目 录 %],BgLhS.
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 /!Rva"
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 qR@ESJ_
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 Dge#e
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 oywiX@]~7
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 Oa/^A-'Q
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 XVs]Y'*x
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 J*zzjtY( 1
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 j
e\!0{
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 6{+yAsI
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 [(n5-#1S
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 1clzDwW
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 (>}1t!1
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 `:C1Wo^<
{-5)nS^_
&y_t,8>5
1.拟定传动方案 &;$uU
为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和传动方案,可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 ;u2[Ww~k
v=1.1m/s;D=350mm; k4sV6f
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) M ygCg(h
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机,因此传动装置总传动比约为17或25。 1|sem(t
2.选择电动机 )?72 +X
1)电动机类型和结构形式 ci;2XLAM
按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 'dj3y/
k%
2)电动机容量 T, #-: }
(1)卷筒轴的输出功率Pw u(Mbp$R'?
F=2800r/min; 0/QDfA?
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 a?-J j\q
(2)电动机输出功率Pd L\4rvZa
Pd=Pw/t ;<i
u*a
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 !{l% 3'2
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: ?w/p 9j#
弹性联轴器 1个 gV]4R"/
t4=0.99; O<vBuD2
滚动轴承 2对 0L>3i8'
t2=0.99; EeYL~ORdi
圆柱齿轮闭式 1对 WoXAOj%iW
t3=0.97; g+o$&'\
V带开式传动 1幅 8$-MUF,
t1=0.95; v
o:KL%)
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 >9w^C1"
t5=0.98; #.Dl1L/
则 yD<#Q\,
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 8g=O0Gb
故
7T[L5-g
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 T]0K4dp+
(3)电动机额定功率Ped 4b}p[9k
由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 Ls2OnL9
3)电动机的转速 u/W{JPlL
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, \0|x<~#j'
可选电动机的最小转速 }P2*MrkcHB
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min \B')2phE
可选电动机的最大转速 g(P7CX+y
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min *l d)nH{
同步转速为960r/min W<<G
'Km
选定电动机型号为Y132M1-6。 iB0r+IbR
4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 H'S~GP4D
由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 Cnpl0rV~5
外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 JSg=9p$
;FlDRDZ%
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm A]"6/Lr9P
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ,8*A#cT
B
2\{/|\
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 O4-#)#-)S~
3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 Wda?$3!^q
1)传动装置总传动比 >0kL9_9{
nm=960r/min; }*XF- U
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 ~/4j&IG
2)分配各级传动比 ,JH*l:7
取V带传动比为 e|A=sCN-
i1=3; 6 w!qZ4$
则单级圆柱齿轮减速器比为 z .lb(xQ
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 AYNz {9
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。 SMvlEj^
4.计算传动装置的运动和动力参数 tqA-X[^
1)各轴转速 fCa
lR7!
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 [GyPwb-
n0=nm; >o"s1*
{
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min UHY)+6qt]
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min >a@1y8B
mmFcch$Jv
2)各轴输入功率 Iv7BIK^0
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 bIt{kzuQC
P0=Ped=4kw :qXREF@h
轴I 的功率 tklS=R^Vn
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 0lt1/PEKx2
轴II功率 !h&h;m/c
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw 5UL5C:3R9
3)各轴转矩 /L,iF?7
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm ]mBlXE:Z
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm El`G<esX
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm +SV!QMIg
二、设计带轮 ,DKW_F|
1、计算功率 Jv2V@6a(
P=Ped=4Kw F[ ^ p~u{
一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 #;2mP6a[
查课本表8-10,得KA=1.1; )$Fw<;4
计算功率 }2y"F@{T
Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw TFc/`
2选择普通V带型号 o)
eW5s,6
n0 =960r/min Xa8_kv_
根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 =aT8=ihP
d1=80~100 How:_ Hj
3、确定带轮基准直径 Qe[ai?iJkt
表8-11及推荐标准值 I~
SFY>s
小轮直径 Y0'~u+KS`5
d1=100mm; b4^a
zY
大轮直径 <D nv=)Rq
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm qB3&F pgW
取标准件 KG5B6Om5'
d2=355mm; YcaLc_pUx
4、验算带速 :fG9p`
验算带速 wu0JXB%&^
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s "^pF2JI
在5~25m/s范围内 +Y~,1ai 5^
从动轮转速 RV5;EM)~[
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s @(st![i+
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s =>C3IR/
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 d cht8nX7~
=-0.0141 ilj9&.isB
5、V带基准长度和中心距 0w^awT<$6
初定中心距 >>7m'-k%D
中心距的范围 JENq?$S
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm .9bP8u2B{
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm @n=FSn6c
a0=350mm; VN4H+9E
初算带长 ( (mNB]sy
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 0.Nik^~
Lc = 1461.2mm {u7_<G7
选定基准长度 &_6B{Q
表8-7,表8-8查得 u|8V7*)3
Ld=1600mm; bO{wQ1)Z_
定中心距 .!Q[kn0a
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm rUF= uO(
a=420mm; 9%uJ:c?
