| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 {^f0RGJg9
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 O<h#|g1
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 1hviT&
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 w Y. g- 3
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 (RmED\.]4
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 1Q J$yr
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 B<XPu=|
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 N 9&@,3
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 z{g<y^Im+E
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 G z XP
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 @c !67Z
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16
fE*I+pe
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 W`'|&7~
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 48g^~{T4O
J\so 8uT:
' r n;|K
1.拟定传动方案 nh=Us^xD
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 62x< rph
v=1.1m/s;D=350mm; L||yQH7n
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) <e&QTyb
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 i s?&%VY
2.选择电动机 :UcS$M1LE
1）电动机类型和结构形式 #=H}6!18
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。 'h^DI`
2）电动机容量 N#)VD\m
（1）卷筒轴的输出功率Pw ?+O|mX}`-
F=2800r/min; ,;P`Mf'YC
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 uHro%UAd
(2)电动机输出功率Pd 87(^P3;@
Pd=Pw/t HCIF9{o1j>
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 /Z "
4[
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： GLQvA HC
弹性联轴器 1个 /eRtj:9 M
t4=0.99; .XKvk(9
滚动轴承 2对 $ Xs Q e
t2=0.99; 7 3z
Y^ x
圆柱齿轮闭式 1对 7oe@bS/Z
t3=0.97; x\hn;i<
V带开式传动 1幅 iB3 + KR
t1=0.95; '}`hY1v
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 pt cLJ]+)
t5=0.98; >jz%bY
则 m=iov 2K >
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 b#;N!VX
故 i5<Va@ru!s
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 T :S{ 3
（3）电动机额定功率Ped _Q}RElA
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 . 02(O
3）电动机的转速 ) .-(-6=R
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， O mh&)|Iql
可选电动机的最小转速 !bV(VRbu
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min ]<;i} n|
<
可选电动机的最大转速 7k t7^V<
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min u4#~
i0@
同步转速为960r/min `? o1cf A
选定电动机型号为Y132M1－6。 _ K+V?-=
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 30(m-D$K>9
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 _IKP{WNB
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 'oiD#\t4
Fma`Cm.
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm V0'p1J tD
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28
=Sb :<q+Q
%Q sSR'`
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 !:5`im;i
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 4}8+)Pd
1）传动装置总传动比 M`C~6Mf+
nm=960r/min; zUEfa!#?
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 .f !]@"\
2）分配各级传动比 @Wx`l) b
取V带传动比为 /,!7jF:
i1=3; 3n84YX{
则单级圆柱齿轮减速器比为 /romTK4
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 nA_
z P4
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。 _KM $u>B8
4．计算传动装置的运动和动力参数 ;+ C o!L
1）各轴转速 ,'1Olu{v[s
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 (:y,CsR}4
n0=nm; bDZ K Q&
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min l\sS?
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ^Azt.\fMX
Wq{d8|)1
2）各轴输入功率 ^!o1l-Y^gr
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 L VU)W^
P0=Ped=4kw -l40)^ E}
轴I 的功率 iA%'
;V
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw SZK )q
轴II功率 UE&C
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw Qw6KX#n
3）各轴转矩 94h_t@Q/1
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Q/3tg
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm {+/
.5
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 0[2BY]`Z.
二、设计带轮 "% }G y>;
1、计算功率 l C /Hib
P=Ped=4Kw qr'x0r|<>
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 N
o_$!)J.
查课本表8－10，得KA=1.1; [V2omSZo
计算功率 C)J_lI{^
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 2Z/][?Jj{
2选择普通V带型号 `b Z 2x@
n0 =960r/min Msv*}^>
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 ?`N57'iPb
d1=80~100
d-ag
3、确定带轮基准直径 }DDVGs [
表8－11及推荐标准值 R8=I)I -8
小轮直径 SLQ\Y%F
d1=100mm; B8c BQ v
大轮直径 .# ! 'c
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm *l> [`U+
取标准件 L @1,7@
d2=355mm; O? nPxa<
4、验算带速 r
1l/) ;
验算带速 b(.-~c('
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s _C< 6349w
在5~25m/s范围内 RjR&D?dc
从动轮转速 Id V,%d{
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 2Y E;m&
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s '!j #X_;
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 6?1s`{yy
=-0.0141 J{Y6fHFi
5、V带基准长度和中心距 F,p`- m[q
初定中心距 V- D}U$fw
中心距的范围 #D|!
