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2009-06-22 09:37 |
目 录 uFl19 设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 &/-^D/ot 传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 C]'ru 电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 N`1W"Rx! 传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ey ; 94n:< 传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ?Ja&LNI9S 轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 5kbbeO|0G 联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 U2TR>0l 滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 H\!p%Y 键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 I/V lH:o 减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 M>LgEc-v67 润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 5i|DJ6 设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 r< ~pSj 参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 \[yg f6#[ &K@ RTgb rD":Gac 1.拟定传动方案 ]sL)[o 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 +2?=W1` v=1.1m/s;D=350mm; *s1^s;LR nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 'wm :Xa 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。 &upM,Jsr* 2.选择电动机 L$rMfeS 1)电动机类型和结构形式 ?vn9HhTD 按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 .`@)c/<0 2)电动机容量 >A_:qyGk (1)卷筒轴的输出功率Pw _G0_<WH6 F=2800r/min; ).l`N&_peM Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 IVdM}"+ (2)电动机输出功率Pd o +KDK{MD Pd=Pw/t n4%ZR~9WH 传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 5%)<e- 式中,t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4查得: sjIUW$ 弹性联轴器 1个 D6L5X/# t4=0.99; % 8hjMds 滚动轴承 2对 rO3.%B} t2=0.99; 7uq/C#N 圆柱齿轮闭式 1对 hw9qnSeRy t3=0.97; }fT5(+ Wo V带开式传动 1幅 \{u 9Kc t1=0.95; YkuFt>U9, 卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 2uZ4$_ t5=0.98; 56`Tna,t 则 x,81#=m^h t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 nkTpUbS'f? 故 n> tru L Pd=Pw/t=3.08/0.8762 0s'h2={iI (3)电动机额定功率Ped `G0GWh)`x 由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 [Rxbb+,U 3)电动机的转速 k3yA*Ec 为了便于选择电动事,先推算电动机转速的可选范围。由表2-1查得V带传动常用传动比范围2~4,单级圆柱齿轮传动比范围3~6, c0aXOG^ 可选电动机的最小转速 ;eY.4/*R Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min K6d2}!5 可选电动机的最大转速 qEJ#ce]G Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min EJ@&vuDd$ 同步转速为960r/min 0Fc^c[ 选定电动机型号为Y132M1-6。 }huFv*<@' 4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 CR8szMa 由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 6 @A'N(I=O 外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 *'to#_n&W
oT0TbZu% 电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ?[VL
2dP0 Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 OUFx M P+:DLex 大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 R(AS$<p{!> 3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ,[UK32KWI 1)传动装置总传动比 NXHe;G nm=960r/min; r7^oqEp@B i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 wG@f~$ 2)分配各级传动比 6"YcM:5~ 取V带传动比为
YG_|L[/# i1=3; Ek6z[G`
O 则单级圆柱齿轮减速器比为 hZ`<ID i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 9_-6Lwj6t 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。 E! GH$%:; 4.计算传动装置的运动和动力参数 ISHzlEY 1)各轴转速 xQ,My 电动机轴为0轴,减速器高速轴为Ⅰ轴,低速轴为Ⅱ轴,各轴转速为 LE}V{%)xD n0=nm; urhOvC$a n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min =n<Lbl(7 n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min c:I %jm 38#Zlcf 2)各轴输入功率 VjLv{f<p 按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 bYUG4+rD P0=Ped=4kw o]M1$)>b+ 轴I 的功率 ).3riR P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw z5p5=KOb 轴II功率 #IR,KX3]A P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw K1$
