| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 h D CR>G
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 yN9/'c~
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 q.*k
J/L
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 t\ ym4`"
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 *~cq
(PFQ
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 F.4xi+S_
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ` j9 ;9 ^
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 t~3!| @3i
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 +Y-Gp4 "
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 o!:
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 nwf(`=TC
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 `#R[x7bA1
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 A|7%j0T
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 `Ps&N^[
_vm ~yKId
1GE[*$vuq
1.拟定传动方案 f]Xh7m(Gh
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 a0~LZQ?
v=1.1m/s;D=350mm; -a !?%
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) qf;x~1efC4
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 *|Tx4 Qt
2.选择电动机 G8}k9?26(
1）电动机类型和结构形式 @P@?KZ..v!
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 3%P<F> 6
J
2）电动机容量 Fsz;T;
（1）卷筒轴的输出功率Pw G0)}?5L1J
F=2800r/min; 3s;^p,9
Y
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 .k cyw>T`I
(2)电动机输出功率Pd wNtC5
Pd=Pw/t %g: 6QS|
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 fS?}(7
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： f3^An aa]l
弹性联轴器 1个 }]<0!q &xB
t4=0.99; Ir#]p 9:x
滚动轴承 2对 t^
Ge "
t2=0.99; r'8qZJgm
圆柱齿轮闭式 1对 IK1'" S|
t3=0.97; zncKd{Q\tP
V带开式传动 1幅 _0}u0fk
t1=0.95; {.eo?dQ
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 u:.w/k%+
t5=0.98; F/V -@SF
则 %tB7 &%ut
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 y*=sboX
故 ~[<C6{
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 7cB/G: {
（3）电动机额定功率Ped s@zO`uBc
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 agt/;>q\~
3）电动机的转速 0nbY~j$A=
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， L>L IN 1A
可选电动机的最小转速 .exBU1Yk@
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min &+ "<ia(
可选电动机的最大转速 DG?g~{Y~b
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min u8.F_'` z
同步转速为960r/min fqjBor}
选定电动机型号为Y132M1－6。 ,oykOda:|
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 ncqAof(/
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 bgLa`8
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 t W+"/<U
/yHjd s
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm !0d Qfj^_
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 }ZK%@b>
)xq =V
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 NOg/rDs'{
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ?r 0rY?
1）传动装置总传动比 ;4l8Qg
7
nm=960r/min; 9#TD1B/
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 +5S>"KAUt0
2）分配各级传动比 ~m_{&,C A.
取V带传动比为 f0vO(@I
i1=3; >"8;8Ev
则单级圆柱齿轮减速器比为 4GbfA
.u
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 %N)B8A9kh
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。 Z#.1p'3qm1
4．计算传动装置的运动和动力参数 ^D<CoxG
1）各轴转速 nfbR"E
jXr
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 ! ui
n0=nm; &Ts !#OcB,
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 3m= _ a
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min +j{(NwsX
"I66 @d?
