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2009-06-22 09:37 |
目 录 phwq#AxQ 设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 7` XECIh 传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 <(qdxdUp 电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 Z\?!&& 传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 dt>!=<|k 传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 {5fq4AA6 轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 d?CU+=A&| 联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ?GZ?HK| 滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 QX-M'ur99 键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 ,.gI'YPQC 减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 sg]g;U 润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 q 7+ |U%!9 设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 xA}{ZnTbN 参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 l4^8$@;s 52
DSKL Hc
q@7g 1.拟定传动方案 zWdz9;=_ 为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和传动方案,可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 =\<!kJ\yH v=1.1m/s;D=350mm; =0U"07%} nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 0g@*N4 一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机,因此传动装置总传动比约为17或25。 lo>:S1 2.选择电动机 MD+eLA7 1)电动机类型和结构形式 Rk{2ZUeg 按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 ><@& &u. 2)电动机容量 3'`X_C|d53 (1)卷筒轴的输出功率Pw <DdzDbgax F=2800r/min; E~Y%x/oX Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 z<<aT (2)电动机输出功率Pd %x$mAOUv Pd=Pw/t &cx]7:; 传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 t`4o&vsj= 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: A`b
)7+mB 弹性联轴器 1个 ]0p*EB=C* t4=0.99; ~H gN'#Y? 滚动轴承 2对 D-5~CK4` t2=0.99; bNz2Uo!0K 圆柱齿轮闭式 1对 -(.\> F t3=0.97; 'nqVcNgb V带开式传动 1幅 n~&e>_;(. t1=0.95; &[}5yos
r 卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ngaQa-8w t5=0.98; =~QC)y_ 则 $2*&\/;-E! t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 }(if|skau 故 ok9G 9|HA Pd=Pw/t=3.08/0.8762 >qIZ (3)电动机额定功率Ped 51M'x_8 由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 $S!WW|9j. 3)电动机的转速
DWJkN4}o 为了便于选择电动事,先推算电动机转速的可选范围。由表2-1查得V带传动常用传动比范围2~4,单级圆柱齿轮传动比范围3~6, qT_E=)1 可选电动机的最小转速 \"@ `Rf
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min e%DF9}M 可选电动机的最大转速 @sb00ad2q Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min D61e 同步转速为960r/min m-!z(vcn 选定电动机型号为Y132M1-6。 iJK rNRj 4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 4?&CK 由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 _b 8XF&O 外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 ?GGh )";y l{x?i00tAS 电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm fYv{M; Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 !J@pox-t pDx}~IB 大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158
/-)|dP 3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 A&fh0E (t 1)传动装置总传动比 Th//u I+ nm=960r/min; Pi|oO-M i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 \it<]BN 2)分配各级传动比 7dU7cc 取V带传动比为 _.Bite^ i1=3; 0CO6-&F9n 则单级圆柱齿轮减速器比为 |tS~\_O/ i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Ycx$CUC 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。 IsCJdgG 4.计算传动装置的运动和动力参数 ;42D+q=s 1)各轴转速 ~d?\rj3= 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 Mky8qVQ2 n0=nm; Uyyw'Ni n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 5Gsj; n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min rJm%qSZz )Z 3fytY 2)各轴输入功率 ;EfMTI}6K 按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即
qz:_T P0=Ped=4kw ^5~[G%G4 轴I 的功率 VI`x
fmVOQ P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw \
o&i63u 轴II功率 "]`QQT-{0 P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw Zb# 3)各轴转矩 uNY]%[AnJ T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm ;nJCd1H T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm br'/>Un" T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 3?uP$(l 二、设计带轮 wB(
