| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 1Kebl
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 ')FNudsC
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 I 3aE g
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 _H3cqD
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 pK1 (AV'L
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 o_$r*Z|HG
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 p-/x Md
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 )5V1H WjU
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Cw^)}23R
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 d ly 08 74
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 )I}G:bBa
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 n:! J3pR
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Y2D ) $
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 C,z]q$4
W]*wxzf!5z
F RF}V@~
1.拟定传动方案 rC*n Z*
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 /iQ>he~fy
v=1.1m/s;D=350mm; ,zyrBO0 Eq
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) Rx<pV_|H,
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。 U&a]gkr
2.选择电动机 nMbV{h ,
1）电动机类型和结构形式 Cw2+@7?|
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。 G0&w#j
2）电动机容量 q
B 2#EsZ
（1）卷筒轴的输出功率Pw ) D`_V.,W
F=2800r/min; ?3 , *
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 LOYv%9$0*p
(2)电动机输出功率Pd (6+0U1[Iz
Pd=Pw/t
^ ~ I
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 J)[(4R>
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： t r} $82Po
弹性联轴器 1个 *ZEs5`x
t4=0.99; .lnD ]Q
滚动轴承 2对 Te 13Af~
t2=0.99; d16 PY_
圆柱齿轮闭式 1对 C|JWom\J
t3=0.97; s`2o\]
V带开式传动 1幅 Z n!SHj
t1=0.95; ljCgIfZ_4
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 0nuFWV
t5=0.98; [6tQv<}^
则 Aws
TDM
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 O#|E7;
故 & Gt9a-ne
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 }?^G= IP4(
（3）电动机额定功率Ped }A;Xd/,'r
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 1WKDG~
3）电动机的转速 * dl@)~i
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， 'huLv(Uu
可选电动机的最小转速 w?C \YKF7
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min KP(Bu0S
可选电动机的最大转速 v]!7=>/2
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min dd+).*
同步转速为960r/min L$Q +R'
选定电动机型号为Y132M1－6。 3WY W])
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 @mazwr {B
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 "8I4]'
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 #]'xUg cE9
( qrT0D6
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 2S4z$(x3
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 =EJ"edw]%0
9.B7Owgr89
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 .wSAysiQ|P
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 #@fypCc
1）传动装置总传动比 uI[*uAR
nm=960r/min; ;rKYWj>IR
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 m @%|Q;
2）分配各级传动比 |<0@RCgM
取V带传动比为 SJ-Sac58r
i1=3; ,L;vN6~
则单级圆柱齿轮减速器比为
df'g},_
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 DPOPRi~
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。 v=>Gvl3&U
4．计算传动装置的运动和动力参数 As`^Ku&
1）各轴转速 = )8Ct
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 ._Xtb,p{
n0=nm; wW4S@m
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min qu%s 7+
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 2'U9!. o
[}p.*U_nw
2）各轴输入功率 V]}b3Y!(
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即
_1'Pb/1
P0=Ped=4kw `N|CL
轴I 的功率 w$4Lu"N :
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw UJ[a& b
轴II功率 Biwdb
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ]N_^{k,
3）各轴转矩 08a|]l i
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm !*g AGt_
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 3XtGi<u
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm val<N293L>
二、设计带轮 t^5_;sJQ
1、计算功率
lijy?:__
P=Ped=4Kw W\7*T1TDj
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 YC <I|&"
查课本表8－10，得KA=1.1; pt#[.n#f
计算功率 MavO`m&Cg
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw ]o$ /xP
2选择普通V带型号 1\0@?6`^
n0 =960r/min E,@UM$alP
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 (xed(uFEK
d1=80~100 H)Ge#=;ckQ
3、确定带轮基准直径 #+0 R!Y
表8－11及推荐标准值 IcQ!A=lB
小轮直径 [ )~@NN
d1=100mm; Gc W}<g}
大轮直径 #7h fEAk
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm di2=P)3
取标准件 FOi`TZ8
d2=355mm; nh )R
4、验算带速 N-E`go
验算带速 T P ::y
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s +=Wdn )T
在5~25m/s范围内 dy?|Q33Y"
从动轮转速 ycD.:w p\'
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s Els= :4
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s CJ
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 22~X~=
=-0.0141
a| uZJ*
5、V带基准长度和中心距 Po. BcytM
初定中心距 :OaQq@V
中心距的范围 Ky$G$H
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm m?$G( E5
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm x)ZH;)
a0=350mm; Gw^= kzh
初算带长 @(fY4]K
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 G | oG:
Lc = 1461.2mm O/oYaAlFF@
选定基准长度 }yDq\5s
Q[
表8-7,表8-8查得 !13
/+ u
Ld=1600mm; .WyX/E$I^!
