| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 hFMT @Gy
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 lN'b"N
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 Pa-{bhllu)
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 S3gd'Bahq
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 PE<(eIr
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 WP > VQZ&
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 li9>zjz
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 5 #Et.P'
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 3Uy(d ,N
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 pZ5eG A=
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 `!y/$7p
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 b}J,&eYD
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 #]z_pp:
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 /7igPNhx
{ZKXT 8'
Xd5uF/w
1.拟定传动方案 ='Yg^:n
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 Vr hd \
v=1.1m/s;D=350mm; H0-v^H>^
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) q z8Jvgu?
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 s3y" y_u
2.选择电动机 Lc_cB`
1）电动机类型和结构形式 1"~$(@oxG
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。 30{WGc@l#
2）电动机容量 U
U@
（1）卷筒轴的输出功率Pw Aaz2._:/-m
F=2800r/min; ,tak{["
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 * {dMo,.eI
(2)电动机输出功率Pd +^ `n- m
Pd=Pw/t `_!R;f
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 n a+P|'6
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： ;nAI;Qw L
弹性联轴器 1个 @.} @K
t4=0.99; 'm k_s4J
滚动轴承 2对 l`."rei%)
t2=0.99; 23/;W|
圆柱齿轮闭式 1对 M=Y['w x
t3=0.97; 6rMNp"!
V带开式传动 1幅 c+501's
t1=0.95; ,M=s3D8C
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 @ bZ,)R
t5=0.98; IGF25-7B
则 C sCH :>
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 .zsY VtK
故 w+iI a y
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Y{9xF8#
（3）电动机额定功率Ped |>KOlwh5n
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。
,1>n8f77]
3）电动机的转速 .p(%gmOp#
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， /i(R~7;?
可选电动机的最小转速 Suy +XHV
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min Z6 E_Y?
可选电动机的最大转速 $ EexNz
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min F$jfPy-f
同步转速为960r/min Fb6d1I^wR
选定电动机型号为Y132M1－6。 ] E^)d|_
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 3,1HD _
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 u,./,:O%=
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 OJD! Ar8Q
MzE1he1
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm BH0s ` K"
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 5
Q/ yPQN
2y V^'o)
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 FT\%=>{
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ]Rj?OSok
1）传动装置总传动比 yiMqe^zy
nm=960r/min; J@+b_e*
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 GOD{?#c$
2）分配各级传动比 i':a|#e>
取V带传动比为 wK0],,RN,h
i1=3; !V-(K_\t
则单级圆柱齿轮减速器比为 bWJ&SR>
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 .0p'G }1
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。 1NkJs&
4．计算传动装置的运动和动力参数 1} ~`g ED
1）各轴转速 _p xurq{
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 \LM.>vJ
n0=nm; p3 V?n[/}
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min d ;i@9+
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min qWD(r q+9
#fb &51
2）各轴输入功率 _gw paAJ
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 m .R**g
P0=Ped=4kw v1p^=" IHI
轴I 的功率 o{3>n" \w3
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw %Z*N /n U
轴II功率 c$x >6&&L
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw 'xGTaKlm,
3）各轴转矩 )FN$Jlo
