目 录 _e7-zg$/
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 [+Y{%U
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 _pH{yhA
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 Gc$gJnQio
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 g_Im;1$
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 -TV?E%r
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 S:61vD
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 hwqbi "o
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 BtY%r7^o
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 tW;:-
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 **>/}.%?K
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 \sA*V%n
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 mw^7oO#
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 {w
<+_++
`O6:t\d@
,pBh`av
1.拟定传动方案 mNYl@+:psj
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 7P7b8]
v=1.1m/s;D=350mm; [ REf>_R
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ;
"3+YTtp
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。 *xR
2)u
2.选择电动机 8Q)@
1)电动机类型和结构形式 `8\Ja$ =
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。 *Ul*%!?D
2)电动机容量 S|B$c E
(1)卷筒轴的输出功率Pw '!1$9o^$
F=2800r/min; B%\g kl
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 *V k ^f+5
(2)电动机输出功率Pd P;]F=m+*V
Pd=Pw/t W9zE{)Sc~
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 +1 eCvt:,
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: OJb*VtZz5R
弹性联轴器 1个 +{53a_q
t4=0.99; s0hBbL0DH
滚动轴承 2对 /( 6|{B
t2=0.99; -p-0;Hy
圆柱齿轮闭式 1对 Cz^Q5F`
t3=0.97; Zt E##p
V带开式传动 1幅 a1N!mQ^
t1=0.95; B8I4[@m>w\
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 W2wpcc
t5=0.98; _w ]4~V9
则 1f(DU4h
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 N6Z{BLZ
故 s4T}Bsr
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 RD<75]**{
(3)电动机额定功率Ped ;2giZ\
由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 P(omfD4
3)电动机的转速 |Wj;QO$C
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, %|XE#hw
可选电动机的最小转速 H]#Rg`~n
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 99 wc
可选电动机的最大转速 o!&WsD
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min v@EQ^C2.&
同步转速为960r/min gd6Dm4q(
选定电动机型号为Y132M1-6。 Ov9Q?8KzM
4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 @=uN\) 1
由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 s.jO<{
外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 D!TZI
7uI#L}y
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm rU#li0
>
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 PQj<[rY
CV.+P-
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 `Xo 4q3
3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 Bo\D.a(T
1)传动装置总传动比 CP`
XUpX`&
nm=960r/min; +3^NaY`Y
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 Q1tpCT
2)分配各级传动比 }C(5 -7
取V带传动比为 h
; kfh.
i1=3; b7h+?!H]R
则单级圆柱齿轮减速器比为 .`C
V^\
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 SQ#7PKH
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。 =ak7ldA=2
4.计算传动装置的运动和动力参数 N?23 m`3
1)各轴转速 7!2
HNg
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`OHTg
n0=nm; hG Apuy
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min RIhOR8)
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min &2.+Igo|G
# .q#OC
2)各轴输入功率 Bh` IXu
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 F=&;Y@t
P0=Ped=4kw ,86K
轴I 的功率 MTmO>V&O
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw `mB.pz[
轴II功率 *_)E6Y?9
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw y(8d?]4:_
3)各轴转矩 Zg $Tf
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm +{rJ[J/g
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm Fh`-(,e?5
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm Tb#
二、设计带轮 S;}qLjT
1、计算功率 v.`+I-\.z)
P=Ped=4Kw KU2$5[~j
一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 3Xdn62[&
查课本表8-10,得KA=1.1; F 1}
计算功率 o=9'
Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw QHQj/)J8
2选择普通V带型号 V.,bwPb{9
n0 =960r/min 97x%w]kV
根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 V} bM!5 H
d1=80~100 5\G)Q<A]*L
3、确定带轮基准直径 .3g&9WvN!Z
表8-11及推荐标准值 ?L`ZKRD
小轮直径 qeMv
Vf
d1=100mm; j)6G7T|
大轮直径 *g$agyOfh
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm @"8~Y|L93
取标准件 ylkqhs&
d2=355mm; /c^e&D
4、验算带速 :r39wFi
验算带速 K\X: G-C9
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s "/y|VTV"
在5~25m/s范围内 n2E4!L|q
从动轮转速 l"L+e! B~
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s j i##$xC
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 3M$X:$b
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 0Bu*g LY
=-0.0141 .93S>U< _
5、V带基准长度和中心距 bm6hZA|
初定中心距 6EP~F8Kd
中心距的范围 (j=DD6fC
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm .Qk{5=l6P
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm jZ/+~{<
a0=350mm; x@ 6\Ob
初算带长 %1Jd^[W
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 k.{G&]r{
Lc = 1461.2mm O*4gV }:G
选定基准长度 TMY{OI8 a
表8-7,表8-8查得 Gt5$6>A
Ld=1600mm; SW=aHM
定中心距 #4q1{)=
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Q;@X2JSp
a=420mm; ?.j,Bq5At
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm <O
bH f`Q
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Fd}<Uote3
6、验算小带轮包角 X?kPi&ru
验算包角 :o<N!*pT
=180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 1:YAn
145.2107 >120度 故合格 'ucGt
7、求V带根数Z 4)E|&)-fu8
由式(13-15)得 tgfM:kzw
查得 n1=960r/min , d1=120mm 1{7_ `[
查表13-3 P0=0.95 F_ _H(}d
由式13-9得传动比 jDJ.