.I)
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm toS(UM n
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 0On? {Bw
a0=350mm; Cec9#C
初算带长 TIc d
_>TW
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 :X'*8,]KHH
Lc = 1461.2mm E^Q@9C<! d
选定基准长度 ~w
Zl2I
表8-7,表8-8查得
_'! aj +{
Ld=1600mm; Lv
`#zgo_f
定中心距 I! h (`
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Od0S2hHO
a=420mm; ${A5-
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm fOa6,
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm T"L0Iy!k;
6、验算小带轮包角 !cq=)xR
验算包角 Zi 2o
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 1*C:h g@
145.2107 >120度 故合格 f,St h7y
7、求V带根数Z 9
9Ba{qj
由式（13-15）得 cZNi~
查得 n1=960r/min , d1=120mm 1 ^Kj8*O8e
查表13-3 P0=0.95 :7 qqjs
由式13-9得传动比 GY oZ$p" C
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 eq^TA1>T
查表（13-4）得 >;&Gz-lm
?j1_
n,d
由包角145.21度 N=OS\ pz
查表13-5得Ka=0.92 t9G}Yd[T
KL=0.99 OJ v}kwV
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 u~" siH
8、作用在带上的压力F k4S} #!
查表13-1得q=0.10 EoKC8/
故由13-17得单根V带初拉力 kP)YgkE
mgy"|\]
三、轴 FJO"|||Y'|
初做轴直径： 3LKB ;
轴I和轴II选用45#钢 c=110 y kxbX
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm ` *>V6B3
取d1=28mm ; knd7SC
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm Nc{]zWL9
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 ; ( K
取YL10YLd10联轴器 1s Br.+p
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 -@rxiC:Q
取d2=45mm dSwm|kIa
四、齿轮 sa_R$ /H
1、齿轮强度 Ej'
7h~ =v
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 fs&,w
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。 C1V# ?03eI
因 ， DKh}Y
!Q=:
SH1=1.1， SH2=1.1
#;d)?
， _)Qy4[S=d
， -<_7\09
因： ， ，SF=1.3 IQT cYl
所以 hF2/
y. :P
Am= wEu[b
wDDx j
2、按齿面接触强度设计 <D;MT96SG
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 w TlGJ$D0
小齿轮上的转矩 NjbwGcH%\
按 计算中心距 .AXdo'&2i
u=i=5.333 ,E&Bn8L~ O
mm NUMi])HkN
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101
;;@IfZ ?j
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 So#dJ>
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm B#] _8svO
齿宽b= VMx%1^/(
b1=70mm,b2=60mm 3w Z(+<4i
3、验算弯曲强度 Sr&T[ex,.
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 e$/&M*0\f
按式（11-8）轮齿弯曲强度 M`~!u/D7
@44P4?;
p'&*r2_ram
4、齿轮圆周速度 gv9=quG
@;m$ua*|:
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 +vz` go
k,rWa
GQx9u ^>
2Pp&d>E4
%w7m\nw@
-u|l }}bh
%,|ztH/ Q
,-@5NY1q
五、轴校核： A:eG5K}
=MC~GXJSNw
6
mO"
=OYQM <q
w>qCg XU3
[Uli>/% JB
pCC 7(Ouo
pc H<gF(k
2J<&rKCF
s*Ih_Ag=:
S5_t1wqBJ
u g\w\b
se!mb _!
Q2/.6 O8
tWY2o3 j
t\r:E2
O
.#fPw_i
kZVm 1W1
圆周力Ft=2T/d1 g_w&"=.jBq
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 `tE^jqrke5
d=mz=2.5*101=252.5mm Fk1.iRVzi
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ]` ]g@ v
Fr=5852.5*tan20=2031.9N Rg* J}
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 \cQ .|S
由Fr2*L-Fr*L/2=0 5)'P'kVi7.
