心距 <cR]-Yr~
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm zCpXF<_C
a=420mm; 4VlQN$
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm CDRz3Hu U
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm /m*+N9)
6、验算小带轮包角 .RWKZB
验算包角 IdL~0;W7
=180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a P%kJq^&
145.2107 >120度 故合格 7|pF(sb0
7、求V带根数Z 7E)*]7B%
由式(13-15)得 os`#:Ao5
查得 n1=960r/min , d1=120mm c_.4~>qw
查表13-3 P0=0.95 N51RBA
由式13-9得传动比 |gJI}"T
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 7 T9 Mo
.
查表(13-4)得 :|E-Dx4F6H
(n~GKcA
由包角145.21度 WH0$v#8`v
查表13-5得Ka=0.92 WB>M7MI%
KL=0.99 Eza B}BLQ9
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 rtgu{m02
8、作用在带上的压力F m<e-XT
查表13-1得q=0.10 :~dI2e\:
故由13-17得单根V带初拉力 )\Ay4d
o jy[<
三、轴 kX:d?*{KB
初做轴直径: \y0uGnmCj
轴I和轴II选用45#钢 c=110 YW UCrnr
d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm a?X{k|;!7u
取d1=28mm ;kiL`K
d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm `F
TA{ba
由于d2与联轴器联接,且联轴器为标准件,由轴II扭矩,查162页表 *mj3 T
取YL10YLd10联轴器 [%yCnt
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 y6 _,U/9
取d2=45mm aMycvYzH
四、齿轮 >$iQDVh!
1、齿轮强度 >z1q\cz
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 YU24wTe;k
采用软齿面,小齿轮40MnB调质,齿面硬度为260HBS,大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 |dQ-l !
因 , p$OkWSi~
SH1=1.1, SH2=1.1 )M(-EDL>Qk
, ]&RC<imq
, 1me16 5y<B
因: , ,SF=1.3 O&De!Gx
所以 $bT<8:g
d%='W|i\p&
| ?])]F
2、按齿面接触强度设计 (*\*7dIo
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 WT9k85hqj
小齿轮上的转矩 MZInS:Vj
按 计算中心距 tHV81F1J
u=i=5.333 ?3{:[*
mm l^*'W(%
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 [N4#R
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 0($ O1j~$
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm gu~F(Fb'
齿宽b= ,Rh6(I
b1=70mm,b2=60mm \9GJa"xA`
3、验算弯曲强度 QCvz| )
齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 F7~T=X)1
按式(11-8)轮齿弯曲强度 ?$&iVN^UA
r.T!R6v}
8KU5x#
4、齿轮圆周速度 pAd 8-a
"TboIABp:H
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 LmQS;/:
_9Zwg+oO[
pa@@S$(
chr^>%Q_
vw/L|b7G
& NO:S
G
uLU7a
FV->226o%
五、轴校核: i`}nv,
N-O"y3W}
&n)=OConge
L)`SNN\ipR
8qY\T0
Z* Fxr;)d
A/zZ%h
/ .ddx<
LyB &u()
1D/9lR,
r(#]Z
d?uN6JH9
sD[G?X
YAvOV-L
U)n+j}vi
:QV-!
Z+*t=?L,,G
C;C= g1I}
圆周力Ft=2T/d1 T3W?-,
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 /Dl{I7W
d=mz=2.5*101=252.5mm ~RRp5x _
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ?'dsiA[
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 9J0JSy
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Y%B:IeF}
由Fr2*L-Fr*L/2=0 AD ,
得Fr2=Fr/2=1015.9N ?7Y6: zo$^
b;X|[tB
2、求水平平面的支承力 \LQ?s)~
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N #@#/M)
2!u4nxZ.
<oc"!c;T
3、画垂直面弯矩图 l^B PTg)X@
L=40/2+40/2+90+10=140mm CSC
sJE#4
Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm 9mEt**s
Ur
X<OOgC
$T)EJe
4、画水平面弯矩图 E9]/sFA-]
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm |NsrO8H
M:4N'#`
yJj$ir i
h*2NFL~#
5、求合成弯矩图 hd@ >p.
1m52vQSo3l
eB$S d
|N{?LKR
%
6、求轴传递转矩 nsRZy0@$t
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ac-R q.GQY
H1alf_(_
\
VOj{&O2c
7 fE
QD?C
SP,#KyWP0)
[M7&
9
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km)5?
