| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 Aoo'i
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 Rthu8NKn
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ,<vrDH R
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ,-b{oS~u
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 g3Xz-
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 M"9
zK[cz
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 UxS;m4
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 yh0|f94m
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 4
^+hw ;
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 uRL3v01?H0
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 %~W}262
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 (bo bKr
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Uv+ pdRXn
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 3tm z2JIb
cL Yc" "=
Kq S2
1.拟定传动方案 x!$,Hcph,
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 O\D({>
v=1.1m/s;D=350mm; eLC&f}
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) C`jP8"-
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。 T*{zL
2.选择电动机 Asn0&Ys4
1）电动机类型和结构形式 9e1 6 g
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。 xLD6A5n,[
2）电动机容量 v :HgpZo+
（1）卷筒轴的输出功率Pw V!opnLatYS
F=2800r/min; 4 vX]c
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 .y0](
h
(2)电动机输出功率Pd 6 szkE{-/?
Pd=Pw/t 52["+1g\
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 1tr>D:c\
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： )R +o8C
弹性联轴器 1个 c0qv11,: t
t4=0.99; JyqFFZ&
滚动轴承 2对 &=?`; K
t2=0.99; !}P Fi T^
圆柱齿轮闭式 1对 1`}fbX;"m)
t3=0.97; ^ 2AF:(E
V带开式传动 1幅 c==Oio ("
t1=0.95; bMUIe\/v[
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 (O-)uC
t5=0.98; Vd/S81/
则 ZKR z=(
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 ~`})x(!
故 _eQ P0N
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 < ?zTnue
（3）电动机额定功率Ped #pe{:f ?
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 cV{ZD q
3）电动机的转速
{''|iwLr
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， O9|'8"AF
可选电动机的最小转速 ommKf [h%i
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min eTF8B<?
可选电动机的最大转速 7XDV=PQ[
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min NqZRS>60v
同步转速为960r/min v2n0[ b0
选定电动机型号为Y132M1－6。 gZjOlp
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 `es($7}P_W
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 l'W+^
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 tRy
D@ }
pq[mM!;#v
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm V{h@nhq
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 R2$ U K
AIm$in`P
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 /SXz_ e
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ;ULC|7rL
1）传动装置总传动比 Y/S3)o
nm=960r/min; b J|?5
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 5|R2cc|"9
2）分配各级传动比 eCp| QSXE
取V带传动比为 9 <KtI7
i1=3; ~}5Ml_J$,l
则单级圆柱齿轮减速器比为 .UrYF 0
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 |nEV Oy>'
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。 ^2r}_ AX
4．计算传动装置的运动和动力参数 ? nZ <?
1）各轴转速 ~+#--BhV
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 ,w%oSlOu
n0=nm; z/KZ[qH\
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min X[ Ek'=}
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min iw
fp'
}%YHm9)
2）各轴输入功率 zcB 2[eaV
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 T'M6 6kg
P0=Ped=4kw vS YKe
轴I 的功率 F d[h9 G
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw A'( 7VJ
轴II功率 =YGP%}_.p{
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw }IN_5o( (
3）各轴转矩 (b%y$D
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm &^IcL !t[
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm + V9B
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm P!y`$Ky&
二、设计带轮 }[z<i ij4
1、计算功率 [tqO }D
P=Ped=4Kw U +;>S$
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 Iz )h z9k
查课本表8－10，得KA=1.1; T@|l@xm~L
计算功率 z8[H:W#G
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw bW9"0=j[{
2选择普通V带型号 )M'UASB;8
n0 =960r/min kV ,G ,wo
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 5ttMua <G?
d1=80~100 3fxNV<
3、确定带轮基准直径 irs fJUr[V
表8－11及推荐标准值 Hl3)R*&'J
小轮直径 sc8DY!|OYN
d1=100mm; 0HR|aqPo
大轮直径 VkpHzr[k
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 23-t$y]
取标准件 `\jTpDV_W
d2=355mm; 'qV3O+@MF
4、验算带速 d;~ 3P
验算带速 'e]HP-Y<
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s NQC3!=pQ}Y
在5~25m/s范围内 n}A?jOSAe
从动轮转速 ]G0dS
Fh{j
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s +~d1 ;0l|
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s |rFR8srPG
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 %l} Q?Z
=-0.0141 6<Z*Tvk{C
5、V带基准长度和中心距 YZGS-+
初定中心距 's[BK/
中心距的范围 sS2_-X[_
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm Kej|1 g1f
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm a jQqj .
a0=350mm; S<n P80C
初算带长 K 3Yw8t2J
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 )'5<6Q.]
