| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 VA4vAF
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 K2nq2Gbn
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 KL*ZPKG
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 k#`.!yI,
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 `ea;qWy
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 : Ey
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 NI=t)[\F
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 hd9f D[5
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 K]zBPfx
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 btw_k+ Fh
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 l# %Y]1 *
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 iKV;>gF,)v
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 .r SeJZzuj
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 B$g!4C
`g
'1ff| c!x9
h0 Acpd2
1.拟定传动方案 >!E:$;i@
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 9?gLi!rd
v=1.1m/s;D=350mm; &PD4+%!
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) |U1 X~\""
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。 9C[3w[G~ C
2.选择电动机 Wf 13Ab
1）电动机类型和结构形式 A)040n
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。 eznw0 5U
2）电动机容量 3nd02:GF
（1）卷筒轴的输出功率Pw Ia)wlA02S
F=2800r/min; X"J79?5
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 Po&gr@e.V
(2)电动机输出功率Pd B9iH+
]W
Pd=Pw/t wED~^[] f
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 W>dS@;E
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： 9+@_ZI-
弹性联轴器 1个 5'\/gvxIC
t4=0.99; Gw! jYnU
滚动轴承 2对 R[wy{4<y
t2=0.99; .,l ?z
圆柱齿轮闭式 1对 f!P.=Qo[=
t3=0.97; 8l>/ZZ.NXi
V带开式传动 1幅 #g4X`AHB
t1=0.95; CcgCKT
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 LB? evewu
t5=0.98; x_v pds
则 " FcA:7 +
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 ~yt+xWV
故 $]\N/}1 v
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 7R<<}dA]
（3）电动机额定功率Ped M z40([{
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 A[XEbfDO
3）电动机的转速 ?OYu BZF
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， PPDm*,T.
可选电动机的最小转速 /4 w&! $M-
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min SWO$# X /
可选电动机的最大转速 M^mS#<!y
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min R2x(8k"LPU
同步转速为960r/min S`K8e^]
选定电动机型号为Y132M1－6。 j?/T7a^
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸
Rla1,{1
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 :uZ cN
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 O ]m,zk
kxWf1hIz0
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 76}
N/C
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 _R]la&^2F\
p[h A?dXn
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 7O;v5k~iQ
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 "1&C\}.7
1）传动装置总传动比 1A< O
Z>
nm=960r/min; \W( C=e
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 >LFhu 6T
2）分配各级传动比 ~k+-))pf
取V带传动比为 3VB{ Qj
i1=3; 0>4:(t7h\
则单级圆柱齿轮减速器比为 DWHl,w;[z`
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 e {N8|l
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。 s s236&
4．计算传动装置的运动和动力参数 bf'@sh%W
1）各轴转速 JDD(e_dw
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 ]|Vm*zO
n0=nm; Goz9"yazg
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min "npj%O<b d
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min OY51~#BF
w \i#
2）各轴输入功率 3vHEPm]
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 +<Uc42i7n
P0=Ped=4kw Pd%o6~_*
轴I 的功率 -_ %n\#
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw
xdXt
轴II功率 ka[ ]pY
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ts{Tk5+
3）各轴转矩 @;G}bYq^(I
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 6S2D\Bt,_
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ;I:jd")
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm PE]jYyyHtU
二、设计带轮 #Ji&.T^U/
1、计算功率 06]J]
P=Ped=4Kw D5]T.8kX(7
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 ^$6EO) <
查课本表8－10，得KA=1.1; zo7Hm]W`
计算功率 oZmni9*SD
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw JyjS#BWi
2选择普通V带型号 ZxwI< T:&
n0 =960r/min
}Rt?p8p
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 =eDVg OZ)
d1=80~100 %_( e{Mf)
3、确定带轮基准直径 'eLO#1Ipf
表8－11及推荐标准值 mPi4.p)
小轮直径 |*fGG?}
d1=100mm; =CFO]9
大轮直径 ]pzf{8%
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm }<[@)g.h.
