| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 Ho%%voJBS
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 [e|9%[.V
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 | U~\;m@
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 |9m*? 7
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 #cJ1Jj $
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 U;
#v-'Z
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 >^@~}]L
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 =jG." o
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Xa U ^^K
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 /GNm>NSK
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 eY:jVYG(
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 sw(|EZ7F
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 (3m^@2i
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 N40DL_-
-?)z@Lc
] *rK;
1.拟定传动方案 )E e`1 1
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 _ ^0UK|[
v=1.1m/s;D=350mm; ,F|49i.K
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 8hX / ~-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。 x)kp*^/
2.选择电动机 .T~Oc'wGo
1）电动机类型和结构形式 nG|
NRp
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。 .k5&C/jv
2）电动机容量 vWYU'_=
（1）卷筒轴的输出功率Pw hus9Zv4
F=2800r/min; V$ MMK
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 R36A_
(2)电动机输出功率Pd al]-*=v7}
Pd=Pw/t w[; 5]z
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 |s !7U
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： QyEoWKu;
弹性联轴器 1个 s%l^zA(
t4=0.99; ~5~Cpu2v7
滚动轴承 2对 7}fT7tsN
t2=0.99; b;G#MjQp'
圆柱齿轮闭式 1对 jQ P2[\
t3=0.97; M+M\3U
V带开式传动 1幅 @_"Z]Y ,D0
t1=0.95; T^nOv2@,
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ]M&KUgz
t5=0.98; zW ; sr.
则 wvEdZGO8!
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 CGZ3-OW@E
故 Zx%6pZ(.
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 yT C +5_7
（3）电动机额定功率Ped SGLU7*sfd
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 C.=[K_
3）电动机的转速 eh6= -
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， J@(69 &
可选电动机的最小转速 rIA br5CG
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min ys} I~MK -
可选电动机的最大转速 z7]GZ F
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min a`; nB E
同步转速为960r/min #J* hZ(Pq
选定电动机型号为Y132M1－6。 .vtV2lq
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 p']oy;t
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 0-I L@Di`F
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 \2y [Hy?
Ou2 p^:C(
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm bG!/%,s
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 :z%q 09.)
\ ) g?mj^
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 /n8\^4{fP{
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 AP/# ?
1）传动装置总传动比 g3vR\?c`
nm=960r/min; #b$qtp!,
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 I*l y
7z
2）分配各级传动比 RfzYoB N
取V带传动比为 1R7w
i1=3; D Ax 1
则单级圆柱齿轮减速器比为 D[p`1$E-1v
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Y aAOP'p
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。 jF0>w m
4．计算传动装置的运动和动力参数 &[y+WrGG
1）各轴转速 BKd?%V8:Q
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 `]wk)50BVp
n0=nm; UKp^TW1^
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ?=V;5H.
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min I"2*}v|
" {M?,jP#
2）各轴输入功率 :r}C&3
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 w7QYWf'
P0=Ped=4kw k83S.*9Mx
轴I 的功率 ;>< m[ l6
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw j},3@TFh
轴II功率 QEc4l[^{.B
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw yUEvva
3）各轴转矩 Y@2yV(m)o
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Nyl)B7/w
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm aB WA hn
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm <j:@ iP
二、设计带轮 my%MXTm2
1、计算功率 q0VR&b`?>D
P=Ped=4Kw W7"UhM
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 l9f%?<2D
查课本表8－10，得KA=1.1; U}DLzn|w
计算功率 y'm5Z-@o6
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw e$o]f"(
2选择普通V带型号 qpV"ii
n0 =960r/min - | 4 Oq
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 KRb'kW
d1=80~100 2&XNT- Qm
3、确定带轮基准直径 -mLS\TF S
表8－11及推荐标准值 Q AX3*%h
小轮直径 z"f+;1
d1=100mm; h`f $]_c
大轮直径 #|=Q5"wU
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm [G'
+s
取标准件 )
(0=w4
d2=355mm; bL/DjsZ@
4、验算带速 5:(/k\9+yv
验算带速 u9 N /9
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s %a']T X
在5~25m/s范围内 /h9v'Y}c
从动轮转速 __}ut+H^5p
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s !wTrWD!
