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2009-06-22 09:37 |
目 录 J -Qh/d%] 设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 LEh)g[
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 GLKO]y 电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 AV @\ +0 传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 OYf{?-QD 传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ,2 WH/" 轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 v9}[$HWx 联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 C4$/?,K( 滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 .V%*{eHLL 键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 |Vx~fK S\ 减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 4Y
tk!oS` 润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 /hdf{4 设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 S 2$5!(P 参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 nR8]@c C OoP@-D"e n_$yV:MuT! 1.拟定传动方案 Ohl} X 1 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 )-&nxOP v=1.1m/s;D=350mm; @~jxG%y86 nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) /aUFc '5 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。 ]5|z3<K^ 2.选择电动机 \iMyo 1)电动机类型和结构形式 <<3+g"enno 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。 |#TXE|#ux 2)电动机容量 MWq$AK] (1)卷筒轴的输出功率Pw ]Sta]}VQ F=2800r/min; N4 [E~- Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 (Cj,\r (2)电动机输出功率Pd v`{:~q* Pd=Pw/t L? ;/cO^ 传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 R @r{ 式中,t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4查得: B-Y+F 弹性联轴器 1个 ^now}u9S6 t4=0.99; GqjO>v fy 滚动轴承 2对 <`JG>H*B6 t2=0.99; MOV =n75 圆柱齿轮闭式 1对 i
X/tt t3=0.97; 3c 28!3p V带开式传动 1幅 6=>7M
b$ t1=0.95; 6H;kJHn 卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 *4#on> t5=0.98; (G5T%[/U 则 w2)/mSnu t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 ZA.fa0n 故 Am7| / Pd=Pw/t=3.08/0.8762 silp<13HN (3)电动机额定功率Ped -]&<Sr- 由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。
d]k=' 3)电动机的转速 SY6r 8RK 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, @+0V& jc 可选电动机的最小转速 \|!gPc%s Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min luF#OP C 可选电动机的最大转速 s<{GpWT8 Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min gY\mXM*^ 同步转速为960r/min >H?uuzi 选定电动机型号为Y132M1-6。 7Jc<.Z"/Gd 4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 ^4hc+sh0D 由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 )b (X 外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 `Y\QUj !@yQK<0 电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ,$i<@2/=m Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 QAXYrRu 9<qx!-s2rr 大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 -CElk[u 3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ./!KE"! 1)传动装置总传动比 ' WnpwY nm=960r/min; *C/KM;& i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 f}-v 2)分配各级传动比 tAt;bYjb\ 取V带传动比为 (lWKy9eTy` i1=3; jhcuK:`L 则单级圆柱齿轮减速器比为 {9:hg9;E* i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 A xR\ned 所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 Ris-tdg 4.计算传动装置的运动和动力参数 4i96UvkZ 1)各轴转速 %rFllb7 电动机轴为0轴,减速器高速轴为Ⅰ轴,低速轴为Ⅱ轴,各轴转速为 ,QL(i\ n0=nm; j5A\y^Kv n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min U*xxrt/On/ n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min DUPmq!A k^yy$^=< 2)各轴输入功率 Q^kMCrp 按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 (77Dif0)' P0=Ped=4kw :`j"Sj!t3 轴I 的功率 *U2Ck<"] P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw X{|k<^: 轴II功率 Y/!0Q6<[2Y P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw fX$6;Ae 3)各轴转矩 kz|[*%10 T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 3V!W@[ }: T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm =/f74s
t T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm PKATw>zg< 二、设计带轮 2"_ 18l. 1、计算功率 hAYQ6g$A P=Ped=4Kw s~#?9vW 一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 V?o&])?[ 查课本表8-10,得KA=1.1; 5Wj5IS/ 计算功率 /.f! Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw \J\vp0[nO} 2选择普通V带型号 Q9nu"x