取标准件 2x"&8Bg 3
d2=355mm; ido'<;4>
4、验算带速 v<ASkkh>
验算带速 2LiJ IO8N
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 0%<Fc9#
在5~25m/s范围内 cD YKvrPY
从动轮转速 >j4;{r+eQw
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s q$yTG!q*
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s O8w R#(/
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 &
VJ+X|Z
=-0.0141 Ty}'A(U
5、V带基准长度和中心距 [GyW1-p33w
初定中心距 >KNiMW^ V
中心距的范围 /3Zo8.
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm ;/ XWX$G@
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm L 09YA
a0=350mm; QgqR9 3Ic
初算带长 2TXrVaM
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 P6!c-\
Lc = 1461.2mm sy.FMy+
选定基准长度 *Ew`Fm H
表8-7,表8-8查得 /vYuwaWG=
Ld=1600mm; mp*&{[XoVC
定中心距 8doKB<#_+=
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm %?Yf!)owh
a=420mm; IE+{W ~y\
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm D| 9xD
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 9{RCh 9
6、验算小带轮包角 zVKbM3(^
验算包角 l ~b# Y &
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a SP?~i@H
145.2107 >120度 故合格 vO`~r UA
7、求V带根数Z F{WV}o=MY
由式（13-15）得 dY5 m) ?
查得 n1=960r/min , d1=120mm M+j V`J!
查表13-3 P0=0.95 6! s C
由式13-9得传动比 sG7G$G*ta!
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 4W5[1GE.
查表（13-4）得 3k(A&]~v
vMu6u . e
由包角145.21度 ?41bZ$j
查表13-5得Ka=0.92 $REz {xgA=
KL=0.99 $9YAq/#Q
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 lHerEv<ja
8、作用在带上的压力F \5M1;
查表13-1得q=0.10 i=T! 4'Zu
故由13-17得单根V带初拉力 *eL&fC
#J~
三、轴 !0!m |^c5
初做轴直径： K~Nx;{{d
轴I和轴II选用45#钢 c=110 6C k 3tCr
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm C$WUg<kcK'
取d1=28mm *lyy |3z
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm /|Z_Dy
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 5QN ~^
取YL10YLd10联轴器 Oxsx\f_
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 \ GYrP f$
取d2=45mm xKl\:}Ytp
四、齿轮 q> |&u
1、齿轮强度 !-rG1VI_S*
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 *Tc lc u
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。 U/}YpLgdD
因 ， c(W s3
SH1=1.1， SH2=1.1 ~ H`m"4zQ
， 7}#zF]vHNi
， j/ [V<
因： ， ，SF=1.3 jKr\mb
所以 4N6JK S
wtM1gYl^
>|zMN$:
2、按齿面接触强度设计 5tx!LGOK
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 ES ,T[
小齿轮上的转矩 N_wj,yF*
按 计算中心距 B']-4X{SGa
u=i=5.333 \MqO HM.[
mm
$Mg[e*ct
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 hZ_@U?^
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 . n[;H;
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm {o oztC
齿宽b= H46N!{<;@
b1=70mm,b2=60mm 2ieyU5q7#
3、验算弯曲强度 ^?J3nf{
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 C&|K7Zp0v
按式（11-8）轮齿弯曲强度 BTc
}Kfae
_=Z?5{7S >
7f] qCZ<0V
4、齿轮圆周速度 MB7`'W
=j~BAS*"
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 [s4|+
PI\C*_.
2OVN9_D%
hsB3 zqotF
S-'R84M,F
XEegUTs
p0rmcP1Ln
]f{3_M[
五、轴校核： GJ5R <f9I
.^dtdFZ8,
QUeuN?3X\
`^ZhxFX
{8I,uQO
( /7b8)g
t!-\:8n
xv"v='
gLm, ;'h%u
VBUrtx:
]ur?i{S,
Vy=P*
vBzUuX
1 etT."
