| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 {dy`
%It
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 fB;&n
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 r%g
<h T 8
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 6o[0sM_ ];
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5
g( ]b\rj
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6
nR,Qm=;
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 wE,=%? "
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 h"VpQhi
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 S4l)TtY
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 >~`Y
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 }|H w0z P.
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Ht`<XbQ>
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 rt5oRf:wY
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 6pM "h5hA
F9m 2C'U
[<e n1
1.拟定传动方案 _9 Dn \=g
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 Ek"YM [
v=1.1m/s;D=350mm; oJlN.Q#u&
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) pTa'.m
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。 {Ior.(D>Y
2.选择电动机 !XgQJ7y_Z
1）电动机类型和结构形式 U=haX x4N
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。 k dK*MUB
2）电动机容量 8eOl@}bV
（1）卷筒轴的输出功率Pw k1^ V ?O
F=2800r/min; k9*J* 7l-m
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ]uB T &
(2)电动机输出功率Pd $Qn& jI38
Pd=Pw/t 96.IuwL*.s
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 _N>wzkJ
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： [b7it2`dl
弹性联轴器 1个 #t"9TP
t4=0.99; /`7 I K
滚动轴承 2对 O]e6i%?
t2=0.99; C!$ Xv&"r
圆柱齿轮闭式 1对 GIl:3iB49
t3=0.97; JiKImz
V带开式传动 1幅 z{_mEE 49
t1=0.95; A m2*-
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 3M}AxE u
t5=0.98; =ied}a
:[
则 !&@2
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 `^O'V}T
故 rDpe_varA
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 UqD5
A~w
（3）电动机额定功率Ped 3cmbK
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 ^OHZ767v
3）电动机的转速 V[#6yMU @
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， Vil@?Y"
可选电动机的最小转速 EwTS!gL
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min cNdu.c[@
可选电动机的最大转速 L=d$"Q
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min slu$2-H
同步转速为960r/min S/a/1 n$ U
选定电动机型号为Y132M1－6。 cge-'/8w%
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 =ft9T&ciD
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 }j& O/ Up
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 'g. :MQ8
l>A\ V)
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
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 +nU' , E
gBMta+<fE~
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 jjx I S
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ;_x2 Ymw
1）传动装置总传动比 wh9L (0
nm=960r/min; G?>qd}]y0L
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 !$xzA X,
2）分配各级传动比 7 TP$
取V带传动比为 4"LPJX)Q
i1=3; &q.)2o#Q.
则单级圆柱齿轮减速器比为 "K 8nxnq
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 3)dP7rmZ
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。 )sqaR^
4．计算传动装置的运动和动力参数 H1Q''$}Z.
1）各轴转速 o\d |CE;>
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 KUb J e)}g
n0=nm; cS4xe(n8
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min p#)e:/Qy
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min RTA %hCr!
Md Lj,1_T
2）各轴输入功率 tAaYL
\~
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 }Bd_:#.mw
P0=Ped=4kw `Rrr>vj
轴I 的功率 A5+q^t}
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw OO$| 9`a
轴II功率 :#qUMiu$
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ? %93b ,7
3）各轴转矩 JW- |<CJ
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm S=4R5igrC
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ?b5H
2 W
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm FWIih5 3`
二、设计带轮 /=bSt
1、计算功率 AYt*'Zeg!s
P=Ped=4Kw b"^\)|*4;
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 fD0{ 5
查课本表8－10，得KA=1.1; v< Ty|(gd
计算功率 (:JjQ`i
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 8*vFdoE_oO
2选择普通V带型号 O
/vWd "
n0 =960r/min Ac
