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2009-06-22 09:37 |
目 录 rpw.]vnn 设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 P,sjo u^ 传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 w,Ee>cV]a 电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 r!,}Z=cGe 传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 h[Gg}N! 传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 *Sh^J+j 轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 jq08= 联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 jNeI2-9c} 滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 )Fb>8<% 键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 s|y:UgD 减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 XNgDf3T 润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 (MHAJ]Rx 设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 f-nz{U 参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 }-~T<egF h=_mNG>R) @,XSs 1.拟定传动方案 $`Ix:gi 为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和传动方案,可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 HK+/:'Pu v=1.1m/s;D=350mm; vd6l7"0/ nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) [%&ZPJT%i 一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机,因此传动装置总传动比约为17或25。 :6q]F<oK 2.选择电动机 .CSS}4 1)电动机类型和结构形式 /pp1~r.s?> 按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 ;l$ \6T 2)电动机容量 -X+H2G (1)卷筒轴的输出功率Pw JMdPwI F=2800r/min; Ma|qHg Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 >hH0Q5aL (2)电动机输出功率Pd Y?534l)j Pd=Pw/t F ]O$(7* 传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 $4MrP$4TI 式中,t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4查得: 16SOIT 弹性联轴器 1个 {D g_?._d t4=0.99; *%vwM7 滚动轴承 2对 Bvt@X t2=0.99; y$<Vha 圆柱齿轮闭式 1对 .vG,fuf8 t3=0.97; -uh(?])H V带开式传动 1幅 yPw'] " t1=0.95; BnRN;bu 卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ~8aJ S,u t5=0.98; |j3'eW&= 则 pWu LfX t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 fIGFHZy, 故 *-s,.
F+c Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Nm):9YQ/ (3)电动机额定功率Ped [31p&FxM 由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 1
y}2+Kk 3)电动机的转速 SE7W F18A 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, V<HU6w 可选电动机的最小转速 P,=+W(s9} Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min lnGq :- 可选电动机的最大转速 $BmmNn# Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min E+C5 h
;p& 同步转速为960r/min `"@ X.}\ 选定电动机型号为Y132M1-6。 _lW+>xQ 4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 'Pvm8t 由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 @Mvd'.r<; 外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 r6'UUu /=uMk]h 电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm Z>)][pL Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 `]Bxn)b( 3?E8\^N\n 大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 {K#NB_*To 3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 \Ep0J $ #o 1)传动装置总传动比 7j7e61
Ax nm=960r/min; ``ekR6[ 8c i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 kX:tc 2)分配各级传动比 ;O 0+, 取V带传动比为 2wqk,c[] i1=3; l<(Y_PE: 则单级圆柱齿轮减速器比为 5BR5X\f0 i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 qW 1V85FG 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。 W(fr<<hL 4.计算传动装置的运动和动力参数 J/);"bg_O 1)各轴转速 QCPID: 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
>ds%].$-\ n0=nm; A~nf#(!^] n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min :`)~-`_ n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min gfU-"VpHE h;lirvO| 2)各轴输入功率 g/=K. 按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 G= ^X1+_ P0=Ped=4kw 4;`Bj:. 轴I 的功率 {5*|C-WWtG P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw S'~o,`xy 轴II功率 !2:3MbtR P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ZWV|# c<G 3)各轴转矩 T2?HRx T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm t)oa pIeIe T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm PCc|}*b T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm EPW7+Ve 二、设计带轮 &p<(_|Af 1、计算功率 =\ )IaZ