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1nt VM+
D2U")g}U
7、求危险截面的当量弯矩 J^Dkx"1GD
从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 9{{|P=
轴的扭切应力是脉动循环应力 cZ!%#Az
取折合系数a=0.6代入上式可得 @+9x8*~S'
YkPc&
8、计算危险截面处轴的直径 Ac0^`
轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 i|@lUXBp
由表13-3查得许用弯曲应力 , Qj?qWVapA
所以 $*%ipD}f
考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 M!{;:m28X!
故d=1.04*25.4=26.42mm }\9elVt'2
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 1YGj^7V)|Z
所以此轴选d=40mm,安全 j2UiZLuV
六、轴承的选择 8IAf9
由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 R3HfE*;Z
径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N 2WP73:'t
工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) AI$r^t1
因为大修期三年,可更换一次轴承 bJ[{[|yEd
所以取三年 OZ/P@`kN.f
由公式 A,tmy',d"
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) cGevFlnh
(深沟球轴承系列) QbF!V%+a's
i|z=q
由附表选6207型轴承 N W/RQ(
七、键的选择
h:[8$]
选普通平键A型 "kLu]M<
由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 's.cwB: #
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm F__(iXxC
由公式 }b//oe7
所以 X=:|v<E
选变通平键,铸铁键 X3z$f(lF%)
>i`V-" x
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 52*9q!
八、减速器附件的选择 4CzT<cp
1、通气器: e{ce
\
由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 9@nDXZPY&
2、油面指示器: X3C"A|HE9
选用油标尺,规格M16 &rTOJ1)V}
3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 Z!@<[Vo6
4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 J>I.|@W4
5、窥视孔及视孔盖 R]0p L
选用板结构的视孔盖 i.eu$~F
九、润滑与密封: -~nU&$ccL
1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: C*;g!~{
.
6wyu7oK
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径,所以取浸油深度为30mm。 px@:t}
2、滚动轴承的润滑 $ekB+
t:cj
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟,并设挡油盘,以防止轴承旁齿轮啮合时,所挤出的热油溅入轴承内部,增加轴承的阻力。 ZT
UaF4k j
3、润滑油的选择 _[yBwh
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备选用 =%p%+F@RlW
L-AN15润滑油 mA ^[S.!
4、密封方式选取: E%R^
kqqr
选用凸缘式端盖,易于调整轴承间隙,采用端盖安装毡圈油封实现密封。 d?j_L`?+
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 8Ol#-2>k$
设计小结: #=tWjInm
二、课程设计总结 x%acWeV5
设计中运用了Matlab科学工程计算软件,用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结,在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计,翻阅了学过的各种关于力学,制图,公差方面的书籍,综合运用了这些知识,感觉提高许多,当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用,深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便,各种设计,计算,制图全套完成。 ;#3l&HRKH1
由于没有经验,第一次做整个设计工作,在设计过程中出现了一些错误比如线形,制图规格,零件设计中的微小计算错误等都没有更正,设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层,线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线,在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ,对于各种线宽度,没有实际的概念。再比如标注较混乱,还是因为第一次做整个设计工作,没有经验,不熟悉。 E0;KTcZi
ogcEv>0
这次设计的目的是掌握机械设计规律,综合运用学过的知识,通过设计计算,绘图以及运用技术标准,规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到,有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力,全面的应用在实际中,还有待于提高水平。 `$IuN*
JGP<'6"L$
特别感谢—程莉老师。 &WSxg&YG)\
(dOC ^i
参考资料目录 #WBlEVx;Z
[1]《机械设计基础》,机械工业出版社,任成高主编,2006年2月第一版; ~m
,xG
[2]《简明机械零件设计实用手册》,机械工业出版社,胡家秀主编,2006年1月第一版; 6m#V=4e*
[3]《机械设计-课程设计图册》,高等教育出版社,龚桂义主编,1989年5月第三版; 41c]o<!=)j
[3]《设计手册软件》,网络上下载; l8I`%bu
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn I3;{II
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n2=60.0241r/min Ow#a|@
^}w@&Bje
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"[wkjNf%
P0=4Kw {[|je]3v
f|v5itO2
P1=3.8Kw W
u C2LM
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P2=3.6491Kw WyA`V C
zIzL7oD
Cs!z3QU
T0=39.7917Nm Y>J$OA:
T1=113.4063Nm ?&`PN<~2z
T2=589.5878Nm /"J3hSR
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