目 录 X CB?ll*^
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 #$S}3
o
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 lYf+V8{
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 =<f-ob8,
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 oR+-+-??$
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 {B$2"q/~
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 $KV&\Q3\0
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 n[xkSF^)
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 xIbMs4'iEx
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 ClW'W#*(Y
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 6@;ha=[+
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 F
SMj
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 jX=lAs~6
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 4C_c\;d
7D" %%|:
h
db=$zIB[:
1.拟定传动方案 _68BP)nz>.
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 -=$2p0"R
v=1.1m/s;D=350mm; !jX4`/n2
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) _fTwmnA
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机,因此传动装置总传动比约为17或25。 PY\PUMF>
2.选择电动机 -Q
e~)7
1)电动机类型和结构形式 ;uI~BV*3
按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 HP2wtN{Zs
2)电动机容量 Pd=,$UQp
(1)卷筒轴的输出功率Pw ,#u\l>&$
F=2800r/min; O>r-]0DI[
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 a^nAZ
(2)电动机输出功率Pd \9c$`nn
Pd=Pw/t )-P!Ae_.v
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 Bl.u=I:Y4
式中,t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4查得: U)jUq_LX
弹性联轴器 1个 *3{J#Q6fk3
t4=0.99; +`en{$%%
滚动轴承 2对 u4'z$>B
t2=0.99; kN9yO5h7
圆柱齿轮闭式 1对 1IH[g*f
t3=0.97; Iq'O
V带开式传动 1幅 =WZ%H_oxi
t1=0.95; I@7/jUO
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 HQVh+ (
t5=0.98; Rc$h{0K8
则 w8M2N]&:
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 q|#MB7e/
故 _+QwREP
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ``4wX-y
(3)电动机额定功率Ped 9/TY\?U
由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 a%,fXp>
3)电动机的转速 DQ6jT@ZDH
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, ija:H'j
可选电动机的最小转速 =G>(~+EA
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min )q^ Bj$
可选电动机的最大转速 9BON.` |_
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min /)#8)"`nT
同步转速为960r/min D&{
*AH%Q
选定电动机型号为Y132M1-6。 tB6k|cPC
4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 %]4-{%v
由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 Df=q-iq<{/
外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 QXQ
D[Iqn
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm Vu]h4S :
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 }C6@c1myq-
8OAg~mQ15(
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 ia{kab|_5
3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 F-0UdV
1)传动装置总传动比 !Tfij(91
nm=960r/min; " ~$$
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 T0|H9>M
2)分配各级传动比 uEd,rEB>
取V带传动比为 xPQL?.
i1=3; "DckwtG:%
则单级圆柱齿轮减速器比为 y4F^|kS) [
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 j7/(sf
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。 TbNGgjT
4.计算传动装置的运动和动力参数 kL7^$
1)各轴转速 b7$}JCn
电动机轴为0轴,减速器高速轴为Ⅰ轴,低速轴为Ⅱ轴,各轴转速为
(K
#A
n0=nm; ~mH+DV3
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min pMN<p[MB
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min `SOhG?Zo
^
}#f()
2)各轴输入功率 b=LF%P
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 vjTwv+B"
P0=Ped=4kw ]h@{6N'oNS
轴I 的功率 Dd/}Ya(Gi
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 4
X`^{~
轴II功率 Zoow*`b|$U
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw 9~Xg#{
3)各轴转矩 T
T"3^@
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm .cR*P<3O
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm XiG88Kwv
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm N$Hqa^!'T
二、设计带轮 `^%GN8d}nm
1、计算功率 1g i}H)
P=Ped=4Kw raQYn?[
一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 >eo8
查课本表8-10,得KA=1.1; L?f qcW{
计算功率 3wNN<R
Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw qJMp1DC
2选择普通V带型号 b\L)m (
n0 =960r/min "jGe^+9uT
根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 ,k%8yK
d1=80~100 +{ab1))/
3、确定带轮基准直径 >sV Bj(f
表8-11及推荐标准值 VRhRwdC
小轮直径 m|dF30~A
d1=100mm; GTFl}t
大轮直径 0*{p Oe/u
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm >@Khm"/T
取标准件 nO
[QcOf
d2=355mm; N7B}O*;
4、验算带速 B}5XRgq
验算带速 *2:Yf7rvI+
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s `w=!o.1
在5~25m/s范围内 ^V,@=QL3U
从动轮转速 /O"0L/hc^
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s K!b>TICa:
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s !L$oAqW
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Bcm=G""
=-0.0141 g{&PrE'e9
5、V带基准长度和中心距 @}{VM)Fc+
初定中心距 F\P!NSFZV
中心距的范围 ~p!QSRu~,b
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm }'_ :XKLj
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 73#9NZR
a0=350mm; n(# c`t*
初算带长 Ug`
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 | &\^n2`>
Lc = 1461.2mm JgZdS-~
选定基准长度 7x:F!0:
表8-7,表8-8查得 u"joCZ7`kG
Ld=1600mm; > hesxC!