igPi 1、计算功率 2WOdTM{u P=Ped=4Kw K` 2a{` 一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 g%<7Px[W 查课本表8-10,得KA=1.1; _n{6/ 计算功率 JhDjY8?86 Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw Z@8amT;Y 2选择普通V带型号 OkO"t n0 =960r/min
g `B?bBg 根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 | T"{q d1=80~100 EH$wWl^ 3、确定带轮基准直径
D-4PEf 表8-11及推荐标准值 $P@P}%2 小轮直径 2s6Hr;^w.1 d1=100mm; 8YN+
\ 大轮直径 +o/;bm*U<K d2=d1*3.5=100*3.5=350mm q#Qr@Jf 取标准件 }%R6Su]y d2=355mm; {+t'XkA 4、验算带速 =4MiV] 验算带速 tY:-13F v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s O!]wJ 在5~25m/s范围内 +V8yv-/{ 从动轮转速 =8dCk\/ n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s j4}aK2[< n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s dYV)lMJ* 从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 *G~c6BZ =-0.0141 $@&bK2@.( 5、V带基准长度和中心距 =C\S6bF% 初定中心距 HKcipDW 中心距的范围 uR)@v^$FE amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm Y!*,G]7 amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm iQGoy@<R a0=350mm; ypd 初算带长 SKfv.9 Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 f(n{7 Lc = 1461.2mm {2:H`|x 选定基准长度 #t(?8!F 表8-7,表8-8查得 LbYI{|_Js Ld=1600mm; >LU*F|F]B 定中心距 _Wb-&6{ a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Mc6Cte]3| a=420mm; w6"LHy[ amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm _1R`xbV amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 63u'-Z"4 6、验算小带轮包角 q-8 GD7 验算包角 5^d%+*l;q =180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a iGU N$ 145.2107 >120度 故合格 ^3yjE/Wi" 7、求V带根数Z .D>lv_kp 由式(13-15)得 _RmE+ Xg2 查得 n1=960r/min , d1=120mm rP\7C+ 查表13-3 P0=0.95 =0]Mc$Ih 由式13-9得传动比 yauP j&^R i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 s{:
Mu~v 查表(13-4)得 4*9Dh g<dCUIbcQ 由包角145.21度 RY~)MS _C 查表13-5得Ka=0.92 ntkinbbD KL=0.99 ``E;!r="v z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 ^LcI6h
8、作用在带上的压力F 2E1TJ.[BS 查表13-1得q=0.10 Q)}\4&4 故由13-17得单根V带初拉力 /1> V[bc-m 三、轴 q9!#S 初做轴直径: UQdQtj1' 轴I和轴II选用45#钢 c=110 s,29_z7 d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm QJE-$ : 取d1=28mm <V8i>LBlz d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm &+^
# `nq 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 y-X'eCUz 取YL10YLd10联轴器 'q^Gg;c>+ Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 Zn} )&Xt 取d2=45mm :hr@>Y~r 四、齿轮 m{5$4v,[ 1、齿轮强度 <&Uk!1Jd 由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 V$_0VN'+Z 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。 1c4%g-]7 因 , w${=dW@K SH1=1.1, SH2=1.1 %N , }2.}fHb2 ,
_NZHrN 因: , ,SF=1.3 2~U+PyeNz 所以 1G;Ns] u 8{l=`y"nB Ww@;9US 3 2、按齿面接触强度设计 ^0
lPv!2 设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 `;qZ$HH 小齿轮上的转矩 iHn]yv3
#
按 计算中心距 W9Lg}[>:) u=i=5.333 oQXkMKZ mm S3w?Zk3hO 齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 q{ 1U 模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 >PVi 3S 确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm bLzuaNa' 齿宽b= 4~Pto
f@ b1=70mm,b2=60mm 11T\2&Q 3、验算弯曲强度 FlG^'UD 齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 xwxj j 按式(11-8)轮齿弯曲强度 e;'T?&t l1qwT0*6> W>bW1h 4、齿轮圆周速度 sZB6zTX
J "6.p=te 按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 _fCHj$I*] .rm7Sd4K PZR%8 m}]u K@~#Gdnl \KXEw2S EI.Pk>ZIm ({VBp[Mh ^z;,deoGh 五、轴校核: d@4!^vD; vxT"BvN ]r1{%:8 F\rSYjMyk B[B<U~I} ~&3"Mi&>` `UK+[`E hb8XBBKR b[;3KmUB gtGKV X/Rx]}[ &:#8ol(n5b 32LB*zc c\{}FGC p-r%MnT PB67?d~ o'C.,ic?C $2C GRhC 圆周力Ft=2T/d1 :_a]T-GL 径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 z\8yB`8b^ d=mz=2.5*101=252.5mm )V/lRR& Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N $jh>zf Fr=5852.5*tan20=2031.9N W.D3$ 1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 -b0'Q 由Fr2*L-Fr*L/2=0 Zt2@?w; 得Fr2=Fr/2=1015.9N _xgVuJ PbHh?iH 2、求水平平面的支承力 *F*jA$aY FH1=FH2=Ft/2=2791.2N +Z<Q^5w@ nCMa$+ #]DZrD&q 3、画垂直面弯矩图 {3(.c, q@ L=40/2+40/2+90+10=140mm uBq3.+,x* Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm n=o'ocdS) |z]2KjF&w- {Y:ZY+ 4、画水平面弯矩图 ,Zf!KQw MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm %"[dGB$S %SO%{.}Zf ^%%5 <I%9O:R
