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2009-06-22 09:37 |
目 录 <8#Q5
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 +mP&B<=H)
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ue8C pn^M
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 S0?4}7`A
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 -+fb K/
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 h#a;(F4_7
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 5y ]1 v
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 F ^&
Rg
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 nk.m G ny
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 Omy4Rkj8bh
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 g}HB|$P7
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 r~ gjn`W
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 `tZu~
n
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ANB@cK _
py#`
.Y B}w
1.拟定传动方案 u;1/.`NPB
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 h'T n&2r6
v=1.1m/s;D=350mm; 9$[I~I#z
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 3k)W0]:|<
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。 1n}q6oa=
2.选择电动机 ZI"L\q=|0#
1）电动机类型和结构形式 01v7_* 'R
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。 n#@/ A
2）电动机容量 c`:hEQs
（1）卷筒轴的输出功率Pw Wr3j8"f/
F=2800r/min; E({+2}=1
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 s|iph~W!L
(2)电动机输出功率Pd .XPcH(q
Pd=Pw/t yK E[,"
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 #T\Yi|Qs#
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： RiHOX&-7
弹性联轴器 1个 rGb7p`J
t4=0.99; |Z%I3-z_DS
滚动轴承 2对 Hg8n `a;R
t2=0.99; D(3\m)
圆柱齿轮闭式 1对 a& >(*P Q
t3=0.97; z{h#l!Ed h
V带开式传动 1幅 8`bQ,E+2
t1=0.95; /18Z4TA
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 =+ um:*a.
t5=0.98; ;8WgbR)ZLU
则 :1 %z;
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 $*)??uU
故 ^/;W;C{4
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 zqEMR>px
（3）电动机额定功率Ped /8!s
C D
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 x!\FB.h4!(
3）电动机的转速 U?/UW;k[
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， emZ^d/ A
可选电动机的最小转速 vCC}IDd
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min /4 zO
可选电动机的最大转速 yX: A?U
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min /Mq]WXq[V
同步转速为960r/min U)oH@/q
选定电动机型号为Y132M1－6。 x;H#-^LxW=
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 )9_j r(s
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 U3SF'r8
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 /<Nb/#8
** \B P,]}
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm xw60l&s.\L
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ?VM# Nf\
SB5[PDL_q
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 sA18f2
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 1$,t:/'-4
1）传动装置总传动比 1FfdW>ay*
nm=960r/min; QusEWq)}<
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 Qxds]5WB/
2）分配各级传动比 X|.M9zIx
取V带传动比为 }qUNXE@
i1=3; z G z^T
则单级圆柱齿轮减速器比为 2N]u!S ;d
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 %qA +z Pf
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。 Zd Qm& ?
4．计算传动装置的运动和动力参数 m35Blg34
1）各轴转速 |xI\)V E^
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 JL~Q E-pvD
n0=nm; YxMOr\B
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min G?-27Jk8
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min uM0!,~&9|
'[shY
2）各轴输入功率 DbSl}N ;
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 NN5V|#
P}
P0=Ped=4kw 1jZ:@M :
轴I 的功率 )c@I |L
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw Wpom {-
轴II功率 s{q)m@
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw :" ZH
3）各轴转矩 A.9 ,p
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm OwIW;8Z
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 2, Y8ML<
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm ^RkHd A
二、设计带轮 `n8) o %E9
1、计算功率 ]UnZc
P=Ped=4Kw s~$kzEtjjU
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 SsjO1F
查课本表8－10，得KA=1.1; Auhw(b>}TW
计算功率 +3e(psdg