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm my3W [3#
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm {,m W7
6、验算小带轮包角 T;I>5aQ:q4
验算包角 tO QY./I
=180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a a
U*cwR
145.2107 >120度 故合格 Yg7C"3;Vt
7、求V带根数Z (OK;*ZH+T@
由式(13-15)得 W[W}:@KZ
查得 n1=960r/min , d1=120mm z+@Jx~<i
查表13-3 P0=0.95
#`2*V
由式13-9得传动比 UG9 Ha
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 3m`y?Dd
查表(13-4)得 A=k{Rl{LA
5SY( :!
由包角145.21度 {@[z-)N7\,
查表13-5得Ka=0.92 H]W59-{a
KL=0.99 aV8]?E5G
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 '.DFyHsq
8、作用在带上的压力F aTY\mKk
查表13-1得q=0.10 ygp NMq#?X
故由13-17得单根V带初拉力 tm}0kWx
Go_~8w0<
三、轴 /v:+
vh*mS
初做轴直径: Q<pL5[00fD
轴I和轴II选用45#钢 c=110 F4Gv=q)Z
d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm Ey;uaqt
取d1=28mm ] Vbv64M3
d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm DPZG_{3D
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 #}!Ge
取YL10YLd10联轴器 toCT5E_0=
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 Fn!kest
取d2=45mm 3v%V\kO=F
四、齿轮 V"@]PI pr
1、齿轮强度 }A`4ae=
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 LY^pmak
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。 Ol'Ct'_k,"
因 , LN?W~^gsR
SH1=1.1, SH2=1.1 q>*+.~
, +
>oA@z
, !8U\GR `
因: , ,SF=1.3 q~=]_PMP
所以 50.cMms
.5zqpm
E(oI0*S.5
2、按齿面接触强度设计 X)|b_ 3Z
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 }Z_w8+BZ
小齿轮上的转矩 *.J)7~(P
按 计算中心距 =q(;g]e
u=i=5.333 KZw"?%H[
mm m. G}#/
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 xCMcS~
3/
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 {?
jr
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm M38QA
齿宽b= E8~Bp-G)
b1=70mm,b2=60mm Y\len
3、验算弯曲强度 N (W;(7
齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 X99:/3MXB'
按式(11-8)轮齿弯曲强度 )q\|f_
%_!YonRY|X
T^ ^o
4、齿轮圆周速度 :U>o;
jLf. qf8qm
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 #s)Wzv%OX
"Fu*F/KW
gD0 FRKn
DDT)l+: XP
Q0I22?
8-c1q*q)
X9#;quco@
I_IDrS)O
五、轴校核: Ms. 1RCup
Q&;dXE h
G _{x)@
MS-}IHO
vcnUb$%
e`fN+
`Pv[A
y1!c:&
WUSkN;idVG
`g&<7~\=A
A=/|f$s+
*4;MO2g
q"@Y2lhD!
Re**)3#gn
eDR4c%
]?p&sI4
=l
TV2C<
8S[`(]
)
圆周力Ft=2T/d1 "If]qX(w
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ({g7{tUy^H
d=mz=2.5*101=252.5mm Q=[AP+
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N uI^E9r/hB
Fr=5852.5*tan20=2031.9N =#||&1U$
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 )>$@cH
由Fr2*L-Fr*L/2=0 !SAjV)
得Fr2=Fr/2=1015.9N gwtR<2,p
s_A<bW566F
2、求水平平面的支承力 sHx>UvN6
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N J fFOU!F\
p9ligs7V'
$bRakF1'S
3、画垂直面弯矩图 3>Ts7
wM
L=40/2+40/2+90+10=140mm B>}=x4-8
Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm ;ZMm6o
:<l(l\MC
y#Je%tAe
2
4、画水平面弯矩图 %y{#fZHc
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 8{aS$V"
-z9-f\
| X/QSL
)#
le|Rf
5、求合成弯矩图 Z?yMy zT
$gU6=vN1#
zrWkz3FN
1@*qz\ YY
6、求轴传递转矩 og<mFbqkq7
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm RM8p[lfX
AV\6K;~
$Cw>
z^}u
eHUr!zH:
bM[!E 8dF
6 KuB<od
E_-3G<rt
2JNO@
a[;TUc^I1F
z DDvXz
TxL;qZRY
^
eYd6~T[9
Enu/Nj 2
q 65mR!)
