目 录 @c{=:kg5
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 .
zvF!!z
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 %O;"Z`I
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 B2%)G$B
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 0O?B!Jr]RM
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 )'xTDi
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 _r5Q%8J
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 WS@b3zzN
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 i)P.Omr
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 ;Br8\2=$
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 FGBPhH% (8
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 u#?K/sU
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ;g: TsYwM
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 Z$Ynar
"[(_C&Ot4
Eu\&}n`i
1.拟定传动方案 @0?Mwy!
为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和传动方案,可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 x&tad+T
v=1.1m/s;D=350mm; %up]"L&i
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) pzezN
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机,因此传动装置总传动比约为17或25。 Q2PY(
#
2.选择电动机 m,$oV?y>j
1)电动机类型和结构形式 zWgNDYT~
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。 ~" B0P>7
2)电动机容量 Ot(U_rJCi
(1)卷筒轴的输出功率Pw C',D"
F=2800r/min; \&]'GsfF
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 n[CESo%[
(2)电动机输出功率Pd DIH.c7o
Pd=Pw/t Gk*Mx6|N
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 D|,d_W
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: ($'rV!}
弹性联轴器 1个 9M:wUYHT
t4=0.99; eP|:b &
滚动轴承 2对 b4!(~"b.
t2=0.99; f
GE+DjeA
圆柱齿轮闭式 1对 MFaK=1
t3=0.97; .t4IR
=Z
V带开式传动 1幅 JSt%L|}Y
t1=0.95; #tKc!]m
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 bqN({p&
t5=0.98; 2J^6(vk
则 41mg:xW(J
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 $[}31=0
故 {7[^L1
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 #QQ\xj
(3)电动机额定功率Ped sAfSI<L_
由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 MQ5#6vJ
3)电动机的转速 uI@:\Rss
为了便于选择电动事,先推算电动机转速的可选范围。由表2-1查得V带传动常用传动比范围2~4,单级圆柱齿轮传动比范围3~6, m'XzZmI
可选电动机的最小转速 C[gCwDwl
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min !]&a/$U
可选电动机的最大转速 +|).dm
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min Xz4!#,z/
同步转速为960r/min 4Z"DF)+}
选定电动机型号为Y132M1-6。 j?29_Az
4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 Aga2 I#1r
由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 WmP"u7I4
外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 LpeQx\
^IOf%
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm NZ/gp"D?
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28
1Wtr_A
]8*g%
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 $`.7XD}
3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 oh-Y
1)传动装置总传动比 Cy4@\X%W
nm=960r/min; f}0(qN/G
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 2B3H-`
2)分配各级传动比 ;RB]awE
取V带传动比为 {*ATY+
i1=3; SN(:\|f
2
则单级圆柱齿轮减速器比为
ZK1d3
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 EA|*|o4)
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 Q}d6+ C
4.计算传动装置的运动和动力参数 OGh9^,v
1)各轴转速 L&MR%5
电动机轴为0轴,减速器高速轴为Ⅰ轴,低速轴为Ⅱ轴,各轴转速为 RmY5/IYR|:
n0=nm; ^](sCE7
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min [U]U *x
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min _(5SiK R
/ @X!
2)各轴输入功率 .C$S
DhJ~
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 w&hgJ
P0=Ped=4kw VUxuX5B3M
轴I 的功率 0#<q]M?hW
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw *%7 [{Loz
轴II功率 ^Wo/vm*]
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw 9cp-Rw<tI
3)各轴转矩 !qS~YA
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm KPSFy<
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm UBzX%:A
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm J:Ea|tXK^
二、设计带轮 0f&B;?)!
1、计算功率 D+P(
P=Ped=4Kw E^rKS&P
一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 %i{Z@
查课本表8-10,得KA=1.1; P}29wr IZ
计算功率 )=;GQ*<8Zs
Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw ztTj2M"
2选择普通V带型号 ?1*Ka
n0 =960r/min d00#;R
根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 E;/WP!/.
d1=80~100 h:-ZXIv?