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw ] *{QVn(
2选择普通V带型号 $Aww 5G5e
n0 =960r/min ogv86d
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 `gqB Ji
d1=80~100 ssW+'GD
3、确定带轮基准直径 Df;FOTTi%
表8－11及推荐标准值 e , zR
小轮直径 ^DHFP-G?e
d1=100mm; F#_7m C
大轮直径 lj.z>
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm M;W{A)0i1
取标准件 rWbuoG+8
d2=355mm; !B?/6XRUx
4、验算带速 _1*EMq6
验算带速 t~p9iGX<
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s `"[VkQFB/
在5~25m/s范围内 ZZTPAmIr
从动轮转速 +S M $#
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s b@N|sXt&C
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s _jef{j
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 v%> ?~`Y
=-0.0141 Ig1cf9 :
5、V带基准长度和中心距 7" =
初定中心距 AW6]S*rh
中心距的范围 ^BjwPh4Z#
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm ltt %X].[
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm C 0*k@k Gy
a0=350mm;
N`y!Km
初算带长 sCaw"{5qc
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 }.gD axj
Lc = 1461.2mm uW4G!Kw28
选定基准长度 -w 2 !k
表8-7,表8-8查得 RrLQM!~
Ld=1600mm; (|ga#%iI
定中心距 }*$-rieg
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Y,WcHE
a=420mm; m&,d8Gss^
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm I J q$GR
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm e }/c`7M
6、验算小带轮包角 BmUEo$w
验算包角 Gyy:. ]>&
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a X =S;8=N
145.2107 >120度 故合格 n_v c}ame
7、求V带根数Z 9{ i6g+
由式（13-15）得 \ ;Hj,z\
查得 n1=960r/min , d1=120mm +Qu~UK\
查表13-3 P0=0.95 B/E1nBobC
由式13-9得传动比 N&S :=x:$S
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 /lttJJDU
查表（13-4）得 (0D0G- r:
Ym& _IOx
由包角145.21度
30FYq?
查表13-5得Ka=0.92 e@k
ti@ZJ
KL=0.99 ' n4zFj+S
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 }?*:uf
8、作用在带上的压力F xi;SKv;p
查表13-1得q=0.10 8<)[+ @$0
故由13-17得单根V带初拉力 Ew4DumI
T>n,@? #K
三、轴 ]lQhIf6)k
初做轴直径： E3,Z(dpX!
轴I和轴II选用45#钢 c=110 3z&,>CEX
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm lDp5aT;DsM
取d1=28mm bvEk.~tC'
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm kf>'AbN
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 ]t0?,q.$7
取YL10YLd10联轴器 tDEpR
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 /CKkT. Le
取d2=45mm iv #9{T
四、齿轮 yuFuYo&[?v
1、齿轮强度 ? ]kIztH
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 , X$S4>
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。 _sZ/tU@_-K
因 ， i-sE \m
SH1=1.1， SH2=1.1 w' M0Rd]
， c) @M7UK[
， _3A$z A
因： ， ，SF=1.3 {!^HG+
所以 * I'O_D
%<1fj#X8
s_`wLQ7e
2、按齿面接触强度设计 HaB= nLAT
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 EF)kYz!@
小齿轮上的转矩 pPQ]#v
按 计算中心距 woR((K] #G
u=i=5.333 oH6(L q'q
mm k qwS/s
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 Y ;&Cmi
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 &e,xN;
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm \,p)
齿宽b= gvA&F |4
b1=70mm,b2=60mm .^JID~<?#
3、验算弯曲强度 4 Iy\
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 T'Jw\u>"R
按式（11-8）轮齿弯曲强度 wQ.ild
J=4S\0Z*
y"@~5e477$
4、齿轮圆周速度 ;=h^"et
%HYC-TF#
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 iy$]9Wf6=@
3kYUO-qw
Pq7YJ"Z?:
BvX!n"QIb
>2VB.f
ZV;#ZXch
>-) i_ C2
uY
"88|
五、轴校核： |_O; U= 2
,3fw"P$
HCHC~FNd
{'d?vm!r
Lk3@E u)
9^
mrsj
II~D66 bF
rxa8X wo8
? FM HK\
3j.f 3~"
.4KXe"~E
u1]5qtg"
<7TpC@"/g
R
)?8A\<E
Yj0Ss{Ep
;AG5WP I
w,`x(!&
1L &_3}
圆周力Ft=2T/d1 zD) 2af
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 W*U\79H
d=mz=2.5*101=252.5mm 6"A|)fz
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N Sl 6}5
Fr=5852.5*tan20=2031.9N W"wP%
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 PJ
#uYM
由Fr2*L-Fr*L/2=0 EzG7R jW
得Fr2=Fr/2=1015.9N YO-O-N EP
F*I{?NRN1
2、求水平平面的支承力 ;'vY^I 8-L
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 0kC!v ,
MR+n dB<
yiI&>J))
3、画垂直面弯矩图
tb@/E
L=40/2+40/2+90＋10=140mm 9*,5R,#
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm -4hX -
@+xkd(RfN
elP`5BuN
4、画水平面弯矩图 OkFq>;{a
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm N O9Jre
o'D6lkf0
$> #PhOC
_Thc\{aV#
5、求合成弯矩图 k (
R
"=/XIM.
