目 录 +npcU:(Kg
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 liYR8 D
|
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 4. &t
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ?89ZnH2/
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 S`!MoIMsD
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 !PaDq+fB
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8
=<_ei|ME
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 33R_JM{
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 G)I lkA@
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 <2\4eusk
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 A[,[j?wC
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 }]qx "
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 5y}kI
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 m &U
$V
vd4}b>
g{`r WKj
1.拟定传动方案 `kx+ Kc
为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和传动方案,可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 jh3LD6|s}
v=1.1m/s;D=350mm; bt$+l[U^J
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) STC'j1U
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。 _` %z
2.选择电动机 7R$]BY=
1)电动机类型和结构形式 WsA(8Ck<
按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 8a\
Pjk
2)电动机容量 VTDp9s
(1)卷筒轴的输出功率Pw )N) "O? W9
F=2800r/min; ]t69a4&,#9
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 >3S^9{d
(2)电动机输出功率Pd =5JTVF
Pd=Pw/t l_GsQ0
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 B:YUb{CJ
式中,t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4查得: ;st$TVzkn
弹性联轴器 1个 x?ajTzMv
t4=0.99; aB`x5vg7ho
滚动轴承 2对 Vx]{<}(gr
t2=0.99; }tH$/-qnJE
圆柱齿轮闭式 1对 a;Nj'M~U
t3=0.97; ,{@,dw`lUz
V带开式传动 1幅 K22' XrN
t1=0.95; jLULf+8&
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 Q k`yK|(0=
t5=0.98; ]}g;q*!J
则 NFc@Kz<H
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 %8?s3^o
故 =R M=@X
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 -Oo7]8
(3)电动机额定功率Ped c3\z
由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 UMg*Yv%
3)电动机的转速 {r9fKA
为了便于选择电动事,先推算电动机转速的可选范围。由表2-1查得V带传动常用传动比范围2~4,单级圆柱齿轮传动比范围3~6,
RVxlN*
可选电动机的最小转速 zSYh\g"
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min I_Q*uH.Y 5
可选电动机的最大转速 MP Ma
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min JRMe(,u
同步转速为960r/min W$x'+t5H
选定电动机型号为Y132M1-6。 R<}Yf[TQ
4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 C+B`A9
由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 }gE?ms4$
外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 Rt$Q*`u
N'L3Oa\%
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm Td&w
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ~-+lZ4}
V 0<>Xo%
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 4uUG0o
3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 rPV\ F
1)传动装置总传动比 JrF\7*rh9
nm=960r/min; mdu5aL
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 Kt,ENbF
2)分配各级传动比 zwAkXj
取V带传动比为 } k[gR I]
i1=3; zOR
则单级圆柱齿轮减速器比为 r)jj]$0
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Bc{#ia
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 90%alG1>y
4.计算传动装置的运动和动力参数 )'{:4MX
1)各轴转速 MB,;HeP!
电动机轴为0轴,减速器高速轴为Ⅰ轴,低速轴为Ⅱ轴,各轴转速为 +DwyMzeE
n0=nm; anj*a<C<
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min o0:[,ock
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min pn6 e{
/J8'mCuC.
2)各轴输入功率 ~F`t[p
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 rC>')`uk
P0=Ped=4kw 9}`A_KzFx
轴I 的功率 L]o
5=K
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ;;E "+.
