| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 h1S) B|~8
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 b'pwRKpx
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ;MeY@* "{
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 z#gebr~_\
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 R+.4|1p
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 +mjwX ?yF
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 PxYK)n9&
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 xY?p(>(
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 UXji$|ET6
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 6"iNh)
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 e(w c
[bv
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 |ufT)+:
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 SE*;6&yL
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 0V6, &rTF
_wX T9`|3
}h`z2% 5o
1.拟定传动方案 RF*>U a
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 ~ 6=6YP
v=1.1m/s;D=350mm; ZC2aIJ
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) t,LK92?
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 qJF'KHyU{l
2.选择电动机 t{UVX%b
1）电动机类型和结构形式 M gP|'H3\
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 6<@ mB Z
2）电动机容量 Mx w-f4j
（1）卷筒轴的输出功率Pw R@grY:h
F=2800r/min; xJ<RQCW$
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 Pz*BuL <
(2)电动机输出功率Pd <Z t ]V`-
Pd=Pw/t Q1Qw45$
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 y~*B%KnEQy
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： 6Z1O:Bou
弹性联轴器 1个 bv <^zuV
t4=0.99; = W2.Nc
滚动轴承 2对 \X6q A-Ht
t2=0.99; K?M~x&Q
圆柱齿轮闭式 1对 AHr^G'
t3=0.97; xuHP4$<h3
V带开式传动 1幅 B (eXWWT_
t1=0.95; y}FG5'5$13
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 fFVQu\
t5=0.98; )+v5 H
则 O.#R r/+)
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 6Jy%4]wK
故 8yYag[m8
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 W|{!0w
（3）电动机额定功率Ped p-"wY?q
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 k~;~i)Eg
3）电动机的转速 ;s~xS*(C
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， m; =S]3 P*
可选电动机的最小转速 sA O/yG
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 44n41.Q]
可选电动机的最大转速 us5Zi# }
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min g<~ODMCO?W
同步转速为960r/min x-@?:P *
选定电动机型号为Y132M1－6。 )w} 'kih
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 f dJg7r*
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 P{s1NorKDh
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 (j:[<U
AvIheR
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm R KMF?:
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28
cMtUb
6qV1_M#
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 )2Q0NbDn
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 b+RU <qR
1）传动装置总传动比 U4a8z<l$
nm=960r/min; >f9Q&c$R
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 B~Z61
2）分配各级传动比 5y='1s[%
取V带传动比为 _;BN WH
i1=3; +|oLS_
则单级圆柱齿轮减速器比为 \Rt> U|%
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 7!o#pt7
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 ~yngH0S$[b
4．计算传动装置的运动和动力参数 d hg($m
1）各轴转速 Ir` l*:j$
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 jA@
uV ,w
n0=nm; ]We0 RD"+
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min nR Hl Hu
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 6 P9#6 mZ
j$u
2）各轴输入功率 \( ?d2$0m
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 BB/c5?V
P0=Ped=4kw 1_xkGc-z<
轴I 的功率 ,o
`tRh<
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 55y}t%5
轴II功率 -)"\?+T
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw IAmMO[9H
3）各轴转矩 Z0~,cO8~
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm X)TZ S
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm RY,L'Gt O
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 2*-qEUl1
二、设计带轮 {poT A+ i
1、计算功率 m*e8j[w#
P=Ped=4Kw )DW".c
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 |c$*Fa"A
查课本表8－10，得KA=1.1; tsB}'+!v#
计算功率 4/x.qoj
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw hR>`I0|p&
2选择普通V带型号 DfOig LG*
n0 =960r/min N>j*{]OY+{
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 '7]9q#{su
d1=80~100 2{ h G",JL
3、确定带轮基准直径 )Ps<u- V
表8－11及推荐标准值 I=E\=UTG,5
小轮直径 85H*Xm?d#
d1=100mm; s BuXw a
大轮直径 t/]za4w/
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm Hc0V4NHCaL
取标准件 +b dnTV6
d2=355mm; =lh&oPc1
4、验算带速 "+&@iL
验算带速 rG B *a8
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s ?G5 , x
在5~25m/s范围内 1ww~!R
从动轮转速 TU2MG VYy
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s |L)qH"Eo
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ~c=*Y=)LG
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857
-,"eN}P^
=-0.0141 rsK
b9G
5、V带基准长度和中心距 rqM_#[Y?
