| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 ,f
..46G
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 69#D,ME?
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 Y0`@$d&n
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 gFR9!=,/V%
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 wLyQ <[$
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 W`HO Q
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8
*k)v#;B
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ? +{=>{1
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 am >X 7
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 EugQr<sM#
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 CG!/Lbd
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 \*{tAF
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 6E~T$^Q}
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 F/c7^
,MkldCV
$F V!HD
1.拟定传动方案 .kO!8Q-;%
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 ,})x1y
v=1.1m/s;D=350mm; x2gnB@t
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) sU>!sxW
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 2,.%]U
2.选择电动机 .yp"6S^b
1）电动机类型和结构形式 *LnY}#
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 f( (p\ &y
2）电动机容量 S}zh0`+d'Z
（1）卷筒轴的输出功率Pw (x7AV$N
F=2800r/min; ^zjQ(ca@"x
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 Q}# 5mf&cD
(2)电动机输出功率Pd QIl![%
Pd=Pw/t VT.BHZ
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 < YU+W"jQT
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： jA ?tDAx`
弹性联轴器 1个 1 ]eh0H
t4=0.99; vwZ d@%BO
滚动轴承 2对 Of| e]GR
t2=0.99; 6L--FY>.-
圆柱齿轮闭式 1对 &%YFO'>>}
t3=0.97; XRU^7@Ylks
V带开式传动 1幅 v/% q*6@
t1=0.95; E8]PV,#xY
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 nsChNwPX
t5=0.98; Y XC?q
则 C:C9swik"5
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 cZ$!_30N+
故 #@h3#IC
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 /rRQ*m_
（3）电动机额定功率Ped )u{)"m`&[J
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 QW ~-+BD
3）电动机的转速 \VW&z:/*pZ
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， p)M\q fZ
可选电动机的最小转速 **I9Nw!IH
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min fn eg[K
可选电动机的最大转速 QInow2/u
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min >pa tv
同步转速为960r/min @d5G\1(%
选定电动机型号为Y132M1－6。 Iq&S6l <0
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 5gpqN)|)[
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 :sT\-MpQvn
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 !oXA^7Th6]
bI^zwK,@4
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 5u ED
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ^/+0L[R
I0\}S [+ H
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 'TPRGX~&
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 =m@5$
1）传动装置总传动比 X8T7(w<0%f
nm=960r/min; \Fh k>
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 )]2yTG[
2）分配各级传动比 =2%EIZ0oW
取V带传动比为 5 BKmp-m
i1=3; [,_M@g3
则单级圆柱齿轮减速器比为 }K=T B}yY
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 /Cd`h ;#@
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。 , j~ R ^j
4．计算传动装置的运动和动力参数 ?
C2 bA5 M
1）各轴转速 _q([k_4h
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 )=\W
sQ
n0=nm; ^iJ MUV|
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ^&t(O1.-
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min uNLB3Rdy}
06bl$%
2）各轴输入功率 fT i,S)F'
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 !M~p __
P0=Ped=4kw s(7'*`G"h
轴I 的功率 K[LTw_oE
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 5* 1wQlL
轴II功率 ? V_Qa0k
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw LX.1]T*m`
3）各轴转矩 /p')
u3
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm (^g?/i1@d
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm +j 5u[X
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm #)%N+Odnr
二、设计带轮 o a,Ju
1、计算功率 R<mLG $
P=Ped=4Kw ]>@;
2%YvY
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 {j z N
