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2009-06-22 09:37 |
目 录 c M|af#o
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 `,<>){c|
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 K1CMLX]m
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 a^(S!I
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 oo "JMD)
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 e=|F(iW
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 mOgx&ns;j
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 `1DU b7<
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 9p!d Q x
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 WllCcD1
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 w4 >:uyE
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 jCdZ}M($
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 6o e$)i V
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 C& qDvvk
5 k_Mj* {6
$Y kp8u,(
1.拟定传动方案 6+5(. z-[
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 rQA bN6
v=1.1m/s;D=350mm; Vz+=ZK r5
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) t2 `X! `
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。 EC:x ,i
2.选择电动机 cJ 1{2R
1）电动机类型和结构形式 \ltE rd-
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。 !'c6 Hs
2）电动机容量 |i j W_r
（1）卷筒轴的输出功率Pw rY P8V
>
F=2800r/min; A X^3uRQJ
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 cftn`:(&8
(2)电动机输出功率Pd 1yY'hb,0
Pd=Pw/t Ynt&cdK9
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 *+zy\AhkP
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： co(fGp#!
弹性联轴器 1个 xw/h~:NT
t4=0.99; )yz9? ]a
滚动轴承 2对 C'xU=OnA8
t2=0.99; $e^ :d
圆柱齿轮闭式 1对 (h8hg+l
o
t3=0.97; XJV3oj
V带开式传动 1幅 /(z0I.yE
t1=0.95; E2ayK> ,
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 Vtc)/OH
t5=0.98; cC (ubU R
则 /ltP@*b o
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 hBs>2u|z9
故 4YB7og%P
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Cq~ah
（3）电动机额定功率Ped 5i
wikC=y
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 ^FyvaO
3）电动机的转速 <aQ; "O~
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， Dk. 9&9mz
可选电动机的最小转速 It,n +A
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min ?yd(er<_f
可选电动机的最大转速 3:CQMZ|;@
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min {/[?YTDU
同步转速为960r/min j#.-MfB
选定电动机型号为Y132M1－6。 6D iA2'{f
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 Rh-8//&vZ/
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 D;# Yn M3
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 1x<rh\oo
vGMOXbq4&
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm R 4J>M@-0v
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 K]=>F
I!
eSJTN
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 U*Q5ff7M6"
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 wx?{ |
1）传动装置总传动比 8a If{(/k
nm=960r/min; +#*z"a`
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 @_weMz8}
2）分配各级传动比 ,LW%'tQ~"
取V带传动比为 dXcMysRc%&
i1=3; 8T1DcA*
则单级圆柱齿轮减速器比为 RX<^MzCDV
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 zR/p}Wu|!
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 p?gLW /n
4．计算传动装置的运动和动力参数 y<LwrrJ>
1）各轴转速 4uE5h~0Z
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 Q )|LiCR,
n0=nm; g>oYEFFJ
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 5Vm}<8{
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min e hB1`%@
:DF4g=
2）各轴输入功率 ^OcfM_4pN
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 }4ghT(C}$
P0=Ped=4kw d/99!+r
轴I 的功率 ,Vn]Ft?n
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw m$ UT4,Ol
轴II功率 KD3To%
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw !Z2n;.w
3）各轴转矩 +(k)1kCMn
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm gB{R6
\<O
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm (7#lN
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm <TROs! x$a
二、设计带轮 }Knq9cf
1、计算功率 *UxB`iA
P=Ped=4Kw ->25$5#
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 3g
"xm
查课本表8－10，得KA=1.1; 3jdB8a]T_
计算功率 nR'EuI~(}
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw GSb )|mj
2选择普通V带型号 4qXUk:C@m
n0 =960r/min xla^A}{
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 7T;RXrT
d1=80~100 \gQ+@O&+
3、确定带轮基准直径 !P ^$g
R
表8－11及推荐标准值 uU !i`8
小轮直径 ik NFW*p
d1=100mm; -&$%m)wN
大轮直径 `Qk
R
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm MAo,PiYb
取标准件 |.8= gS5
d2=355mm; !3v"7l{LF
4、验算带速 ;{7lc9uRj
验算带速 j/ IZm)\
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s C`<} nx1
在5~25m/s范围内 m9 5$V&
从动轮转速 hLD;U
J?S
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s $^aXVy5p
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s \$| UFx
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 \4X{ \ p<
=-0.0141 *B}R4Y|g
5、V带基准长度和中心距 Kd1\D!#!6
初定中心距 Ntrn("!