定中心距 3?6 Ber y=
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm h@/>?Va
a=420mm; '|+=B u
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm ,|>nF;.Y
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 3~8AcX@
6、验算小带轮包角 ;WPI+`-
验算包角 ^:$j:w?j
=180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ~l@%=/m
145.2107 >120度 故合格 -y<rM0"NE
7、求V带根数Z c'[( d5^|
由式(13-15)得 .y(@Y6hO
查得 n1=960r/min , d1=120mm 6q!7i%fK?
查表13-3 P0=0.95 wf^cyCR0
由式13-9得传动比 ?##y`.+O
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 OQ
0b$qw
查表(13-4)得 4>d[qr*<
vV2o[\o^
由包角145.21度 34^Q5B~^J
查表13-5得Ka=0.92 !DCVoc]pV
KL=0.99 ;vZ*,q6
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 >EyvdX#v
8、作用在带上的压力F @#J H=-06
查表13-1得q=0.10 J\9jsx!WQ
故由13-17得单根V带初拉力 F\l!A'Q+t
1gO//fdI
三、轴 8cequAD
初做轴直径: 8Na}Wp;|Gi
轴I和轴II选用45#钢 c=110 047*gn.b
d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm SlM>";C\
取d1=28mm )E_!rR
d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm vHoT@E#}'
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 I-j(e)P(o_
取YL10YLd10联轴器 __Vg/C!W
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ~p0e=u
取d2=45mm t/_\U=i$
四、齿轮 UX+?0 K
1、齿轮强度 %YsRm%q
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 s"gKonwI2
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。 9Vh_XBgP
因 , $XtV8
SH1=1.1, SH2=1.1 4d,qXSKty
, MX%|hIOpr
, 9iiU,}M`j
因: , ,SF=1.3 ~r7DEy|+
所以 1j_aH#Fz:
%!1@aL]pQ
)[F46?$vrk
2、按齿面接触强度设计 8JFnB(3xU
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 "@F*$JGT y
小齿轮上的转矩 U!3uaz'
按 计算中心距 n/,rn>k7:
u=i=5.333 Ss*LgK_
mm ,=x.aX
Spz
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 %>oT7|x
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 d{(s-
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Ta!m%=8
齿宽b= _CYmG"mY
b1=70mm,b2=60mm ]a&x'
3、验算弯曲强度 {3_F fsg`
齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 mCZF5r
按式(11-8)轮齿弯曲强度 !M#?kKj
|sDG>Zq?
vgd}09y
4、齿轮圆周速度 fbW,0
A@fshWrl%
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 1`7]C+Pv
q|de*~@-P
|>m# m*{S
BHiw!S<
[v>Z(
Y:#kel<
^loF#d=s
I{Y
{
五、轴校核: s0`]!7D<
_AsHw
v{\n^|=])
JCQx8;V%I
8=u+BDG
".Q!8j"@f
-O5(%
5r2ctde)Y
%$!R] B)
&,6y(-
0|*UeM
071 E%u,
fTi{oY,zTg
4N0W& Dy
,sQ0atk7ma
zN8&M<mTl
\M1M2(@pDJ
!EyGJa[i
圆周力Ft=2T/d1 ^~*[~
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 GXAk*vS=G
d=mz=2.5*101=252.5mm iMY0xf8l
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N %o_0M^3W
Fr=5852.5*tan20=2031.9N xSMp[j
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Wvzzjcr(j
由Fr2*L-Fr*L/2=0 ~*Sbn~U
得Fr2=Fr/2=1015.9N ytcG6WN3
6{,K7FL
2、求水平平面的支承力 JCU3\39}
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N e*'|iuDrY
J=Y( *D7Q
fuIv,lDA
3、画垂直面弯矩图 e8ig[:B>+
L=40/2+40/2+90+10=140mm q4#f
*]
Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm "a%ASy>?g
p'w"V6k('~
Lb3K};SIV
4、画水平面弯矩图 gPhw.e""
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 1\.zOq#
^5'/ }iR2N
35]G_\
)DZ-vnZ#t0
5、求合成弯矩图 Vlxb<$5Nh
bQ\ -6dOtv
t5B|c<Hb\
{J6sM$aj
6、求轴传递转矩 #SLxN AH
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm =QKgsgLh
re 1k]
6L`+z
meVVRFQ2+
("M#R!3
+` Y ?-
zt>_)&b
w)y9!li
#* /W!UOu
r/$)c_x`
[#*?uu+
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pNf9
,5+X%~'
LU IT=+
JLV}Fw
MHT,rqG
2Q'XB
{ )GEgC
Y1ilH-8
~m09yc d<
HtXBaIl\
7、求危险截面的当量弯矩 byj mH
从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 VOK$;s'9}
轴的扭切应力是脉动循环应力 4l!Yop0h
取折合系数a=0.6代入上式可得 ]Q_G /e
[W|7r
n,q
8、计算危险截面处轴的直径 ?;#3U5$v
轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 hz|z&vyP
由表13-3查得许用弯曲应力 , =O:ek#Bp
所以 ht)*Ync
考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 C05{,w?