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 @[0jFjK
查表(13-4)得 VlV)$z_
WRY~fM
由包角145.21度 gTuX *7w
查表13-5得Ka=0.92 6yp+h
KL=0.99 v2(U(Tt
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 u
IF$u
8、作用在带上的压力F ,NDxFy;d
查表13-1得q=0.10 LEA;dSf
故由13-17得单根V带初拉力 j]#wrm
`TAcZl=8
三、轴 Q{8qm<0g
初做轴直径: B'!PJj
轴I和轴II选用45#钢 c=110 OAY8,C=M
d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm 8 `o{b"l+
取d1=28mm z6Fun
d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm GU5W|bS
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 O<bDU0s{M
取YL10YLd10联轴器 Ys)+9yPPn
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 5UPPk$8`
取d2=45mm h1E
PaL
四、齿轮 *WD;C0?z
1、齿轮强度 sb`&bA;i
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 }]tFz}E\
采用软齿面,小齿轮40MnB调质,齿面硬度为260HBS,大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 N*HH,m&
因 , rXlx?GV
SH1=1.1, SH2=1.1 hzW{_Q.|?
, 9armirfV'P
, #i@ACAgn;6
因: , ,SF=1.3 yW[L,N7d
所以 KxGKA
)K8P+zn~
P4i3y{$V
2、按齿面接触强度设计 TLXhE(o|o
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 l&vm[3
小齿轮上的转矩 (/('nY
按 计算中心距 a4Ls^
u=i=5.333 `!] R!T@C
mm N\c&PS
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 q"P5,:W
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 E`Q;DlXv>
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm
,0BR-#
齿宽b= q^)=F_QvG
b1=70mm,b2=60mm q;1VF;<"vH
3、验算弯曲强度 ]>VJ--fH
齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 *@-q@5r}!
按式(11-8)轮齿弯曲强度 MFc=B`/X
vSyi}5D
.LeF|EQU\@
4、齿轮圆周速度 pO-s@"j]
oW
yN:Qh
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 H3p4,Y}'#
N=O+X~
+WV_`Rx#
f^[{k
{t
~xlMHf
4e(9@OLP
nJ'>#9~a'>
Ovl?j&8
五、轴校核: }\PE {
C$AIP\j-
)
a0V8L+v(
"lv:hz
H}jK3;8E
ch)Ps2i
Mf%^\g.}
5Gw!9{ke
3zA8pI w
ReHd~G9
v)C:E 9!|
RF,=bOr19
"a0u-}/D
7{kpx$:_
bgzT3KZ
w{:Oa7_A
ZVL-o<6
e~>p.l
圆周力Ft=2T/d1 %/6e"o
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 !5E%W[
d=mz=2.5*101=252.5mm SSL%$:l@
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N HYI1 o/}
Fr=5852.5*tan20=2031.9N Zs3]|bUR
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 %_j?<h&
由Fr2*L-Fr*L/2=0 S}v{^vR
得Fr2=Fr/2=1015.9N PPj6QJ]R0
li3PR$W V
2、求水平平面的支承力 <mo^Y k3
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N p~d)2TC4#
O=#/DM;
Jc"$p\ $-
3、画垂直面弯矩图 E-tNB{r@
L=40/2+40/2+90+10=140mm ?ck^? p7
Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm y
8d`},
<R`,zE@t'(
FSYjp{z5
4、画水平面弯矩图 iRj x];:Vu
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm o trTrh
mtWx ?x
Q:fUM[
hPqapz]HcP
5、求合成弯矩图 g]@R'2:1
2=/g~rp*
Kz3h]/A.