3、确定带轮基准直径 3_|<CE6
表8-11及推荐标准值 "XfCLc1 T
小轮直径 NY
756B*
d1=100mm; px8988X
大轮直径 )'+" y~
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm gI "ZhYI
取标准件 bc=,$
d2=355mm; WHeyE3}p
4、验算带速 h/ 5|3
验算带速 v_mk{
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s p4GhT~)l:
在5~25m/s范围内 cWjb149@)
从动轮转速 7rQwn2XD{
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s =!)Ye:\Q
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s u^|c_5J(
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 CX?q%o2b
=-0.0141 YbtsJ
<w
5、V带基准长度和中心距 :dq.@:+<R
初定中心距 9uR+
中心距的范围 V[ju7\>$Z
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm g%Bh-O9\
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm Wip@MGtJ
a0=350mm; ?lq
初算带长 B|pO2de
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 #(swVo:+E
Lc = 1461.2mm %jk7JDvl
选定基准长度 x1H1[0w,i
表8-7,表8-8查得 'yxN1JF
Ld=1600mm; H3-(.l[!b)
定中心距 B-^r0/y;
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm _D~l2M
a=420mm; <G|i!Pm
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm pHQrjEF*
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm TOapq9B]
6、验算小带轮包角 5. ibH
验算包角 -Zq\x'
=180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a J,4,#2M8
145.2107 >120度 故合格 =mR~\R(
I
7、求V带根数Z 3LGX ^J<f
由式(13-15)得 fF6bEJl3
查得 n1=960r/min , d1=120mm SU,G0.
查表13-3 P0=0.95
P.bxq50
由式13-9得传动比 YP
E1s
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 fi%)520
查表(13-4)得 >~@O\n-t
S[ch/
由包角145.21度 (#kKL??W
查表13-5得Ka=0.92 SR%k|YT
KL=0.99 V>Dqw!
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 6/Iq@BZ&
8、作用在带上的压力F i;Dj16h
查表13-1得q=0.10 <fHJ9(5$V
故由13-17得单根V带初拉力
I~T
zh{,.c
三、轴 %xt;&HE
初做轴直径: :HW| mqKd
轴I和轴II选用45#钢 c=110 ES-V'[+jDy
d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm "@z X{^:
取d1=28mm >$$z 6A[
d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm /< k&[
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 y1{TVpN
取YL10YLd10联轴器 P ~ :
N
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 6ChFsteGFr
取d2=45mm U$yy7}g
四、齿轮 8Y4mTW
1、齿轮强度 R
+
~b@
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 M"Dv-#f
采用软齿面,小齿轮40MnB调质,齿面硬度为260HBS,大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 LBxmozT
因 , ?(Se$iTZ
SH1=1.1, SH2=1.1 .n n&K}h
, \sMe2OL#z
, apOXcZ
因: , ,SF=1.3 D@2L<!\
所以 X [<%T}s#
+0}z3T1L
3Ccy %;
2、按齿面接触强度设计 3v@h&7<E
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 4#CHX^De
小齿轮上的转矩 lZAXDxhnT
按 计算中心距 Rh}}8 sv
u=i=5.333 5?MaKNm }
mm ]_BH"ng}
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ZDG~tCh=@
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 Ul_5"3ze
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm (xfh 9=.
齿宽b= Zg$S% 1(Q
b1=70mm,b2=60mm V/3@iOwD
3、验算弯曲强度 @XJ#oxM^
齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 q<j9l'dHG
按式(11-8)轮齿弯曲强度 He,,bq
F\, vIS
zuu<;^/R
4、齿轮圆周速度 -Bl]RpHCe
I8a3: )
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 ,Nt^$2DZW
|kH.o=
SJ91(K
'W,*mfB
B0U(B\~Y
?&'Kw>s@
e|?eY)_
^U5Qb"hz
五、轴校核: 9: .m]QN
? cXW\A(
/ej[oR
j+fib} 8}
W]oa7VAq
^2H;
|h}4J
Nc&J%a
r;xy/*%Mtj
9dw*
++
X;H\u6-|>6
DF_wMv:>^
~4pP(
JP
n$N$OFuO
41R6V>e@9J
WW.@S5
_P=+\[|y
d#TA20`
圆周力Ft=2T/d1 n\)1Bz
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 x!fG%o~h
d=mz=2.5*101=252.5mm CIz0Gjtx6m
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N u7^(?"x
Fr=5852.5*tan20=2031.9N ~|9VVeE
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 9Vqy<7i1
由Fr2*L-Fr*L/2=0 qEuO@oE
得Fr2=Fr/2=1015.9N #bBh. ^
;@T0wd_i|
2、求水平平面的支承力 0
zK{)HZ
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N rrr_{d/
SkMFJ?J/
[al$sCD]+
3、画垂直面弯矩图 {aN pk,n
L=40/2+40/2+90+10=140mm /2zan}
Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm Cdib{y<ji
0Dna+V/jI
$,2T~1tE
4、画水平面弯矩图 5?F5xiW
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm t"Ci1"U
SOq:!Qt
$%q=tn'EX
%0} ^M1
5、求合成弯矩图 );%H;X+x
hO&b\#@~
c\2rKqFD8
PBnH#zm
6、求轴传递转矩 DrKB;6
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm Jn^b}bk t
QOo'Iv+EL
Vn4wk>b}$2
&:g:7l]g
^t5My[R
\?>M?6D
7jIBE
^L5-2;s<U'
n'v\2(&uYN
UL-_z++G
VO8rd>b4
<BED&j!qvP
o^vX\a?`u
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Inv`C,$7Q#
]vlBYAW'
Cl`i|cF\
!CWe1Dm
q50F!yHC-
<kdlXS>J.
