目 录 B*AF8wX|
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 6qF9+r&e?
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 p| &9#?t4A
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 huTWoMU
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 gY/p\kwsj
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ?]/"AWUX
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 :H8`z8=0f{
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 qHf8z;lc
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Js0h lWu
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 $OP w$
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 D"vl$BX
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 0<$t9:dq
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 wyC1M
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 }}q_QD_
S uo
DRy,n)U&
1.拟定传动方案 hTS?+l
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 8;q2W
F{AX
v=1.1m/s;D=350mm; L^%jR=
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) RKtU@MX49
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。 vNIQ1x5Za
2.选择电动机 T*bBw
1)电动机类型和结构形式 nm{J
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。 0NFYFd-50
2)电动机容量 +)U>mm,
(1)卷筒轴的输出功率Pw VPI;{0kh
F=2800r/min; w\`u|f;Aq
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 4cQ|"sOzD
(2)电动机输出功率Pd V'm4DR#M
Pd=Pw/t 1@6FV x
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 -d8U Hc
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: UWIw/(Mv/]
弹性联轴器 1个 G\ m`{jv
t4=0.99; j3_vh<U\
滚动轴承 2对 cms9]
t2=0.99; 7
yp}
圆柱齿轮闭式 1对 eUZvJTE
t3=0.97; Nt/#Qu2#br
V带开式传动 1幅 wu`P=-
t1=0.95; a%NSL6
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 72akOx
t5=0.98; qrt2BT)
则 [
m#|[%
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 |4?O4QN
故 Fo$'*(i
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 IWs)n1D*]
(3)电动机额定功率Ped sUTfY|<7|
由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 E(/M?>t-
3)电动机的转速 @p$$BUb
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, Kq4b`cn{_
可选电动机的最小转速 Api<q2@R
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min M~"93 Q`f^
可选电动机的最大转速 si,W.9rU
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ! 1wf/C;=
同步转速为960r/min nhb: y
选定电动机型号为Y132M1-6。 _X"G(
4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 60Szn]z'8[
由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 ^f_4w|u,+
外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 9S!
2r
e0cVg
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm alz2F.%Y
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 na-mh
E,H
~3r}6,%
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 RM `zxFn
3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 $#LR4 [Fq
1)传动装置总传动比 2oFbS%OV
nm=960r/min; Qs1e0LwA9
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 `;BpdG(m
2)分配各级传动比 ;rjd?r
取V带传动比为 /+zzZnLl-M
i1=3; *@SZ0
则单级圆柱齿轮减速器比为 \
N;%
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 KDEcR
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 p0Ra`*f
4.计算传动装置的运动和动力参数 ._A@,]LS}
1)各轴转速 zilM+BZ8
电动机轴为0轴,减速器高速轴为Ⅰ轴,低速轴为Ⅱ轴,各轴转速为 l.@&B@5F
n0=nm; ZCuLgCP?Z
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min i3v|r 0O~L
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min jGaI6G'N
^mZ eAW
2)各轴输入功率 v>oWk:iJP
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 [Z$E^QAP
P0=Ped=4kw j]5mzz~
轴I 的功率 f'28s*n
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw Ka|,
qkb
轴II功率 _zF*S]9
X
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw -lDAxp6p
