目 录 St/<\Y,wr
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 Ij;=
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 lOp/kGmn+
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 2}`Q9?
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 N_S>%Z+
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 Kp,}7%hDw!
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 1o)Vzv
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 |rJ_
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 dbU
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 e
iS~*@
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 xR+=F1y
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 "o#N6Qu71
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 'G z>X :
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 il^SGH
H -('!^
d5<@WI:wz
1.拟定传动方案 "aNl2 T
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 K@xp!
v=1.1m/s;D=350mm; 8>q:Q<BB2
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 6S?a57;&W
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。 'Rk~bAX
2.选择电动机 $$YLAgO4
1)电动机类型和结构形式 %8iA0t+
按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 -,jJ{Y~
2)电动机容量 y@g{:/cmO
(1)卷筒轴的输出功率Pw rXo2MX@u
F=2800r/min; X'N4a
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 !v\m%t|.
(2)电动机输出功率Pd wqo2iRql
Pd=Pw/t N>i1TM2
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 Cnf;5/
式中,t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4查得: bu"Jb4_a>
弹性联轴器 1个 2 cfzLW(
t4=0.99; }i_[wq{E&
滚动轴承 2对 SxXh
N
t2=0.99; ixN>KwH
圆柱齿轮闭式 1对 %Fb"&F^7
t3=0.97; Avw"[~Xd
V带开式传动 1幅 u&l2s&i
t1=0.95; vj0`[X
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 /:dVW"A|
t5=0.98; *|AnL}GJ
则 8 g'9( )&
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 IBl}.o&]B#
故 @Zd+XWFw
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 [ANit0-~
(3)电动机额定功率Ped Z91gAy^z<
由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 RLY Ae
3)电动机的转速 wbI(o4rXE
为了便于选择电动事,先推算电动机转速的可选范围。由表2-1查得V带传动常用传动比范围2~4,单级圆柱齿轮传动比范围3~6, Y%qhgzz?/
可选电动机的最小转速 r5[om$|*
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min `h5HA-ud
可选电动机的最大转速 H^"BK-`hs
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min i2b\`
805
同步转速为960r/min GSV,
选定电动机型号为Y132M1-6。 mh44
4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 heZ)+}U~
由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 "n
'*_rh>+
外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 XRs/gUT
Jf`;F :
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm !_<. 6ja
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 9In&vF7$
*Q=-7am
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 ;~z>GJox
3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 `6j?2plZ
1)传动装置总传动比 FVG|5'V^
nm=960r/min; ]Vjn7P`~N
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 _ %&"4bm.
2)分配各级传动比 ni@D7:h
取V带传动比为 =Cs$0aA
i1=3; DS>s_3V
则单级圆柱齿轮减速器比为 y=9a2[3Dz
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 cv:nlq)
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 }3:TPW5S
4.计算传动装置的运动和动力参数 y5a^xRDw
1)各轴转速 /Re1QS
电动机轴为0轴,减速器高速轴为Ⅰ轴,低速轴为Ⅱ轴,各轴转速为 &\sg~
n0=nm; $$ _ uQf
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ThWZ>hyJ
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min i )3Y\u
9 K$F.{cx
2)各轴输入功率 PyYKeo=
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 %n}fkj'
P0=Ped=4kw z('93vsO
轴I 的功率 &%u,b~cL?
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw c}Z,xop<P{
轴II功率 +6<MK;
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw 3Un/-4uL
3)各轴转矩 JPQ02&e
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm N_pJE?
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm w0/W=!_
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm Qk-y0
二、设计带轮 Zz?+,-$_*&
1、计算功率 m_rR e\
P=Ped=4Kw ' 1P_*
一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 QH\*l~;B\
查课本表8-10,得KA=1.1; (!X:[Ah*$
计算功率 |w~zh6~
Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw 5@[%P=
2选择普通V带型号 fil6w</L
n0 =960r/min Arp4$h
根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 t1C{
d1=80~100 8QC:ro
3、确定带轮基准直径 W]Ph:O^5c
表8-11及推荐标准值 AU'{aC+p
小轮直径 L6 _Sc-sU
d1=100mm; T82=R@7
大轮直径 dJ24J+9}]j
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm _IlL'c5
取标准件 gP1$#KgU
d2=355mm; u]dpA
4、验算带速 gX(QRQ
验算带速 MeplM$9
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s (/*-M]>
在5~25m/s范围内 ;4qalxzu
从动轮转速 N,[M8n,
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s IwH
,g^0\
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s IL%&*B
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ~o #
NOfYi
=-0.0141 R:ar85F
5、V带基准长度和中心距 #='#`5_5
初定中心距 b/5~VY*T
中心距的范围 x~{m%)I
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm ,RT\&Ze5
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm T@vVff
a0=350mm; YYM
初算带长 A1'IK.