V=l Q}sBY
6、求轴传递转矩 ;qVEI/
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm vVAZSR#
tEWj}rX
lc$@Jjg9
G5QgnxwP2
C_^R_
".Deu|>
{^$"/hj
;5oH6{7_Z
4G;`KqR@
qq9tBCk
s!o<Pd yJK
y/sWy1P7
{z[HNSyRs
Am=PUQF$
_"w!KNX>(~
]-s`#
C#?d=x
_ KkVI7a
h'YcNkM
2>
9
K /
IrwF
B
7、求危险截面的当量弯矩 y1"^S
从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 {R{%Z
轴的扭切应力是脉动循环应力 *}iT6OJ
取折合系数a=0.6代入上式可得 5W]N]^v
VY&9kN
8、计算危险截面处轴的直径 8DS5<
轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 1'U%7#;E
由表13-3查得许用弯曲应力 , 8JFkeU%yO
所以 k}0
考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 wgR@M[]o;
故d=1.04*25.4=26.42mm DIu72\
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 Mn\B\
所以此轴选d=40mm,安全 7E6?)bgh
六、轴承的选择 ~{7NTW
由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 &\]f!'jV
径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N _2!e!Z
工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) l;VGJMPi
因为大修期三年,可更换一次轴承 Boj{+rE0
所以取三年 D>x'3WYR
由公式 T#^6u)
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) -JO46
#m
(深沟球轴承系列) U#1yl6e\I
Lp]C![\>U
由附表选6207型轴承 G-i_s6Wu
七、键的选择 Y)5uK:)^
选普通平键A型 AA& dZjz
由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 [MXXY
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm y $DB
由公式 Cg\)BHv~
所以 xY'YbHFz
选变通平键,铸铁键
iIEIGQx
Joo)GIB
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 vAhO!5]>\
八、减速器附件的选择 oJu4vGy0
1、通气器: %C][E^9
由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 x
w83K
2、油面指示器: wkpVX*DfRE
选用油标尺,规格M16 U)%u`C0
3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 {}C7VS1
4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 lRK?%~
5、窥视孔及视孔盖 `V_/Cz_}D
选用板结构的视孔盖 ,H(vD,54g
九、润滑与密封: MmX[xk
1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: ziGL4c0p
h=y(2xA
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。 )ZU#19vr7
2、滚动轴承的润滑 vHe.+XY
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。
qhf/B)
3、润滑油的选择 td$6:)
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备选用 Q)X\VQcgj
L-AN15润滑油 %|* y/m
4、密封方式选取: XUNgt(OGR'
选用凸缘式端盖,易于调整轴承间隙,采用端盖安装毡圈油封实现密封。 (9_e>2_
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 vgZPDf|
设计小结: M_ cb(=ey
二、课程设计总结 CrX-?$
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。 ^a 5~FI:
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。 e14Q\
rtOW-cz
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。 Z:gsguX
?gP/XjToMg
特别感谢—程莉老师。 oqo8{hrdHk
yXl.Gq>]{
参考资料目录 9>, \QrrH
[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; vKLG9ovlY
[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; / ^M3-5@Q
[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; dsoRPX']=
[3]《设计手册软件》,网络上下载; ;.m[&h 0
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn HY#("=9< h
dM.Ow!j
<sG> [\i
*4\ub:9
m{Xf_rQ
w
Nw=60.0241r/min S?WUSx*N
,\RC gc
?UIb!k>
[o6<aE-
RaqrVC
5S?Xl|8E
B|w}z1.
KiHAm|,
CA~S$H\"
aq**w?l
fP*C*4#X
O4 URr
Pw=3.08Kw qo![#s
../(gG9
~.SU$
~$Yuxo
"q8'tN><