| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 1^ iB S
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 'J|2c;M\x
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 DE?v'7cmA
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ? R RO
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 <hT\xBb:
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 xad`-vw
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 c:[k+_Zr
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 b7Y g~Lw
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 (IJNBJb
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 E?m~DYnU
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 %!|w(Povq
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ;*K4{wvG
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 (8 nv&|
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 49$P
7#8G n=g
UHBXq;?&q
1.拟定传动方案 q5'S<qY^
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 H= dIZ
v=1.1m/s;D=350mm; *zfgO pK
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) S0$^|/Sr
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。 [P$Xr6#
2.选择电动机 x)5}:b1B=
1）电动机类型和结构形式 5/H,UL
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。 $KHm5*;nd
2）电动机容量 xn8K OwX%
（1）卷筒轴的输出功率Pw M .# }
F=2800r/min; 8$00\> <r
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 xm'9n?
(2)电动机输出功率Pd -@ TY8#O#-
Pd=Pw/t 9+.wj/75
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 yTm
\O UD
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： Uj@th
弹性联轴器 1个 A|A~$v("R
t4=0.99; /-=fWtA
滚动轴承 2对 {>&~kM@
t2=0.99; gesbt
圆柱齿轮闭式 1对 ~ELY$G.xl
t3=0.97; =u~ nLL
V带开式传动 1幅 %&e jO= r
t1=0.95; Q PH=`s
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ] 5Cr$%H=
t5=0.98; :uL<UD,vu3
则
J~~\0 u
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 OV>& `puL
故 "hk cN+=
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 \Lx=iKs<
（3）电动机额定功率Ped =bKDD <(
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 F!z0N&#
3）电动机的转速 *dBy<dIy
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， gt kV=V
可选电动机的最小转速 kUT2/3Vi
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min c-Gp|.C
可选电动机的最大转速 {UNH?2
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min {gMe<y
同步转速为960r/min 0cG '37[
选定电动机型号为Y132M1－6。 r YUIFPN
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 hA=uoe\
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 x6ghO-s
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ">V&{a-C4
CTMC78=9}
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm d)%WaM%V
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 72HA.!ry
R >x d*A
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 )e(<YST
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 {kpad(E
1）传动装置总传动比 IQqUFP$8 g
nm=960r/min; LI,wSTVjC
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 %9-^ ,og
2）分配各级传动比 F^Ut ZG+
取V带传动比为 z?/_b
i1=3; ?Uql 30A
则单级圆柱齿轮减速器比为 yC'
y>f`H
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 osC?2 .
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 +p u[JHF
4．计算传动装置的运动和动力参数 /9vi
1）各轴转速 T igw+2
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 +eVYy _bL-
n0=nm; ax@H^Gj@2
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min S^O9}<2g
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min `}X3f#eO&
|)x7qy`
2）各轴输入功率 ^eW<-n@^
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 }#z1>y!#
P0=Ped=4kw zs$r>rlO
轴I 的功率 wt($trJ
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw GDu^P+^
轴II功率 _p$/.~Xo9
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw Okq,p=D6
3）各轴转矩 =v2 |QuS$
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm ^PG"
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm "@ >6<(Ki
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm (/y8KG 3
二、设计带轮 zt. k Nb
1、计算功率 3W1Lh~Av
P=Ped=4Kw b]u$!W
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 (j}7|*.