% n0 =960r/min J~:kuf21 根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 2GUhV*TN d1=80~100 ud!r*E 3、确定带轮基准直径 d?E4[7<t$1 表8-11及推荐标准值 a#>t+.dd 小轮直径 AZ}%MA;q d1=100mm; !/[AQ{**T! 大轮直径 R2 'C s d2=d1*3.5=100*3.5=350mm b<48#Qy~l 取标准件 Q&tFv;1w6 d2=355mm; {=UKTk/t8 4、验算带速 FUH*]U 验算带速 WodF -bE v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s pZW}^kg= 在5~25m/s范围内 7?)m(CFy 从动轮转速 !Q\X)C n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 1Q3%!~<\s n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s _dz:\v 从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 oM m/!Dc =-0.0141 6eVe}V4W 5、V带基准长度和中心距 &fh.w]\ 初定中心距 6S` ,j 中心距的范围 g=)U_DPRi amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 0R.Gjz*Q amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm hnlU,p&y3 a0=350mm; mOgx&ns;j 初算带长 `1DU b7< Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 _AA`R`p; Lc = 1461.2mm 9p!d Q x 选定基准长度 WllCcD1 表8-7,表8-8查得 ">v_uq a Ld=1600mm; L|vaTidc0 定中心距 :z}~U3,JE a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm e{d_p%( a=420mm; \L&qfMjW"Z amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm ~6pCOS} amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm U*c{:K-C 6、验算小带轮包角 #0#V$AA> 验算包角 aa'0EU: =180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a b3jU~L$ 145.2107 >120度 故合格 l93Q"*_ 7、求V带根数Z .'+|>6eU 由式(13-15)得 *&~sr 查得 n1=960r/min , d1=120mm s7X~OF(# 查表13-3 P0=0.95 $]`'Mi 由式13-9得传动比 |ij W_r i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 j8F~j?%! 查表(13-4)得 4l#T_y 'ocwXyP, 由包角145.21度 F\YcSDM 查表13-5得Ka=0.92 gGceK^# KL=0.99 >(YPkmH z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 &)/H?S;yN 8、作用在带上的压力F a93d'ZE-X 查表13-1得q=0.10 P,LXZ 故由13-17得单根V带初拉力 lu9Ir>c )yz9? ]a 三、轴 B_6v'=7] 初做轴直径: *U5>j#, 轴I和轴II选用45#钢 c=110 M2;(+8 b d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm x Jj8njuq4 取d1=28mm 1f bFNxo8M d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm )x5$io
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 Dq_{O 取YL10YLd10联轴器 *RqO3= Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 g~WNL^GGS 取d2=45mm }rb ]d'| 四、齿轮 yQQDGFTb!= 1、齿轮强度 GurE7J^= 由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 2*UE&Gp 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。 71.:p,Z@z 因 , S'H0nJ3 SH1=1.1, SH2=1.1 vYTPZ@RL , .\hib.n3 , |]
f"j': 因: , ,SF=1.3 Ozh^Q$>u 所以 <8xP-(wk; Duo#WtC
XiZ Zo 2、按齿面接触强度设计 yz&q2 设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 c`N`xU+z 小齿轮上的转矩 l$bmO{8uG 按 计算中心距 N_WA4?rB u=i=5.333 Ar{=gENn mm lCs8`bYU 齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 qjRiTIp9q 模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 )Q pP1[ 确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ]FnrbQ| 齿宽b= XC8z|A-@ b1=70mm,b2=60mm v!v0,?b* 3、验算弯曲强度 H)}1xQ{3F 齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 ch2e#Jf8 按式(11-8)轮齿弯曲强度 H ]N/Y{ "1j\ZCXK_Z Y.hH
fSp 4、齿轮圆周速度 {G*:N[pJp (nZ=9+j]d 按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 NB yN}e b<H6D} 1V9X(uP R`3>0LrC8 keq[6Lv 5Vm}<8{ T4, Zc ?lw[ 五、轴校核: QvQf@o E*b[.vUp #$z -]i zSM7x r.G/f{=<@ .j'IYlv/P rL+n$p
X- 9P>S[= h.+&=s!Nsy _e@qv;* 7JwWM2N?V vi.AzO ~ M>zO#U6 Xm[r#IA =y(YMWGS \ A UtGP w`!foPE :XY3TI 圆周力Ft=2T/d1 XI(@O) 径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 4J$f @6 d=mz=2.5*101=252.5mm 8ch~UBq/ Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 9}Ave:X^ Fr=5852.5*tan20=2031.9N n&78~@H 1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 3\.)y49,1 由Fr2*L-Fr*L/2=0 Leick6 得Fr2=Fr/2=1015.9N vl(v1[pU 9i[2z:4HJ 2、求水平平面的支承力 P FFw$\j FH1=FH2=Ft/2=2791.2N MAo,PiYb p00Bgo 67:<X(u+! 3、画垂直面弯矩图 %((3'le L=40/2+40/2+90+10=140mm @Lv_\^2/} Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm ~\IDg/9Cj Q&'Nr3H#tZ n#'',4f 4、画水平面弯矩图 Q+M3Pqy MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm ~:b~f]lO Donf9]&U 0J-ux"kfI %,q#f# 5、求合成弯矩图 DL!s)5!M 0x/V1?gm H#`?toS ?6]ZQ\, 6、求轴传递转矩 pr89zkYw T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm F5q1VEe Vta;ibdeqW s'=]a-l~ XdVC>6 sjkl? _ P[oB' DNO%J^ /VZU3p<~ sgsMlZ3/ U}Fk%Jj <Y6>L}; 'Em($A( ;9sVWJJCw #(4hX6?5AI "t`e68{Ls /qze #!@