P=Ped=4Kw zBf-8]"^ 一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 &@"]+33 查课本表8-10,得KA=1.1; 0e["]Tlnm 计算功率 %[<Y9g,:Q Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw 5sde 2选择普通V带型号 Q Z8QQ`*S n0 =960r/min bt+,0\Vg5 根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 nD"~?*Lt d1=80~100 h!&sNzX 3、确定带轮基准直径 m8+(%>+7 表8-11及推荐标准值 yj@tV2 小轮直径 T)7TyE|"2g d1=100mm; !/K8xD$ 大轮直径 151tXSzLT d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ZA#y)z8!E 取标准件 09M;}4ev&7 d2=355mm; PBks`
|+ 4、验算带速 u"$a>S_ 验算带速 -U2mfW v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s ]6tkEyuq 在5~25m/s范围内 p@&R0>6j 从动轮转速 $mco0%$ n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s xSpC'"
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s BH0!6Oq 从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 %R0v5=2' =-0.0141 -7'#2P<) 5、V带基准长度和中心距 PX".Km p. 初定中心距 z)F#u:t 中心距的范围 KGZ?b2N?Va amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm hQJWKAf,/ amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm Tc
ZnmN a0=350mm; }F`beoMAkM 初算带长 |U[y_Y\a Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 v@ONo?) Lc = 1461.2mm P`s(kIe 选定基准长度 FyD.>ot7M 表8-7,表8-8查得 & %}/AoU Ld=1600mm; <z#BsnjW{ 定中心距 ]>:^d%n,} a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm O{KB0"s>i a=420mm; [ET6(_=b amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm CKARg8o amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm SqB/4P 6、验算小带轮包角 s*,cF6 验算包角 si/er"&o =180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 4sY[az 145.2107 >120度 故合格 K, (65>86; 7、求V带根数Z xi {| 由式(13-15)得 f==*"?6\ 查得 n1=960r/min , d1=120mm \ 3NS>v[1 查表13-3 P0=0.95 MUof=EJg>u 由式13-9得传动比 5ouQQ)vA i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 5]"BRn1* 查表(13-4)得 K_-MkY?+ SR*Gqx 由包角145.21度 4e%8D`/=M 查表13-5得Ka=0.92 !y vJpdsof KL=0.99 ;bHfn-X z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 .K9l*-e[= 8、作用在带上的压力F dt-K 查表13-1得q=0.10 Gj6. Iv 故由13-17得单根V带初拉力 Fn,k!q :4;S"p 三、轴 BF|*"#s 初做轴直径: ' Js?N 轴I和轴II选用45#钢 c=110 GAU!_M5 N d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm 1k>naf~O 取d1=28mm ]t/f<jKN^ d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm .w'vD/q; 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 O<`R~ 取YL10YLd10联轴器 g3rRhS Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 Zd<[=%d 取d2=45mm :GL7J6 四、齿轮 npj/7nZj 1、齿轮强度 #\b ;2> 由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 Xu]h$%W 采用软齿面,小齿轮40MnB调质,齿面硬度为260HBS,大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 e{t=>vry 因 , 8IWwjyRr SH1=1.1, SH2=1.1 *-z4 <LAa , IxP^i{/1? , 2Guvze_bU 因: , ,SF=1.3 a;&}zcc* 所以 a%n'%*0 [2H[5<tH Ygx,t|?7 2、按齿面接触强度设计 5+y`P$K@ 设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 n#>5?W 小齿轮上的转矩 G7Ny"{Z 按 计算中心距 0#`)Prop6 u=i=5.333 &|z|SY]DL mm e`ex]py<C 齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 "UpOY 模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 6h@+?{F. 确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm [0op)Kn 齿宽b= #7C6yXb% b1=70mm,b2=60mm N(7u],(Om 3、验算弯曲强度 [|z'"Gk{
齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 wiBuEaUkW 按式(11-8)轮齿弯曲强度 -$ali[ @H4wHlb {_Np<r;j< 4、齿轮圆周速度 EOQaY qzlER 按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 dgY5ccP ~,G]glu8 f\=6I3z R25-/6_V> l]u7.~b [)k2=67 VwC4QK,d; rT<1S?jR 五、轴校核: |DGCdB|`G :P"9;$FY 6,zDBax q!@c_o X$ PS(_M th90O|; Y}ky/?q 1V\1]J/ +ruj uAQg"j U#$:\fT XC2Q*Z |/t K-c6J @@; 1%z I'P.K| "R | 4%v"U #e*$2+`[A y
"<JE<X 圆周力Ft=2T/d1 2t.fD@ 径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 qm~Kw!kV d=mz=2.5*101=252.5mm 0x6@{0 Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N l2r>|CGQ[ Fr=5852.5*tan20=2031.9N |B,dEx/uU 1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 83X/"2-K 由Fr2*L-Fr*L/2=0 %"{?[!C ? 得Fr2=Fr/2=1015.9N VgUvD1v?} Km%8Yw0+ 2、求水平平面的支承力 z{AM2Z FH1=FH2=Ft/2=2791.2N })q]gMj EyzY2>"^ A03I-^0g+
3、画垂直面弯矩图 ~LSy7$rz L=40/2+40/2+90+10=140mm f)qPFM]%z Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm 9B&
}7kk &(GopWR`e BR%{bY^
5p 4、画水平面弯矩图 '\4c "Ho MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm z)r8?9u wX@H