中心距的范围 H)fo4N4ii
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm b!P;xLcb
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm &t:M Wb;
a0=350mm; HON[{Oq
初算带长 SLB iQd.
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 @Od u.F1e
Lc = 1461.2mm s'=]a-l~
选定基准长度 >c>ar>4xF
表8-7,表8-8查得 rz7b%WY
Ld=1600mm; r+Cha%&D
定中心距 bu5)~|?{t
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm e(5R8u d
a=420mm; PS] X Lz
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm K ePHn:c
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ZSb+92g{L$
6、验算小带轮包角 V$D
d 7
验算包角 dju{&wo~ 4
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a tR/
JY;jn
145.2107 >120度 故合格 }`]^LFU5
7、求V带根数Z 0evZg@JP`
由式（13-15）得 (ajX ;/
查得 n1=960r/min , d1=120mm .8~ x;P6
查表13-3 P0=0.95 9 9-\cQv
由式13-9得传动比 {IwYoR aXa
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 qT%E[qDS
查表（13-4）得 k_`S[
+y #979A,
由包角145.21度 \MPy"u C
查表13-5得Ka=0.92 sv gi!=
KL=0.99 Wd<} |?R
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 M#|xj <p
8、作用在带上的压力F %LmB`DqZ
查表13-1得q=0.10 z [{%.kA
故由13-17得单根V带初拉力 @#">~P|Hp
dGN*K} 5
三、轴 `Y9@ ?s Q
初做轴直径： D1a2|^zt
轴I和轴II选用45#钢 c=110 Jy$- )
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm K~G^jAk+
取d1=28mm ~C+T|
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm tO$M[P=b
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 !;oBvE7Kh
取YL10YLd10联轴器 $^F2
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ]F! ,Jx
取d2=45mm g5`YUr+3?h
四、齿轮 0' t)fnI#
1、齿轮强度 2Hj]QN7"
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 fN;y\!q5
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。 :-n4! z"k
因 ， y 6\#{
SH1=1.1， SH2=1.1 |ES e=G
， QG
i a(
， $ :/1U$
因： ， ，SF=1.3 PeZ=ON Y5
所以 )Q`<O
DoA f,9|_
lC{m;V2
2、按齿面接触强度设计 N0NMRU]zT
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 0jq#,p=l;
小齿轮上的转矩 ektFk"W3A\
按 计算中心距 ?e*vvu33!
u=i=5.333 + `xp+Q
mm !+U.)u9 '
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 5sRNqTIr
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 |RdSrVB
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm mJ HX
齿宽b= z
Ey&%Ok
b1=70mm,b2=60mm 7}MWmS^8j
3、验算弯曲强度 1k`!w}
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 ^;e`ZtcI
按式（11-8）轮齿弯曲强度 OXo-( HLE
Vj1 AW<
$vd._j&
4、齿轮圆周速度 hsh
W5j
Mmn[o l
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 1RLSeT
snrfHDhUw
!&kOqc5:t<
#frhO;6
xxYFW vi
.(krB% N
+!rK4[W'
TD@'0M aQ#
五、轴校核： $%<gp@Gz
x:(e: I8x(
R_ csKj
+KZc"0?
& b%6pVj
Mg].#
h6#
t{ 'QMX
E y uc~[
7RO=X%0A
i
):el=
drH!?0Dpg
1B F+sT3
kG E|17I
Jv5G:M 5+~
K_ xn>
ls=<c<
U6{ RHS[
圆周力Ft=2T/d1 HwOw. K<
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 g&"Nr aQM9
d=mz=2.5*101=252.5mm cWm.']
