目 录 0hkYexX73
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 hA/Es?U]
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 !}P^O(oY
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 W=S^t_F
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 GfP'
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 |uFb(kL[U
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ?T%"Jgy8
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 (]mBAQ#hw
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 SLkgIb~'X
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 f9_Pn'"I
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 Bf^K?:r"V
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 $M-"az]
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 mBrZ{hqS
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 {Gfsiz6
.aWwJZ=[
(mi=I3A(
1.拟定传动方案 g] IPNW^n
为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和传动方案,可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 )knK'H (
v=1.1m/s;D=350mm; WQw11uMt@q
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) *hFJI9G
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机,因此传动装置总传动比约为17或25。 .{;RJ:O
2.选择电动机 :&$v.#
1)电动机类型和结构形式 uW}M1kq?+l
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。 2"
v{
2)电动机容量 c2GTN "
(1)卷筒轴的输出功率Pw tQxAZ0B^
F=2800r/min; g(jn
/Cx
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ]B&jMj~y&
(2)电动机输出功率Pd k+@ :+RL
Pd=Pw/t I)%bOK]
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 g rQ,J
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: 4yMi9Ri4H
弹性联轴器 1个 I L&PN`#
t4=0.99; .Q</0*sp
滚动轴承 2对 d"ZsOq10D
t2=0.99; HuA4eJ(2
圆柱齿轮闭式 1对 @1k-h;`,
t3=0.97; Frx_aGLH1
V带开式传动 1幅 >W:kTS<
t1=0.95; N^[MeG,8
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 44^jE{,9
t5=0.98; /^si(BuC^*
则 ffOV7Dxy
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 h}m9L!+n8
故 7|ACJv6%9
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 *m&'6qsS
(3)电动机额定功率Ped #cJ1Jj $
由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 c;
1f$$>b
3)电动机的转速 b9Eb"
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, Zwtz )ZII
可选电动机的最小转速 JsX}PVuL
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min [m<8SOMG(
可选电动机的最大转速 +OInf_O
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min -Y"2c,~pH
同步转速为960r/min /GNm>NSK
选定电动机型号为Y132M1-6。 dZd]p8
4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 k1D|Cpnp
由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 ` apCu
外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 )DQcf]I
R C!~eJG!
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 7Sycy#D
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 (3m^@2i
@&Af[X4s
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 m$'ZiS5
3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 2-#&ktM%V
1)传动装置总传动比 6099w0fR`
nm=960r/min; >bw q
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 )RT:u)N
2)分配各级传动比 ~f8:sDJ
取V带传动比为 *M~BN}.
i1=3; M"OCwBTU
则单级圆柱齿轮减速器比为 k#5Qwxu`
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 nG|
NRp
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 Q,o"[ &Gp
4.计算传动装置的运动和动力参数 %$R]NL|
1)各轴转速 Fy^8]u*Fu
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 Hq <!&
n0=nm; #.@D}7y5
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min Q"GZh.m
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min [-=y*lx%g
2B=BRVtSs
2)各轴输入功率 5q}7#{A
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 s%l^zA(
P0=Ped=4kw A9y3B^\*
轴I 的功率 ~5~Cpu2v7
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw Bh q]h
轴II功率 ~2 J!I^J
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw KD..X~Me
3)各轴转矩 p<(b^{EX
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm >Cglhsb:N
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm cs Gd}2VE
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm /o nZ14
二、设计带轮 FlLk.+!t
1、计算功率 srIt_Wq
P=Ped=4Kw 5k<0>6;XH
一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 IKeO&]k
查课本表8-10,得KA=1.1; (5=B^9{R
计算功率 z
dUSmb
Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw ALp|fZ\vp
2选择普通V带型号 SOJkeN
n0 =960r/min !X<dN..
根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 -j}zr yG-
d1=80~100 AKUmh
3、确定带轮基准直径 hyC]{E
表8-11及推荐标准值 >+ku:<Hw%.
小轮直径 5wm(gF_t
d1=100mm; X:OUu;
大轮直径 n4Q ^
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm #J*hZ(Pq
取标准件 KyRcZ"
d2=355mm; _h P7hhR
4、验算带速 d01]5'f?o
验算带速 =a_ >")
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s LVBE+{P\5?