查课本表8－10，得KA=1.1; vCwDE~
计算功率 9frx 60
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 0_bt*.w I+
2选择普通V带型号 @18@[ :d"
n0 =960r/min dJ`Fvj
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 |0w'+HaE~N
d1=80~100 ]
K7>R0
3、确定带轮基准直径 sZ-]yr\E"
表8－11及推荐标准值 =ox#qg.5
小轮直径 e4NT
d1=100mm; uMF\3T(x4
大轮直径 ~%^af"_
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm h~elF1dG
取标准件 $X5~9s1Wl
d2=355mm; qce#
4、验算带速 !U]V?Jpi"
验算带速 t; n6Q0
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s # RJy
在5~25m/s范围内 sXTt )J
从动轮转速 i`r,B`V`08
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s "}K/ b
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s tH:ea $A
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 p'k stiB
=-0.0141 ^Gv<Xl
5、V带基准长度和中心距 GT%V,OJ
初定中心距 7V0:^Jov
中心距的范围 )F? 57eh
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm Hi|2z5=V
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm *wp'`3y}
a0=350mm; 3HbHl?-UNU
初算带长 N l_!%k:
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 q30WUO;
Lc = 1461.2mm ,-CDF)~G=3
选定基准长度 |k&.1NkZ
表8-7,表8-8查得 ~B (]0:
Ld=1600mm; =&"Vf!7YR7
定中心距 h9+ylHW_cp
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Dr `\
a=420mm; C4Z~9fzT
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm NJUYeim;
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ~J<bwF
6、验算小带轮包角 /N%f78
Z
验算包角 %~p_b Kd~
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a e+y< a~N
145.2107 >120度 故合格 )[oU|!@
7、求V带根数Z no?)GQ
由式（13-15）得 +7 F7K h
查得 n1=960r/min , d1=120mm 0y;&L63>T
查表13-3 P0=0.95 3!Qt_ ,
由式13-9得传动比 !+ uM H!
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 a
#@Q.wL
查表（13-4）得 qsvUJU
+8^9: w0}
由包角145.21度 YfMe69/0I
查表13-5得Ka=0.92 |~ \K:[T&
KL=0.99 8@h zw~>
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 mApn(&
8、作用在带上的压力F {+xUAmd
查表13-1得q=0.10 \)M 5 o
故由13-17得单根V带初拉力 l7s=b 4}c
%4 SREq
三、轴 u/.s rK!K
初做轴直径： a|nlmH"l
轴I和轴II选用45#钢 c=110 \=N
tbBL$[
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm j%p~.kW5
取d1=28mm yN>"r2
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm o B6" D
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 On'3K+(_
取YL10YLd10联轴器 J.<eX= <
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 {t=Nn c15K
取d2=45mm Z $ftG7;P0
四、齿轮 &us8,x6yg
1、齿轮强度 $--PA$H2 7
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 h.?[1hT4R
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。 B4|`Z'U#;
因 ， D Gd&x^C
SH1=1.1， SH2=1.1 (Wx)YI
， h5f>'l z
， @\"*Z&]8z0
因： ， ，SF=1.3 tjd"05"@:
所以 ESo mw
3LXpe8$lJ
O"#`i{^?2
2、按齿面接触强度设计 zr[~wM
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 QIV<!SO
小齿轮上的转矩 /vPb
按 计算中心距 <rC#1wR4
u=i=5.333 %'=oMbi>i4
mm Nl_;l
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 3?O| X+$p
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 <oXsn.'\
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ;etQ
齿宽b= |E~X]_Y
b1=70mm,b2=60mm ?s?uoZ /2
3、验算弯曲强度 eXOFA d]>u
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 OeAPBhTmFj
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ;
zv nDo x
w- #0k.T
7q^/.:wlf
4、齿轮圆周速度 XBY"7}
yBe/UFp+
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 f.f4<_v'h
0sUc6_>e
?Tl@e
E1C8yIF
v'>Yc #VJ
u!-eP7;7
R/w SGP`W
ZF
t^q /pw
五、轴校核： q@sH@-z4]
J6%op{7/
,9pi9\S
9 Ac t<( V
7wqwDE
YHA[PF
|{ [i
M
lC4By,1*
EK#m?O:>
:I $2[K
j41:]6
Sy '>JHx
{DK :"ep
UQR"wUiiV
H<xC%/8
w tUG2 (
V[mQ;:=
#TWc` 8
圆周力Ft=2T/d1 ks 5'Z8X
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 d0=nAZZ
d=mz=2.5*101=252.5mm "qsNySI
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 2o$8CR;
Fr=5852.5*tan20=2031.9N Hj\~sR$L-
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 v wyDY%B"n
由Fr2*L-Fr*L/2=0 AWDjj\Q4
得Fr2=Fr/2=1015.9N qck/ b
]x G8vy
2、求水平平面的支承力 S8=4C`> jf
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N o W[,EW+u
wu k7mIJ
}j?S?= ;m=
3、画垂直面弯矩图 -!0LIr:"
L=40/2+40/2+90＋10=140mm z~ H Gc"~
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm N>R%0m<e
nB5[]x'
UW*aSZ/?