初定中心距 %A @U7gqc
中心距的范围 !NhVPb,
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm K!G/iz9SB
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm H//,qxDc
a0=350mm; Nm0|U.<
初算带长 cn
;2&
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 PiX( Ase
Lc = 1461.2mm fqm6Pd{:(
选定基准长度 ]"vpCL
表8-7,表8-8查得 1i|5i i*vc
Ld=1600mm; ][ T>052v
定中心距 )]JQlm:H
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 4=;`\-7!
a=420mm; Or()AzwE@
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm V#-8[G6Ra
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm
&Mh]s\
6、验算小带轮包角 ,Ct1)%
验算包角 wIQt
f|ZI>
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a DB+ .<
145.2107 >120度 故合格 _ Av_jw`m
7、求V带根数Z z`y^o*qc]
由式（13-15）得 14Jkr)N
查得 n1=960r/min , d1=120mm `HM?Fc58
查表13-3 P0=0.95 kAk+ Sq^n
由式13-9得传动比 !*-|s}e
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 {X&H
查表（13-4）得 2o` L^^
Qnv)\M1
由包角145.21度 h\ OMWJ~
查表13-5得Ka=0.92 A!`Q[% $
KL=0.99 G + Zm
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 )m(?U
8、作用在带上的压力F jL#`CD
查表13-1得q=0.10 ~0 gHh
故由13-17得单根V带初拉力 <#:ey^q<
DqBiB H[%h
三、轴 : .f m LL
初做轴直径： ]KRw[}z
轴I和轴II选用45#钢 c=110 H}}C>p"!,
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm lyyR yFfQ
取d1=28mm XRWy#Pj
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm -Y/c]g
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 (wZ/I( 4
取YL10YLd10联轴器 g,5Tr_
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 #?RT$L>n
取d2=45mm Zm/I &
四、齿轮 |jTRIMj%,_
1、齿轮强度 rIWQD%Afm
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 :^992]EBEj
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 HO9w"){d$
因 ， < /jTWc'}
SH1=1.1， SH2=1.1 Z(a,$__
， j.7BoV
， pK@8= +
因： ， ，SF=1.3 a}/ A]mu
所以 5TS&NefM
L+2<J,
7 y'2
2、按齿面接触强度设计 p;9"0rj,z
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 F>[T)t{m=
小齿轮上的转矩 c^EU &q{4
按 计算中心距 4,qhWe`/
u=i=5.333 FWDAG$K@0
mm #>dj!33
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 Z+G/==%3#,
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 k^*S3#"
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm q!\4|KF~
齿宽b= &Z 6s\r %
b1=70mm,b2=60mm 4
oZm0
3、验算弯曲强度 >K-S&Y
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 w>h\6 43
按式（11-8）轮齿弯曲强度 gX!-s*{E
4|Ay;}X \
yw+LT,AQ.
4、齿轮圆周速度 q=`i
x /E<@?*:
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 ;dZuO[4\
-|_MC^)
gis;)al
;HoBLxb P
oZ,_ G,b^
mL ]a_S{H
6g &E v'
F;sZc,Y,^
五、轴校核： kBg8:bo~
}YCpd )@
GY wU3`{
Tqj:C8K{
On-zb E
qPF`= #
z~ (3S8$
ZGj ^,? a
f O ,5
u;
1U6 z2i+y
chA7R'+LA
" `FcW
v8f1o$ R
B"?ivxM:U
F(KsB5OY?