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Y]DC; ,
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm q @1xYz:J
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm ^Hz1z_[X@
二、设计带轮 gBOF#"-
1、计算功率 e-#V s{?|r
P=Ped=4Kw u :H: N]
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 R{pF IyR
查课本表8－10，得KA=1.1; HSVl$66
计算功率 lIPz "
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw T3@34} *
2选择普通V带型号 k"6 &&
n0 =960r/min yW&ka3j\
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 #7@p
d1=80~100 XSGBC:U)l
3、确定带轮基准直径 ^I) +u>fJ
表8－11及推荐标准值 'mZQ}U =<
小轮直径 qfjUJ/
d1=100mm; r1 b"ta
大轮直径 w~yC^`
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm '4CD
}
取标准件 UG[r /w5(F
d2=355mm; k8r1)B4ab
4、验算带速 Jhfw$ DF
验算带速 J |vg<[
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s e;2A{VsD8
在5~25m/s范围内 'V &T lw|
从动轮转速 Qe-PW9C
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s @8$ z2
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ~/XDA:nfL:
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ("{"8
=-0.0141 z rf
tF2U
5、V带基准长度和中心距 G #M0
C>n
初定中心距 BWNI|pq)v
中心距的范围 z#1"0Ks&P
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm `j VRabZ0
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm <@Vf:`a!P>
a0=350mm; nxNHf3
初算带长 LR'; cR;
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 Ubgn^ +AI
Lc = 1461.2mm
7iyx_gyo
选定基准长度 x=+>J$~Pb
表8-7,表8-8查得 4c[/%e:\-
Ld=1600mm; $x,EPRNs
定中心距 \>G}DGz
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 9Q!Z9n"8~)
a=420mm; Cy *.pzCi
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm g>k?03;
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm sG)aw`_j
6、验算小带轮包角 FBbaLqgVF{
验算包角 uB#U(
jl
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a BC\W`K
145.2107 >120度 故合格 WIuYSt)h
7、求V带根数Z 7?{y&sf
由式（13-15）得 b`@C #qB
查得 n1=960r/min , d1=120mm (w: ,iw#
查表13-3 P0=0.95 r)OiiD"
由式13-9得传动比 -e_o p'`
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ZhoV,/\+
查表（13-4）得 >o O]S]W
p|8ZHR+
由包角145.21度 Cs
y,3XG
查表13-5得Ka=0.92 ,II3b( l
KL=0.99 {+nf&5E 6
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 U^7b j
8、作用在带上的压力F
`*B V@
查表13-1得q=0.10 ^;rjs|`K#
故由13-17得单根V带初拉力 841 y"@*BY
d4*Sf zB
三、轴 u&^KrOM@#
初做轴直径： }WaZ+Mdg\
轴I和轴II选用45#钢 c=110 &pjj
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm ^ g5E&0a`g
取d1=28mm i q oXku
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm I
"O^.VC
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 y j#*H
取YL10YLd10联轴器 GZ,MC?W
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 _> x }MW+
取d2=45mm vSC1n8 /
四、齿轮 DBL@Mp[<
1、齿轮强度 |w54!f6w_
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 lWtfcU?S[
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。 goA=U
因 ， Tjq1[Wq
SH1=1.1， SH2=1.1 $#p5BQQ|
， xr7}@rq"U<
， M<d!j I9)
因： ， ，SF=1.3 ) $b F*
所以 u!5q)>Wt(
jC4>%!{m
Nw$OJ9$L>
2、按齿面接触强度设计 ybw\^t
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 ;?tH8jf>
小齿轮上的转矩 1*2ycfa
按 计算中心距 )Uy% iE*
u=i=5.333 *1{A'`.=\
mm q,O_y<uw
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 \X _}\_c,d
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 z<%bNnSO
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm HbI{Xf[6LP
齿宽b= \ fiy[W/k
b1=70mm,b2=60mm 0NGth(2
3、验算弯曲强度 $q z{L~ <
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 +pwTM]bV
按式（11-8）轮齿弯曲强度 &K[sb%
TB* t^ E
a1y<Y`SC9
4、齿轮圆周速度 ix2i.w dD
;!A8A4~nu
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 [,,@> nyD
L"v rX
+]A,fmI.
@Kz,TP!%A
Pz{MYw
zKGZg>q
Nh }-6|M
k>mXh{ (
五、轴校核： T p?IK_
5z,q~C U
Ig}hap]G
S' ,h*e
U&1 O
iYgVSV Ng
:rQDA =Ps
Si]?4:E7 =
(m:Q'4Ep
1 >rQ).eT
SoM,o]s#y
H\oxj,+N
,HTwEq>-G
E> GmFw
'1LN) Yw
N^$ q;%
XjN =UhC
ocWl]h].
