| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 r>6FJ:T x
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 Fh}GJE
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 NH+N+4dEO
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 JHJ]BMm
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 1 ;Uc -<
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 12l1u[TlS
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 nd {k
D>a
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 RAA,%rRhu(
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 6|1*gl1_LD
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 D4T(Dce
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 m:cWnG
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 u0%bv\$m
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ksyQ_4^SO
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 _TbvQ Y
<=%G%V_s
?v&2^d4C*F
1.拟定传动方案 #r@>.S=U]
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 UryHte
v=1.1m/s;D=350mm; lN*"?%<x>
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) .+5;AtN
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。 {]O.?Yru?
2.选择电动机 3o#K8EL
1）电动机类型和结构形式 Y 0ACJ?|
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。 SOluTFxUw
2）电动机容量 cea e~
（1）卷筒轴的输出功率Pw &Zo +F]3d
F=2800r/min; ;33SUgX
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 zRB LkrC
(2)电动机输出功率Pd -9R.mG
Pd=Pw/t /&5 :v%L
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 }s.\B
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： <WL] (-9I:
弹性联轴器 1个 t6~~s
iQI'
t4=0.99; rfV{+^T;
滚动轴承 2对 v3cLU7bi?2
t2=0.99; +;
=XiB5R
圆柱齿轮闭式 1对 1{G@'# (
t3=0.97; &H2j3De
V带开式传动 1幅 Us3zvpy)o
t1=0.95; ,t39~ w
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ONLhQJCb
t5=0.98; >P-'C^:V=
则 X&A2:A 6\+
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 k -sBf Jy\
故 Sy^@v%P'A
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 B. #-@
（3）电动机额定功率Ped a4",BDx
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 srH.$Y;~
3）电动机的转速 {T3wOi
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， afjEN
y1
可选电动机的最小转速 3lgD,_&
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min (m x}6A
可选电动机的最大转速 y 48zsm{
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min e? ;
同步转速为960r/min $LtCI
选定电动机型号为Y132M1－6。 r<'B\.#tp>
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 %/R[cj 8
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 h O(A_Bw
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 )Zrn?K M
@`HW0Y_ :
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm @Z tvpL}e
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 gKRlXVS
S0;s
7X#c
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 ?Xq kf>
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 MgH O WoF
1）传动装置总传动比 TU9$5l/;g
nm=960r/min; z/i &Lpr:
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 gY_AO1
2）分配各级传动比 -c %'f&P
取V带传动比为 (>gb9n
i1=3; H
WFnIUv
则单级圆柱齿轮减速器比为 .<6 '*X R
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 %\!@$]3q
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。 4"Mq]_D
4．计算传动装置的运动和动力参数 t5EYu*
1）各轴转速 KnUVR!H|
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 ^C ;ULUn3
n0=nm; 'Ge 8l%p
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min qG#ZYcVec
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min "1hFx=W+\
MkM`)g 5
2）各轴输入功率 ](z* t+">
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 _: !7M ^IU
P0=Ped=4kw 2QKt.a
轴I 的功率 l2kUa'O-
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw | zOwC9-6
轴II功率 x(A6RRh
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw LPkl16yZ
3）各轴转矩 <,Jx3y q
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm [f=Y*=u9,
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm LVJn2t^
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm I~,b ZA
二、设计带轮 4 Z&KR<2Z
1、计算功率 <BK?@X y
P=Ped=4Kw [!`5kI
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 ; +lsNf
查课本表8－10，得KA=1.1; /$|-!e<5b\
计算功率 A 1B%<$|pz
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw Nu+ DVIM
2选择普通V带型号 eCG{KCM~_Z
n0 =960r/min igF<].'V
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 |]b,% ?,U
d1=80~100 b
T** y?2
3、确定带轮基准直径 ~ F>'+9?Sn
表8－11及推荐标准值 vHb^@z=
小轮直径 WpC9(AX5g
d1=100mm; 2g;Id.i>
大轮直径 STz@^A
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm EEiWIf&S,
取标准件 t<e3EW@>>
d2=355mm; ix5 <h }
4、验算带速 c9+yU~(
验算带速 3]kN 9n{
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s HP:[aR!2P
在5~25m/s范围内 rGay~\
从动轮转速 #j"GS/y"
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s f 0*_& rP
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s Qki?