3)各轴转矩 +3F%soum95 T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm $W]}m"l T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm dym K @ T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm /b7]NC% 二、设计带轮 cDIZkni= 1、计算功率 FDal;T
P=Ped=4Kw +Ly@5y" 一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 +L|x^B3 查课本表8-10,得KA=1.1; mg]t)+ PQ 计算功率 FrC)2wX Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw 5=&ME(fmV 2选择普通V带型号 C2{*m{
D n0 =960r/min oy-y QYX 根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 \q@Co42n\ d1=80~100 0bG#'.- 3、确定带轮基准直径 Ao+6^z_ 表8-11及推荐标准值 :cvT/xhO 小轮直径 OcLahz6 d1=100mm; |Iknk, 大轮直径 goe%'k, d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ]P/i}R: 取标准件 zY9CoadZ d2=355mm; h
S)lQl:^ 4、验算带速 z HT#bP:o 验算带速 &=]!8z= v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 5PsjGvm.% 在5~25m/s范围内 :%_h'9Qq 从动轮转速 {)(Mkm+d n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s \%&):OD1 n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s : T{VCw:* 从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Gz52^O: =-0.0141 f0879(,i 5、V带基准长度和中心距 xX|f{) < 初定中心距 Eh^gR`I 中心距的范围 :{
iK 5 amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm R"j<C13;% amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm T|,/C|L a0=350mm; ~ mz X1[ 初算带长 0V?7'Em Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 @?>5~ Lc = 1461.2mm Oy b0t|do+ 选定基准长度 M@JW/~p' 表8-7,表8-8查得 pk`5RDBu Ld=1600mm; X.sOZb?$ 定中心距 \l%##7DRp] a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Z;S)GUG^ a=420mm; AZf69z amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm YYL3a=;`a amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm c/^l2CJ0 6、验算小带轮包角 <Sr:pm 验算包角 -24ccN; =180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a Ii#+JY0k 145.2107 >120度 故合格 =KAN|5yn 7、求V带根数Z F"cZ$TL] 由式(13-15)得 qHgzgS7a 查得 n1=960r/min , d1=120mm *pDS%,$xe 查表13-3 P0=0.95 $&!|G-0' 由式13-9得传动比 zJ$U5r/u i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 /;vHAtt;f 查表(13-4)得 nch#DE82 6v74mIRn'? 由包角145.21度 9kwiG7V1 查表13-5得Ka=0.92 EI)2c.A KL=0.99 Q eN7~ J z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 ;O|u`fAqT 8、作用在带上的压力F @REMl~"D5 查表13-1得q=0.10 #3tC"2MZ 故由13-17得单根V带初拉力 \%B7M]P HYG1BfEaW 三、轴 _8ks`O#} 初做轴直径: >3*a&_cI=k 轴I和轴II选用45#钢 c=110 Q+/P>5O/ d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm R T~oJ~t; 取d1=28mm @iMF&\KC d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm uH(M@7"6_! 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 _0ZU I^# 取YL10YLd10联轴器 =Ot_P7'5gv Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 F(ZczwvR 取d2=45mm u/NcX 四、齿轮 p>f?Rw_ 1、齿轮强度 F>5b[q6~4 由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 fQwLx
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。 lon9oraF' 因 , $e{[fmx SH1=1.1, SH2=1.1 fdHFSnQ g , 2 <@g * , 2kk; z0f 因: , ,SF=1.3 ;@:-T/= 所以 o\PHs4Ws'7 rg=Ym. F@#p 2、按齿面接触强度设计 OT$++cj^ 设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 g3yZi7b5FU 小齿轮上的转矩 *=!r|UdB. 按 计算中心距 uRYq.`v, u=i=5.333 2[j`bYNe mm 4@Z!?QzW 齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 a8G<x< 模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5
