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2009-06-22 09:37 |
目 录 9:CM#N~?o 设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 71k>_'fl 传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ka| 8 _C^z 电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 b^&nr[DC 传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 Kfs|KIQ>= 传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 F'JceU 轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 \']_ y\ 联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 {GQRJ8m 滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 c~n:xblv 键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 , n47.S 减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 -e_L2<7 润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 l#!6
tw+e? 设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 cp3O$S 参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 Yi#U~ h
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\n 7\Wq :<JL 1.拟定传动方案 sEEyN3 N 为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和传动方案,可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 >WYradLUi v=1.1m/s;D=350mm; kPFqsq nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) )\fLS d 一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机,因此传动装置总传动比约为17或25。 ;Km74!.e7 2.选择电动机 7G
&I]> 1)电动机类型和结构形式 U<.,"`=l 按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 |eFce/ 2)电动机容量 sB%QqFRP (1)卷筒轴的输出功率Pw uxD$dd? F=2800r/min; &265
B_'D Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 -gy@sSfvkv (2)电动机输出功率Pd <P1x3 Pd=Pw/t _Rm1-,3 传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 ^z}$'<D9 式中,t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4查得: {K >}eO:K 弹性联轴器 1个 DjveMs$d t4=0.99; h4k.1yH; 滚动轴承 2对 %H8s_O t2=0.99; si`h(VD9w 圆柱齿轮闭式 1对 TAKvE=a; t3=0.97; Kz2s{y~? V带开式传动 1幅 #^eXnhj 9 t1=0.95; *MZa|Xy 卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 0iTh |K0 t5=0.98; _/@u[dWeL 则 b]xE^zM-I` t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 oVja$;> 故 2(K@V6j$M Pd=Pw/t=3.08/0.8762 kr>H,%3~ (3)电动机额定功率Ped OCN@P+L3q 由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 vC>8:3Zaq 3)电动机的转速 OVa38Aucr3 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, e)A-.SRiO$ 可选电动机的最小转速 ~Rk~Zn Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min w4(g]9^Q 可选电动机的最大转速 qB8R4wCf Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min xdkC>o4> 同步转速为960r/min ^% jk. * 选定电动机型号为Y132M1-6。 k{-#2Qz 4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 \9`76*X6
c 由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 9KGi%UIFvn 外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 )HJ#|JpxC 8a,pDE 电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm o2e gNTG Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 `T(T]^C98 (hFyp}jkk 大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 |h* rkLY 3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ~3,k8C"pRq 1)传动装置总传动比 .}ePm( nm=960r/min; 'jj|bN i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 t?;\' 2)分配各级传动比 gvu1 取V带传动比为 '4]_~?&x i1=3; )0N^rw kW 则单级圆柱齿轮减速器比为 X&s"}Hf i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 EaUO>S 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。 ~1.B
fOR8 4.计算传动装置的运动和动力参数 AOscewQ 1)各轴转速 =Cg1I\ 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 cyPJ(&; n0=nm; > xie+ ^ n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ZYo?b"6A n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ]@A}v\wa $
n"*scyI 2)各轴输入功率 z6x`O-\ 按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 ViYfK7Z P0=Ped=4kw !@4 i:,p@ 轴I 的功率 "^NsbA+ P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ,Aw
Z% 轴II功率 KuJNKuHa. P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw G;Py%8 3)各轴转矩 z[+Sb; T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm $~)YI/b T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm WO!'(" T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm B&>z&!} 二、设计带轮 :b`ywSp` 1、计算功率 |*n