>j"
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 =tl~@~pqI
=-0.0141 rnBp2'EM
5、V带基准长度和中心距 ?h,.1Tb
初定中心距 hbs /S
中心距的范围 4 K,S5^`Gx
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm yh.WTgcW
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm xp *d:
a0=350mm; J I /iq
初算带长 :)%cL8Nz]$
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 W?n/>DML
Lc = 1461.2mm kA9 k^uR/
选定基准长度 $dug"[
表8-7,表8-8查得 *T:jR
Ld=1600mm; =]1g *~%
定中心距 JY3!jtv
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm WZ UeW*#=
a=420mm; R#s_pW{op
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 18]Q4 s8E
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 6r lvSdB
6、验算小带轮包角 kB=5=#s
验算包角 Is9.A_0h
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a @2TfW]6
145.2107 >120度 故合格 M%s!qC+
7、求V带根数Z Z
4c^6v
由式（13-15）得 15MKV=?oY
查得 n1=960r/min , d1=120mm uxL 3 8d]
查表13-3 P0=0.95 )))AxgM
由式13-9得传动比 Hro)m"
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 j?VHR$
查表（13-4）得 ^MVOaV65
Y]i:$X]C?X
由包角145.21度 aj-:JTf
查表13-5得Ka=0.92 !e('T@^u6u
KL=0.99 /9| 2uw`
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 S(lqj6aa}
8、作用在带上的压力F 61*b|.sl'#
查表13-1得q=0.10 &iT^IkA{
故由13-17得单根V带初拉力 m; PTO$--
IG~Zxn1o
三、轴 >E
WK
cocM
初做轴直径： tZ:fOM
轴I和轴II选用45#钢 c=110 o%K1 !'
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm GE\({V.W
取d1=28mm wkT4R\H >
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm jRxzZt4
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 etk|%%J
取YL10YLd10联轴器 P#"_H}qC*
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 4thPR}DH}
取d2=45mm {_ZbPPh;M"
四、齿轮 o_ r{cnu
1、齿轮强度 7>-99o^W
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 Me^L%%: @
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。 ;}k_
因 ， @==
"$uRw
SH1=1.1， SH2=1.1 w<Iq:3
， =UxKa`
， ?yA
2N;
因： ， ，SF=1.3 5"D\n B%
所以 T%**:@}+
&+/$~@OK
Htep3Ol3
2、按齿面接触强度设计 lLEEre
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 ='(;!3ZH
小齿轮上的转矩 Hq,znRz~`
按 计算中心距 uC2 5pH"
u=i=5.333 $[ b1_Db
mm :kXxxS
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ,fj~BkW{
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 Po.izE!C
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm lNv xt6@s
齿宽b= ,|w,
b1=70mm,b2=60mm e(9K.3 @{
3、验算弯曲强度 <O{G&
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 cN)noGkp
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ,;yaYF 6|/
Gn<e&|4>i}
tz2$j@!=
4、齿轮圆周速度 \G6V -W
pH0MVu(W
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 :{?P q8jP
Ljk0K3Q6>
+lJD7=%K]Z
B:)vPO + d
z{qn|# }
%i&\ X[
^_o:Ddz?l"
M\kct7Y
五、轴校核： V}Pv} j:;
5(y Q-/6C+
&>XSQB(&%
EHt(! ;?q
>P2 QL>P
a1ai?},
3U J SK+d\
;AT~?o`n
ET|4a(x
AUR{O
wVUm!Y
['l} *
@T{I;8S
|l,0bkY@&
9RY}m7
Y>K3.*.