得Fr2=Fr/2=1015.9N 5+ P@s D
Sdd9Dv?!
2、求水平平面的支承力 \Hwg) Uc{
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N s G, +
mJC3@V
s
9s` /~ a@
3、画垂直面弯矩图 alm-
r-Kb3
L=40/2+40/2+90＋10=140mm *
OsU Y=;
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 5]"SGP
+l?; )
*7" L]6
4、画水平面弯矩图 B9X8
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm *8)2iv4 [
{J]-<:XD
E'c%d[:H,
-2i\G .,J
5、求合成弯矩图 l#bAl/c`
u+D[_yd^
Ct]A%=cZW
/ \=MBUN
6、求轴传递转矩 0{) $SY
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm v-`h>J!Nx
j m3G?Vnq
0 ^~\COa
6EJVD!#[K
61_f3S(u
Veji^-0E
w([$@1]
q\$6F)ha3
. L;@=Yg )
f h<*8w0H
>dQ K.CG
8`v$liH
&L4
q10-N
\cuS>G
cA;js;x@
D>sYPrf
mBk5+ KyT
2KI!af[I
\u{8Bak0
Ya Y8 `M{
.mxTfP=9
7、求危险截面的当量弯矩 @"|i"Hk^
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 cH D%{xlb
轴的扭切应力是脉动循环应力 X-JV'KE}^z
取折合系数a=0.6代入上式可得 K7`YJp`i
.36^[Jsz":
8、计算危险截面处轴的直径 9=+-QdX+0]
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 3qM Nl> >
由表13-3查得许用弯曲应力 ， c[cAUsk i
所以 7#2j>G{?]v
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 '2^
Yw
故d=1.04*25.4=26.42mm ?IY Y'fS"
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ;Zut@z4\
所以此轴选d=40mm,安全 6 1K" (r~
六、轴承的选择 Hs ?zq
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 ?m"|QS!!K
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 7_\Mwy{P
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） O/OiQ^T
因为大修期三年，可更换一次轴承 [}o~PN:sT(
所以取三年 <GIwRVCU
由公式 s&
yk
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) " , B'k
（深沟球轴承系列） ;vp\YIeX1
K"{HseN{
由附表选6207型轴承 A7-r <s
七、键的选择 e!x6bR9EZ
选普通平键A型 B Wq/TG=>
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 rT7^-B*
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm |V&G81sM
由公式 3h=8"lRc
所以 aXR%;]<Dw
选变通平键，铸铁键 hWEnn=BW
@}LZ! y
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 _sMs}?^
八、减速器附件的选择 wNQqfq Z
1、通气器： XGs^rIf
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 Dpqt;8"2L
2、油面指示器： }Uw#f@Wh
选用油标尺，规格M16 YUkud2,j
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 @LX6hm*}
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 :jem~6i
5、窥视孔及视孔盖 LtKB v 4
选用板结构的视孔盖 x8N|($1
九、润滑与密封： -l*g~7|j
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 rcbH
'Z8aPHD
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。 jX
*/piSq
2、滚动轴承的润滑 `~F5 wh~
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。 f}fsoDoQ=
3、润滑油的选择 D-ADv3E,
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 vzR=>0#
L-AN15润滑油 UH3t(o7O
4、密封方式选取： vK $^y^
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。 Np,2j KF(
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ^ gR+S
设计小结： tJD]
(F
二、课程设计总结 Wk7WK` >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。 (Wj 2?k/]
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。 h%}( h2 W
p+w8$8)
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。 $& {IKP)u
rU\[SrIhz
特别感谢—程莉老师。 2C
"=!'
?b:_AO&
参考资料目录 }DIF%}UK\
[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； pB01J< @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； $ |<m9CW
[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； !{%G0(Dv
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 4<v;1
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn \ V%_h l
YD_]!HK}
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n2=60.0241r/min MM*-i=
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P2=3.6491Kw |{!Ns +'
FJlsWh4,6=
Nc:U4
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输送带速度 V=1.1 m/s z6qC6Ck|
滚筒直径 D=350 mm Su7?-vY
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