在5~25m/s范围内 P^m&oH5]EG
从动轮转速 }Gh95HwE
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s d`J~w/]
`\
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s sk~inIj-
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ee
.,D
=-0.0141 \) g?mj^
5、V带基准长度和中心距 yo!Y%9
初定中心距 t'bhA20Z\
中心距的范围 *f3?0w
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm mBg$eiGTB
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm OCbwV7q:
a0=350mm; g3vR\?c`
初算带长 8QFg6#"O
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 G57c 8}\4
Lc = 1461.2mm -~`)V`@
选定基准长度 qW|_|%{U+
表8-7,表8-8查得 k[]2S8K2
Ld=1600mm; AkVgFQg"
n
定中心距 .%+y_.l
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm P?j ;&@$^e
a=420mm; C?t!Uvs
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm FZ=xy[q]~
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm {Z^q?~zC[
6、验算小带轮包角 \MB$ Cwc
验算包角 `]wk)50BVp
=180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a UKp^TW1^
145.2107 >120度 故合格 x^)W}p"
7、求V带根数Z >|g(/@IO
由式(13-15)得 x5eSPF1
查得 n1=960r/min , d1=120mm v]hu5t
查表13-3 P0=0.95 wg]VG,
由式13-9得传动比 #7p!xf^
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 -s9()K(vZG
查表(13-4)得 U,7}VdO
5b;~&N4~
由包角145.21度 jAy0k
查表13-5得Ka=0.92 "WzD+<oL
KL=0.99 B PG&R
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 p|Nh:4iN
8、作用在带上的压力F A/ 88WC$v
查表13-1得q=0.10 tYCVVs`?
故由13-17得单根V带初拉力 KLgg([
[Lq9lw&
三、轴 nG0R1<
初做轴直径: EjP9/VG@=
轴I和轴II选用45#钢 c=110 !AN;
d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm :?SD#Vvrh.
取d1=28mm {_~vf
d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm >1RL5_US
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 U[W &D%'
取YL10YLd10联轴器 %{&,5|8
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 - |4 Oq
取d2=45mm W}@IUCRs
四、齿轮 a6\`r^ @
1、齿轮强度 N."x@mV
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3
>Ft)v
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。 ;Pe=cc"@
因 , [I`:%y
SH1=1.1, SH2=1.1 jGe%'AN\
, z['2
, }/MmuPp
因: , ,SF=1.3 $+$4W\-=X
所以 AejM\#>
'PWA
H:cAORLB
2、按齿面接触强度设计 ~]SCf@pRk
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 Lr0:yo
小齿轮上的转矩 st)qw]Dn;Y
按 计算中心距 !wTrWD!
u=i=5.333 |!{ Y:f;
mm "v/Yw'!
)
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 5}Z>N,4
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 v Q,<Ke+d
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ;.=]Ar}
齿宽b= k%VYAON
b1=70mm,b2=60mm izs=5
3、验算弯曲强度 I>{o]^xw-D
齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 % _nmv
按式(11-8)轮齿弯曲强度 h.q9p!
IZs&7
_ Y7Um
4、齿轮圆周速度 D7=Irz!O\7
jXPbj.
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 wV-9T*QrM
pfHfw,[
#_WkV
TjHt:%7.
l+j
!CvtI
3n~O&{
hbEqb{#}@
{vdY(
五、轴校核: u;+8Jg+xH/
_r>kR7A\{
Q]e]\J
HuR774f[
EvH/d4V;
@saK:z
#}l$<7ZU
W8F@nY
f3S 8~!
t~<HFY*w
sf/m@425
cbl>:ev1h
bM.$D-?dF*
?d+ri
!{ fu(E
,4Q8r:_ u
z?pi/`y8>
N3N~z1x0h
圆周力Ft=2T/d1 5h |aX
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 s\<UDW
d=mz=2.5*101=252.5mm P^!g0K
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N T?RN} @D
Fr=5852.5*tan20=2031.9N \iaZV.#f
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 \;KSx3o
由Fr2*L-Fr*L/2=0 h=\1ZQKC)
得Fr2=Fr/2=1015.9N Zu2`IzrG#
vKWi?}1
2、求水平平面的支承力 kR3wbA
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ay|jq"a
g9CedD%40
pU'${Z~b
3、画垂直面弯矩图 W?"l6s
L=40/2+40/2+90+10=140mm P&=YLL<W
Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm { ^^5FE)%
[+QyKyhTO
0U:X[2|)
4、画水平面弯矩图 [oXSjLQm[
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm `e fiX^
p(nO~I2E
+ K`.ck
v_Df+
5、求合成弯矩图 *JfGGI_E
!Z |_3
_iCrQJ0"T
V)`A,7X
6、求轴传递转矩 A FBH(ms't
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm b8Z_oN5!