J> $L)
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 tO7I&LN E
d1=80~100 m.!wsw
3、确定带轮基准直径 ,eDu$8J9
表8－11及推荐标准值 A^8x1ydZ
小轮直径 1PmX." a
d1=100mm; ;>5,
大轮直径 pVY4q0@
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 3XnE y
+
取标准件 & wOE\TCL
d2=355mm; ,?I(/jI
4、验算带速 hc"6u\>
验算带速 Gj)uy jct
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s \PzN XQ$
在5~25m/s范围内 W5 |j 1He&
从动轮转速 C]M7GHe1q
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s vABXX B
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s l`* ( f9Q
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 X h`"
=-0.0141 URLk9PI
5、V带基准长度和中心距 pG~'shD~Dn
初定中心距 4AuH1m)<
中心距的范围 h>| g2h
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm kwO eHdV^
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm ]b> pI;
a0=350mm; *l:&f_ngV
初算带长 !M,h7 9NM
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 oik xg!0S
Lc = 1461.2mm {79q tq%W{
选定基准长度 vn ``0!FX
表8-7,表8-8查得 G@B*E%$9
Ld=1600mm; >2u y
定中心距 >J>>\Y(p
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm
9|<Be6
a=420mm; _Yy:s2I 8B
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm V'C-'Ythwf
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm b#A(*a_gN
6、验算小带轮包角 ?3Pazc]+|
验算包角 &lq^dFP&Su
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a LfHzT<)|
145.2107 >120度 故合格 A*R n <{U
7、求V带根数Z EQ/^&
由式（13-15）得 o E6|Zw
查得 n1=960r/min , d1=120mm # 3.\j"b
查表13-3 P0=0.95 _Ds@l VY
由式13-9得传动比 zWb -pF|
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 Hg aZbb>'
查表（13-4）得 GY9y9HNZ
W"|mpxp
由包角145.21度 L Jj=]_
查表13-5得Ka=0.92 ~GA8_B
KL=0.99 5N1}N s
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 p&\K9hfi
8、作用在带上的压力F Y+@g~ TE
查表13-1得q=0.10 o)p[
C
故由13-17得单根V带初拉力 Gn k|^i;t
x~z_,':
三、轴 [g`, AmR\!
初做轴直径： %E a E,
轴I和轴II选用45#钢 c=110 MUB37
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm e "~)Utk
取d1=28mm F3Dt7q
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm bNXAU\M^
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 t$5jx
取YL10YLd10联轴器 +aj^Cs1$
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ` .[ 8$
取d2=45mm ; :T9IL
四、齿轮 6"+8M 3M l
1、齿轮强度 Yg&`
U^7]B
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 @/ k x
er
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。 5uttv:@=
因 ， R^6Zafp
SH1=1.1， SH2=1.1 =zOe b /
， Dkw*Je#6PX
， jq[x DwP G
因： ， ，SF=1.3 AEqq1A
所以 Fg4@On[,i
&XtRLt gS
n/ AW?'
2、按齿面接触强度设计 ).Gd1pE
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 lJ&y &N<O
小齿轮上的转矩 ]4o?BkL
按 计算中心距 A="f j
u=i=5.333 l&Q!mU}
mm &[~[~m|
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 h0lu!m#\_
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 YZ **;"<G
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 6__K#r
齿宽b= cix36MR_
b1=70mm,b2=60mm R8 jovr
3、验算弯曲强度 JGgxAd{L
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 |Euus5[
按式（11-8）轮齿弯曲强度 \8>oJR 6
!F$R+A+L
!W~<q{VTs
4、齿轮圆周速度 8 gI\ zgS
L/ fRF"V
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 v)+@XU2wZ
1a8$f5
N5!& ~~
{(Fe7,.S3
^/a*.cu
|!}wF}iLc)
:1MM a6
c3W
BALdh
五、轴校核： OD|1c6+X
" '[hr$h3
~K` 1
hy!6g n
F.
T@)7
agT7=hX].
&D*8l?A/1f
Y&GuDLUF
m8AAp1=
4U{m7[
^Plc}W7h
$"fzBM?5
JJ-i_5\q
iaRR5D-
M5O'=\+,F
P^zy; Qs7
>qpqQ;
bm
s0lYj@E'
圆周力Ft=2T/d1 aDveU)]=1
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 De]^&qw(
d=mz=2.5*101=252.5mm WsB3SFNG
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N yoU2AMH2D^
Fr=5852.5*tan20=2031.9N Rcf=J){D6
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 &I)\*Ue2t
由Fr2*L-Fr*L/2=0 2GUupnQkD
得Fr2=Fr/2=1015.9N Abf1"#YImy
h >W@U9
2、求水平平面的支承力 2-s 7cXs
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N >a@>N
@\PpA9ebg%
85hQk+Bu4
3、画垂直面弯矩图 X:{WZs"[x
L=40/2+40/2+90＋10=140mm 74]a/'4
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm lsFfb'>
Z"D W 2k
0!_*S )
4、画水平面弯矩图 k* Pz&8|
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm Qn U0"_-
b pp*
[> p6
^#w{/C/n
5、求合成弯矩图 $ ?$9y ^\
T.2ZBG ~|[
n ,1tD
+V1}@6k
:
6、求轴传递转矩 045\i[l=
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm :l`i4kx
,R}Z=w#
qguVaV4Y
{XHk6w
*-
N8 M'0i?