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 [6|8Gx:
Lc = 1461.2mm y4?>5{`W
选定基准长度 O/-OW: 03
表8-7,表8-8查得 ,~4(td+R7
Ld=1600mm; Ppp&3h[dW)
定中心距 \Fj4Gy?MW
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm F
H%yyT
a=420mm; A|a\pL` @
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm Tf[]vqa`G
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm s~63JDy"E
6、验算小带轮包角 n&V(c&C
验算包角 1Gqtd^*;
=180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a QB@*/Le
145.2107 >120度 故合格 \Fe5<G'v
7、求V带根数Z B " B
由式(13-15)得 1bDc ct
查得 n1=960r/min , d1=120mm {MEU|9@
Y
查表13-3 P0=0.95 <_Lo3WGwc
由式13-9得传动比 :-
5Mn3*
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 Wex4>J<`/
查表(13-4)得 x
p$0J<2
"yz@LV1
由包角145.21度 r-0
7!A
查表13-5得Ka=0.92 4{Ak|
KL=0.99 %FRkvqV*
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 AP~!YwLW
8、作用在带上的压力F Pb`sn5;
查表13-1得q=0.10 "bO]
故由13-17得单根V带初拉力 e,4G:V'NX
gI%n(eY
三、轴 D"WkD j"M
初做轴直径: Bl1I "B
轴I和轴II选用45#钢 c=110 %B?5l^W@
d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm qqAsh]Z
取d1=28mm J+4uUf/d!
d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm lGz0K5P{
由于d2与联轴器联接,且联轴器为标准件,由轴II扭矩,查162页表 @Uu\x~3y
取YL10YLd10联轴器 E:tUbWVp
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 N1-LM9S
取d2=45mm j)0R*_-B[
四、齿轮 ?t"PawBWE
1、齿轮强度 bpILiC
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 7/yd@#$X
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。 ;|%r!!#-t
因 , Qp54(`
SH1=1.1, SH2=1.1 sg y
, JQCwI`%i
, g\Zk*5(
因: , ,SF=1.3 =1(BKk>
所以 kr/h^e
e{O5y8,
q8lK6p\:W
2、按齿面接触强度设计 z~_\onC
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 [4t KJ+v
小齿轮上的转矩 +!Ltn
按 计算中心距 +u2Co_FJ&
u=i=5.333 LKZI@i)
mm &|4Uo5qS=Z
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 t<7WM'2<y
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 d7P @_jO6
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm "10VN*)J}
齿宽b= 00p 7sZU^
b1=70mm,b2=60mm CvJm7c
3、验算弯曲强度 a8 1%M
齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 8GP}g?%
按式(11-8)轮齿弯曲强度 SMFW]I2T/
1sJN^BvuG
85
hYYB0v
4、齿轮圆周速度 75HL
m0"\3@kB
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 {;E/l(HNI
-(.7/G'Vk>
6~S0t1/t?
d/&|%Z
r
B,>Fh X>h
<&2,G5XA
pYG,5+g
D2p6&HNT
五、轴校核: .7FI%
dWy1=UQfP
{1%ZyY
uH[0kh
^j %UZ
Yn>zR I
AF$ o>f
j%;)CV
G"
gxM8IQ
to 6Q90(
+df?N
A.O~'')X
~P_kr'o
~PnpYd<2
@U{M"1zZe
oNZW#<K
1,QZnF!.x
'.yWL
圆周力Ft=2T/d1 MF}Lv1/[-J
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Xb*_LZAU
d=mz=2.5*101=252.5mm ,d>~='
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 2H[aY%1T
Fr=5852.5*tan20=2031.9N Z!reX6
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 >` QX
xTn
由Fr2*L-Fr*L/2=0 !d.>r
7w
得Fr2=Fr/2=1015.9N ]4mj 1g&C
G3+a+=e
2、求水平平面的支承力 ;|QR-m2/
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N QV$dKjMS
q&Wwtqc9
RCYbRR4y
3、画垂直面弯矩图 B:4qW[U#
L=40/2+40/2+90+10=140mm 0t?<6-3`/
Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm lhl0
:s '"u]
N>%KV8>{L
4、画水平面弯矩图 sDm},=X}
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm XhAcC
$L8s/1up
8'"/gC{
sFCs_u1tNN
5、求合成弯矩图 I%>]!X
h)
PB
KH>sCEt
f^sb0nU
6、求轴传递转矩 ' 5 qL
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm P8 ,jA<W
%GCd?cFF
>ha Ixs`9
1vK(^u[
<VR&=YJ
h;UdwmT
x ETVtq
^%$W S,
2mU-LQ1WN
=tRe3o0(
il cy/
A;j$rGx
#u5;utY:F
Doc'7P
YZ:'8<
2a(yR>#
VE"0VB.