故d=1.04*25.4=26.42mm y<x_v )k-
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 yc4f\0B/
所以此轴选d=40mm,安全 W]Y!ZfGnN
六、轴承的选择 ?UhAjtYIS
由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 D}/.;]w<[&
径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N LOG*K;v3
工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) oYm{I ~"
因为大修期三年,可更换一次轴承 V5@[7ncVf
所以取三年 E9*?G4P{l
由公式 #V,~d&_k
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) +PXfr~ 4
(深沟球轴承系列) j#>![km Mu
U)=Z&($T
由附表选6207型轴承 GZ[h`FJg/
七、键的选择 c1!/jTX$
选普通平键A型 dv}R]f'
由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 1Kf
t?g
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm @.@#WHde
由公式 7MJ)p$&
所以 mb`}sTU).
选变通平键,铸铁键 VP[!ji9P
z>g& ?vo2
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 RIqxM
八、减速器附件的选择 x[@3;_'K
1、通气器: @O0vh$3t0
由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 iKH T
2、油面指示器: c Yn}we}7
选用油标尺,规格M16 g
UAPjR
3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳
%!h+
4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 92_H!m/
5、窥视孔及视孔盖 ssbyvzQ
选用板结构的视孔盖 'n.9qxY;
九、润滑与密封: 'wq:F?viF
1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: F(fr,m3
!e"m*S.(6{
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径,所以取浸油深度为30mm。 ]_xGVwem
2、滚动轴承的润滑 X1qj
l_A
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟,并设挡油盘,以防止轴承旁齿轮啮合时,所挤出的热油溅入轴承内部,增加轴承的阻力。 kV9NFo22
3、润滑油的选择 ?o'arxCxZn
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备选用 y'wW2U/1-
L-AN15润滑油 c0p=/*s(
4、密封方式选取: "$;:dfrU
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。 B&j+fi
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ?\VN`8Yb
设计小结: !7*/lG
二、课程设计总结 cU[pneY
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。 e1 }0f8%
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。 HW,55#yG
kakWXGeR
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。 _JO @O^Ndd
/`@>v$oo
特别感谢—程莉老师。 r_RTtS#
%4K#<b"W
参考资料目录 T=Q{K|JE
[1]《机械设计基础》,机械工业出版社,任成高主编,2006年2月第一版; Gw,kC{:C
[2]《简明机械零件设计实用手册》,机械工业出版社,胡家秀主编,2006年1月第一版; L<]PK4
[3]《机械设计-课程设计图册》,高等教育出版社,龚桂义主编,1989年5月第三版; {moNtzE;
[3]《设计手册软件》,网络上下载; D+PUi!
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn hG3Lj7)UH
~,7R*71
r26Wysi~%
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v]S8!wU
Nw=60.0241r/min .;6bMP[YA
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n1=320r/min WBGYk);
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#3S/TBy,
P0=4Kw
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C{D2mSS
P1=3.8Kw LLE~V~j
H_Yy.yi
P2=3.6491Kw !l~hO
SCo9[EJ
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T0=39.7917Nm ;u%h wlo
T1=113.4063Nm :X#(T-!t
T2=589.5878Nm 3Rm$
Z6=!}a%
u0,~pJvX
+38t82%YWo
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\=@}(<4
KA=1.1 +%yh@X6
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