2）各轴输入功率 Da615d
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 d7Vp^^}(
P0=Ped=4kw D6A u)1y=&
轴I 的功率 [I=|"Ic~
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ~5'7u-;
轴II功率 m^!:n$
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw gUNhN 1=
3）各轴转矩 / cb `%"Z
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm tPl 4'tW_
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ulxfxfd
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm @ 4hzNi+
二、设计带轮 T:u>7?8o
1、计算功率 ]Cj@",/3#
P=Ped=4Kw o`QNZN7/}
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 s> m2qSu
查课本表8－10，得KA=1.1; XHekz 6_
计算功率 k V+^1@"
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw lhHH|~t0
2选择普通V带型号 "Yh;3tI4*
n0 =960r/min \?;
`_E`j
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 u
[._RA
d1=80~100 u Jqv@GFv
3、确定带轮基准直径 K EtV
表8－11及推荐标准值 /1MmOB
小轮直径 @>HTbs6W
d1=100mm; [02rs@c>
大轮直径 kzKej"a;
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm LP6 p
取标准件 [
N|X
d2=355mm; EW|$qLg
4、验算带速 HwHF8#D*l
验算带速 _ ;B wP
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s K f/[E dn
在5~25m/s范围内 lFGuQLuqA{
从动轮转速 !\X9$4po@
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s X>8,C^~$1
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s QkBw59L7
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 )GkJ%o#H2
=-0.0141 RNi%6A1
5、V带基准长度和中心距 i'm <{ v
初定中心距 C3}:DIn"w
中心距的范围 8cG?p
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm -N8rs[c
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm >\d&LLAe
a0=350mm; wAKHD*M)
初算带长 "E(i <
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 fZ$b8
Lc = 1461.2mm hyH[`w iq
选定基准长度 5dm ~yQN/
表8-7,表8-8查得 0 53bM)qW
Ld=1600mm; v>_@D@pr
定中心距 4yxQq7
m,
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm } :0_%=)N<
a=420mm; f' ?/P~[
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm R9U{r.AA
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ,X.[37
6、验算小带轮包角 8M99cx*K
验算包角 WO_Uc_R
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a t(u2%R4<d
145.2107 >120度 故合格 @@AL@.*
7、求V带根数Z ; ~pgF_
由式（13-15）得 krUtOV I
查得 n1=960r/min , d1=120mm <y@v v
查表13-3 P0=0.95 <E2 IU~e
由式13-9得传动比 *%Rmdyn
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 !;eE7xn &
查表（13-4）得 $ln8Cpbca
i "h\*B=
由包角145.21度 J8 q FdNK
查表13-5得Ka=0.92 )2&3 D"V
KL=0.99 :C:6 bDQ
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 8K,X3a9
8、作用在带上的压力F l =E86"m
查表13-1得q=0.10 ev4[4T-( @
故由13-17得单根V带初拉力 Vu3DP+u|i
fpR|+ `k
三、轴 V|8'3=Z=
初做轴直径： [Fl_R [o
轴I和轴II选用45#钢 c=110 .nPOjwEx&Y
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm lq-KM8j
取d1=28mm ,8e'<y
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm =W~7fs
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 I RN,=
取YL10YLd10联轴器 S(gr>eC5
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 /j~~S'sw
取d2=45mm NiZfa C6V
四、齿轮 "w:h
1、齿轮强度 @7Ec(]yp
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 h.edb6
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。 M~A# _%2U
因 ， TxJk.c
SH1=1.1， SH2=1.1 _4by3?<c
， q3x"9i
`
，
7kLu rv
因： ， ，SF=1.3 S2$66xr#
所以 P T;{U<5
(Ceru o S
Ui'v '
$
2、按齿面接触强度设计 0Y8gUpe3P6
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 4fi4F1 f
小齿轮上的转矩 LKM018H>
按 计算中心距 "V[j&B)P
u=i=5.333 J h-y Ik
mm tx09B)0
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 =t,oj6P~
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 }b4 56J
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm $MR1
*_\V
齿宽b= y!b"Cj
b1=70mm,b2=60mm jj{:=l ZB
3、验算弯曲强度 &]TniQ H
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 Ue}1(2.v
按式（11-8）轮齿弯曲强度
Va?]:Q
x{pj`'J)
.\ oz
4、齿轮圆周速度 hi(b\ ABx
sl$6Zv-l%0
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 Fl)nmwO c
S)EF&S(TC
7m#EqF$P
uH89oA/H
1K/HVj+'.
W> TG?hH
tR!C8:u
<-1:o*8:}
五、轴校核： _W S8I>
Yi9 Y`~J
dk7x<$h-h0
ep8UWxB5
PJK:LZw
w[GEm,ZC
3HyOQD"{
zfop-qDOc
t^&hG7L_m,
y( DT ^>0
AJ \gDjj<
~7b# B XzP
+(!/(2>~
9,8/DW.K
7)U
ik}0
|M? s[}ll
! VT$U6
,~3rY,y-
圆周力Ft=2T/d1 mX>N1zAz
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 !Ge;f/@
d=mz=2.5*101=252.5mm 6?x F!VIL
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N *C 55DO^w
Fr=5852.5*tan20=2031.9N qb;b.P?~D$
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Ys.GBSlHG
由Fr2*L-Fr*L/2=0 (g@X.*c8
得Fr2=Fr/2=1015.9N azFJ-0n@"
+tk`$g
2、求水平平面的支承力 H` M|B<.