]%4 ~WLsqP5Y~a #Og_q$})f hlEvL Wm_-T]#_ 7、求危险截面的当量弯矩 I2Q?7p 从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 50`r}s} 轴的扭切应力是脉动循环应力 Z28@yD+ 取折合系数a=0.6代入上式可得 46`{mPd{aO w]XBq~KO 8、计算危险截面处轴的直径 .{>-.& 轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 C`K/ai{4 由表13-3查得许用弯曲应力 , Bqj*{m 所以 014!~c 考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 3Mt6iZW 故d=1.04*25.4=26.42mm }]@
"t)" 由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 Hc !_o`[{l 所以此轴选d=40mm,安全 M-t9zT 六、轴承的选择 qQryv_QP 由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 2US8<sq+ 径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N *i90[3l 工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) T]k@g_ 因为大修期三年,可更换一次轴承 n$iz 所以取三年 =!aV?kNS8 由公式 GM~jR-FZ 式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) d4tVK0
~ (深沟球轴承系列) WOoVVjMM xRmB?kM3]5 由附表选6207型轴承 LdV_7) 七、键的选择 p};<l@ 选普通平键A型 +bU(-yRy5o 由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 T8 k o P b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 7="V7 由公式 >~k
Y{_ 所以 *2Kte'+q 选变通平键,铸铁键 $TiAJ}: cA,xf@itp 所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 E O^0sF< 八、减速器附件的选择 bcg)K`'N 1、通气器: kQtl&{;k? 由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 r\?*?sL 2、油面指示器: ~$<@:z{* 选用油标尺,规格M16 (;0]V+- 3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 8cl!8gfv 4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 .7q#{`K^= 5、窥视孔及视孔盖 >"b"K{t 选用板结构的视孔盖 l!2.)F` x 九、润滑与密封: Rp1 OC 1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为:
~j_H2+! 6AY%onY 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。 b
$!l*r 2、滚动轴承的润滑 l1msXBC 采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟,并设挡油盘,以防止轴承旁齿轮啮合时,所挤出的热油溅入轴承内部,增加轴承的阻力。 0td;Ag 3、润滑油的选择 qW9|&GuZ$ 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 .x&>H L-AN15润滑油 )yJjJ:re 4、密封方式选取: ) PtaX|U 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。 1JY4E2Q 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 1'iRx, 设计小结: |?8wyP 二、课程设计总结 HD|5:f AqA 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。 ;1WclQ!( 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。 ;Ti?(n#M> pa7fTd
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。 TD@'0MaQ# $%<gp@Gz 特别感谢—程莉老师。 x:(e:I8x( 94+#6jd e 参考资料目录 +KZc"0? [1]《机械设计基础》,机械工业出版社,任成高主编,2006年2月第一版; +oc}kv,h] [2]《简明机械零件设计实用手册》,机械工业出版社,胡家秀主编,2006年1月第一版; mcvTz, ;= [3]《机械设计-课程设计图册》,高等教育出版社,龚桂义主编,1989年5月第三版; B{Rig5Sc [3]《设计手册软件》,网络上下载; t{ 'QMX [4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn !zeBxR$&o @-wAR=k7 CBc}N(9 }w$/x<Q[ DwI)?a_+ Nw=60.0241r/min drH!?0Dpg Z`[j;=[ ]l4\/EW6 ZyTah\yPM IQ\`n| p47~vgJN Sng V<J>zR
:geXplTx wvfCj6}S& u931^~Ci :=* -x $*tuv? Pw=3.08Kw \.{?TB lB,MVsn18 s;A]GJ o)NWsUXf CNzK-,
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3o/f#y 9t= erhUr MjHeUf 效率t=0.8762 NvYgRf}uh l_DPlY Pd = 3.5150 S6cSeRmw WS;3a}u Ped=4Kw ]SK (cfA` l*h6JgU e&E*$G@.7 =uD2j9!"7 cZ5[A T |GIT{_JE h$lY,7
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nb3rHQ (,HAOs
P1=3.8Kw ("wPkm^ jUdW o}/ P2=3.6491Kw CfA
F.H I5PaY.i 1 BVivEG T0=39.7917Nm 6$2)m;| XY T1=113.4063Nm ykM(`
1`m T2=589.5878Nm foaNB=, $O7>E!uVD +n1}({7m 4TUe*F@
ML ;<MHDmD #2|sS|0 < KA=1.1 X2Y-TET 2=u5N[* Pc=4.4Kw Fpl<2eBg4 -,3Ka: ?\.P *(s)CWf 7RTp+FC] G,$RsP '0z@Jevd? ytr~} M% 6d` 6=D: d1=100mm TE^BfAw@ MvJEX8M @I#@%"AW bZ:w_z[3= d2=355mm 592q`m\ l\jf]BHX' 8x[q[ |_
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初定中心距 ?RA^Y N*9 a0=350mm Dm"GCV ZSU;>&>%v d* 7 Tjs{\ Lc=1461.3mm N:Q}Lil %v4/.4sR,; 4Ts5*_ Ld=1600mm }`\+_@w e:6R +8s2 中心距 J$v0 a=420mm aB#qzrr['8 CXb)k.L a<rk'4,8a t/#[At5p= C$b$)uI; nkSYW]aQ1g K.dgQ-vn OtrO"K v](7c2; Ud\Jc:DG htq#( M Kisd.~u8j 5kofO *U)!9DvA yo#& >W RL[?&L$7^% 0Zs}y\J` #7/_Usso 8~u#?xs6 z=3根 rH8w||S2U (sq4 CZS{^6Ye 6dt]$ 预紧力 9axJ2J'g FQ=274.3N eZ(<hE> ?
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