5、求合成弯矩图 zMYd|2bc m?VRX.> .`&/QiD /Ej]X`F 6、求轴传递转矩 4G8nebv T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm #H6g&)Z_ Fv);5LD qm}>J^hnB# Kxl,]
|e> V}|v!h[O8 {rvbo1t U\Ar*b) /T -yAnn V9E6W*IE z34>,0 $'kn K< #jLaIXms {y:#'n /Fo/_=FE 2 /"Yx@n F%#*U82 y2#>c* 9S1Ti6A 5':Gu}Vq &6t3SZV D=~B7b: 7、求危险截面的当量弯矩 .b#9q6F-/ 从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 PyMVTP4 轴的扭切应力是脉动循环应力 7/|F9fF@M 取折合系数a=0.6代入上式可得 A} -&C O*rmD<L$ 8、计算危险截面处轴的直径 .IH@_iX 轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 %Nm @f' 由表13-3查得许用弯曲应力 , IypWVr 所以 k%l_N)38 考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 3u4*ofjE5 故d=1.04*25.4=26.42mm J`r,_)J"2 由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 %K^gUd>,R 所以此轴选d=40mm,安全 `.>k)=F& 六、轴承的选择 M20Bc, VI 由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 }(ma__Ao 径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N NT@YLhs? 工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) B.YMP;7> 因为大修期三年,可更换一次轴承 wHtJ_Y 所以取三年 ;v1NL@w* 由公式 o9ctJf=qn 式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) oSn! "<x
(深沟球轴承系列) 3^\?>C7 TX23D)CX 由附表选6207型轴承 +5HnZ?E\ 七、键的选择 4bi NGl~ 选普通平键A型 e"fN~`NhY 由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 _~;&)cn,0 b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 2$
|]Vj*Zs 由公式 i*S|qX7`` 所以 R<;OEN 选变通平键,铸铁键 1yBt/U2 SOp=~z 所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 S9G+#[.| 八、减速器附件的选择 :K~rvv\L7 1、通气器: 3`A>j" 由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 U@6jOZ 2、油面指示器: sdJ%S*)5G$ 选用油标尺,规格M16 S\e&?Y` 3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 OXHvT/L` 4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 {~bIA!kAFI 5、窥视孔及视孔盖 p}3NJV 选用板结构的视孔盖 #bT8QbJ( 九、润滑与密封: +T0op4 1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: weAn&h| S&4+ e:K 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。 *@_u4T7|{ 2、滚动轴承的润滑 :dP~.ZY7 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。 e~{^oM 3、润滑油的选择 Eh\ 1O(a( 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 _1^8xFe2 L-AN15润滑油 AGOx@;w 4、密封方式选取: X^}A*4j 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。 }q% jO 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 0"EoC 设计小结: |3}5:k 二、课程设计总结 mxQR4"]jY 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。 ugYw< 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。 ^Q0&.hL@ M[, D * 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。 vUNisVA /X4yB"J> 特别感谢—程莉老师。 +TC1nkX 8-7dokg> 参考资料目录 gH %y [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; g"wxC@IR [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; i+f7 [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; }A]BpSEP [3]《设计手册软件》,网络上下载; dUS ZNY [4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn 5h0>!0 EYL]TeS Z@3l%p6V [,=d7*b(l /aZE,IeEz Nw=60.0241r/min h
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6)qp*P$L x5h~G Y9Z]i$qS&k d(-EcY>? !R'g59g
VT\"q1)p s$w;q\1z =Mj0:rW ;),"M{"v %Jp|z? [/ ! zL1;d ;AX8aw, !m;H@KR{ h !gk s-0 D:"{g|nW} [1_A8s){u 7B7&9<gc iEm ? E{?au]y$J a0=WfeT OhVs#^ =>iA gp'# i=15.9936 v+G=E2Lhv B07v^!Z> o`n$b(VZ t)f-mQz) i1=3 15U (={ W3H+.E i2=5.3312 )G~w[~ oD9^ID+ [ sF(#Y:I 'Gl&Pa1g? ]QVNn?PA8 rx0~`cVV: n0=960r/min I%j_"r9-I n1=320r/min l12{fpm n2=60.0241r/min W,XTF bD^b wE]K~y!` ,m_WR7!$E Hnk:K9u.B: P0=4Kw m3bCZ9iE bi[IqU!9 P1=3.8Kw .8(OT./ -I.d}[ P2=3.6491Kw A@hppaP! F+m }#p x'<K\qp{{ T0=39.7917Nm +{<#(} T1=113.4063Nm `d7n?|pD T2=589.5878Nm 9KWuN:Sg #>lG7Ns|4 rf~Y6U?7 d.UQW
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=Qcr Lc=1461.3mm O)[1x4U z CvKDlL HDF|{ Ld=1600mm U&?v:&c#&n D8$G `~hD 中心距 !QvZ<5( a=420mm -3Hy*1A. 3\XU_Xs(] R6]Gk)5 :Of^xj>A 3f,hw5R RJd(~1 VIv&ofyAR #3gp6*R zx)z/1 >k (C 0$ S8fF@
x^y'P<ypw ,%M$0poKM tNbN7yI PK `D8)=u 2+e}*&iQpp ee^{hQi `Tv[DIVW njputEGX z=3根 T( U_ vkri+:S3 f=WDR m] De'_SD|= 预紧力 PamO8^!G FQ=274.3N x8V('` }j toBHkiuD E?
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