| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 ^qPS&G
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 zqb3<WP"
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 XD|vB+j\O
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 } "AG X
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 v,mn=Q&9
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 fg8U* 7
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 x2z%J,z@4
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 xk kW?[&
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 a\v@^4
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 i)+2? <]
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 l}mzCIw%
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 eX9H/&g
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 qjd8Q
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 u9) <i]2
' Y.s}Duj
\ B
D' "
1.拟定传动方案 YGr^uTQb
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 .\b # 0w
v=1.1m/s;D=350mm; 2~SjRIp Uw
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) }\_[+@*EJ
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。 } T1~fa
2.选择电动机 `K \(I#z
1）电动机类型和结构形式 P 7kb*
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。 |.[4$C
2）电动机容量 7I<] ;j
（1）卷筒轴的输出功率Pw )q x,>PL
F=2800r/min; 7eekTh, ?
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 i3 n0W1~
(2)电动机输出功率Pd ;COZ Hj9b
Pd=Pw/t ;&G8e* bM2
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 olO&7jh7|
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： xt"GO
b
弹性联轴器 1个 \!,@p e_
t4=0.99; bol #[_~
滚动轴承 2对 tL~?)2uEN
t2=0.99; v d' d@T
圆柱齿轮闭式 1对 : $>TeCm
t3=0.97; D$
+"n
V带开式传动 1幅 R2$;f?;:
t1=0.95; VwV`tK it
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 wH Q$F (by
t5=0.98; G'
'l,\ 3
则 \Q<Ur&J]%
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 1f^4J~{
故 ? H_'L4Wv
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ?4i:$.A
Y
（3）电动机额定功率Ped #D&]5"0cX
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 T5+iX`#M
3）电动机的转速 s`:- 6{E
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， -] .Y";
可选电动机的最小转速 ,
1{)B
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min &18CCp\3)c
可选电动机的最大转速 XABI2Ex
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min <H)I06];
同步转速为960r/min # }rv)
选定电动机型号为Y132M1－6。 j7)Xm,wI8
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 |Skk1 #
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 4^0L2BVcv
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 R1DXi
JS<4%@
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 1wpeYn7>W
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 *M_Gu{xc
zp2IpYQ,3
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 .iB ?:
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 @]H:=Q'gj
1）传动装置总传动比 tGs=08 `
nm=960r/min; `"<} B"s
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 {{?[b^
2）分配各级传动比 |? !Ew# w
取V带传动比为 ^rc!X]C9
i1=3; nKJJ7 R L
则单级圆柱齿轮减速器比为 3P!Jw7e
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 FSqS]6b3
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 z6K "}C%
4．计算传动装置的运动和动力参数 ncluA~ 8
1）各轴转速 9@-^! DBM
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 MT, LO< .
n0=nm; =yf LqU
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min b0 Ct Qe
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min s wdW70
' [fo
2）各轴输入功率 aD~3C/?aW
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 dE+xU(\, w
P0=Ped=4kw byYdX'd.
轴I 的功率 tVZj tGz=
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw @L8('8~d
轴II功率 x8 sSb:N
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw N4%q-fi
3）各轴转矩 f!~gfnn
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm X$zlR) Re
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm Dq!Vo ;s2
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 1FS Jqad
二、设计带轮 Z~t OR{q
1、计算功率 8Hf!@p6R+
P=Ped=4Kw H[gu J)4#@
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 Z,Z34:-
查课本表8－10，得KA=1.1; }Lx?RU+@=
计算功率 M`ETH8Su=
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw SLL%XF~/Sb
2选择普通V带型号 M$z.S0"
n0 =960r/min }!\ZJo a
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 2;G^>BP<
d1=80~100 Da!A1|"
3、确定带轮基准直径 / a\6&Eb
表8－11及推荐标准值 qWf7k+7G
小轮直径 [0D( PV(n
d1=100mm; NamBJ\2E1[
大轮直径 I=wP"(2
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm DD\:glo
取标准件 )eNR4nF
d2=355mm; y88FT#hR|5
4、验算带速 o Q= Q}
验算带速 ^zHBDRsb2F
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s T=}(S4n#BX
在5~25m/s范围内 zR/d:P?