u< kD}
`M)E* G
HEpM4xe$
k9&@(G[K3
@>:i -5
*]2R.u
iokPmV
9 `INC~h
y;:]F|%<
B@-"1m~la?
K7G m-= %
P}l#VJWp
`#U ]iwW!
HL8(lPgS
0\ wi am-
3KT_AJ4}
7、求危险截面的当量弯矩 {U6" ]f%
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 gLx/w\l6
轴的扭切应力是脉动循环应力
QP V@'.2m
取折合系数a=0.6代入上式可得 KGQC't
jE*Ff&]%m
8、计算危险截面处轴的直径 avy=0Jmj
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 mmcdtVe
由表13-3查得许用弯曲应力 ， CpSK(2j
所以
Wxs>o sq
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 6}STp_x
故d=1.04*25.4=26.42mm %w tXo BJ
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 *;P2+cE>H3
所以此轴选d=40mm,安全 9N1#V
K
六、轴承的选择 /W0E(8:C)
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 Q]T BQ&
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N $W*|~}F/Ap
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 5}7ISNP;f
因为大修期三年，可更换一次轴承 /ISLVp%H
所以取三年 6+)x7g1PL
由公式 IhwN],-V
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) >fg4x+0 %
（深沟球轴承系列） T*R{ L
hMWo\qM
由附表选6207型轴承 Zd+>
七、键的选择 7O9n!aJ
选普通平键A型 |mvM@V;^8{
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ]/[0O+B?
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm Bi
XTC$Oi
由公式 b@!:=_Mr
所以 t*s!0 'Y
选变通平键，铸铁键 9 R
3 u4:l
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 Pr2;Kp
八、减速器附件的选择 ]$ |st^Q
1、通气器： ]Ly8s#<g]N
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 @C07k^j=U
2、油面指示器： A'`P2Am
选用油标尺，规格M16 x RB7lV*
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 XR<G} x
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 (s ;zRb!4L
5、窥视孔及视孔盖 4M7^
[G
选用板结构的视孔盖 El+Ft.7
九、润滑与密封： 8lpzSJP4k
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： l<Lz{)OR
W%WC(/hor
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。 )lOji7&e
2、滚动轴承的润滑 k0knPDbHv
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。 }I)z7l.
3、润滑油的选择 4Lw'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 %^T!@uZr
L-AN15润滑油 <0>[c< {V<
4、密封方式选取： t +J)dr
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。 juXC? 2c
设计小结： ze
?CoDx2
二、课程设计总结 P.!;Uf}32
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。 Z<I[vp 6{
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。 o:4CI
'/dTqg*W
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。 I IYL A(
y6\ [1nZ
特别感谢—程莉老师。 \3M1.Q4$Gr
O8iu+}]/6
参考资料目录 ?f9$OLEB
[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； o;%n,S8J|^
[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； GgT=t)}wu
[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； pL%4= ]m
[3]《设计手册软件》，网络上下载； "AV1..mu
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn yTP[,bM
7f[8ED[4
[rc'/@L
% 6"o8
^971<B(v
Nw=60.0241r/min !\3 }R25
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n0=960r/min ctwhfS|Y0
n1=320r/min ],fwZd[t
n2=60.0241r/min e&FX7dsyy
)ZQ9 a4%
5~ kW-x
%$9)1" T0Y
/4wm}g9
P0=4Kw mBD!:V'
dwf #~7h_
P1=3.8Kw (c* 7VO;
1 o5Y9#7
P2=3.6491Kw c9cphZ(z
5 ,=B1
^8f|clw"
T0=39.7917Nm -G^t-I
T1=113.4063Nm (x@i,Ba@
T2=589.5878Nm #P,[fgNy
dWq/) %@t
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