轴II功率 Lh~Ym<CeN
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw z5CZ!"&v
3)各轴转矩 ;C8'7
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm )-FQ_K%
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm Z:|2PQ4
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 7d0E9t;W
二、设计带轮 Z6<vLc
1、计算功率 f
Q.ea#xh^
P=Ped=4Kw ]k[y#oB
一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 Aj06"ep
查课本表8-10,得KA=1.1; s9 '*Vm
计算功率 RHo|&.B;+
Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw YShtoaCx>
2选择普通V带型号 GI}h)T
n0 =960r/min :%Dw3IrOM
根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 t
7D2k2x9
d1=80~100 o6^^hc\
3、确定带轮基准直径 v_*E:E
表8-11及推荐标准值 iY~9`Q1E
小轮直径 p1 tfN$-
d1=100mm; Z']D8>d
大轮直径 8H_3.MK
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm D/_=rAl1
取标准件 1!. CfQi
d2=355mm; w$*t.Q*
4、验算带速 v~:$]a8
验算带速 kW&{0xkGR
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s c?L_n=B
在5~25m/s范围内 O?omL5
从动轮转速 n$ye:p>`-
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s NfcQB;0
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s {#CyO
b4
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 &$fe%1#
=-0.0141 <Tr_,Ya{9
5、V带基准长度和中心距 vv,OBL~{
初定中心距 Au'[|Prr
中心距的范围 r=dFk?8XbC
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm VIL #q
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 4.bL>Y>c
a0=350mm; Y418k
初算带长 =)C}u6
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 (6p5Fo
Lc = 1461.2mm
>lqWni
选定基准长度 -\@&^e
表8-7,表8-8查得 +<Ot@ luE
Ld=1600mm; 9I/o;Js
定中心距 HPs$R[
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm v`B7[B4K3
a=420mm; +O:Qw[BL/Z
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm ,%X~/V
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm
L's_lC
6、验算小带轮包角 ~DcX}VCm
验算包角 $@q)IK%FDL
=180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 39?iX'*p
145.2107 >120度 故合格 }Tn]cL{]C
7、求V带根数Z 72} MspzUt
由式(13-15)得 z7F~;IB*u
查得 n1=960r/min , d1=120mm /kyuL]6
查表13-3 P0=0.95 %"@KuqV
由式13-9得传动比 ciI;U/V
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 j2" jCv
查表(13-4)得 <R}(UK
6gfv7V2H
由包角145.21度 he&*N*of:
查表13-5得Ka=0.92 XbYW,a@w2
KL=0.99 &| el8;D
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 d$g-u8
8、作用在带上的压力F %WHue
查表13-1得q=0.10 yL&F!+(/Ix
故由13-17得单根V带初拉力 6Km@A M]
u!mUUFl
三、轴 $zq`hI!1
初做轴直径: {[o=df/
轴I和轴II选用45#钢 c=110 E>xdJ
d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm S/]2Qt#T
取d1=28mm *nU7v3D
d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm Ab
-uK|<
由于d2与联轴器联接,且联轴器为标准件,由轴II扭矩,查162页表 #Zk6
取YL10YLd10联轴器 Ra[{K@
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 L~SM#?z:ue
取d2=45mm fZH:&EP
四、齿轮 gO4`e(W
1、齿轮强度 (F~i
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 %7pT\8E5
采用软齿面,小齿轮40MnB调质,齿面硬度为260HBS,大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 eiI}:5~
/g
因 , \kZxys!4
SH1=1.1, SH2=1.1 [GZ%K`wx
, LHKawEZ
, QRhR.:M\
因: , ,SF=1.3 M?x/C2|
所以 "zL<:TQ"
?8fa/e
` *x;&.&v
2、按齿面接触强度设计 >%x7-->IB
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 U)=?3}s(
小齿轮上的转矩 C^XJE1D.
按 计算中心距 tM <6c+
u=i=5.333 ^aN;M\
mm 5Q,#Co
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 DG}t!
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 L;H(I@p(e
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm q>X#Aaib
齿宽b= A#RA;Dt:
b1=70mm,b2=60mm L0Bcx|)"$`
3、验算弯曲强度 :% )va
齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 -("sp
按式(11-8)轮齿弯曲强度 6%~ Z^>`N
bEyZRG
03L+[F&"?
4、齿轮圆周速度 LJ`*&J
6MvjNbQ
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 ,IF3VE&r
CWdA8)n.
q+5g+9
ob05:D_bc9
<XiHQ
B!
lt`(R*B%
gUwg\>UC
wP8Wx~Q=
五、轴校核: !E8y!|7$
v8W .84e-
;D&FZ|`(u
<R582$( I
#mLF6"A
d5T M_C
'`&gSL.1a@
{DJ!T
{.qeVE{
rg64f'+Eug
$!%/Kk4M
luRtuXn[8
=~6A c}$
@?lmho?