56 k89o
ag Za+a
d7 )&Z:
%$K2$dq5
n]$50_@
DK8eFyG^2
d4OWnPHv&}
7、求危险截面的当量弯矩 =\;yxl
从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 w E^6DNh
轴的扭切应力是脉动循环应力 $^|I?5xD
取折合系数a=0.6代入上式可得 Id`?yt
DU9A 3Z
8、计算危险截面处轴的直径 $2u^z=`b!%
轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 /5 rWcX
由表13-3查得许用弯曲应力 , u~MD?!LV
所以 t?JY@hT*
考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 |DAe2RK
故d=1.04*25.4=26.42mm KUs\7Sb
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 {k.Dy92
所以此轴选d=40mm,安全 @]$qJFXx
六、轴承的选择 g wM~W
由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 6*3J3Lc_<
径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N ~ KNdV
工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) )aY^k|I
因为大修期三年,可更换一次轴承 2,.%]U
所以取三年 a%f?OsY
由公式 '_)NI
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) {=]1]IWt
(深沟球轴承系列) 8SmtEV[b3
=/xTUI4
由附表选6207型轴承 Y@WCp
七、键的选择 4j9
选普通平键A型 %si5cc?
由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 >XzP'h
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm B{IYVviiP
由公式 mIu-
所以 1QHCX*_
选变通平键,铸铁键 >
"G HLi
\@]/ks=K
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 {)^P_zha[9
八、减速器附件的选择 WH Zz?|^
1、通气器: yP :/F|E$
由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 v/% q*6@
2、油面指示器: E8]PV,#xY
选用油标尺,规格M16 UPtWj8h
3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 y?BzZ16\bL
4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5
Jz(!eTVs
5、窥视孔及视孔盖 Mv9q-SIc[
选用板结构的视孔盖 `V N $
S
九、润滑与密封: (GnwK1f
1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: &=SP"@D
"m^whHj
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。 *ml&}9
2、滚动轴承的润滑 lNV%R(
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。 F^iv1b
3、润滑油的选择 >AcpJ|V
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 ~r~~0|=
L-AN15润滑油 \<ohe w
4、密封方式选取: ~'/I[y4t
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。 ^Pc>/lY$Q%
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 .f'iod-
设计小结: [.e
Y xZ{=
二、课程设计总结 2Z]<MiAx D
设计中运用了Matlab科学工程计算软件,用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结,在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计,翻阅了学过的各种关于力学,制图,公差方面的书籍,综合运用了这些知识,感觉提高许多,当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用,深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便,各种设计,计算,制图全套完成。 @ucN|r}=R
由于没有经验,第一次做整个设计工作,在设计过程中出现了一些错误比如线形,制图规格,零件设计中的微小计算错误等都没有更正,设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层,线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线,在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ,对于各种线宽度,没有实际的概念。再比如标注较混乱,还是因为第一次做整个设计工作,没有经验,不熟悉。 RZykwD(
?H9F"B$a
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。 ag6hhkjA
ZB-+bY
特别感谢—程莉老师。 %SV"iXxY
j[/'`1tOe
参考资料目录 Q>gU(
[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; {Kp<T
[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; h-VpX6
[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; @a.Y9;O
[3]《设计手册软件》,网络上下载; A[juzOn\
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn {},rbQ
-
G@Dw
&lYKi3}x
,j~R ^j
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Nw=60.0241r/min /*GRE#7S
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P0=4Kw 3jS=
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P1=3.8Kw C2<y(GU[Bh
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MCh8Q|Yx4
T0=39.7917Nm a+{g~/z;,Q
T1=113.4063Nm WP]<\_r2
T2=589.5878Nm =AD/5E,3
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