| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 k"J=CDP\
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 +y|H#(wBP
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 BV6
U -
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 Q)l~?Fx
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 IC@-`S#F
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ;Ak 6*Sr
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 I=o/1:[-
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 i T&Y9
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 . DZ8kKY
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 iM{UB =C
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 !-Md+I_
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 >d#Ks0\&
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 cS#m\O
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 R9O[`~BA2
1J O@G3,
-
u'5xn7
1.拟定传动方案 A_<1 }8{L
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 <[<]+r&*
v=1.1m/s;D=350mm; Gt5'-Hyo
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) Y lEV @
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。 /d]{ #,k
2.选择电动机 b1 frAA
1）电动机类型和结构形式 e8 $OV4X
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 _0 =$ 2Y^
2）电动机容量 Nl fz'_0M
（1）卷筒轴的输出功率Pw O5 ?3 nYHa
F=2800r/min; 0FEn& \2<
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ) Qx&m}
(2)电动机输出功率Pd JB vP {5
Pd=Pw/t _!C'oG6s?
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 UA$Xa1
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： 34Z$a{
w
弹性联轴器 1个 M8iI e:{ c
t4=0.99; =K\.YKT
滚动轴承 2对 K18Sj,]B
t2=0.99; 3rQ;}<*M
圆柱齿轮闭式 1对 @$%[D`Wa<
t3=0.97; ECEDNib
V带开式传动 1幅 iH[ .u{h
t1=0.95; b_xGCB C
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 {[Vkht}
t5=0.98; @8xa"Dc
则 &Eqa y'
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 Z=\wI:TY1
故 !$|h[ct
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Wo8.tu-2
（3）电动机额定功率Ped @2Ca]2,4
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 RFqf$
3）电动机的转速 tOf18V{a
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， [n{c, U
F
可选电动机的最小转速 "I`g(q#Uo
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min !K319 eE
可选电动机的最大转速 li~ #6$
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min yM-3nwk
同步转速为960r/min wSP'pM{#2
选定电动机型号为Y132M1－6。 xh raf1v3\
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 }|!9aojr
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 &H<n7 6G
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ~*,e &I
4x%R4tk
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm <fm0B3i?
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 js<}>wD7<
TB
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 SF2<
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比
; 'g. %
1）传动装置总传动比 GVl TW?5
nm=960r/min; )zo O#tX
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 (<:mCPk(~
2）分配各级传动比 qwx{U
取V带传动比为 >s+TD4OfY
i1=3; o$FYCz n
则单级圆柱齿轮减速器比为 +rA:/!b)Y
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 K!a4>Du{
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。 = $t
4．计算传动装置的运动和动力参数 eED@Z/~6
1）各轴转速 loPBHoE3@H
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 r=o\!sh[
n0=nm; iAAlld1
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min o}4J|@Hi|4
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 540,A,>:tb
auKGm:
2）各轴输入功率 5o dtYI%L
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 [hT|]|fJS;
P0=Ped=4kw V\(p6:1(6K
轴I 的功率 lq%6~va
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw V;}6C&aP.
轴II功率 bBC!fh!L"
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw A_vf3 *q
3）各轴转矩 3+v+_I>%k
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm r{~@hd'Aj
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm wK[Xm'QTPJ
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm \X?GzQkr
二、设计带轮 J6 VG j=/
1、计算功率 $sX X6K),
P=Ped=4Kw ;:)?@IuSy
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 )(&WhZc Z
查课本表8－10，得KA=1.1; $_P *Bk)
计算功率 u(`,7 o "
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw T)QT_ST.9
2选择普通V带型号 }N6r/
VtOQ
n0 =960r/min *`HE$k!
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 xep!.k x
d1=80~100 `?PpzDV7Y
3、确定带轮基准直径 Ef2#} %>
表8－11及推荐标准值 [qEd`8V (
小轮直径 [ sT}hYh+
d1=100mm; Q41eYzAi
大轮直径 X+*"FKm S.