}EYmz/nN
?i V}U
R)ZzRz|/
~(-1mB,
x;`Gn_
~ @*q8lC
_KKux3a
YtKT3u:x
|d-x2M[
U<;{_!]
q,<l3r In
[s`B0V`04
,A7:zxnc.V
mtkZF{3Jx
~k-'
\!30t1EZ
G6qZ>-GiL
D\+x/r?-I
'
`c \Dq
G_5{5Ar
7、求危险截面的当量弯矩 $]xH"Z%"
从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 2O@ON/
轴的扭切应力是脉动循环应力 *3E3,c8{A
取折合系数a=0.6代入上式可得 jA;b2A]G
8+dsTX`|S
8、计算危险截面处轴的直径 n0gjcDHQ
轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 `GBJa k
由表13-3查得许用弯曲应力 , a%BC{XX
所以 w'A *EWO
考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 |f$ws R`&
故d=1.04*25.4=26.42mm =,q/FY:
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 pfIK9>i
所以此轴选d=40mm,安全 ks("(
nU
六、轴承的选择 )m3emMO2
由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 eY`9J4o '
径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N BeQ'\#q,
工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) ~Q
Q1ZP3
因为大修期三年,可更换一次轴承 Rf8ZH
所以取三年 D</?|;J#/
由公式 R!7--]Wcg
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) !KJ X$?
(深沟球轴承系列) G~.VW48{n
o6|-
:u5_/
由附表选6207型轴承 l l*g *zt3
七、键的选择 [h-NX
选普通平键A型 jg'"?KSU~
由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 Qi dI
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm qGR1$\]
由公式 E&z^E2
所以 zVtTv-DU
选变通平键,铸铁键 k~:(.)Nr
v(JjvN21
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 B*3_m
_a
八、减速器附件的选择 ws,?ImA
1、通气器: !BrZTo
由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 1I'}Uh*
2、油面指示器: g'T L`=O
选用油标尺,规格M16 35AH|U7b
3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 h(}#s1Fzq
4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 *P7n YjG
5、窥视孔及视孔盖 n} !')r
选用板结构的视孔盖 Y>FLc* h
九、润滑与密封: ?P9VdS1-
1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: ^/Yk*Ny
MFO%F) 5
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。 G@~e:v)
2、滚动轴承的润滑 _C1u}1hW#
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。 fM:bXR2Y'
3、润滑油的选择 rVsCJuxI
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 [:e>FXV
L-AN15润滑油 Ekrpg^3qp"
4、密封方式选取: ]v@ng8
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。 XAF]B,h=
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 y|*4XF<b
设计小结: X2| Z!
二、课程设计总结 *kF/yN
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。 #=Xa(<t
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。 iH]0
YT.E
wod{C !
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。 { i3x\|
I 6<LKI/
特别感谢—程莉老师。 #3?"#),q
>tL"8@z9
参考资料目录 s:,fXg25J
[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; =yqg,w&Q
[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; kaR55
[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; Cx(HsJ!,
[3]《设计手册软件》,网络上下载; E6G;fPd= E
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn j9RpYz
F3Vvqt*2
6~s{HI!
>B;S;_5=
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Nw=60.0241r/min SFsT^f<
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n1=320r/min Y3I+TI>x
n2=60.0241r/min -T-h~5
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>?A3;O]
qu/59D
P0=4Kw dmD':1
R|AGN*.
P1=3.8Kw e[8p /hId
F/w!4,'<?5
P2=3.6491Kw G%K<YyAP
nPUq+cXy]C
Jk7[}Jc$
T0=39.7917Nm
Eyu?T
T1=113.4063Nm 1)M>vdrP
T2=589.5878Nm eESJk14
P
A9
]L
a4! AvG
n2H2G_-L[
{N$G|bm]u<
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KA=1.1 PF-
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Pc=4.4Kw c;bp[Y3R
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