目 录 <zd_-Ysn
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 ~)J]`el,Q
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 J-iFAKN
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 U|tUX)9O
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 3JhT
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 3PRg/vD3
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 KmF"Ccc
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 >i&"{GZ
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Std?p{
i
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 cD^`dn%$
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 =[A5qwyv
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 }~B @Z\`O
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 jhRg47A
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 M1nH!A~o
V2Iqk]V%y
~!V5Ug_2
1.拟定传动方案 0)<\jo1 F
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 d,%e?8x5
v=1.1m/s;D=350mm; ^a>3U l{
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) Myj5qh
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。 j ?c"BF.
2.选择电动机 qKt*<KGeY
1)电动机类型和结构形式 L@mNfLK
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。 oe (})M
2)电动机容量 +\Hh|Uz5
(1)卷筒轴的输出功率Pw 7hV9nuW
F=2800r/min; tO?NbW cp
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 1gK<dg
(2)电动机输出功率Pd ]81t~t9LQ
Pd=Pw/t ;)nkY6-
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 ^|^yw gK
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: c:*[HO\
弹性联轴器 1个 T[?wbYfW
t4=0.99; 2wCSjAWWh(
滚动轴承 2对 2SjH7
'
t2=0.99; ?"hrCEHV{9
圆柱齿轮闭式 1对 ;+-@AYl
t3=0.97; EO.Se9ux
V带开式传动 1幅 g4eEkG`XTS
t1=0.95; T<o^f
n,H
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 i`nmA-Zj[
t5=0.98; E=*82Y=B
则 -RLY.@'d-M
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 V
yOuw9
故 w}20l F
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 `j#zwgUs
(3)电动机额定功率Ped sn!E$ls3O
由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 RJp Rsr
3)电动机的转速 kA .U2
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, hSN{jl{L`
可选电动机的最小转速 {/)q=
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min Yg<L pjq5X
可选电动机的最大转速 }]<Ghns
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min i]cD{hv
同步转速为960r/min _ww>u""B~
选定电动机型号为Y132M1-6。 ~vb yX
4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 qsT@aSIo9
由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 S^8C\ E
外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 u# TNW.
AT:L&~O.
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm gR\z#Sg
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 $q|-9B
2iWSk6%R
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 h&|S*
3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 !&eKq?P{j
1)传动装置总传动比 `iQ])C^d
nm=960r/min; _Xqa_6+/
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 CyV2=o!F w
2)分配各级传动比 69"4/n7B?
取V带传动比为 L*8U.{NY
i1=3; i^SPNs=
则单级圆柱齿轮减速器比为 o*t4zF&n
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 @zCp/fo3
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。 $eq*@5B
4.计算传动装置的运动和动力参数 /ucS*m:<x
1)各轴转速 nb~592u
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 5r` x\
n0=nm; @ *<`*W
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min +^ cjdH*
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min A"}Ib'
}> ]`#s
2)各轴输入功率 FX
%(<M
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 =j"bLX6;
P0=Ped=4kw FokSg[)5
轴I 的功率 hh[@q*C
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw Be~'@
轴II功率 'lMDlTU O
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw Y6[O
s1
3)各轴转矩 AX] cM)w
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 2PC:F9dh\
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm xE5VXYU
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm M{jJ>S{g
二、设计带轮 pSl4^$2XR
1、计算功率 ;L@p|]fu
P=Ped=4Kw v&)G~cz
一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 pt%*Y.)az
查课本表8-10,得KA=1.1; m7|S'{+!