3xk_ZK82
[QFAkEJ--o
EHy 15RL
Q6T" 8K/
圆周力Ft=2T/d1 /W GD7\G'8
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 7Kf
d=mz=2.5*101=252.5mm L{&>,ww
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N Lk) I;;
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 4a0Ud !Qcs
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Mw3$QRM
由Fr2*L-Fr*L/2=0 $K.DLqDt
得Fr2=Fr/2=1015.9N zo1T`"Y
Pbd[ gKX_
2、求水平平面的支承力 /qKA1-R}4
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ;>u B$8<_7
#+QJ5VI :
iX o(
3、画垂直面弯矩图 mPU}]1*p
L=40/2+40/2+90＋10=140mm n }b{u@$
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ic5af"/(\
3?K+wg s
R?zlZS.~
4、画水平面弯矩图 &?@[bD'T
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm ul3~!9F5F
I{ Ip
veu X />!
4# {f8
5、求合成弯矩图 vh.-9e D
*^%+PQ
O=t~.]))
gg.]\#3g
6、求轴传递转矩 0$ON`Vsu|
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm Mq#m;v$E
mKjTJzS
X1d{7H8A2
/O<~n%< G
T;5VNRgpI
'Kk/
J+6U
GMg! 2CIU
k,$/l1D
T_!F I29
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sBYDo{0 1
BdMd\1eMw
-8l(eDm"m
lX%-oRQ/os
2< 9K}Of
L) {V(*K '
SHs [te[
OwEV $Q
<p
CD>
^SsdM#E
vmEn$`&2t
7、求危险截面的当量弯矩 K\KQ(N8F
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 x]yIe&*('
轴的扭切应力是脉动循环应力 B8eZ}9X
取折合系数a=0.6代入上式可得 b l&9 O
+L"F] _?
8、计算危险截面处轴的直径 0<:rp]<,
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 Y[vP] 7-
由表13-3查得许用弯曲应力 ， mhv6.W@
所以 h^_^) P+;
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 :-#7j}
R&
故d=1.04*25.4=26.42mm cuH5f }oc
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 G~DHNO6
所以此轴选d=40mm,安全 Ky7.&6\n
六、轴承的选择 QVRQUd
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 W!T[
^+
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N @I|kY5' c
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） u $ [&'D 6
因为大修期三年，可更换一次轴承 50|nQ:u,
所以取三年 OM^`P
由公式 AA) p V-
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) ZbVn"he
（深沟球轴承系列） S" @6,
@{{L1[~:0
由附表选6207型轴承 ern\QAhX X
七、键的选择 f+ZOE?"
选普通平键A型 f d #QCs
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ;F*^c
)
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm Gh.? 6kuh
由公式 ^7ID |uMr
所以 v FQ]>n X
选变通平键，铸铁键 c%O97J.5b
@YRy)+
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 5D=U.UdR
八、减速器附件的选择 ?7TmAll<.s
1、通气器： -O,:~ a=*_
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ^t71${w##
2、油面指示器： l"
~
CAw;
选用油标尺，规格M16 a!4 p$pR
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ?./fVoA]V
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 h5T~dGRlR
5、窥视孔及视孔盖 901 5PEO
选用板结构的视孔盖 Cq 7 uy
九、润滑与密封： <+r~?X_
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： A@?-"=h}
8 %?MRRK
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。 |OAiHSW"V
2、滚动轴承的润滑 \v+c.
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。 UroC8Tm
3、润滑油的选择 cZ
!$XXA`
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 Y@q9
L-AN15润滑油 /= l!F'
4、密封方式选取： ~`Vo0Z*S
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。 nv+miyvvm
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 YahW%mv`d
设计小结： x!W5'D O
二、课程设计总结
LjEMs\P\
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。 js;YSg{m
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。 <\uDt bK
=Ez@kTvOs
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。 b;*' j9ly
^V9|uHOJoq
特别感谢—程莉老师。 \(=xc2
|7n%8JsY!"
参考资料目录 p:$v,3:
[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； ? p[Rv
[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； uit.r^8l
[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(ZGg
[3]《设计手册软件》，网络上下载； Isvb;VT9L
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn eJn_gKWb
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