wet kmd
\ =83#*KK
6、求轴传递转矩 JBjz 2$ZM
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm Ye1P5+W(
f#^%\K:YYR
+o_`k!
TXy*- <#vR
d~[ >%&
q:nYUW o
E[_Z%zd^
\8F$ 85g
O`Z>Oon?
]A'e+RD4k
Iem* 'r
NU_VUd2
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5Z;Py"%
$1UN?(r
cJH7zumM)
Z/ThY bk
TJO|{Lxm
kuUH 2:L
c"0CHrd
Vuz!~kLYIn
7、求危险截面的当量弯矩 2gFQHV
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 } 10Dvt>+
轴的扭切应力是脉动循环应力 Mb/R+:C`
取折合系数a=0.6代入上式可得 Wje7fv
lz # inC|
8、计算危险截面处轴的直径 [vIO
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 s]=kD
由表13-3查得许用弯曲应力 ， & f!!UZMt)
所以 d n5T7a~
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 KXdls(ROP
故d=1.04*25.4=26.42mm 2 U#OBvNU
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 j&#p& `B
所以此轴选d=40mm,安全 vguqk!eo4
六、轴承的选择 ~}TVM%0RTq
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 ]Q)TqwYF
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N E%$FX' 8&
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） cvc.-7IO
因为大修期三年，可更换一次轴承 G. (9I~!
所以取三年 | pJ.73
由公式 ^TB%| yZ _
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) "h)+fAT|,
（深沟球轴承系列） XFM 6.ye
gE8>5_R|
由附表选6207型轴承 \WZ00Y,*
七、键的选择 Ho\z ^w+T`
选普通平键A型 uRUysLIw
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 qKWkgackP
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm lYq
R6^
由公式 9-L.?LG
所以 aP4r6lLv+
选变通平键，铸铁键 2"%d!"
O Z7MpQ
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 m~X:KwK4
八、减速器附件的选择 R=PjLH&)
1、通气器： BDcl1f T
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 !5p 01]7
2、油面指示器： @dO~0dF
选用油标尺，规格M16 |n* I}w^
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 !f" @pR6
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 Z/a]oR@
5、窥视孔及视孔盖 rsiG]o=8
选用板结构的视孔盖 jQ`cfE$sV
九、润滑与密封： JkpA
\<
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： y'Wz*}8pr
79S=n ,O
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 u QCQ$
2、滚动轴承的润滑 QDSB
<0j
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。 CQ13fu +|6
3、润滑油的选择 $'kIo*cZ
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 {AQ3y,sh
L-AN15润滑油 }X }f X#[
4、密封方式选取： Soq
'B?>
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 xNl_Q8Z?R^
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 5qUyO kI
设计小结： &{l?j>|TM
二、课程设计总结 4. R
>mN[
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 l$.C 40v
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。 -w^E~J0*L
cojuU=i
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。 |8V+(Vzl
G9^!=
v@
特别感谢—程莉老师。 $FCLo8/=
V" \t
参考资料目录 ar>S_VW*
[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； DTgF,c
[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； u9}=g%TV
[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； d94Lc-kq^
[3]《设计手册软件》，网络上下载； r@k&1*&
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn qfG`H#cA<
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