| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 VVQ7 4b
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 svq9@!go
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 d[ RWk k5
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 Nzi/3 r7m
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ?`
eYW Z">
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 (LT\
IJSM
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 tY$ty0y-e
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 x :n9dm
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 ;[OJ-|Q
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 jRdhLs,M9
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 ok>P [
&!
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 hKH$AEHEU}
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ^0-e,d
9h
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 a._^E/EV
}Uwkef.Q
D=82$$
1.拟定传动方案 2 -p
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 & GzhcW~
v=1.1m/s;D=350mm; {80oRD2=Q
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) !7kLFW
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。 n<%=~1iY+
2.选择电动机 5y[b8mur
1）电动机类型和结构形式 @!&Jgg53G
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。 }[KDE{,V
2）电动机容量 tJ h3$K\
（1）卷筒轴的输出功率Pw ;vI*ThzdD
F=2800r/min; YM`:L
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ph8Jn+|E
(2)电动机输出功率Pd hP4)8 >
Pd=Pw/t '? `@7Eol
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 ER;lkF`RF
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： l6 S19Kv
弹性联轴器 1个 Rg8m4x w
t4=0.99; ^z *):e
滚动轴承 2对 u8<&F`7j
t2=0.99; s0 \f9D
圆柱齿轮闭式 1对 9+'@
t3=0.97; :tjgg]
V带开式传动 1幅 /jZaU`
t1=0.95; Fi?32e4KI5
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 un$ Z7W/
t5=0.98; 2xL!PR-
则 ?ae[dif
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 SG
dfhno;
故 -'O Q-5
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 f%Z;05
（3）电动机额定功率Ped (c(-E|u.
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 wO2V%v^bp
3）电动机的转速 F_Z&-+,*3t
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， KrdZEi vb
可选电动机的最小转速 ,Lt~u_ lve
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min ( Lok
可选电动机的最大转速 inr%XS /m
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ?AeHVQ
:C
同步转速为960r/min H )BOSZD
选定电动机型号为Y132M1－6。 p4m^ ~e
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 h*;g0QBkl
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 lgkl? 0!
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 laUu"cS
=_$ XP
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm tr6jh=
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 w+Z- -@\
RLYU\@kK?
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 8iMF 8\
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 z +3<$Z
1）传动装置总传动比 ~-XOvKJb
nm=960r/min; EX`"z(L
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 1s{ISWm
2）分配各级传动比 ?1G Y%-
取V带传动比为 55 S\&Ad$
i1=3; Q!4i_)r M
则单级圆柱齿轮减速器比为 wF|0 n t
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 @k=cN>ZMc
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。 g".d"d{
4．计算传动装置的运动和动力参数 >.DF"]XM
1）各轴转速
F^ I\X
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 eV[`P&j_C
n0=nm; JP{UgcaF
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min xN# b zma
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min t{/hkX q]
1 ^Kj8*O8e
2）各轴输入功率 :7 qqjs
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 GY oZ$p" C
P0=Ped=4kw eq^TA1>T
轴I 的功率 >;&Gz-lm
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ?j1_
n,d
轴II功率 DRH'A!r!
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw t9G}Yd[T
3）各轴转矩 6BDt.bG
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm nqZA|-}
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm
uY.=4l
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 7IA3q{P
二、设计带轮 m! rwG(
1、计算功率 /h/6&R0l
P=Ped=4Kw Q Oz9\,C
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 .CVUEK@Z4
查课本表8－10，得KA=1.1; RXGHD19]
计算功率 .qS Bh
hH\
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 'I&|1I^
2选择普通V带型号 _Ny8j~
n0 =960r/min .4wTjbO6
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 uA~YRKer
d1=80~100 _ e6a8
3、确定带轮基准直径 ?3`q+[:
表8－11及推荐标准值 3rxo,pX94
小轮直径 CV s8s
d1=100mm; Yx6hA#7I
大轮直径 } <SNO)h3
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm V/J>GRjw
取标准件 ;S fNKu
d2=355mm; zu52 p4
4、验算带速 >[a FOA
验算带速 9u?(^(.