B2 P=Ped=4Kw 2wwJ>iR` 一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 #6*20w_u 查课本表8-10,得KA=1.1; L6Io u 计算功率 @RXkj-,eC# Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw IaT\ymm` 2选择普通V带型号 /X;/}fk n0 =960r/min \qz! v 根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 Yaj}_M- d1=80~100 &M{;[O{ 3、确定带轮基准直径 a4\j.(w)$D 表8-11及推荐标准值 1\ Gxk& 小轮直径 3nnoXc' d1=100mm; gfJHB3@ 大轮直径 ]\m>N]P] d2=d1*3.5=100*3.5=350mm "/nbcQ*s*E 取标准件 D`R~d;U~ d2=355mm; xO&qo8* 4、验算带速 #\Zr$?t|V 验算带速 &a.A8v) v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s M@+Pq/f: 在5~25m/s范围内 .t7ME{ 从动轮转速 ?azcWf z0 n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s (7Ln~J* n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s *Gul|Lp$<I 从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 1YNw= =-0.0141 (0E<Fz
V 5、V带基准长度和中心距 1pAcaJzf 初定中心距 '<{Jlz(u9 中心距的范围 ZI.Czzx\= amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm {5]c\_. amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm "x3x$JQZy a0=350mm; jN-!1O._G 初算带长 4W#DLip9 Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 iDWM-Ytx Lc = 1461.2mm =350/(100*(1+0.0141)=3.5 vVP.9( 查表(13-4)得 cyo[HI?WM z'*"iaX<c 由包角145.21度 y^z
c@f 查表13-5得Ka=0.92 =X9fn KL=0.99 y)"rh /; z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 bB>.dC 8、作用在带上的压力F aIDv~#l 查表13-1得q=0.10 )|_L?q#w!' 故由13-17得单根V带初拉力 'iTY? ]&N>F8.L+ 三、轴 F2Y!aR 初做轴直径: 9J?lNq 轴I和轴II选用45#钢 c=110 ,"Fl/AjO d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm Kv2S&P|jXM 取d1=28mm 8
/%{xB^ d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm s/.P/g%tA> 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 c/igw+L() 取YL10YLd10联轴器 684|Uuf7 Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 8Ihl}aguW 取d2=45mm 684d&\(s 四、齿轮 *{P/3yH 1、齿轮强度 ;6~5FTmV 由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 ,i1BoG 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。 ?O3d Sxi 因 , Q6wa-Y, SH1=1.1, SH2=1.1 {o 2 qY|S , "}wO<O6[ , .rITzwgB 因: , ,SF=1.3 M9""(`U 所以 hO&_VCk CmV &+C$V% /&<V5?1| 2、按齿面接触强度设计
rlGv6)vb 设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 o.kDOqd 小齿轮上的转矩 V[uSo$k+> 按 计算中心距 gb|;]mk*" u=i=5.333 g8l6bh$} mm l?
U!rFRq` 齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ".%d{z}vz 模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 nJGs ,~" 确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 1]eRragm" 齿宽b= N'WC!K.e b1=70mm,b2=60mm NPrLM5 3、验算弯曲强度 'A^q)hpax 齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 pu+Q3NfR 按式(11-8)轮齿弯曲强度 SJ<v< B TYb$+uY \hZ%NLj 4、齿轮圆周速度 g&y^ r/ ,`k&9o7 按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 BV`\6SM~ A+gS'DZ9C PkI+z_ ];4!0\M |oke)w=gn /KX+'@ /1v9U|j mHHlm<?] 五、轴校核: ^a_a%ws e1LIk1`p _1&Ar4: ~^V&n`*7D 4&;iORw&E4 I](a 5i 4$[o; t> 3_Xu3hNH! /De~K+w7o #}FUa u$ z__?k Y QJRnpN/ Tk4>Jb >*8V]{f9 #aU!f"SS T1$E][@Iv P+}~6}wJE V7Cnu:0_ 圆周力Ft=2T/d1 xdm \[s 径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 H{vKk d=mz=2.5*101=252.5mm ~}}<+ JEEO Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ^]nLE]M Fr=5852.5*tan20=2031.9N !T][c~l 1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 ^0}ma*gi~ 由Fr2*L-Fr*L/2=0 +h4W<YnW 得Fr2=Fr/2=1015.9N z6C(?R 14B',]` 2、求水平平面的支承力 PY.K_(D FH1=FH2=Ft/2=2791.2N dHXe2rTE;& )x7n-|y6 #@$80eFq 3、画垂直面弯矩图 Iz09O:ER L=40/2+40/2+90+10=140mm >8"Svt$ Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm Giv,%3' r
|C.K &sWr)>vs 4、画水平面弯矩图 8m?(* [[ MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm QDg5B6>$ phuiLW{& #5@(^N5p` 1+;bd'Ie 5、求合成弯矩图
dZ`Y>wH_ \Y)HSJR;e FfJp::|ddr qjP~F 6、求轴传递转矩 '"
"v7 T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm {fR\yWkt? t<p#u=jOa DQQ]grU q !z"YpYB $v;WmYTJ S{+t>en o+E~iCu5 Q"XDxa'7" 9&eY<'MgP [<RhaZz L1SKOM$ Jw;~ $ MeEa| . <T}U 3lL^ 8!{*!|Xd ?'MkaG0g x.+T65X~4 T7,]^
1 (u@:PiU/eP _`udd)Y2 V!He2< 7、求危险截面的当量弯矩 5~[7|Y 从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 *-nO,K>y` 轴的扭切应力是脉动循环应力 e"S?qpJK 取折合系数a=0.6代入上式可得 !<p,G`r vhfjZ 8、计算危险截面处轴的直径 PlkZ)S7C 轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 p3=Py7iz 由表13-3查得许用弯曲应力 , M}\h?s 所以 $gUlM+sK 考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 "]S 故d=1.04*25.4=26.42mm #DUfEZ 由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 W@T\i2r$z 所以此轴选d=40mm,安全 4Hj)Av<O( 六、轴承的选择 TJ"-cWpO1 由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 lx:$EJ 径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N G"<#tif9K 工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) b)d;eS 因为大修期三年,可更换一次轴承 Nm?^cR5r 所以取三年 zXY8:+f 由公式 HOP*QX8C% 式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) A & | |