&)<s EwC5[bRjUp P:jDB{ 5、求合成弯矩图 9j9YQ2 % 1OC#& "Fo ]Pz|Oi+] 6、求轴传递转矩 L)@`58Eil T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 2J1B$.3' (q0No26;( &%@/Dwr Au~+Zz|mQ Jx)~kK @263)`9G D<lQoO+ $b&BH'*'~ &IIJKn|_ pW`ntE#L <.y;&a o
MYKs??]Y1 AEi WL.*. vQ?MM&6 ^U R-#WaQ &Xj {:s# U]+b`m `M towXj g/fp45s "FD<^
b\<lNE!L 7、求危险截面的当量弯矩 v)wY 从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 ^Tb}]aHg 轴的扭切应力是脉动循环应力 $w 5#2Za 取折合系数a=0.6代入上式可得 ]?v?Qfh2 Lg\8NtP 8、计算危险截面处轴的直径 WRN8#b 轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 =vB]*?;9 由表13-3查得许用弯曲应力 , *93l${' 所以 fU\k?'x_ 考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 Z1XUYe62 故d=1.04*25.4=26.42mm (CKhY~,/u 由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 KqT#zj 所以此轴选d=40mm,安全 s{x*~M$vt 六、轴承的选择 3:l: ~Vn 由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 }3
fLV 径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N iX0]g45o 工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) ~z-?rW 因为大修期三年,可更换一次轴承 +xoyKP! 所以取三年 pe`TH::p 由公式 /h.:br?M#P 式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) r_qncy,F (深沟球轴承系列) ^+.+IcH e
_SoM!; 由附表选6207型轴承 %RfY`n 七、键的选择 F``EARG)iu 选普通平键A型 '7RR2f>V 由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 I{*.htt{ b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm W07-JHV% 由公式 yhw:xg_;Kz 所以 -$sl!%HO% 选变通平键,铸铁键 bv:0EdVr , u8ZS|9 所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 )D6'k{6 M 八、减速器附件的选择 XC+F! R 1、通气器: df21t^0/ 由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 !.tL"U~4 2、油面指示器: :JTRRv 选用油标尺,规格M16 )eTnR:= 3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 (IO\+ 4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 l\A}lC0?J 5、窥视孔及视孔盖 'AAF/ 9 选用板结构的视孔盖 HzgQI 九、润滑与密封: vJ# rW8y 1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: 4X(1 f//j{P[ 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。 flm,r<*} 2、滚动轴承的润滑 nkr, 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。 C[J`x>-K 3、润滑油的选择 O;&yA< 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 i no7!T` L-AN15润滑油 o%N0K 4、密封方式选取: 6a 2w-}Fs 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。 V;[__w 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 gs`27Gih 设计小结: 7Dx .; 二、课程设计总结 .LGkr@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。 Hm8EYPrJ 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。 RJ`/qXL ^}Dv$\;6 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。 LzEE]i 2jrX 特别感谢—程莉老师。 +"N<- l+3%%TV@L 参考资料目录 ;|2;kvf"w [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-3Y SrY [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; nHhD<a! [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; 9cw4tqTm [3]《设计手册软件》,网络上下载; ;03*qOYc [4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn I;|5C=! 6wvhvMkS +2k|g2 ui#1 +p3G [jtj~]&mO Nw=60.0241r/min Ik@Q@ T" 6&xW9' 6b: ]=
QCCC 5sV/N] ! _
/28Cw T$8$9D_u o`y*yucHI e&a[k [2H(yLw O W<Vzd4hR iw]BQjK WY.\<$7 Pw=3.08Kw hz~CW-47 c_8 mQ $0`$)(Y XKPt[$ab Y[8co<p krnk%ug oe_[h]Hgl 8Q)mmkI\= tU~H@' W0?Y%Da(4m TXvt0&- !+26a*P |EEz>ci : z,vJ~PW u4*]jt;H o!_; H}pq R7;rBEt8 3b[[2x_UU 效率t=0.8762 p$!+2=)gY DSG +TA" Pd = 3.5150 v.^
'x )eGu4iEPM Ped=4Kw ^9V8 M9 G|Yp<W%o Vi-!E !m O] zn Q{|'g5(O . eag84_ 2D_Vo ])l/ =
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T T1=113.4063Nm m&c(N T2=589.5878Nm tdK^X1 nM}`H'0 A{T@O5ucj &!fcL Jd Gl:T UC$+&&rO KA=1.1 N>\?Aeh "<R
2oo)^ Pc=4.4Kw \`5u@Nzx md
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S*:w\nXP~ (j"MsCwE >xgd< DlO;EH y5h[^K3 YNk|UwJi IQv>{h} F
x8)jBB_ 7?#32B
Gr n/D]r 初定中心距 ;wB3H a0=350mm :E*U*#h/ &|] ^ u/ O,#[m:Ejb Lc=1461.3mm P://Zi6> _gh7_P^H=d Z8UM0B=i Ld=1600mm 4VgDN(n0@ ij5YV3 中心距 q>X2=&1 a=420mm w7u >|x! < Ifnf6~ =Y[Ae7e E~^'w.1 3J<,2 g.s oNqt= Df^S77&c! bux-t3g7+ L~~Yh{< BZ9iy~ ?Y* PVx9Y o5R40[" dW68lVWq_ _TF>c:m3 |e>-v ak[)+_k_ -^DB?j+ Ea?.HRxl R3A^VE;qP z=3根 ;0'v`ob'.? *_wBV
M=2 bk]|C!7$ _!zY(9% 预紧力 qZe"'"3M FQ=274.3N $EF@x}h:A g=Di2j{A v!Z 9T _!7o ig{5]wZ( d1=28mm C+5nft6: )VC) } d2=45mm h;->i] l.$#IE L_,U*Jyo YL10YLd10 Sqs`E[G* Ay]5GA!W+ &
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