|
+uc;[` 确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm /{/mwS"W 齿宽b= @,}tY ?>a b1=70mm,b2=60mm yW\kmv.O 3、验算弯曲强度 |7 Ab_ 齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 LU8:]zOY 按式(11-8)轮齿弯曲强度 [Q\(kd*4 3xKgj5M i2;,\FI@t% 4、齿轮圆周速度 pSEaE9AX% YXh!+} 按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 o}f$?{)| }W(t>> O(9*VoD NB86+2stu Y*O
Bky rhX?\_7o )O$S3ojZ PfB9 .f{ 五、轴校核: d2)]6)z6 vS[\j k7L4~W =Zsxl]h
ue4{h QUfF>,[sv 0I do_V J83C]2~7 uq7/G| &&m1_K NS TO\36 R9D2cu,{ SQ]M"&\{y fF=tT C &.#dZ}J ne 3t|JZ OsVz[w N Snp(&TD<< 圆周力Ft=2T/d1 =UWW(^M#[: 径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 4d}n0b\d d=mz=2.5*101=252.5mm Ke]'RfO\ Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N {yEL$8MC Fr=5852.5*tan20=2031.9N %M`zkA2]J 1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 AMO{ee7Po 由Fr2*L-Fr*L/2=0 -mo4`F 得Fr2=Fr/2=1015.9N u6IM~kk>5 /TIt-c 2、求水平平面的支承力 4cJ/XgX FH1=FH2=Ft/2=2791.2N Ge=\IAj C7}iwklcsa HCe/!2Y/% 3、画垂直面弯矩图 BQeg-M L=40/2+40/2+90+10=140mm ~Ga{=OM?? Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm "?W8o[c+ BO6XY90( `krVfE;_O 4、画水平面弯矩图 r(_Fr#Qn MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm /^I!)|At ;TwqZw[. TIaiJvo olXfR-2>1 5、求合成弯矩图 i=pfjC 5LU7}v~/
fD8GAav $?VYHkX 6、求轴传递转矩 322-'S3< T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm \yLFV9P}EL -lq`EB+ }g|9P SbJ Mii&doU ycvgF6Me< :!fY;c? V>UlL&V jYBiC DD LcNI$g;}Yf EQM[!g^a P=y1qqC O0bOv S CWB<I "+
k}#<P4\ [;'$y:L=g YG*}F|1 RQ#9[6w!v beV+3HqB8 Eq=JmO'gHs U^K8^an$ d`j<Bbf- 7、求危险截面的当量弯矩 <$#^)]Ts 从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 ORXH<;^0y 轴的扭切应力是脉动循环应力 /7Q9(} 取折合系数a=0.6代入上式可得 (hRg0Z= 2uF'\y 8、计算危险截面处轴的直径 * <?KOM 轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 XB:E<I'q!3 由表13-3查得许用弯曲应力 , }?O>.W,/ 所以 ltkA7dUbu 考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 fl4'dv 故d=1.04*25.4=26.42mm e<~bDFH 由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 =Pp-9<&S 所以此轴选d=40mm,安全 wNNg"}&P 六、轴承的选择 .hoVy*I 由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 XG5T`>Yl 径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N b'ir$RL] c 工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) 58`Dcx,yJ 因为大修期三年,可更换一次轴承 $H/: -v 所以取三年 P$@:T[}v 由公式 ^$rqyWZYp 式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) Fa{[kJ8z (深沟球轴承系列) }b{7+ +
Ah p`!<yq2_ 由附表选6207型轴承 'c
>^Aai 七、键的选择 ?]+!gz1 选普通平键A型 3b`#)y^y?% 由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 IL?"g{w b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm bJeF1LjS 由公式 eF4f7>5Cv 所以 N,F[x0&? 选变通平键,铸铁键 zIr-Rx'dL^ `?d`
#)Ck 所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 .5A .[ZY) 八、减速器附件的选择 f/m0,EERk 1、通气器: 5E}]U,$ 由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 sn'E}.uhXH 2、油面指示器: {T0Au{88H 选用油标尺,规格M16 w.+G+r= 3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 o,$K=#Iv 4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 oTTE<Ct[ 5、窥视孔及视孔盖 $j4/ohwTDY 选用板结构的视孔盖 ~Ds3-#mMy 九、润滑与密封: }1.'2.<Y 1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: [LV>z "DX2Mu= 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。 iRV=I, 2、滚动轴承的润滑 w5t|C> 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。 `<hMrhfh 3、润滑油的选择 hdH3Jb_hl( 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 o Z%oP V: L-AN15润滑油 hANe$10=H 4、密封方式选取: S2#@j#\ 选用凸缘式端盖,易于调整轴承间隙,采用端盖安装毡圈油封实现密封。 c&PaJm 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 xE*.,:,& 设计小结: EbJc%%c 二、课程设计总结 tNYuuC%N 设计中运用了Matlab科学工程计算软件,用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结,在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计,翻阅了学过的各种关于力学,制图,公差方面的书籍,综合运用了这些知识,感觉提高许多,当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用,深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便,各种设计,计算,制图全套完成。 [&lH[:Y# 由于没有经验,第一次做整个设计工作,在设计过程中出现了一些错误比如线形,制图规格,零件设计中的微小计算错误等都没有更正,设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层,线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线,在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ,对于各种线宽度,没有实际的概念。再比如标注较混乱,还是因为第一次做整个设计工作,没有经验,不熟悉。 uu/2C \n} o76{;Bl\O 这次设计的目的是掌握机械设计规律,综合运用学过的知识,通过设计计算,绘图以及运用技术标准,规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到,有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力,全面的应用在实际中,还有待于提高水平。 ,Z8)DC= eEYzA 特别感谢—程莉老师。 N7^sn!JB EQ>@K-R 参考资料目录 {??bJRT [1]《机械设计基础》,机械工业出版社,任成高主编,2006年2月第一版; q-/t?m0 [2]《简明机械零件设计实用手册》,机械工业出版社,胡家秀主编,2006年1月第一版; h"f_T
[ [3]《机械设计-课程设计图册》,高等教育出版社,龚桂义主编,1989年5月第三版; k/)h @K8@ [3]《设计手册软件》,网络上下载; h:KEhj\d? [4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn %{?9#)) Tz&h[+ 6` '*<I<? z; x]IJ; s|k&@jH) Nw=60.0241r/min StiWa<"c oFsV0 {x%) bYr*rEcA RSnBG" vdot . jVqpokWH F(Je$c/J|~ F!-%v5.y Z,V<&9a; v[)8 1uY gJ^taUE {vQ:4O!: Pw=3.08Kw Y+5aT(6O o.s(=iG _ER. AKY \mWH8Z
}Z Y8N+v+V/ u-QHV1H`( *&hbfsP: ,;f5OUl?[ ,wngS= {]$ )dz5 #5iy^?N"w %D~Mij %AmyT DcE4r>8B !'B=']. R@U4Ae{+ |/n IR8yE`(h 效率t=0.8762 45OAJ?N ? 51i0~O= Pd = 3.5150 ,5AEtoF R`B} T<* Ped=4Kw Pz0TAb {d.K)8\ nj1PR`AE <j3|Mh_(I >]uu?!PU EV7lgKM^ Ys|SacWC CTxP3a9] 2jxIr-a1G G,<l}(tEG lQy-&d|=#^ M27H{}v _]{LjJ!M /y6I I$AvM Sh?eb T|0d2aa :Gew8G >]o>iOz;] wuW{2+)B @4]{ZUV d24_,o\_ #on ,;QN A(n#k&W1fZ 6ud<U#\b& i=15.9936 }D.\2x(J 96P&+ >s1?rC N;k )> i1=3 tU *`X(; _"*s x- i2=5.3312 XVJH>Zw ]Qa|9G,b vVrM[0*c eTay/i<- sZEa8 nF<xJs n0=960r/min pM}~/ n1=320r/min >#Xz~xI/I n2=60.0241r/min F^`+.G\ +S`cUn7 9!kp3x/` <q>d@Foi j%Xa8$ P0=4Kw H8=:LF 7[UD;&\k P1=3.8Kw
sFnR; g"(@+\XZH" P2=3.6491Kw y.6/x?Qc 9v?@2sOoE L]u^$=rI T0=39.7917Nm S#r|?GYua T1=113.4063Nm 5 jUy[w @ T2=589.5878Nm scYqU7$%T cc:$$_'L &%;n9K FSAX,Y wG9aX*(n 1ltW9^cF} KA=1.1 MLg{Y?@ f-ceDn Pc=4.4Kw x<' $ |0?v4%g >tx[UF@P@ PxGw5: GZKYRPg !n P4S)A ^FkB/j :Fu7T1 nc\2A>f` d1=100mm G%AO%II P=6d<no&< :K"~PrHm #z<#oC5 d2=355mm )tnbl"0 YOj&1ymBZ odC"#Rb jD}h`(bE B]:|;d s=F[.X9lp ]!@=2kG4 iyd$_CJ z q=D8 Nz u[Si=)`VPk G2?#MO `j9\]50Z> }!R*Q`m @"1Z;.S8V u'Q82l&Y v9Sk\9}S t[|t0y8 初定中心距 HGh
-rEh a0=350mm NsSZ?ky bgKC^Q/F ir>h3Zk Lc=1461.3mm N3aqNRwlk x<Gjr} .P/0`A{& Ld=1600mm }LKD9U5;8 `O%nDry 中心距 cL~WDW/ a=420mm 6)ln,{ 0B!(i.w &rD8ng+$ YG8V\4
SQ )h&@}#A09 9_iwikD VjNr<~ |d X[1D$1Dvw c s*E9 1'Q6l (=;'>*L( %.r\P@7/Q A%HIfSzQBS AWx@Z7\z"g W02z}"# 58HA*w 6w;`A9G[YI ~%g,Uypi 3di;lzGq z=3根 %=9o'Y,4 Z_xQ2uH$: G?=&\fg_: 'N+;{8C-{ 预紧力 4K~=l%l FQ=274.3N :r hB= \G>C{v; ]=%qm; 9N)I\lcY N{Z+ d1=28mm a{Y|`*7y T$%QK?B d2=45mm }u3|w0~c) y*{zX=]l< $w{d4" ) YL10YLd10 `'<$N<! zEtsMU D6Aa5&rO+ =FV(m
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