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N f!87JE=<
Fr=5852.5*tan20=2031.9N $*tuv ?
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 3B,nHU
由Fr2*L-Fr*L/2=0 dX<UruPA
得Fr2=Fr/2=1015.9N 79&Mc,69
@9^ kl$
2、求水平平面的支承力 lps
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ,5q^/h
P9c1NX\-
sbg Rl%
3、画垂直面弯矩图 !-: a`Vs+
L=40/2+40/2+90＋10=140mm -Z:al\e<g
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ?H y ++
/8.;
WvR}c
4、画水平面弯矩图 L&eO?I=,
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm Ros5] 5=dP
X,~8 ) W
k (Ow.nkb
p_qH7W
5、求合成弯矩图 }L@YLnc%
A:N!H_x
$
\jly
u+{5c5_
6、求轴传递转矩 rGoB&% pc
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm $UKDXQF"
) m?oQ#`m
1W5YS +pf
`OduBUI] ]
B} & C
h
9 ~a_^m/
5^ pQ=Sgt
)Y)7p//
j+ s8V-7(
K":- zS
b%AYYk)d?
1V)0+_Yv
K?P.1H`
ZWYwVAo
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x< imMJ
w:pc5N>we0
l46O=?usDX
28zt.9
G$ip Wi
; <3w ,r
7、求危险截面的当量弯矩 KPKby?qQ^
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 W C}mt%H*O
轴的扭切应力是脉动循环应力 (Iu5QLE
取折合系数a=0.6代入上式可得 }Dk_gom_
}**^ g:
8、计算危险截面处轴的直径 z^ ~fVl
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 0!xD+IA!8
由表13-3查得许用弯曲应力 ， I9B B<~4o
所以 hX_;gR&R
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 DAJh 9I
故d=1.04*25.4=26.42mm obUh+9K
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 gn7pIoN
所以此轴选d=40mm,安全 "x&H*"
六、轴承的选择 |)1"*` z
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 D`iWf3a.
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N rY88xh^
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） }i ?P(
Au
因为大修期三年，可更换一次轴承 lkBab$ S)
所以取三年 v^JyVf>
由公式 !i{@B
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) *F2ob pU
（深沟球轴承系列） 90M :0SH
wHdq :,0-!
由附表选6207型轴承 tlG&PVvr
七、键的选择 > ( *jL
选普通平键A型 H`m| R
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 .b5B7 x}
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 8ec~"vGLz~
由公式 P6;L\9=H<
所以 7?b'" X"
选变通平键，铸铁键 ^PO0(rh
QZ%_hvY[%>
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 I x-FJF-
八、减速器附件的选择 kVZ>Dc2M
1、通气器： amgYr$)m
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 KG)Y{-Ao
2、油面指示器： qky{]qNW
选用油标尺，规格M16 n (-XI&Kn
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳
,!PNfJA2
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 5zfPh`U>1
5、窥视孔及视孔盖 ( 8k3z`
选用板结构的视孔盖 TC" mP!1
九、润滑与密封： :8Mp SvCV
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： m`E8 g VC
;%hlh)k$
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。 ^BSMlKyB
2、滚动轴承的润滑 e>y"V; Mj
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。 MX 6;ww
3、润滑油的选择 >=[w{Vn'Mf
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 h5.u W8
L-AN15润滑油 tJ[Hcx*N
4、密封方式选取： (Kv[~W7lb
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。 $ v$~.
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 .Mdxbs6.C
设计小结： a4O!q;tu7
二、课程设计总结 9kQ~)4#
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。 {BDp`uZ
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。 a*KB'u6&
zT`LPs6T
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 Oyq{w!2
f
\[Z`D
特别感谢—程莉老师。 hyVu Z\9B
jvCk+n[
参考资料目录 .pr- ^
[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； 3Q Z w
[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； ?:~Y%4;
[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； iVREkZ2SC
[3]《设计手册软件》，网络上下载； rW&8#&
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn bxK1v7
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