从动轮转速 V?v,q'? $
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s &}S#6|[i
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s `'[u%U E
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 S*6P=O*
=-0.0141 <J@Y=#G$2
5、V带基准长度和中心距 5 fjeBfy
初定中心距 w:
~66 TCI
中心距的范围 *
c]
:,5
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm Z9s tB>?
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm QF(.fq8, U
a0=350mm; @@7<L
初算带长 wx Xp(o(
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 OWFLw
Lc = 1461.2mm ywpk\
选定基准长度 Mf%0Cx `
表8-7,表8-8查得 u- 3A6Q
Ld=1600mm; Fd-PjW/E8
定中心距 -
*!R
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 1`N q
K
a=420mm; ppjd.
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm @ 9D, f
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm bR6 .Xdt.n
6、验算小带轮包角 1HG~}E
验算包角 YYHtd,0 \+
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 40N8?kQ}?
145.2107 >120度 故合格 * VH!<k[n
7、求V带根数Z {,tEe'H7
由式（13-15）得 D)XF@z;
查得 n1=960r/min , d1=120mm *{8K b>D
查表13-3 P0=0.95 VS<E?JnbFV
由式13-9得传动比 9S@PY_ms
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 t \E#8
查表（13-4）得 x):cirwkl
r k;k:<c
由包角145.21度 D ::),,
查表13-5得Ka=0.92 b[Sd$ACd
KL=0.99 V u0jNKUV
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 >4`(" #
8、作用在带上的压力F cdfJa
查表13-1得q=0.10 z9pv|
故由13-17得单根V带初拉力 IlJ6 &9
R)d1]k 8
三、轴 x2 /\%!mt
初做轴直径： +uKh]RP
轴I和轴II选用45#钢 c=110 Mfe/(tlI
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm fEE[h uG
取d1=28mm }z1aKa9
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm :}}5TJ w G
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 N|5J-fR&
取YL10YLd10联轴器 AJt *48H*G
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 B}8x A}<
取d2=45mm yjlX@YXnw
四、齿轮 R!b<Sg
1、齿轮强度 VV O C- :
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 wUj[c7Y%
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。 =#dW^ ?p
因 ， Ecp]fUQK
SH1=1.1， SH2=1.1 T%Xl(.Ft
， }.ZX.qYX
， #qY`xH'>
因： ， ，SF=1.3 ?U.+S Q
所以 e/JbRbZX
J7q^4M+o:
=B@+[b0Z
2、按齿面接触强度设计 U8 qb2'a8
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 OjTb2[Q
小齿轮上的转矩 P*Va<'{:{
按 计算中心距 $q,2VH :Ip
u=i=5.333 fTd= }zY
mm z ^t6VF M
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 U8Z(=*Z3
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 low
0@+Q
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm <5(P4cm9
齿宽b= |N, KA|Gdq
b1=70mm,b2=60mm xR}^~14Bz
3、验算弯曲强度 ewHk
(ru
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 yXP+$oox9
按式（11-8）轮齿弯曲强度 UngDXD )
T tTp ,If
f Ne9as
4、齿轮圆周速度 *P2_l
Q=
I^S
gWC
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 tb3 6c<U-
c-1,((p
D*.U?
j<|I @0
3NU{7,F
&iR 3]FNI
-{[ 5P!
T40&a(hXQ
五、轴校核： (%.[MilxPM
r ,I';vm<`
F yleK+D?
Q(v*I&k
C#<b7iMg
mQ(6ahD U
Ai>= n;
j#4 Iu&YJ
UF37|+"E
b >g&Pf#N!
t<=Ru *p
*Rm"3S
~4 gOv
][vm4U Y
)B"k;dLm
Z[9)
hGh
(j<FS>##
xib?XzxGo
圆周力Ft=2T/d1 Aw?i6d
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 J>D+/[mFt
d=mz=2.5*101=252.5mm j'L/eps?S
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N FTu6%~M/
Fr=5852.5*tan20=2031.9N rgq~lZ.U4K
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 \vg(@)$q
由Fr2*L-Fr*L/2=0 gR5
EK$
得Fr2=Fr/2=1015.9N /%&Kbd
f6/<lS oW
2、求水平平面的支承力 h SAdD!