4、画水平面弯矩图 %RN -J *s]
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm /pU6trIM
nIjQLx
9NP l]iA)
W~%~^2g ;k
5、求合成弯矩图 W/>?1+r.Z
#CPP dU$
? iX=2-
`0i3"06lr
6、求轴传递转矩 v -3zav
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm >, E $bm2
Q:gn> /
tFaE cP
#Qr4Ke$g[l
n vPE
N
zy[=OX+
!XG&=Rd?
y!gM)9vq
#mhD; .Wg
eeU$uR
;g:bn5G
\+3Wd$ I
~(j'a!#Vvk
pRvs;klf
} 4]<P
(AG
;_/q>DR>,3
&f W=5'
;q; C ^l
Tr0V6TS7
DBBBpb~~
7、求危险截面的当量弯矩 9ET+k(wI@
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 yim$y, =d
轴的扭切应力是脉动循环应力 ox_h9 =$-
取折合系数a=0.6代入上式可得 EQJ_$6
V; -.38py
8、计算危险截面处轴的直径 I#X2 UQzP
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 +.]}f}Y
由表13-3查得许用弯曲应力 ， {7Avba
所以 % Z [/U
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 YC&jKx .>
故d=1.04*25.4=26.42mm A dEbyL
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 .'b3iG&
所以此轴选d=40mm,安全 fG2&/42J
六、轴承的选择 GR ?u?-
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 %lJiM`a
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N BZ+ mO
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） r!$NZ2I
因为大修期三年，可更换一次轴承 ; eF4J
所以取三年 n
[Xzo}
由公式 S@xsAib0J
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) KTK6#[8A
（深沟球轴承系列） <,pLW~2-"
2v9s@k/k)6
由附表选6207型轴承 :.S41S
七、键的选择 Ac!&j=ZE
选普通平键A型 RpXs3 =9
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 12d}#G<q-
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm |/\U^AHm"h
由公式 JNFT6T)T15
所以 Hx2j=Q_dw
选变通平键，铸铁键
#
5f|1O
QR5,_wJ&
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 o A;jy
八、减速器附件的选择 R'9@A\7#
1、通气器： ^[seK)S=
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 I4<{R
2、油面指示器： {|5$1v
选用油标尺，规格M16 Wt+y-ES
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ui56<gI-
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 5{
4"JO3
5、窥视孔及视孔盖 ]\a\6&R
选用板结构的视孔盖 B)DC,+@$
九、润滑与密封： EK8E
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： XJJ[F|k~
nrS[7 ~
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。 kg?T$}O
2、滚动轴承的润滑 urrO1
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。 d7 gH3 l
3、润滑油的选择 c#n4zdQd]5
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 6>=-/)p}
L-AN15润滑油 Ql q#Zdru
4、密封方式选取： r%T Lv
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。 FI`nRFq)C
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 $&= 4.7Yt
设计小结： AU\xNF 3
二、课程设计总结 w%8ooQ|C
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 <t[Z9s$n
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。 1=/doo{^
&N/|(<CB
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。 )4 !CR /ao
) ]/i
特别感谢—程莉老师。 + 9\:$wMN
C,|nmlDN
参考资料目录 C`NBHRa>
[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； PG^ j}
[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； 5U-p'c9IC
[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； :jk) (=^
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 9<t9a
f\.>
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn vLv|SqD
nc3ltT,R
VQy 9Y
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Gg=aK~q6
Nw=60.0241r/min N+\oFbE
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T1=113.4063Nm *hF^fxLb l
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输送带拉力 F=2800 N }HE6aF62O
输送带速度 V=1.1 m/s Kj=b[ e%
滚筒直径 D=350 mm j)t+jcMUI
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