| n125796141 |
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`1 W"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。 &up M,Jsr*
2.选择电动机 L$rMfe S
1）电动机类型和结构形式 ?vn9HhT D
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 .`@)c/<0
2）电动机容量 >A_:q yGk
（1）卷筒轴的输出功率Pw _G0_<WH6
F=2800r/min; ).l`N&_peM
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 IVdM}"+
(2)电动机输出功率Pd o +KDK{MD
Pd=Pw/t n4%ZR~9WH
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 5%)<e-
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： sjIUW$
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$_
t5=0.98; 56`T na,t
则 x,81#=m^h
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 nkTpUbS'f?
故 n> tru L
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 0s'h2={iI
（3）电动机额定功率Ped `G0GWh)`x
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 [Rxbb+,U
3）电动机的转速 k3yA*Ec
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， c0 aXOG^
可选电动机的最小转速 ;eY.4/*R
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min K6d2}!5
可选电动机的最大转速 qEJ#ce]G
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min EJ@&vuDd$
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+:DLe x
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$%:;
4．计算传动装置的运动和动力参数 ISHzlEY
1）各轴转速 x Q,My
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 L E}V{%)xD
n0=nm; urhOvC$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#Zlc f
2）各轴输入功率 V jLv{f<p
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 bY UG4+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 $W]}m"l
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm dym K @
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm /b7]NC%
二、设计带轮 cDIZkni=
1、计算功率 FD al;T
P=Ped=4Kw +Ly@5y"
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 + L|x^ B3
查课本表8－10，得KA=1.1; mg]t)+ PQ
计算功率 F rC) 2wX
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 5=&ME(fmV
2选择普通V带型号 C2 {*m{
D
n0 =960r/min oy-y Q Y X
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 \q@Co42n\
d1=80~100 0b G# '.-
3、确定带轮基准直径 Ao+6 ^z_
表8－11及推荐标准值 :cvT/xhO
小轮直径 OcLahz6
d1=100mm; |Iknk,
大轮直径 goe %'k,
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ]P/i}R:
取标准件 zY9CoadZ
d2=355mm; h
S)lQl:^
4、验算带速 z HT#bP:o
验算带速 & =]!8z=
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 5Ps jGvm.%
在5~25m/s范围内 :%_h'9Qq
从动轮转速 {)(Mkm +d
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s \%&):OD1
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s : T{VCw:*
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Gz52^O :
=-0.0141 f0879(,i
5、V带基准长度和中心距 xX|f{) <
初定中心距 Eh^gR`I
中心距的范围 : {
iK 5
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm R"j<C13;%
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm T|,/C|L
a0=350mm; ~ mz X1[
初算带长 0V? 7 'Em
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 @?>5~
Lc = 1461.2mm Oy b0t|do+
选定基准长度 M@JW/~ p '
表8-7,表8-8查得 pk`5 RDBu
Ld=1600mm; X .sOZb?$
定中心距 \l%##7DRp]
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Z;S)GU G^
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#DE8 2
6v74mIRn'?
由包角145.21度 9kwiG7V1
查表13-5得Ka=0.92 EI)2 c.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 #3 tC"2MZ
故由13-17得单根V带初拉力 \%B7 M]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/Nc X
四、齿轮 p>f ?Rw_
1、齿轮强度 F>5b[q6~4
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 fQwL x
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 ， $e{[fm x
SH1=1.1， SH2=1.1 fdHFSnQ g
， 2 <@g *
， 2kk; z0f
因： ， ，SF=1.3 ;@:-T/=
所以 o\PHs4Ws'7
rg =Ym.
F@ #p
2、按齿面接触强度设计 OT$++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\(k d*4
3xKgj5M
i2;,\FI@t%
4、齿轮圆周速度 pSEaE9AX%
Y Xh!+}
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
J8 3C]2~7
uq7/G|
&&m1_K
NS TO\36
R9 D2cu, {
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`zk A2]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 B Qeg-M
L=40/2+40/2+90＋10=140mm ~Ga{=OM??
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm "?W8 o[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~/
fD8 GAav
$?V YHkX
6、求轴传递转矩 322-'S3<
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm \yLFV9P}EL
-lq`EB +
}g|9P S bJ
Mii&doU
ycvgF6Me<
:! fY;c?
V>UlL &V
jYB iC DD
LcNI$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 <$#^)]Ts
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 ORXH<;^0y
轴的扭切应力是脉动循环应力 /7Q9(}
取折合系数a=0.6代入上式可得 (hRg0Z=
2 uF'\y
8、计算危险截面处轴的直径 * <?KOM
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 XB:E<I'q!3
由表13-3查得许用弯曲应力 ， }?O>.W,/
所以 ltkA7dUbu
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 fl4'dv
故d=1.04*25.4=26.42mm e<~bD F H
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 =Pp-9<& S
所以此轴选d=40mm,安全 wNNg"}&P
六、轴承的选择 .hoVy *I
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 XG5T`>Yl
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N b'ir$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 ^$rqyWZYp
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) Fa{[kJ8z
（深沟球轴承系列） }b{7+ +
Ah
p`!<yq2_
由附表选6207型轴承 'c
>^Aai
七、键的选择 ?]+! gz1
选普通平键A型 3b`#)y^y?%
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 IL?"g {w
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm bJ eF1LjS
由公式 eF4f7>5Cv
所以 N,F [x0&?
选变通平键，铸铁键 zIr-Rx'dL^
`?d`
#) Ck
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 .5A .[ZY)
八、减速器附件的选择 f/m0,EERk
1、通气器： 5E}]U,$
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
"DX 2Mu=
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 w 5t|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。 `<h Mrhfh
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$10=H
4、密封方式选取： S2#@j # \
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 c&PaJm
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 xE*. ,:,&
设计小结： EbJc%%c
二、课程设计总结 tNYuuC%N
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 [&lH[:Y#
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 uu/2C \n}
o76{;Bl\ O
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 ,Z8)DC=
eEY z A
特别感谢—程莉老师。 N7^sn!JB
EQ>@K-R
参考资料目录 {??bJRT
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； q-/t?m0
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； h" f_T
[
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； k/) h @K8@
[3]《设计手册软件》，网络上下载； h:KEhj\d?
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn %{? 9#))
Tz&h[+ 6`
'*<I<? z;
x]IJ ;
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Nw=60.0241r/min StiWa<"c
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P1=3.8Kw
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P2=3.6491Kw y .6/x? Qc
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L]u^$=rI
T0=39.7917Nm S#r|?GYua
T1=113.4063Nm 5 jUy[w @
T2=589.5878Nm scYqU7$%T
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