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm mCY+V~^~kz
取标准件 Q ]u*Oels
d2=355mm; MiX*PqNTM
4、验算带速 [H!8m7i;
验算带速 @9wug!,
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s wv eej@zs
在5~25m/s范围内 @6roW\'$
从动轮转速 6_w;dnVA
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s o|v_+<zD!
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 3~%wA (|A
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 {U,q! <@mq
=-0.0141 @]EJbiGv
5、V带基准长度和中心距 re `B fN
初定中心距 Yc*Ex-s
中心距的范围 9Fkzt=(E~
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm qrj:H4#VB
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm > **7ck
a0=350mm; ?5> Ep:{+/
初算带长 {' QA0K
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 laQM*FLg
Lc = 1461.2mm QE.a2
}
选定基准长度 5ecAev^1-
表8-7,表8-8查得 =nmvG%.h d
Ld=1600mm; i8tH0w/(M
定中心距 o $=D`B
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm v/Z!Wp1LV
a=420mm; n;eK2+}]
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm f0 ^DsP
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm z}" Xt=G?
6、验算小带轮包角 6S~l gH:
验算包角 l9%o KJ;
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a }h6 N.vz
145.2107 >120度 故合格 ]y3'6!
7、求V带根数Z {M5[g r%
由式（13-15）得 5DHFxym'
查得 n1=960r/min , d1=120mm BAq@ H8*B
查表13-3 P0=0.95 T =l4Vb{>
由式13-9得传动比 FE`:1
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ~;f,Ad`Q
查表（13-4）得 d +]Gw
vB :_|B
由包角145.21度 Iaq7<$XU
查表13-5得Ka=0.92 -qPYm ?$
KL=0.99 {!B^nCSL
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 .[ Z<r>
8、作用在带上的压力F 4mG?$kCN
查表13-1得q=0.10 gX}(6RP_!
故由13-17得单根V带初拉力 Uv(THxVh
y8$TU;
三、轴 j&G*$/lTO6
初做轴直径： LV:`si K
轴I和轴II选用45#钢 c=110 Wm5/>Cu,
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm *o/ Q#
取d1=28mm )1>fQ9
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm | 'SqG}h
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 :\+;5Se+l
取YL10YLd10联轴器 m#E%,
rT
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 @bN`+DC!<
取d2=45mm Z|FWQ8gZ4m
四、齿轮 +$eEZ;4
1、齿轮强度 FM c9oyU~
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 .,C8ASfh
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。 ;Ol C^\e
因 ， 7PDz ]i
SH1=1.1， SH2=1.1 A.!V*1h{
， Z2yZz:.'
， 0 ttM_]#q
因： ， ，SF=1.3 CvwC| AW
所以 F 8\nAX
(z}q6Lfa
Y5}<7s\UDO
2、按齿面接触强度设计 p Zu2[
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 AeqxH1 %
小齿轮上的转矩 cG|ihG5)
按 计算中心距 ,FvBZ.4c3=
u=i=5.333 !N4?>[E
mm A6APU><dm^
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 =R08B)yR
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 DK/xHIv8-
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Wx ;`=9
齿宽b= : QK )Ym
b1=70mm,b2=60mm v2>.+Eh#
3、验算弯曲强度 $Ik\^:-
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 P"`OuN
按式（11-8）轮齿弯曲强度 wG1A]OJl1
o(,u"c/Or
=?U"#a
4、齿轮圆周速度 O.n pi: a
x[Xj[O
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 -kp! .c
A$K>:Tt>
w<?v78sT
#]ZOi`;
MLV_I4o
6Q&R,"!$p
2TN+ (B#Z!
T{1Z(M+
五、轴校核： 6{r H|Z
#!wL0 p
lW! U:
FF:Y7w XW
C wKo'PAJ
YYrXLt:
8y!d ^EQ
KmoPFlw
v3w5+F
Y [ =Gv6Fr
P
0xInW F
4qtjP8Zv[
RW!D! ~
)NeI]p
]| oh1q
JO:40V?op
2.=3:q!H<%
@ \ip?=
圆周力Ft=2T/d1 ,Mf@I5?