查课本表8－10，得KA=1.1; d/ _D|ivZ=
计算功率 5c- P lm%
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw s5~k]"{j
2选择普通V带型号 N'{[BA(eE
n0 =960r/min xHg C':l(0
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 -K{ R7
d1=80~100 9 qx4F<
3、确定带轮基准直径 , Ckc c
表8－11及推荐标准值
PMjNc_))
小轮直径 EN m%(G$
d1=100mm; AVT % AS
大轮直径 -K|1 w'E
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm <83Ky;ry
取标准件 'Lg RdtO6
d2=355mm; a4: GGzt
4、验算带速 <4rnOQ:
验算带速 |E+.y&0;
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s yr\ClIU
在5~25m/s范围内 w/@ZPBRo]
从动轮转速 S:1[CNL;
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s pg{VKrT`
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s f:Pl Mv!{
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ]B>76?2W
=-0.0141 rLTBBvV
5、V带基准长度和中心距 7hJ X
初定中心距 t/|0"\ p
中心距的范围 9'MGv *Ho
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm h@RpS8!Bi
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm E/cV 59
a0=350mm; y._'o7 %
初算带长 I\*6
>
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ^ZMb Je%L
Lc = 1461.2mm v_KO xV:<`
选定基准长度 gC}}8( k
表8-7,表8-8查得 E{
/,
b)
Ld=1600mm; !Yof%%m$;
定中心距 nDn J}`k
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 8N& ' n
a=420mm; x2v0cR"KL
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm k4Q>J,k
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Kx9u|fp5
6、验算小带轮包角 @i#JlZ M_
验算包角 1ksFx pE
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a )<5k+O~
145.2107 >120度 故合格 kZe<<iv
7、求V带根数Z (z sG!v
由式（13-15）得 kQkc+sGJf
查得 n1=960r/min , d1=120mm ^N7H~CT"
查表13-3 P0=0.95 3ijPm<wn
由式13-9得传动比 { Zgd
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 4iA F<|6s
查表（13-4）得 7y$\|WG?!r
0AHQ(+Ap
由包角145.21度 Wt/;iq"
查表13-5得Ka=0.92 Kk^* #vR
KL=0.99 44KoOY_
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 xMr,\r'+
8、作用在带上的压力F gqS9 {K(f
查表13-1得q=0.10 mx^Ga=:
?
故由13-17得单根V带初拉力 +/[M
Ex=
QIi y\E %
三、轴 Y
w0,K&
初做轴直径： ?/YAB Y}L
轴I和轴II选用45#钢 c=110 VcKB:(:[
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm >'4A[$$4mM
取d1=28mm f<8Hvumw
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm vM/*S
6[
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 1(DiV#epG
取YL10YLd10联轴器 L/"MR Q"
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 1<ag=D`F_"
取d2=45mm 811>dVq3/
四、齿轮 6]v}
1、齿轮强度 %o8o~B|{.U
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 Y,s EM%
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。 JmCMF q B9
因 ， vH+g*A0S<
SH1=1.1， SH2=1.1 {KgA
V
， BwT[SI<Sg
， @` KYgjjH
因： ， ，SF=1.3 6qT@M0 )i
所以 F` ybe\
LO=U?`)q
D [+LU(
2、按齿面接触强度设计 )9H5'Wh#
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 }xsO^K
小齿轮上的转矩 J Y
按 计算中心距 wsmgk g
u=i=5.333 ^Wld6:L{I
mm '?C6P5fm
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 <IR#W$[
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 h]<S0 /
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm F
CYGXtc
齿宽b= 2iNLm6"
b1=70mm,b2=60mm {JfQQP&FV
3、验算弯曲强度 vh\ i ^
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 -m@c{&r
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ?;,;
L"ho|v9:
v_XN).f;
4、齿轮圆周速度 -K/+}4i3N
tz):$1X_
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 ?L }>9$"
[e><^R*u
OD )X7P U
dgP e H8_
'OnfU{Ai
l>\EkUT
j t}Re,
MT/jp x
五、轴校核： \dHqCQ
=7V4{|ESfy
TO Hz3=
J2qsZ
ndD>Oc}"3
7$<pdayd
_%Z.Re
=RWTjTZ
GDLi ?3q
<)ZQRE@
<%^ /uS
hwGK),?"+
z)T-<zWO;
^/#+0/Bn
d [t0K]
a{ST4d'T
*}vvS^ c0
4<[?qd 3v=
圆周力Ft=2T/d1 o(ow{S@=4
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 7RT{RE
d=mz=2.5*101=252.5mm O: :FB.k
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N "-f]d~P>
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 2E40&