3)各轴转矩 3wf&,4`EX
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm fOtzbYVC
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm TeXt'G=M
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm GRq0nhJ
二、设计带轮 KCc7u8
1、计算功率 zc#$hIi
P=Ped=4Kw " _{o}8L
一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 d@aPhzLu
查课本表8-10,得KA=1.1; "B"Yfg[
计算功率 8\])p sb9
Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw T**v!Ls
2选择普通V带型号 `Eq~W@';Q0
n0 =960r/min ?Ja&LNI9S
根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 6Qh@lro;y
d1=80~100 rmh 1.W
3、确定带轮基准直径 L^><APlX
表8-11及推荐标准值 fq,LXQ#G
小轮直径 .{ +Obi
d1=100mm; ;I@@PUnR
大轮直径 ~+OAAkJ9
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ?Q#yf8
取标准件 [:*Jn}
d2=355mm; eemw
I
4、验算带速 f9FEH7S68
验算带速 vWpoaz/w
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s JT(6Uf
在5~25m/s范围内 S%{^@L+V
从动轮转速 uS}qy-8J
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s \!Cc[n(f#
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s /t"FZ#
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 %f'mW2
=-0.0141 ) u
Sg;B4
5、V带基准长度和中心距 Pua|Z
x
初定中心距 ]~!?(d!J/
中心距的范围 {Z!x]}{M
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm ?=#vp /
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm s.]<r5v7
a0=350mm; DITo.PU
初算带长 3 jR I@
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 SSo7
U
Lc = 1461.2mm p;0p!~F=49
选定基准长度 mJN*DP{
表8-7,表8-8查得 rO3.%B}
Ld=1600mm; 7uq/C#N
定中心距 *3Qwmom
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm J,SP1-L
a=420mm; i&_&4
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm INjr$'*
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Ef~Ar@4fA
6、验算小带轮包角 -'%>Fon
验算包角 Ql8s7 %
=180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a kVeR{i<*(
145.2107 >120度 故合格 9S_PZH
7、求V带根数Z (2uF<$7(
由式(13-15)得 oo4aw1d
查得 n1=960r/min , d1=120mm hI>vz"J
查表13-3 P0=0.95 `WRM7
由式13-9得传动比 ,*MAteD
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 o7i>D6^^
查表(13-4)得 Wb{0UkApJ
4}xw&x
由包角145.21度 19j"Zxdg Y
查表13-5得Ka=0.92 50jZu'z:
KL=0.99 0aM&+j\q}
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 K{EDmC
8、作用在带上的压力F scQnL'\
查表13-1得q=0.10 !%X#;{
故由13-17得单根V带初拉力 A}3dx!?7j
zN3b`K. i
三、轴 Nbvs_>N
初做轴直径: j[Q9_0R~lR
轴I和轴II选用45#钢 c=110 r?2EJE2{V
d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm {$xt.<
取d1=28mm Y!qn[,q8
d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm RIdh],-
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 )eD9H*mq
取YL10YLd10联轴器 4^(aG7
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 FKBI.}A?!'
取d2=45mm VSjt|F)t
四、齿轮 f"RS,]
1、齿轮强度
H ]z83:Z
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 O;lGh1.
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。 v|Y
ut~
因 , v8l3{qq
SH1=1.1, SH2=1.1 L+.&e4f'oj
, 7SJR_G6,{
, ~YRG9TK
因: , ,SF=1.3 ?
FlQ\q
所以 giYlLJA*}
(Cb;=:3G
MSaOFv_Q
2、按齿面接触强度设计 H@!]5 <:9
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 lc[)O3,,B
小齿轮上的转矩 363KU@`
按 计算中心距 _J"fgxW
u=i=5.333 eXQLE]L]
mm iY*fp=c9
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 +3F%soum95
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 $W]}m"l
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Jo''yrJpB
齿宽b= RJ1@a
b1=70mm,b2=60mm Dv"HFQuF
3、验算弯曲强度 s[bQO1g;*
齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 J'C9}7G
按式(11-8)轮齿弯曲强度 = glF6a
b/"gUYo
jS ?#c+9
4、齿轮圆周速度 [\3W_jR
ykYef
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 l;d4Le
}jg1..)"<
$0Ys{m
o~7D=d?R
I(H9-!&
;pj,U!{%s\
uaE,F^p
(q@%eor&}
五、轴校核: )FN\jo!!.
6WX?Xc]$3
!dq$qUl/
a<J<Oc!