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 2@Oz _?O=
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ;
*\xdg{d
=-0.0141 K%1`LT5:~
5、V带基准长度和中心距 z `jLKPP!=
初定中心距 b>Ea_3T/
中心距的范围 hR~&}sxN
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm `R!Q (rePx
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm !6,rN_a@Y
a0=350mm; a[p$e?gka
初算带长 #n]K$k>
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 Q" r y@
(I
Lc = 1461.2mm MV] `[^xQ5
选定基准长度 ,0{x-S0jX<
表8-7,表8-8查得 w)&?9?~
Ld=1600mm; '}I GV`c
定中心距 u~PZK.Uf 0
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm o2[$X ONTl
a=420mm; Q ]e]\J
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm *Qyu
QF
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ~F%sO'4!
6、验算小带轮包角 F}=_"IkZ
验算包角 LW k/h 1
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 2MmH O2
145.2107 >120度 故合格 Xk\IO0GF
7、求V带根数Z 5)A[NTNJx
由式（13-15）得 ,&y_^-|d
查得 n1=960r/min , d1=120mm q3C
查表13-3 P0=0.95 +;4 ;~>Y
由式13-9得传动比 S|af?IW
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 >@Pw{Zh$
查表（13-4）得 +*,!q7Gt
Kj)sL0
由包角145.21度 Mdq|: ^px
查表13-5得Ka=0.92 >'4$g7o,
KL=0.99 6l T< l zT
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Jg)( F|>o
8、作用在带上的压力F (<rE1w2s:
查表13-1得q=0.10 $41<ldJ
故由13-17得单根V带初拉力 wE"lk
^4NRmlb
三、轴 L9XfR$7,z
初做轴直径： !&:Cp_
轴I和轴II选用45#钢 c=110 l fF RqZ
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm {~w( pAx
取d1=28mm m (o`;
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm ?|WoNA~j}`
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 & n6L;y-
取YL10YLd10联轴器 <-fvYer
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 pL!,1D!
取d2=45mm _`gkYu3R+
四、齿轮 QT
z N
1、齿轮强度 RyU8{-q
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 }V*?~.R
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 L>mM 6$l
因 ， Z6rZAw y
SH1=1.1， SH2=1.1 QmSMDWkh
， A FBH(ms't
， H-nhq-fut
因： ， ，SF=1.3 :5$ErI
所以 ZZZ`@pXm;
~5h4 Gy)
* xmC`oP
2、按齿面接触强度设计 SvQ|SKE':
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 *aC[Tv[-P
小齿轮上的转矩 ^*4#ZvpG2
按 计算中心距 . AOc$Nt
u=i=5.333 M$U i=GGq
mm >N 2kWSa
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 G6qZ>-GiL
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 J[r_ag
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm (9ZW^flY
齿宽b= D
"5 |\
b1=70mm,b2=60mm >~Gy+-
3、验算弯曲强度 H ?9Bo!
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 `?.6}*4@_A
按式（11-8）轮齿弯曲强度 qoH:_o8ClO
JP0a Nu
H^5,];
4、齿轮圆周速度 rqiH!R
5Z a<]qxr
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 |f$ws R`&
2bLc57j{`9
J k`Jv;
f4*(rX
$H.U ~
A^+k A)8
$*$4DG1gaR
VyN F)$'T
五、轴校核： #o [n.
) quQI)Ym
2]Cn<z J
\Gk}Fer
N#jUqm
U';)]vB$
ROfV Y:,M
frm[<-~ w0
5wh(Qdib
04=RoYMM
'_ Pb\
jK
~N;
dX[@BT
f% t
N2k
~N| aCi-X
roAHkI
0Bp0ScE|FA
G7,v:dlK
35AH|U7b
圆周力Ft=2T/d1 IcQpb F0
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 %La/E#
d=mz=2.5*101=252.5mm Gdx %#@/
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N y]obO|AH
Fr=5852.5*tan20=2031.9N K%BFR,)g
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Pq35w#`!