圆周力Ft=2T/d1 f&4+-w.:V|
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 .O1w-,=
d=mz=2.5*101=252.5mm IC'+{3.m8
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N hRX9Du`$
Fr=5852.5*tan20=2031.9N m`-:j"]b$
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 |.$ B,cEd
由Fr2*L-Fr*L/2=0 5X)QW5A
得Fr2=Fr/2=1015.9N hGY-d}npAJ
xaVX@ 3r.3
2、求水平平面的支承力 STjb2t,a
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N kE'p=dXx
Z40k>t
D
4)tY6ds)r|
3、画垂直面弯矩图 j%
7Gje[
L=40/2+40/2+90＋10=140mm hzr,
%r
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm NzyEsZ]$
X,l7>>L{g
DCiU?u~
4、画水平面弯矩图 tq h)yr;
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm ]rj~3 du\
yg'CL/P
51|s2+GG
f\=
@jV
5、求合成弯矩图 }C_g ;7*
GBb8 }lx
j1g$LAe
C('D]u$Hdk
6、求轴传递转矩 WuY#Kx~2
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm !Z2h ?..O
6jc5B#
ty['yV-;a
a. D cmy{
@-S7)h>~
@JhkUGG]p
YX,;z/Jw2
>$rH,Er
+
> dC
vzI>:Bf
]@z!r2[
HLDv{G'7
|+ Rx )
2* w`l|Sx
n]#YL4j
paV1o>_Rd
K\Q4u4DjbJ
dLH@,EKl)
83V\O_7j
4uO88[=
""
^n^$
7、求危险截面的当量弯矩 1N $OXLu
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 @*xP A
轴的扭切应力是脉动循环应力 ],!}&#|
取折合系数a=0.6代入上式可得 :^?-bppYW
E.m2- P;4
8、计算危险截面处轴的直径 J)Yz@0#T(;
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 2<J2#}+ \
由表13-3查得许用弯曲应力 ， D]iyr>V6'
所以 P|ibUxSA~,
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 [AFR \{
故d=1.04*25.4=26.42mm Adiw@q1 &
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 6bj77CoB
所以此轴选d=40mm,安全 zwQ #Yvd
六、轴承的选择 (kX:@9Pn
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 )! AH0p
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N zp9l u B
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） ~5|R`%
因为大修期三年，可更换一次轴承 {Q$8p2W
所以取三年 u{uqK7]+
由公式 Es}`S Ie/
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) %F1 50$(D
（深沟球轴承系列） GKWsJO 5 n
`Zmdlp@
由附表选6207型轴承 g51UIN]o-
七、键的选择 X*7VDt=
选普通平键A型 #G (ivRo
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 vAG|Y'aO@%
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 0[Yks NNl1
由公式 L^C B#5uG
所以 GK6~~ga=
选变通平键，铸铁键 AwuhF PG
=`( W^&|
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 6j1C=O@S
八、减速器附件的选择 cna%;f.
1、通气器： R9- mq; u+
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 '?I3&lYz{
2、油面指示器： `N}V i6FG
选用油标尺，规格M16 =s.0 f:(
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 t}}Ti$$>
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 <M5fk?n,|
5、窥视孔及视孔盖 3e-E/ 6zH6
选用板结构的视孔盖 iSOyp\E|
九、润滑与密封： ^(T~ Q p
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： _@)-#7
S~m8j |3K
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。 xp^Jp
2、滚动轴承的润滑 7N OF^/nU
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。 o+k*ia~Fa
3、润滑油的选择 ~A%+oa*2~
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 W%&s$b(
L-AN15润滑油 OqH3. @eK
4、密封方式选取： @! ja/Y^
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 V4Qy^nn1
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 x<w-j[{k_K
设计小结： zFYzus`>
二、课程设计总结 H;AMRL o4z
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 -#4QY70H t
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 >bmdu \j5R
;2 ?fz@KZ
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 m#_M"B.cm
iN0'/)ar
特别感谢—程莉老师。 &+hk5?c /
&N/dxKZcc
参考资料目录 hhU\$'0B -
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； j-i>Jd7
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； Ed-3-vJej6
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； ei}(jlQp
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 6N Ogi
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn e6 <9`X g
`d/* sX?k
Tk 'P v
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Nw=60.0241r/min \ j.l1O
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P0=4Kw A4KkX
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GI:!,9
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T0=39.7917Nm fZnq5rTk"
T1=113.4063Nm `ah"Q;d$
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