计算功率 `uof\D<']
Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw
<dKHZ4
2选择普通V带型号 7NMy1'-q
n0 =960r/min 4[
*G
根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 ;w<r/dK
d1=80~100 FmhT^
3、确定带轮基准直径 @x@wo9<Fc
表8-11及推荐标准值 =X;h _GQ
小轮直径 n#S?fsQN
d1=100mm; %w;wQ_
大轮直径 +[`
)t/
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm _&RGhA
取标准件 Od+nBJ
d2=355mm; pHzl/b8
4、验算带速 wD92Ava
验算带速 _/NPXDL
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 13p.dp`
在5~25m/s范围内 0O?\0k;o
从动轮转速 "9#hk3*GqX
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s }p>l,HD
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s "9IR|
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 2i$_ ,[fi
=-0.0141 >-j([%
5、V带基准长度和中心距 fC+tu>=
初定中心距 cp&1yB
中心距的范围 b( ~#CHg
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm ~cf)wrP
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm JYnyo$m/
a0=350mm; (\%J0kR3[
初算带长 D^S"6v"z
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 0E7h+]bh|
Lc = 1461.2mm eB9F35[
选定基准长度 i(YR-vYK
表8-7,表8-8查得 \rY\wa
Ld=1600mm; i(4.7{*
定中心距 XCT3:db
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm r_MP[]f|0
a=420mm; N}Or+:"O:q
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm XEUS)X)
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm rAk;8)O$
6、验算小带轮包角 TVVu_ib
验算包角 ,xutI
=180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ir5eR}H
145.2107 >120度 故合格 =N2@H5+7
7、求V带根数Z s$~H{za
由式(13-15)得 {KSy I#
查得 n1=960r/min , d1=120mm ]}pAZd
查表13-3 P0=0.95 (!a\23
由式13-9得传动比 :4)lmIu
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 A:\_ \B%<
查表(13-4)得 [$M l;K
@h\i<sh!^
由包角145.21度 }tJMnq/m($
查表13-5得Ka=0.92 x[R?hS,0t
KL=0.99 p
~)\!
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 <9x|)2P
8、作用在带上的压力F X7SSTcA
查表13-1得q=0.10 *-'`Ea
故由13-17得单根V带初拉力 ;L,yJ~
t&-c?&FO\;
三、轴 xR;z!Tg)
初做轴直径: ~Fo`Pr_
轴I和轴II选用45#钢 c=110 '.e5Ku
d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm ^y~oXS(
取d1=28mm &-x/c\jz
d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm n65fT+;
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 &<) _7?
取YL10YLd10联轴器 jRp @-S#V
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 "WqM<kLa
取d2=45mm NJKk\RM@7
四、齿轮 hysxHOL
1、齿轮强度 |[!0ry*N%
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 Xm6M s<z6
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。 }'\M}YM
因 , .yb8<q s
SH1=1.1, SH2=1.1 vIFx'S~D
, +EZr@
, F|&mxsL
因: , ,SF=1.3 FYK}AR<=
所以 XV!UeBq
!zxq9IhWR
/Wy9".
2、按齿面接触强度设计 ]xhH:kW4
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 obw:@i#
小齿轮上的转矩 V.[b${
按 计算中心距 DE?@8k
u=i=5.333 QYWl`Yqf
mm [{J1b
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 T{T> S%17~
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 ND5E`Va5R
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ,aa
%{
齿宽b= *oIKddZh
b1=70mm,b2=60mm #elaz8 5
3、验算弯曲强度 s3M#ua#mX
齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 :Czvwp{z
按式(11-8)轮齿弯曲强度 b;I!CyD
SHCVjI6
S*rc XG6Q^
4、齿轮圆周速度 !v 3wl0
H{;8i7%
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 q5w)i
<7X+-%yb;
wSs78c=
,I[A~
;}k_2mr~
n]btazM{
}Z\+Qc<<
"(?[$R
五、轴校核: +'I8COoiv%
SiJX5ydz
_d<\@Tkw
Q&9& )8-
;"GI~p2~7
NPR{g!tK%
*-9b!>5eD
:Ee5:S
z9KsSlS ^
0 .p $q
iAWoKW
FkT% -I
-OP5v8c
f
+<I1@C
Py,@or7n
G,i%:my7
,K[B/tD{j
^SRa!8z$W
圆周力Ft=2T/d1 z'X_s.9F
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ? 5
V-D8k
d=mz=2.5*101=252.5mm l@YpgyqaL
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ]t3
NA*mM
Fr=5852.5*tan20=2031.9N Sq==)$G
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 g@"6QAP
由Fr2*L-Fr*L/2=0 VVje|T^{Z
得Fr2=Fr/2=1015.9N P6 G/J-
z*>CP
2、求水平平面的支承力 ^q$vyY
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N
ss3fq}
7+u%]D!