定中心距 >0#q! H,X
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm #-j!
;?
a=420mm; "0zXpQi,B
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm hp V
/F
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm .BDRD~kB
6、验算小带轮包角 %uqD\ `-
验算包角 9R"N#w.U]
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 7Sq{A@ ET
145.2107 >120度 故合格 f ?zK "
7、求V带根数Z $'{`i 5XB
由式（13-15）得 00a<(sS;
查得 n1=960r/min , d1=120mm .+ L_!A
查表13-3 P0=0.95 {}&f\6OI %
由式13-9得传动比 iiB )/~!O
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 )h_ 7 2
查表（13-4）得 42wC ."A
JD`;,Md
由包角145.21度 } %CbZ/7&
查表13-5得Ka=0.92 IYg3ve`x
KL=0.99 ,xe@G)a
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 {&u7 kWD|
8、作用在带上的压力F Qwo9>ClC
查表13-1得q=0.10 8kM0
故由13-17得单根V带初拉力 UJ)M:~O
Yk@s"qm3
三、轴 !2U7gVt"*
初做轴直径： NF(IF.8G
轴I和轴II选用45#钢 c=110 [piF MxZP
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm Yn]y d1
取d1=28mm s5a OAyb*w
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm 7a]Zws
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 1S]gD&V
取YL10YLd10联轴器 \{=`F`oB=
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 q
'{<c3&
取d2=45mm ],}afa!A
四、齿轮 cc(r,ij~4
1、齿轮强度 1o~U+s_r
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 Vt)\[Tl ~
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。 Fp6[W5 >(-
因 ， ?" <r9S|[O
SH1=1.1， SH2=1.1 O-!fOdX8_k
， %OTA5
， v Wi. []
因： ， ，SF=1.3 ivUsMhx>S,
所以 pM'IQ3N
#[0\ =B -
[g h[ F
2、按齿面接触强度设计 {}J@+Zsi
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 ZD kD%SCy
小齿轮上的转矩 CNRU"I+jU
按 计算中心距 &;h~JS=
u=i=5.333 w]Ko/;;^2
mm vXM /nw|5
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 @wdB%
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 Sd<@X@iU8D
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Jf P\7
齿宽b= Z(k\J|&9C
b1=70mm,b2=60mm 1S[5#ewB;j
3、验算弯曲强度 3 +8"
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 |h=+&*(:
按式（11-8）轮齿弯曲强度 tC@zM.v%
01{r^ZT`RH
X !#i@V
4、齿轮圆周速度 rv%ye
H
D" x$^6`c}
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 A{8K#@!