IIN,Da;hD
<JIqkGeAi
,rV;T";r
L*OG2liJ
`S+n,,l
1-$+@Xl
Eh^gR`I
:{
iK 5
5"y)<VLJX
T+q5~~\d
zs6rd83#
B@v
(ZY
orOq5?3
aLl=L_
圆周力Ft=2T/d1 =ld!=II
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 fZoQQ[s
d=mz=2.5*101=252.5mm zm8k,e +5-
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N g&{CEfw&
Fr=5852.5*tan20=2031.9N a6@k*9D>
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 "~S2XcR[ E
由Fr2*L-Fr*L/2=0 BiDyr
得Fr2=Fr/2=1015.9N #&ei
\H&;.??W
2、求水平平面的支承力 Lr9E02
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N k!bG![Ie|
I@5$ <SN
1]9l
SE!E7
3、画垂直面弯矩图 bI^F(
L=40/2+40/2+90+10=140mm cc3/XBo
Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm n0G@BE1Y=
!L(
)3=
v,Zoy|Lu
4、画水平面弯矩图 l[i1,4
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm S=W^iA6>
FY-eoq0O3
5{WvV%
f'bwtjO
5、求合成弯矩图 >6Jz=N,
AQ0zsy
]"^p}:
T9'HQu
6、求轴传递转矩 JP(0/?Q
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ZvLI~ul(zT
q&}+O
@^J>. g
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J qmL|S)
sl"H!cwF
u?rX:KkS
a]Y9;(
s}yN_D+V
Z$r7Hi
7、求危险截面的当量弯矩 |qwx3 hQ?
从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 &;`E3$>
轴的扭切应力是脉动循环应力 7z&$\qu2
取折合系数a=0.6代入上式可得 <>Ha<4A
=E
xZM4CR9]*C
8、计算危险截面处轴的直径 :."6 g)T
轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 mB6%. "
由表13-3查得许用弯曲应力 , /{P-WRz>
所以 "c?31$6
考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 E$&bl
故d=1.04*25.4=26.42mm UI'fzlB
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 vP+qwvpGr
所以此轴选d=40mm,安全 $dWYu"2CD
六、轴承的选择 (i?9/8I
由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 FD~
UF;VQ
径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N 1~},}S]id
工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) )D)4=LJ
因为大修期三年,可更换一次轴承 fU\;\
所以取三年 6#.9T;&
由公式 ~=t9-AF-
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) 86!$<!I
(深沟球轴承系列) :h/v"2uDN
1)qD)E5&cf
由附表选6207型轴承 g[uf
e<
七、键的选择 &}|`h8JA]K
选普通平键A型 (_+ux1h6^
由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 -N6ek`
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm \qlz<
由公式 V]"pM]>3X
所以 GXNkl?#
选变通平键,铸铁键 d2)]6)z6
U.b|3E/^
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 *UXa.kT@
八、减速器附件的选择 %o0 H#7'
1、通气器: ${}9/(x/^
由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 1'iQlnMO@
2、油面指示器: (
z F_<
选用油标尺,规格M16 `2^(Ss#)
3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 rW_cLdh]#
4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 #l.s>B4
5、窥视孔及视孔盖 T|j=,2_
选用板结构的视孔盖 V$oj6i{ky
九、润滑与密封: ~2yhZ
1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: 57]La^#
]2ycJ >w
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。 ?YDMl
2、滚动轴承的润滑 T&bB8tQk
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。 tp }Bz&V
3、润滑油的选择 #`l&HV
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 t]iKU@3
L-AN15润滑油 {sj{3I u
4、密封方式选取: '<*%<J{(
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。 so| U&`G
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 gS`Z>+V5!c
设计小结: AMO{ee7Po
二、课程设计总结 %nE%^Enw
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。 u6IM~kk>5
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。 IjXxH]2
_J#oAE5]!
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。 $
9E"{6;@
&%k_BdlkQ
特别感谢—程莉老师。 PI,2b(`h_
>Rb
jdM5K4
参考资料目录 T!pZj_ h=
[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; FL&Y/5
[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; 8]O#L}"
[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; $(08!U
[3]《设计手册软件》,网络上下载; 7s2*VKr
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn _F^NX%
5lM 3In@
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O'.{6H;t
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Nw=60.0241r/min MBU4Awj
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T1=113.4063Nm B!4~A{
T2=589.5878Nm g]d0B!Ar~
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