Y<.F/iaH
3、画垂直面弯矩图 c#;LH5KI
L=40/2+40/2+90+10=140mm BmUzsfD
Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm M !OI :v
\>/:@4oK
Sb[rSczS~
4、画水平面弯矩图 7\U1K^q
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm (A&@
<
x{*!"a>
z(orA} [
JnY3]
5、求合成弯矩图 JT^E`<nn
)x|BY>
7<^D7
Azz]TO
6、求轴传递转矩 25ZGuM
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm n8G#TQrAE
|H_)u
=3SL&
:8
0XYO2k
rrwsj`
c8"I]Qc7
j*:pW;)^
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UXk8nH
5!ReW39c;
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/l$noaskX
ycAQPz}=I
l*m|b""].u
49zp@a
&s <
=W|Q0|U
uATBt
.yP
3}Nl
7、求危险截面的当量弯矩 #EM'=Q%TO
从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 z0W+4meoH
轴的扭切应力是脉动循环应力 y14@9<~9
取折合系数a=0.6代入上式可得 %ej"ZeM
|}|;OG
8、计算危险截面处轴的直径 aBC[(}Pb]
轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 4QVd{
由表13-3查得许用弯曲应力 , 6e*b;{d
所以 LGMFv
考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 mDmWTq\
故d=1.04*25.4=26.42mm 7f$Lb,\y
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 1<p"z,c
所以此轴选d=40mm,安全 v:0i5h&M
六、轴承的选择 } R/
由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 r/T DU[`&
径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N VV4_
工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) |#B"j1D,H
因为大修期三年,可更换一次轴承 z} \9/`
所以取三年 }00e@a
由公式 ,i,=LGn
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) ^>p [b
(深沟球轴承系列) .0|J+D
o%5bg(
由附表选6207型轴承 /YbL{G
)j}
七、键的选择 E)E!
选普通平键A型 Wd}mC<rv1
由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 gZUy0`E
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm .-ABo]hf
由公式 $S}x'F!4_
所以 VfwD{+5
选变通平键,铸铁键 $g};u[y
y{]%,
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 XL3h ;$,
八、减速器附件的选择 K0g:Q*J-
1、通气器: I@ k8^
由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 jb2:O,+!
2、油面指示器: [s2V-'2
选用油标尺,规格M16 {ybuHC
3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 !q/lgpEi
4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 YeLOd
5、窥视孔及视孔盖 KIFx&A
选用板结构的视孔盖 [VW;L l
九、润滑与密封: TH!8G,(w
1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: g4X,*H
wVOL7vh
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。 0d ->$gb
2、滚动轴承的润滑 $hQg+nY.
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟,并设挡油盘,以防止轴承旁齿轮啮合时,所挤出的热油溅入轴承内部,增加轴承的阻力。 (<X dj^v
3、润滑油的选择 eLny-.i,7
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备选用 2&fwr>!$
L-AN15润滑油 tl5IwrF6;
4、密封方式选取: e;5Lv9?C8
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。 b2e a0
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 syf"{bBe
设计小结: 88$Y-g5*
二、课程设计总结 zYdtQjv
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。 I)6Sbt JV^
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。 WtfOE@h
N08n/u&cr,
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。 ;x^,t@ xge
b
H_pNx81
特别感谢—程莉老师。 f](uc(8Z
&R*5;/
!
参考资料目录 t1{}-JlA
[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; Te}yQ= +
[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; ~+egu89'TU
[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; Rl4zTAI
[3]《设计手册软件》,网络上下载; !<zzP LC
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn [?@wCY4=
)K>@$6H+2
&AcFa<U
sC_UalOC_
<]^;/2.B
Nw=60.0241r/min dm=F:\C
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