???` BF[|
,9S i 3vn
1Y'NG<d _
圆周力Ft=2T/d1 "."ow|
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 )9i$ 1 "a(
d=mz=2.5*101=252.5mm }\0ei(%H
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N .bY
R
Fr=5852.5*tan20=2031.9N B;e (5y-
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 5yk#(i 7C
由Fr2*L-Fr*L/2=0 ez <V
得Fr2=Fr/2=1015.9N ]p!)8[<
' S%H"W\
2、求水平平面的支承力 sm"s2Ci=}
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N QtQbr*q@%
GRh 430V [
i93 6+[
3、画垂直面弯矩图 z3I
|jy1
L=40/2+40/2+90＋10=140mm r4m z
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm @ Fkhida
+\]Gu(z<
&EmG\vfE
4、画水平面弯矩图 \{v e6`7Rn
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm Qk72 ra)
o$Ju\(Y$<+
^B:;uyG]M
-}3nIk<N
5、求合成弯矩图 =;Dj[<mJ45
<*(^QOM
jn(%v]
wJj :hA}
6、求轴传递转矩 |j~l%d*<w
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm }O Y/0p-Z
]I_*+^?tI
dXfLN<nD>U
T+e*' <! O
gxx#<= `
5th?m>
$,P:B%]
.$@+ / @4
NfUt\ p*
5|5p -B
u*/+cT
>n^780 S|
Lw2VdFi>E&
3)yL#hXg)
L 0oVXmlr
mRa\ wEg%
s VHk;:e>x
-W e9
FO~
f7y.##W G
}wkY`"
]f0OmUHR5i
7、求危险截面的当量弯矩 QFMA y>Gdn
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 Vd(n2J MtG
轴的扭切应力是脉动循环应力 K_@?Q@#YhR
取折合系数a=0.6代入上式可得 $xWUzg1<U
vd)zvI
8、计算危险截面处轴的直径 &O^-,n
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 zCuB+r=C
由表13-3查得许用弯曲应力 ， J>5 rkR@/
所以 aL%E#
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 G:p85k `
故d=1.04*25.4=26.42mm $rI 1|;^
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 R3;%ey u
所以此轴选d=40mm,安全 vEN f3;o0
六、轴承的选择 I}m2 0|vv
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 QW $p{ zo
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N A&bj l[s
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） ~`C _B]3|
因为大修期三年，可更换一次轴承 nQoQNB
所以取三年 xhOoZ-
由公式
r5Tdp)S
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) U(9_&sL
（深沟球轴承系列） vj]>X4'i
a5GLbanF
由附表选6207型轴承 ( v%24bv
七、键的选择 c~?Zmdn:
选普通平键A型 `/ayg:WSU
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 +l/v` =C
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 9&5<ZC -D
由公式 VOLj#H
所以 94?WL
选变通平键，铸铁键 80wzn,o
S
)muNfs m
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。
dw3Hk$"h
八、减速器附件的选择 :#pdyJQ_
1、通气器： /rnI"ze`
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 #5Z `Q^
2、油面指示器： L] |mWyzT
选用油标尺，规格M16 Q CF'/G
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 e[fOm0^.c
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 PmRvjSIG
5、窥视孔及视孔盖 m&Mupl
选用板结构的视孔盖 dy&UF,l6
九、润滑与密封： ]MV8rC[\
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 8~]D!c8; a
B-R#?Xn:!I
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。 ksOGCd^G7
2、滚动轴承的润滑 ^k ;]"NR
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。 "|L" C+tE
3、润滑油的选择 |zYOCDFf
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 NEIkG>\7q
L-AN15润滑油 i(^U <DW$
4、密封方式选取： b.&W W
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。 `t&{^ a&Y"
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 &)%+DUV|
设计小结： kg [ %Q]]
二、课程设计总结 6'r8.~O
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。 UJ)pae
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。 t'v t'[~,U
sQvRupYRO
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。 //U1mDFT
2 }r=DAe0
特别感谢—程莉老师。 jO-?t9^
@1JwjtNk
参考资料目录 GQqGrUQ*}
[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； d,V#5l-6
[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； D(#f`Fj;
[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； I6W`yh`I)
[3]《设计手册软件》，网络上下载； B7C3r9wj
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn =|S%Rzsk
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