^2mCF
cA`X(Am6]g
圆周力Ft=2T/d1 wQX%*GbL2
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 pbqJtBBDDS
d=mz=2.5*101=252.5mm UujKgL4
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N n Ayyjd3!S
Fr=5852.5*tan20=2031.9N J8h H#7WMS
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 #: nds,
由Fr2*L-Fr*L/2=0 6CzN[R}
得Fr2=Fr/2=1015.9N RaB%N$.9s
HuajdC~
2、求水平平面的支承力 _ ^Q =n>G
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N q7zHT =@$
pg4jPuCM
@. KFWAm
3、画垂直面弯矩图 m[& pR2T
L=40/2+40/2+90＋10=140mm N#vV;
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 9jrlB0
!,;/JxfgVh
],Y+|uX->
4、画水平面弯矩图 )>WSuf
j
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm M"z3F!-j
]q@W(\I
uJ%XF*> _D
qF4pTQf
5、求合成弯矩图 6s&%~6J,
p}k\l dmh{
'U4@Sax,
l1}HJmom
6、求轴传递转矩 sT F Ru
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 08;t% [R
<@H=XEn
\ dZD2e4
?1/wl;=fm
OE j%cB!
9rQw~B<S
ScTeh
mX
QVL.P\
,2^zX]dgM
C-L[" O0[
(Qz|
N
c^B eT;
YD o,9
4Awl
Mj- B;r
;PG,0R`Z;
. g95E<bd
/km'#f)/
}TAHVcX*p
s4Y7 x.-
99.. ]
7、求危险截面的当量弯矩 %^66(n)
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 }e0)=*; l
轴的扭切应力是脉动循环应力 d(j|8/tpA
取折合系数a=0.6代入上式可得 pbb6?R,
IBe0?F #
8、计算危险截面处轴的直径 tD !$!\`O
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 1r;. r|
由表13-3查得许用弯曲应力 ， #u6ZCv7u
所以 z9[BQ(9t
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 !)TO2?,^
故d=1.04*25.4=26.42mm ]N gEN
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 :6X?EbXhK
所以此轴选d=40mm,安全 =f{YwtG
六、轴承的选择 gay6dj^
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 M4(`o^n
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N Cz1o@ rt
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） ti^msC8 e
因为大修期三年，可更换一次轴承 ImVHX~ qHJ
所以取三年 e4?p(F-x(
由公式 G%RhNwm
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) 7ZRLSq'S
（深沟球轴承系列） nXnO]wXC
~g[<A?0=y
由附表选6207型轴承 b".e6zev
七、键的选择 6t(I.>-
选普通平键A型 @G;\gJT*
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 fA>FU/ r
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm wth*H$iF
由公式 =jN9PzLk
所以 SH${ \BKup
选变通平键，铸铁键 V[N4 {c
q-)Ynp4'
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 ;+h-o
八、减速器附件的选择 |yd Oi&
1、通气器： z4 yV1
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 -^%YrWgd?
2、油面指示器： 17{$D , P
选用油标尺，规格M16 ($ l
t@j
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 )0 W-S9e<
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ,>Lj>g{~
5、窥视孔及视孔盖 4BgrG[l)
选用板结构的视孔盖 Pw h0Se5Z
九、润滑与密封： 5*W<6ia
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： KDzTe9
HQO z
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。 h (1 } g/
2、滚动轴承的润滑 j\S}TaH0e
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。 aV'r
oxM
3、润滑油的选择 )mVpJYt;
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 -I\Y
m_)
L-AN15润滑油 hRvj iK\
4、密封方式选取： Y uo
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。 )KPQ8y!d
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 )+ss)L EC
设计小结： ,B=;NKo
二、课程设计总结 5, <:|/r
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。 *?GV(/Q
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。 yx t `
dUg| {l
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。 T+y3Ph--^
~3u'=u9l
特别感谢—程莉老师。
Mmu>&C\
N $i|[>`j
参考资料目录 j>70AE3[8
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版；
Kq*D_Rh2
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； rcWr0q
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； UFox v)
[3]《设计手册软件》，网络上下载； (IY= x{b
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn v)a$;P%
s28r j6q
>pV|c\
U%~L){<V[
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Nw=60.0241r/min ATb[/=hP<R
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P0=4Kw .w/_Om4T*b
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P2=3.6491Kw -r%3"C=m
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T0=39.7917Nm :zXkQQD8`
T1=113.4063Nm fVlTsc|e
T2=589.5878Nm A
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