X Uc(7>k
;NQ9A &$)
uMKO^D
b6Pi:!4
圆周力Ft=2T/d1 }7&.FV"
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 EKo!vieG
d=mz=2.5*101=252.5mm y:u7*%"
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N Evu`e=LaG
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 6RV42r^pf
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 r0t4\d_&
由Fr2*L-Fr*L/2=0
KK$t3e)
得Fr2=Fr/2=1015.9N AGu#*,K
$X<O\Kna
2、求水平平面的支承力 "`HkAW4GZa
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 'Dw+k;RH
G(gJtl
MIma:N_c
3、画垂直面弯矩图 `Cq&;-u
L=40/2+40/2+90+10=140mm >L[n4x\
Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm 3kfrOf.4h
Wd"<u2
-E{D'X
4、画水平面弯矩图 eA q/[(
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm (:Di/{i&r5
/2z, ?,jL
=2v/f_
j"=F\S&!
5、求合成弯矩图 kq|(t{@Rp
X.}i9a
6
JC6?*R
mD@*vq
6、求轴传递转矩 xb{G:v
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm iB4`w\-o
"3 Y(uN
En!X}Owh
$O
nh2
^
-YvnX0j+
PgOOFRwP
0b=1Ce+0q
ozaM!e e\z
Q$,AQyBlqc
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!ZxK+Xqx[
>lPWji'4;
tzIcR
#Z
tuK2D,6
f4'WT
N!~O~Eo3
7、求危险截面的当量弯矩 2WO5Af%
从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 lKdd3W"o
轴的扭切应力是脉动循环应力 +H{TV#+r
取折合系数a=0.6代入上式可得 4og/y0n,l"
XrUc`
8、计算危险截面处轴的直径 d#8 n<NM
轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 r7ebF JEf
由表13-3查得许用弯曲应力 , 'G>$W+lT^
所以 k~%j"%OB
考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 iW%~>`tT
故d=1.04*25.4=26.42mm HPryq )z
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 &9Kni/
所以此轴选d=40mm,安全 '3|fv{I
六、轴承的选择 =;Q:z^S
由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 gpw,bV
径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N Xb<>AzEM
工作时间Lh=3*365*8=8760(小时)
/\.[@]
因为大修期三年,可更换一次轴承 .Gt_~x
所以取三年 ;mT
由公式 !S~0T!afF
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) V O\g"Yc
(深沟球轴承系列) vSnGPLl
gNHS:k\"
由附表选6207型轴承 @{>0v"@
七、键的选择 ;Zm-B]\
选普通平键A型 EVlj#~mV
由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 }el7@Gv
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm S4U}u l
由公式 m'zve%G
所以 \
)WS^KR%
选变通平键,铸铁键 ({3Ap{Q}
nIr:a|}[
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 KCIya[$*
八、减速器附件的选择 Xf#+^cQ
1、通气器: =PF2p'.o
由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 ]ZnASlc)
2、油面指示器: YK\pV'&+
选用油标尺,规格M16 >PzZt8e
3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 c)3.AgT
4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 }K^v Ujl
5、窥视孔及视孔盖 xa'^:H $X
选用板结构的视孔盖 &\=Tm~
九、润滑与密封: fK^W6)uuV
1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: P;`Awp?
sW-0G$,|
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。 zpD?5
2、滚动轴承的润滑 = GyABK
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。 G@KDRv
3、润滑油的选择 8_VGB0~3i
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 I7wR[&L885
L-AN15润滑油 IH&0>a
4、密封方式选取: k;B[wEW@
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。 "F =NDF
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 >F>VlRg
设计小结: hVz] wKP
二、课程设计总结 mlxtey6H3
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。 Fge["p?GF
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。 HSWki';G
XzPOqZ`Nv
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。 ,k_"T.w
-g."{|
特别感谢—程莉老师。 &b`'RZe
nE +H)%p
参考资料目录 ufe|I
[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; Wco2i m
[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; b}DC|?~M
[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; -u(,*9]cJ*
[3]《设计手册软件》,网络上下载; DZ @B9<Zz{
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn m_;fj~m
0hhxTOp
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n2=60.0241r/min YK6LJv}
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P1=3.8Kw QcL@3QC
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P2=3.6491Kw ;[::&qf
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4C =W~6~
T0=39.7917Nm GK}52,NM
T1=113.4063Nm S/XU4i:aV
T2=589.5878Nm QEs$9a5TE
=\< 7+nv
k`m7j[A]l
%3a-@!|1<
Lto*L X
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KA=1.1 DzGUKJh6
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Pc=4.4Kw !:|*!
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^xa, r#N:V
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