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N B9,39rG/7+
TFOx=_.%i
[.&JQ
3、画垂直面弯矩图 Q&0 `(okb
L=40/2+40/2+90＋10=140mm m=n79]b:N
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm @(c^u;
aEzf*a|fSV
V]Te_ >E;w
4、画水平面弯矩图 t<dFH}U`w
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 1>[#./@
8Dl(zY K;
sf$hsPC^
CA|l|
t^
5、求合成弯矩图 aA$\iFYA
k5>UAea_
R1 SFMI
0e&& k
6、求轴传递转矩 6&]Z'nW0k
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm wdt2T8`I/
+wz1kPRs
_<]0hC
(Zx--2l c
UU(Pg{DA 6
[^GBg>k
8g:VfzaHu
^X 6e\]yj
iz^a Qx/
!4<D^ eh
WI&A+1CK-5
<V) z{uK
<o9i;[+H-
_"x%s
t{B@ k[|
J0vQqTaT
MA_YMxP.'
?f9 M59(l
EZ>(}
<B T18u\
uO ]|YF
7、求危险截面的当量弯矩 6| '7Mr~\
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 +5I 5
轴的扭切应力是脉动循环应力 ZD]{HxGL!
取折合系数a=0.6代入上式可得 T}z? i
#5h_{q4l
8、计算危险截面处轴的直径 R|}4H*N
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 !YpH\wUyvP
由表13-3查得许用弯曲应力 ， Py #EjF12
所以 O13]H"O_
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 lO|Lv Jyx
故d=1.04*25.4=26.42mm [(g2 u@
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 b&@]f2 /
所以此轴选d=40mm,安全
_t"[p_llo
六、轴承的选择 g $2#TWW5
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 L|<j/bP
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N Z3MhHvvgp{
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） (e5Z^9 X
因为大修期三年，可更换一次轴承 WI| -pzg
所以取三年 L'a+1O1q&i
由公式 g]JJ!$*1
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) r [^.\&-
（深沟球轴承系列） UW} @oP$r
$ ?!]?{K
由附表选6207型轴承 &/Gn!J;1
七、键的选择 w%TrL+v
选普通平键A型 &n8Ja@Y]
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 Y|b,pC|,
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm d3\?:}o,
由公式 Z'9 |
所以 {HM[ )t0
选变通平键，铸铁键 \tvL<U"'
M]k Q{(
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 t90M]EAV
八、减速器附件的选择 fBZLWfp9
1、通气器： Q jXJo$I6
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 PfU\.[l$
2、油面指示器： KwMt@1Z
选用油标尺，规格M16 *-fd$l .
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 3
eF c
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 Dz$w6 d
5、窥视孔及视孔盖 fQ1j@{X a
选用板结构的视孔盖 'OTZ&;7{
九、润滑与密封： oB!Y)f6H1
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： {T^D&i# o
@i( 9k
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。 p{_*<"cfYn
2、滚动轴承的润滑 A{-S )Z3}
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。 g i/k#3_m
3、润滑油的选择 kl~/tbf
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 jK/F zD0-
L-AN15润滑油 |.RyF@N`T
4、密封方式选取： ng|^Zm%
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。 ?mC'ZYQI
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 \reVA$M [
设计小结： zOMxg00
二、课程设计总结 gQSVPb zK
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。 (||qFu9a
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。 QGOkB
~.G$0IJY
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 1k:yU (
KI#v<4C$P
特别感谢—程莉老师。 b"#S92R+
F-o?tU
参考资料目录 @}R y7H0O
[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； Go:(R {P
[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； NL
`
[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； -le^ 5M7
[3]《设计手册软件》，网络上下载； V D7^wd9
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn v4E=) ?
cs\=8_ 5
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Z R =[@Oi
2+)h!y]
Nw=60.0241r/min eLh35t w
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T0=39.7917Nm sFgsEKs
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