由Fr2*L-Fr*L/2=0 /8 `9SS
得Fr2=Fr/2=1015.9N Sh-B!
0QquxYYw,
2、求水平平面的支承力 #')] ~Xa
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N KYKF$@
<G
- V@ST9`
j!Ys/ D
3、画垂直面弯矩图 i>G:*? a
L=40/2+40/2+90＋10=140mm ;UX9Em
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 2fc+ PE
yJqDB$0
c<cYX;O
4、画水平面弯矩图 cMy?&
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm #q0xlF@
d3T7$'l$
i
^N }avO
H P 3%CB
5、求合成弯矩图 kaEu\@%n
Sqmjf@o$>
[tt_>O
I |>I V
6、求轴传递转矩 7|" G
3ck
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm HQ4WunH2Y
ji ,`?
A"+t[0$.
G8^b9xoA+.
\4 t;{_
[ CU8%%7
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^MT20pL
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F
'HYWH0?
2@ZuH^qhk
9x8Ai
Qej<(:J5
,Qe`(vU*s
jJ_6_8#
Gh'{ O/F4*
7、求危险截面的当量弯矩 ?* dfIc
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 Y3hudjhLl
轴的扭切应力是脉动循环应力 +w@/$datI
取折合系数a=0.6代入上式可得 O} lqY?0*
n^epC>a" b
8、计算危险截面处轴的直径 $:D hK
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 }
/Iw]!lK2
由表13-3查得许用弯曲应力 ， VK4"
所以 P(zquKm
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 O}Do4>02
故d=1.04*25.4=26.42mm N _.`5I;e
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 r3Ih]|FK#
所以此轴选d=40mm,安全 GlXzH1wZ
六、轴承的选择 MS%h`Ypo
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 T=cb:PD{%
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N ><;.vP
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） n] n3/wpO
因为大修期三年，可更换一次轴承 b@[5x v\J
所以取三年 MWc {7,
由公式 U C 9w T
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) %5bN@X D
（深沟球轴承系列） \6Hu&WHy
9hs7B!3pc>
由附表选6207型轴承 ;0++) :30V
七、键的选择 }EHmVPe
选普通平键A型 8,(5Q
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 L_7-y92<W
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm #EU x1II
由公式 Ibl==Irk
所以 `L}Irt}
选变通平键，铸铁键 BhJ~ jV"
T k>N4yq
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 E|^~R}z)
八、减速器附件的选择 nbz?D_
1、通气器： ;;- I<TL
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ag$UNV
2、油面指示器： [mk !] r
选用油标尺，规格M16 } u..m$h
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 E%+1^
L
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 X<" W@
5、窥视孔及视孔盖 <%rG*vz i
选用板结构的视孔盖 o %tvwv
九、润滑与密封： kQm\;[R
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： ^Q4m1?
40
ojd/%@+u+Y
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 i'9
2、滚动轴承的润滑 l*yJU3PW
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 F/w!4,'<?5
3、润滑油的选择 N5[fw z
w
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 N8l(m5Kk,k
L-AN15润滑油 C '}8
4、密封方式选取： R :v` \
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 KArnNmJ9
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 aOj5b>>
设计小结： ;dYpdy
二、课程设计总结 PRCr7f
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 KdOy3O_5N
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 8f |
.HG0 %Vp
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 CxtH? 9# |
B9^@]
特别感谢—程莉老师。 <H~ (iQ
d&0^AvM@
参考资料目录 "sRR:wzQu
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； )vk$]< $
[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； (byFr9z
[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； /\_ s
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 9o Y%v7
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn ^YKEc0"w(
YXa^jFp
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