DD6`k*RIk.
bc=u1=~w
.y_bV=
YSz$` 7i
7、求危险截面的当量弯矩 xiOrk
从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 |XA aKZA
轴的扭切应力是脉动循环应力 ID).*@(I"
取折合系数a=0.6代入上式可得 zV(tvt
&T/q0bwd
8、计算危险截面处轴的直径 iLd"tn'
轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 <_{4-Q>S3#
由表13-3查得许用弯曲应力 , JvWs/AG1
所以 *ez~~ Y
考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。
9q)nNX<$)
故d=1.04*25.4=26.42mm p9 ,\ {Is
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 9k+&fyy
所以此轴选d=40mm,安全 J (&M<<%
六、轴承的选择 ny_ kr`$42
由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 OG?j6qhpl
径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N a2=uM}Hsp
工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) {L-aXe{
因为大修期三年,可更换一次轴承 v6DxxE2n
所以取三年 pT;-1c%:
由公式 k1Mxsd
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) GKsL~;8"
(深沟球轴承系列) B/9<b{6
JXRf4QmG
由附表选6207型轴承 5)n:<U*
七、键的选择 >[%.h(h/%
选普通平键A型 6[3Ioh
由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 Rr;LV<q+
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm qfP"UAc{/
由公式 d,J<SG&L&
所以 $7gB&T.x
选变通平键,铸铁键 SL\y\GaV
hzuMTKH9
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 6(q`Oj
八、减速器附件的选择 Aiks>Cyi23
1、通气器: 400Tw`AiJ
由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 o )nT
2、油面指示器: oA3W
{
选用油标尺,规格M16 .1z$ A
3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 9>[.=
4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 o S:vTr+$
5、窥视孔及视孔盖 (|a$N.e&K
选用板结构的视孔盖 o~.o^0Y
九、润滑与密封: 0q>NE<L
1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: .t^UK#@#4
v1X&p\[d
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。 zmL~]!~&
2、滚动轴承的润滑 DvRA2(M
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。 S `m-5
3、润滑油的选择 y5AXL5
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 il>x!)?o
L-AN15润滑油 !AD0-fZ
4、密封方式选取: Ky'3z"
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。 |<$<L`xoe
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 X4P}aC
设计小结: ;( Ajf.i
二、课程设计总结 A"bSNHCKF
设计中运用了Matlab科学工程计算软件,用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结,在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计,翻阅了学过的各种关于力学,制图,公差方面的书籍,综合运用了这些知识,感觉提高许多,当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用,深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便,各种设计,计算,制图全套完成。 =N@)CB7a
由于没有经验,第一次做整个设计工作,在设计过程中出现了一些错误比如线形,制图规格,零件设计中的微小计算错误等都没有更正,设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层,线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线,在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ,对于各种线宽度,没有实际的概念。再比如标注较混乱,还是因为第一次做整个设计工作,没有经验,不熟悉。 UP~WP@0F
7k`*u) Q
这次设计的目的是掌握机械设计规律,综合运用学过的知识,通过设计计算,绘图以及运用技术标准,规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到,有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力,全面的应用在实际中,还有待于提高水平。 -M>K4*%K
CNpe8M=/3
特别感谢—程莉老师。 K5)yM @cq
GOZQ5m
-
参考资料目录
ENYF0wW
[1]《机械设计基础》,机械工业出版社,任成高主编,2006年2月第一版; %g]$Vfpy
[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; "3Xv%U9@
[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; S-M)MCL
[3]《设计手册软件》,网络上下载; x8pbO[_|
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn 1|l)gfcP
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T0=39.7917Nm w5`#q&?
T1=113.4063Nm iv*V#J>
T2=589.5878Nm .20V
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