<-!1`@l>
7、求危险截面的当量弯矩 3y6\0|{1
从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 bO2?DszT5
轴的扭切应力是脉动循环应力 vUJ;D
取折合系数a=0.6代入上式可得 -p&u=
8^>c_%e}
8、计算危险截面处轴的直径 ]~I+d/k
d
轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 ve
ysW(z
由表13-3查得许用弯曲应力 , bu|.Jw"
所以 +ODua@ULFB
考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 nf/?7~3?[
故d=1.04*25.4=26.42mm ^~;ia7V&2
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 QM F
所以此轴选d=40mm,安全 GYx0U8MJ[e
六、轴承的选择 +T$Olz
由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 ]alc%(=
径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N b$7]cE
工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) gHLI>ew*QR
因为大修期三年,可更换一次轴承 <ToBVGX
所以取三年 Zk%@GOu\
由公式 Z5>~l
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) 4u6 FvN
(深沟球轴承系列) &.,K@OFE}
w'2FYe{wj
由附表选6207型轴承 P>C'?'Q7
七、键的选择 g0tnt)]
选普通平键A型 $]We |
由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 l~rj7f;
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 25)9R^
由公式 p H y
所以 K:a8}w>Up
选变通平键,铸铁键 q++r\d^{
WFOJg&
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 Hw]E#S
八、减速器附件的选择 AU$~Ap*rsa
1、通气器: TlS? S+
由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 tk%f_"}
2、油面指示器: P C_!
选用油标尺,规格M16 F3}MM
dX
3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 B`B=bn+4
4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 z%YNZ^d
5、窥视孔及视孔盖 [Cl0Kw.LD
选用板结构的视孔盖 etr-\Cp
九、润滑与密封: ,Z@#( =f
1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为:
@'R)$:I%L
.>B'oD
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。 a{]=BY oL
2、滚动轴承的润滑 \)6glAtN
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。 8}B
3、润滑油的选择 gF{ehU%
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 N'v3
|g
L-AN15润滑油 U>E:
Ub0r
4、密封方式选取: 1ML L
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。 =X4Fn^w"4O
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 Y@+Rb
设计小结: xnY?<?J"!
二、课程设计总结 86r"hy~
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。 AHb_B gOU*
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。 G]'ah1W
_Je4&KU
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。 JI"/,fK^
f$o^Xu
特别感谢—程莉老师。 P8d
j<t3bM-G
参考资料目录 TEC^|U`G
[1]《机械设计基础》,机械工业出版社,任成高主编,2006年2月第一版; U**8^:*y#:
[2]《简明机械零件设计实用手册》,机械工业出版社,胡家秀主编,2006年1月第一版; F^yW3|Sb
[3]《机械设计-课程设计图册》,高等教育出版社,龚桂义主编,1989年5月第三版; Y !<m8\
[3]《设计手册软件》,网络上下载; KZppQ0
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn DK IH{:L7
Cr5ND\
XN df
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Nw=60.0241r/min ]Y\$U<YjO
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P0=4Kw thPAD+u.3
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P2=3.6491Kw yc0
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T0=39.7917Nm fTmJDUv+
T1=113.4063Nm py$Gy-I~[
T2=589.5878Nm e\z,^
,5 ,r.
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d1=100mm
,-])[u
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输送带拉力 F=2800 N l]~mB~
输送带速度 V=1.1 m/s -)9aY.
滚筒直径 D=350 mm ,w%hD*
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