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N Q]h.{nN#PK
eR1SP S1+
GK6/S_l%D+
3、画垂直面弯矩图 9j94]w2v
L=40/2+40/2+90＋10=140mm \NZ(Xk
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm FZFYwU\~.L
Fw{:fFZC[
Y5mQY5u|
4、画水平面弯矩图 ov3FKMG?
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm c/Dk*.xy<
mY UR(*[
{beu
7 C;oMh5
5、求合成弯矩图 >b;o&E`\
d9=i{i3
{UeS_O >(
_BFDsQ
6、求轴传递转矩 mV>l`&K=
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm Yamu"#
% _.kd"
1
b&<De
|lDxk[
a^vTBJXo
6y+_ x'
{<}9r6k ;f
! V^wq]D2
2` 'g
9R
z@<OR$/`L
a Fh9B\n
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$dF4m
bmzY^ %a
2RbK##`vC
C ^IPddw>
ikd1KF+I
1fH2obI~X
4j1$1C{
wPE\?en
<da-iY\5
[%c5MQ?H
7、求危险截面的当量弯矩 ,*kh{lJ
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 B7QRG0
轴的扭切应力是脉动循环应力 \ O ta~A
取折合系数a=0.6代入上式可得 Z g.La<#
d=nv61]
8、计算危险截面处轴的直径 $2E&~W %
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 h/oC9?v
由表13-3查得许用弯曲应力 ， b!<\#[
A4
所以 Z35(f0b
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 5O%?J-Hp
故d=1.04*25.4=26.42mm V8hmfV~=]P
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 >Jk]=_%
所以此轴选d=40mm,安全 'NNfzh
六、轴承的选择 aGAeRF
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 )61X, z
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N PX- PVW
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 4%$#
因为大修期三年，可更换一次轴承 HfPu~P
所以取三年 q4T98s2 J
由公式 hHk9O?
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) *!.anbo@?z
（深沟球轴承系列） b OolBKV
9vckQCLM
由附表选6207型轴承 P:>]a$Is
七、键的选择 e akQZ-Q
选普通平键A型 msV i3`q~
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 C"QB`f:
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm iv
~<me0 F
由公式 FEO /RMh
所以 /E-s g,
k
选变通平键，铸铁键 x#XxD <y
OWc ~=Cr
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 hCb2<_3CR
八、减速器附件的选择 gW- mXb
1、通气器： JR R,ooN*i
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 :6 qt[(<"
2、油面指示器： *zwo="WA\t
选用油标尺，规格M16 VfFbZds8f
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 IuY4R0Go
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 [pC 2#_}
5、窥视孔及视孔盖 4" p U\g
选用板结构的视孔盖 -%dBZW\u2
九、润滑与密封： d"tR ?j
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： YrsE
88QqI
Kk).KgR
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 }tO>&$
Z6f
2、滚动轴承的润滑 8+ ]'2{
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。 @A|#/]S1
3、润滑油的选择 CK#i 6!~r
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 c,:nWf
L-AN15润滑油 _SnD)k+TgJ
4、密封方式选取： }]Nt:_UCX
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。 7h.fT`
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 4t-l@zFWb
设计小结： 1H?I?IT30
二、课程设计总结 M0T z('~s
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。 NwVhJd o
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。 ~RH)iI
(^"2"[?a
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。 X}wo$t
\
B'AXv 6
特别感谢—程莉老师。 RT(ejkLZm
4peRbm
参考资料目录 ~)VI` 36X
[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； pqTaN=R8
[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； eM@xs<BR
[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； S!n?b|_
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ,M~> t7+
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn <I#M^}`
"}Ikx tee
m Ga :~ x
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Nw=60.0241r/min l&*=
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n0=960r/min -l57!s~V
n1=320r/min R-9o 3TPa
n2=60.0241r/min 5cinI^x)f
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T1=113.4063Nm }Le]qoW['
T2=589.5878Nm VGD~) z57
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输送带速度 V=1.1 m/s ,b+Hy`t
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