!G"9xrr1
@X|i@{<';
u_6 BHsU
ueE?"Hk
Z?~d']XD
+{C9uY)$vf
l@tyg7CwY
五、轴校核： ]Ic? :lKN
^L8W n6s'
x'@32gv
inPdV9
Bd[L6J)
4g 6ksdFQ
;la#Vf:]
NO+
55n
AJ#m6`M+EK
=##s;zj(%
m,@1LwBH
}ED
nLou
WBw
M;S#%
e:$7^Y,U/
1~R$$P11[9
I NPYJ#%
2GiUPtO&Gj
d Dqr
B-G
圆周力Ft=2T/d1 >9.5-5"
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 f
E .L
d=mz=2.5*101=252.5mm b@2Cl l#
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N O/D Af|X|
Fr=5852.5*tan20=2031.9N ?y>Y$-v/C
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 uOG-IHuF
由Fr2*L-Fr*L/2=0 %R.xS}
Q
得Fr2=Fr/2=1015.9N 'n l RY5@2
wUK7um
2、求水平平面的支承力 %_b^!FR
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N u( 1J=h
+
%MO7vL
N ;Z`%&
3、画垂直面弯矩图 Q5 p+ W
L=40/2+40/2+90＋10=140mm aE7u5 PM
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ?~aZ#%*i8
=mHkXHE~:
e}'#Xv
4、画水平面弯矩图 poXLy/K
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm VG<Hw{ c3r
tjZ \h=
WCuzV7tw
;m@1Ec@* p
5、求合成弯矩图 \Y!T>nWn)I
k]SAJ~bS|
y:[BP4H ?y
;dqk@@ O"(
6、求轴传递转矩 0 W T#6D
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 0$eyT-: d
-ajM5S=d*
0PnD|]9:
L@{!r=%_>
?Yq J.F;
$?FS00p*|X
u(pdP"
La"o)L +m_
2[Z0I4r
`6a]|7|f
UGhW0X3k
PUbaS{J7
8{R_6BS
*0%4 l_i
p+, 1Fi
2.[_t/T
p= !#],[
% &^Q(f
Vh"MKJ'R^
z 0~ j
rkxW UDl
7、求危险截面的当量弯矩 #F_'}?09%
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 9<xTu>7J
轴的扭切应力是脉动循环应力 %x&F4U
取折合系数a=0.6代入上式可得 <=q*N;=T,
cy W;,uT)D
8、计算危险截面处轴的直径 M'yO+bu
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 <"* "1(wN
由表13-3查得许用弯曲应力 ， 3c c1EQ9
所以 mJ)tHv"7
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 ; D1FA z
故d=1.04*25.4=26.42mm 4\p$4Hs}
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 6fh{lx>
所以此轴选d=40mm,安全 g[/^cJHQ
六、轴承的选择 >@^<S_KVh
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 >&bv\R/
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N t,Rye S/
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） |2z}Xm5\
因为大修期三年，可更换一次轴承 (~S<EUc$
所以取三年 :@.C4o q
由公式 m&Lt6_vi
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) UM< @t%|>
（深沟球轴承系列） Osnyd+dJY
K}
+S+
*_
由附表选6207型轴承 Y U&4yk lE
七、键的选择 :]'q#$!
选普通平键A型 P3G:th@j=
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 |Eb&}m:E$
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm =(%*LY!Xc
由公式 l$F_"o?&S@
所以 ji }#MBac
选变通平键，铸铁键 L#n}e7Y9
\I;cZ>{u"}
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 XM$GQn]B
八、减速器附件的选择 8$ic~eJ
1、通气器： sH%&+4!3
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ] GNh)
2、油面指示器： J==}QEhQ{
选用油标尺，规格M16 A^- iHm
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 =nzFd-P
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 _74UdD{^o
5、窥视孔及视孔盖 !}ilN 1>
选用板结构的视孔盖 `qE4U 4
九、润滑与密封： zhX;6= X2
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： T8U[xu.>
i-b1d'?Rb
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。 gt/!~f0 r
2、滚动轴承的润滑 |) O):
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<,bq*@
3、润滑油的选择 #pX8{Tf[
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 G;NB\3 ~X
L-AN15润滑油 2 l(Dee Y
4、密封方式选取： p '}lN|"{O
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。 w,Q)@] _
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 `_GO=QQ
设计小结： DcN"=Y
二、课程设计总结 X@!X6j
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。 ojoxXly`
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。 ;}D-:J-z_
PK+ x6]x
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。 as(*B-_n~
AF GwT%ZD
特别感谢—程莉老师。
';6X!KY+]
#& V5H{
参考资料目录 t@)my[ !
[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； N!L'W\H,
[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； !R74J=#(
[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； dKm`14f]@G
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ")E D)&e
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn uf]Y^,2
Z (HZB
q!&B6]
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4 +
4 [1 k\
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GBbh ar},g
n0=960r/min V`k8j-*s
n1=320r/min 4;*f1_;f~
n2=60.0241r/min xo
WT*f
(F8 AL6
*IZf^-=Q
(X}@^]lpa
(1){A8=?o
P0=4Kw J&6:d
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P1=3.8Kw 8R x c&`_X
)#`H."Z
P2=3.6491Kw Hr
}k5'
n
)K6i7]xk
SLoo:)
T0=39.7917Nm f0o ek{
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