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 =G}a%)?As\
由Fr2*L-Fr*L/2=0 qlcd[Y*B
得Fr2=Fr/2=1015.9N yu6~: $%H
!`_ f
2、求水平平面的支承力 >n,_Aj
c
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N PzP NvV/o
br=e+]C Y)
{v*4mT
3、画垂直面弯矩图 k5< n:dS
L=40/2+40/2+90＋10=140mm tz]0F5
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 2xN7lfu1RB
l-w4E"n3
<lB2Nv -,
4、画水平面弯矩图 ZSNbf|ldiE
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm D#<y
pJR
DG;u_6;JR
n@`3O'S
U)kyq
5、求合成弯矩图 #<Y. + :
B <s+I#
lB27Z}
gp9O%g3'
6、求轴传递转矩 DAq
H
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm q-t%spkl
lSR\wz*Fk
d*+}_EV)Y3
^U~Er'mT
[g}^{ $`
v
Z10R b8
J.rS@Z`~7
^(&2
iY>x x~V
cPIy D?c
GYw/KT~$
eQQVfEvS
IRM jL.q
ybJa:
wSjy31
fyUW;dj
^I/(9KP#
'0 Ys`Qo
7h9oY<W
NH/jkt&F[
T\wOGaCW
7、求危险截面的当量弯矩 ,~ ;`@
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 2h5T$[fV
轴的扭切应力是脉动循环应力 2;]tIt d1
取折合系数a=0.6代入上式可得 Q \X_JZ
J>dj] 1I
8、计算危险截面处轴的直径 lU |ltnU
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 H?opG<R=ek
由表13-3查得许用弯曲应力 ， akw:3 +`
所以 sUF5Y q:9
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 :8n?G
故d=1.04*25.4=26.42mm i P7KM*ks
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 >pt I!\ i}
所以此轴选d=40mm,安全 Yp m*or
六、轴承的选择 J'cE@(US
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 .*k!Zl*
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N ,,XHw;{
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） hW,GsJ,
因为大修期三年，可更换一次轴承 m$Tt y[0
所以取三年 rGH7S!\AM
由公式 }J 5iY0
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) p38s&\-kEN
（深沟球轴承系列）
K~L"A]+
|q o3
E
由附表选6207型轴承 g 'L$m|
七、键的选择 ]H:K $nmX
选普通平键A型 ~$a%& ]\
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 VyU!r*
o
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm ! oV'
由公式 GmGq69]J*
所以 fZ d~} ,X
选变通平键，铸铁键 # 9f
4 {=\
[0+5 Gx
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 0@f7`D
八、减速器附件的选择 p|Fhh\,*`X
1、通气器： /|e"0;{
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 Qe/=(P<
2、油面指示器： 9]8M {L
选用油标尺，规格M16 Q!%CU8!`&
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 E{9{%J
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 [/t/694
5、窥视孔及视孔盖 .+AO3~Dg
选用板结构的视孔盖 tX *L_
九、润滑与密封： D+_PyK~ jc
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： r3 {o _w
0H.B>: pv
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。 o9HDxS$~^
2、滚动轴承的润滑 [dL?N
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 e$(i!G)
3、润滑油的选择 eEe8T=mD
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 {_MU0=7c\
L-AN15润滑油 WU,72g=
4、密封方式选取： tbv 6-) Hs
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。 f{z%P I[
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 N<Q} 4%^c
设计小结： R}+/jh2O|
二、课程设计总结 )@`w^\E_~_
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。 k0D &F; a%
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。 Sdt2D
B&Ci*#e
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。 $X&OGTlw^
t@19a6:Co
特别感谢—程莉老师。 %J%gXk}]
E 0pF; P5
参考资料目录 +#H8d1^5
[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； c!\y\r
[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+ cGw
[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； {}^ELw
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ^9b
`;}) .
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn y<. !TULa_
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Nw=60.0241r/min w./EJk KI
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T0=39.7917Nm E0^%|Mh]b
T1=113.4063Nm :;;WK~* #
T2=589.5878Nm X/K)kIi
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输送带速度 V=1.1 m/s dK9Zg,DZL
滚筒直径 D=350 mm CI7A#
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