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 KsM2?aqwf_
d=mz=2.5*101=252.5mm sy+o{] N
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N \BC|`)0h
Fr=5852.5*tan20=2031.9N vpOn0([hS
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 k>
I;mEV
由Fr2*L-Fr*L/2=0 jq{rNxdGx
得Fr2=Fr/2=1015.9N Fx']kn9
Ea@N:t?(8=
2、求水平平面的支承力 S r)rKc
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N y0vo-)E]-]
Km2ppGLNn
pqPhtWi%PJ
3、画垂直面弯矩图 7 bioLE
L=40/2+40/2+90＋10=140mm * iW>i^
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm +:4J~Cuf
mA:NAV $!s
[m7jZOEu
4、画水平面弯矩图 ;\=W=wL(
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm g+gHIb7{
?C
N%{&%C 6{
LGq}wxq
5、求合成弯矩图 v KppXm1
&)
7umdSgi
:&Xy#.un
5 KJN](x+
6、求轴传递转矩 p(UU H3%W
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm Hw8`/'M=%5
7-81,ADv(
kK nz
F
E< ;C@B
Two$wL/
afRUBjs
P`wp`HI
e$|g
Ib AGnl {
v|~ yIywf
Hs<vCL \
b`E'MX_ m
Z++JmD1J
'S<ebwRd=
:%q J AjR&
DzX5_ kA
0%.l|~CE&
DWDL|4
og
s<x2*yVUA
n\ aG@X%oq
Px:PoOw\
7、求危险截面的当量弯矩 CZg$I& x
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 Qy |*[
轴的扭切应力是脉动循环应力 +~Ri CZt
取折合系数a=0.6代入上式可得 vs g"!y@v
RP&H9>
8、计算危险截面处轴的直径 p;Kw$fQ?
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 qJ!&H
由表13-3查得许用弯曲应力 ， TGu`r>N51
所以 n
*|F=fl
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 ,dK <2XP
故d=1.04*25.4=26.42mm 1I u^+
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ZZp6@@zyq'
所以此轴选d=40mm,安全 \"i2E!
六、轴承的选择 Ak[} s|,)
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 09pnM|8A
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N zuR!,-W
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） =xFw4 D9
因为大修期三年，可更换一次轴承 /,A:HM>B
所以取三年 bCHA!zO
由公式 EX UjdJs"
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) VqLqj$P
（深沟球轴承系列） ^0ZabR'
2:^Dv1J)rD
由附表选6207型轴承 T G'_1m*$
七、键的选择 -4{sr|
lm
选普通平键A型 DQY*0\
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 HYf&0LT<11
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm vFXih'=_
由公式 Au08k}h<G
所以 yhg^1l|t,
选变通平键，铸铁键 ,
}O>,AU
hl?G _%a
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 Zo}wzY~x>I
八、减速器附件的选择 wYK-YY:Q3
1、通气器： -kT *gIJ}
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 yZ=wT,Y
2、油面指示器： >p Y0f }
选用油标尺，规格M16 @13vn x
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 Nw'i;}0v7r
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 V9qA.NV2
5、窥视孔及视孔盖 k2o98bK&;
选用板结构的视孔盖 f}b= FV{
九、润滑与密封： p me5frM |
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： +G*2f
V>
rkh+$*t@i7
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 -bT1Qh
X
2、滚动轴承的润滑 +m kub}<a
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 wB~Ag$~
3、润滑油的选择 'H- : >'k
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 :r* skV|
L-AN15润滑油 Lgl%fO/<t
4、密封方式选取： `''\FPhh
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。 Ge=+ 0W)&
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ;LM`B^Q]s
设计小结： v:kTZB
二、课程设计总结 "pGSz%i-
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。 yUcWX bT@
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。 eSNi6RvE
(;-<
@~2
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。 $
\0)~c y
57*`y'C W
特别感谢—程莉老师。 9B gR@b
+ HvEiY
参考资料目录 A]^RV{P
[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； 7:'7EqM
[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； z)N8#Y~vn
[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； <Uf? 7
[3]《设计手册软件》，网络上下载； S?n, O+q
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn ^y"5pf SR
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T1=113.4063Nm k'(d$;Jgr
T2=589.5878Nm 1o
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