Lc = 1461.2mm *KK[(o}^J-
选定基准长度 &$qF4B*
表8-7,表8-8查得 i3Hz"Qs;
Ld=1600mm; q_ T] 9d
定中心距 cJ(BiL-uF
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm u# + RUtM
a=420mm; dL_QX,X- ]
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm Hz?! B V0
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ^/>Wr'w
6、验算小带轮包角 +z-[s6q2m
验算包角 ~BZXt7DE
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a U:]MgZWn
145.2107 >120度 故合格 53
@oP
7、求V带根数Z LJ GJ|P
由式（13-15）得 dhHEE|vrz
查得 n1=960r/min , d1=120mm 1E8H%2$ V
查表13-3 P0=0.95 e?V,fzg
由式13-9得传动比 ] @X{dc
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 1^C|k(t
查表（13-4）得 5Yi Z-CQ>
6b?`:$Cw3)
由包角145.21度 AnNP Ti
查表13-5得Ka=0.92 +UxI{, L
KL=0.99 Y@Y`gF6F
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 *URdd,){i
8、作用在带上的压力F ; XG]Q<S\
查表13-1得q=0.10 [O2h- `
故由13-17得单根V带初拉力 na z:A
W`$[j0
三、轴 !@u&{"{`
初做轴直径： +W9]ED
轴I和轴II选用45#钢 c=110 S5N@\ x
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm Ap%O~wA'
取d1=28mm M% @
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm Xo Y7/&&
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 Z _FNIM0f
取YL10YLd10联轴器 c45tmul
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 IAI(Ix
取d2=45mm uPkb, :6~Z
四、齿轮 Fn!SGX~kx$
1、齿轮强度 #vQ ?
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 gN?0m4[$i
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 b^ sb]bZW
因 ， R4b-M0H
SH1=1.1， SH2=1.1 -Q$b7*"z(
， f&ytK
， " 9@,l!
因： ， ，SF=1.3 D`Gt
所以 lkA^\ +Ct
_gW{gLYyJ
K \P!a@>1
2、按齿面接触强度设计 vZ@g@zB4o0
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 .+yW%~0
小齿轮上的转矩 t?{B_ B f
按 计算中心距 "j R] MZ
u=i=5.333 ]#zZWg
zv
mm *| YU]b;W
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 _A 2Lv]vfV
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 R" +wih
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm W"Q!|#;l.
齿宽b= O8lFx_N7Q
b1=70mm,b2=60mm q[ ULG v
3、验算弯曲强度 \iru7' S
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 6tn+m54 _
按式（11-8）轮齿弯曲强度 O*G1 QX
@2
=z}S3O
ewnfeg1
4、齿轮圆周速度 d~@q% -`lA
?x3Jv<G0*
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 & Kmy}q
q8xd*--#
} ptMjT{9
uZIJoT
_KN/@(+F
3;_
n{&
Hi7y(h?wj
C\Vg {&'
五、轴校核： 6|!NLwa
Zx{96G+1
WU E HB
KX3KM!*
``|AgIg
pSfYu=#f
zO~9zlik
@dgH50 o[
2Y OKM #N]
gU1 #`r>[)
sx
9u V
OgCy4_a[f
P)6 lu8zQ
Z4hLdHo_
UE :HMn6
A\QJLWBv^$
,gx)w^WTm
{0v*xL_O^
圆周力Ft=2T/d1 p
&(OZJT
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 |L::bx(
d=mz=2.5*101=252.5mm qp p/8M
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N u[oUCTY
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 7J*N_8?2
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 nFM@@oA
由Fr2*L-Fr*L/2=0 {Wv% zA*8
得Fr2=Fr/2=1015.9N x_MJJ(q 8g
E
D" !n-Hq
2、求水平平面的支承力 \Kav w
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N aFj. i8+
3
hKBc0
@jy41eIo
3、画垂直面弯矩图 y\c" b-lQX
L=40/2+40/2+90＋10=140mm D g>^ A
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm K'5'}Lb5k
p(JlvJjo
kH948<fk3
4、画水平面弯矩图 \3XqHf3|o
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm $V>yXhTh
HU ;#XU1
!>$4]FkV
O4iC]5@
5、求合成弯矩图 DcD{*t?x
T7*wS#z)h
Vw{*P2v)
O; 9?(:_
6、求轴传递转矩 G" SBYU
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm w#y0atsg'
O9M{ ).
aA'TD:&p1
3_$w| ET
Q \hY7Xq'
NH A 5e<
RFaSw f,5n
YB( Gk;]
h T g<*
YDJ4c;3 7
-~{c
u47_
'tgKe!-@
?~e3 &ux
o{:xp r=(
XOP"Px@
c}Z6 V1]QP
2x]>l?
5b
(N-RIk73/O
K>Fqf
+_
Sjj>#}U
21X`h3+=
7、求危险截面的当量弯矩 /phX'xp
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 D/y bFk
轴的扭切应力是脉动循环应力 b}^S.;vNj
取折合系数a=0.6代入上式可得 BR`ygrfe
Ws U)Y&
8、计算危险截面处轴的直径 ;*TIM%6#
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 "ww|&-W9
由表13-3查得许用弯曲应力 ， '@|_OmcY
所以 I=)hWC/
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 p9!"O
故d=1.04*25.4=26.42mm N?Q+ >
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 H 9XvO
所以此轴选d=40mm,安全 _9 .(a
六、轴承的选择 tc ;'oMUP
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 S^@S%Eg
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 5zJj]A
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） kl!wVLE
因为大修期三年，可更换一次轴承 VZr>U*J[:
所以取三年 \ uqjs+
由公式 S_ MyoXV
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) $4kH3+WJ
（深沟球轴承系列） M -L2w"
?liK\C2Z<
由附表选6207型轴承 Ix@&$!'k
七、键的选择 - O98pi
选普通平键A型 XgN` 7!Z
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 {N2g8W:
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm -C-?` R
由公式 <~ad: [
所以 {^ mNJ
选变通平键，铸铁键 $E<Esf$
o+`6LKg;
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 6*4's5>?D
八、减速器附件的选择 5Wyz=+?m|
1、通气器： [yl sz?
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 Xp\/YJOibd
2、油面指示器： <~}7Mxn%x@
选用油标尺，规格M16 f0<hE2
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ~CB [9D=
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 F>tQn4
5、窥视孔及视孔盖 #/"8F O%~p
选用板结构的视孔盖 WARb"8Kg
九、润滑与密封： t*z~5_/
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`4<R6]LKB
q"O.Cbk
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。 H gTUy[(
2、滚动轴承的润滑 I}e 3zf>
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。 S( S#
3、润滑油的选择 V@>r*7\ F
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 Qy<[7
L-AN15润滑油 ur
:i)~wXn
4、密封方式选取： =U8a ?0
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。 ]{"Br $
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ,NnhHb2\
设计小结：
RZM"~ 0
二、课程设计总结 }I 3 gU
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。 <VD8bTk
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。 IG(?xf\C
8N:owK
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。 >fH=DOz$&
Gl1jxxd
特别感谢—程莉老师。 $0bjKy
W_m"ySQs
参考资料目录 T\Uek- (
[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； iA8U Yd3Q
[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； 0ye!R
[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； C6O8RHg
[3]《设计手册软件》，网络上下载； h;=6VgXZ
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn fc/ &X
|F9z,cc"
&1+X\c+t b
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Nw=60.0241r/min 'J,T{s1J
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T2=589.5878Nm OIl#DV.
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输送带速度 V=1.1 m/s
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滚筒直径 D=350 mm [a#?}((
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