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s (Up' $J}
在5~25m/s范围内 \@i=)dA
从动轮转速 x ;Gz6|
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s "LOnD a7E^
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s sYI~dU2H
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 G-arnu)
=-0.0141 [(1O"
5、V带基准长度和中心距 -PM) EGSk{
初定中心距 ~uB'3`x
中心距的范围 oAY_sg+
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 9SY(EL
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm BjiYv}J
a0=350mm; 1 o|T
初算带长 Sr&T[ex,.
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 _vL<h$vD
Lc = 1461.2mm ?yp0$r/
选定基准长度 9mQ#L<Ps
表8-7,表8-8查得 B
s,as
Ld=1600mm; :lK4
db
定中心距 @F?=a*s"!
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm & s:=qQa1
a=420mm; B20_ ig:
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm Vu [:A
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 84'?u m
6、验算小带轮包角 7 1O3O7
验算包角 }kE 87x'
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a |6%.VY2b
145.2107 >120度 故合格 ZW*n /#GUC
7、求V带根数Z XvskB[\
由式（13-15）得 t^.'>RwW|
查得 n1=960r/min , d1=120mm |z~LzSJv
查表13-3 P0=0.95 kM!V .e[ g
由式13-9得传动比 5 [4Z=RP
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 O% -h&C3
查表（13-4）得 A
W)a">|
uUG*0Lj
由包角145.21度 t+Z`n(>
查表13-5得Ka=0.92 !%xP}{(7
KL=0.99 m" Qq{p|'
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3
55-D\n<
8、作用在带上的压力F zE`R, :VI
查表13-1得q=0.10 8Mu;U3cIW
故由13-17得单根V带初拉力 YsP/p-
B!b sTvX
三、轴 HR60
初做轴直径： ] TSg!H
轴I和轴II选用45#钢 c=110 1zjaR4Tf
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm .
uR M{Bs
取d1=28mm =XT)J6z^"
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm EA|k5W*b
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 K) S;:MLG=
取YL10YLd10联轴器 b U` =*
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 2yKz-"E
取d2=45mm frN3S
四、齿轮 6GYtY>
1、齿轮强度 %y "J8;U
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 -[R!O'N9
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。 nxaT.uF d1
因 ， !gH 9 ay
SH1=1.1， SH2=1.1 dB ;3.<S=
， uLN[*D
， 6:? rlh
因： ， ，SF=1.3 jxw_*^w"
所以 59*M"1['Q
<\@ 1Zz@ms
ip``v0Nf
2、按齿面接触强度设计 U,; xZe
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 6;oe=Q:Q
小齿轮上的转矩 9<s4yZF@x
按 计算中心距 RY= 1H
u=i=5.333 !@g)10u
mm 5H lWfD
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 5PZN^\^
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 x*}bo))hb
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm lKKERO5+
齿宽b= ?4[H]BK
b1=70mm,b2=60mm +.Bmkim
3、验算弯曲强度 B@t'U=@7
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 ](K0Fwo`;"
按式（11-8）轮齿弯曲强度 $h28(K%
5j ^NV&/_
:reTJQwr
4、齿轮圆周速度 lBA +zZ
cxP6-tV%
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 #S5`Pd! I
?KWj}| %
bJ3(ckhq
N/~N7MwJj
^J x$ t/t
i0pU!`0
ULBg {e?l8
Jx|I6 y
五、轴校核： ^_>!B)
|L:Cn J
4TRG.$ 2[
qpqokK
Bjj<\8 ^M
5bX6#5uP1
IFuZ]CBz
Bw< rp-
Qv#]81i(1
=_pwA:z"A
Mm= Mz
:w-`PY J%G
KN[d!}W:
B| o%_:]+E
7*+TP~WI
or?%-)
smU4jh9S
p25Fn`}H
圆周力Ft=2T/d1 Tb hH&kG)1
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 '$m7ft}
d=mz=2.5*101=252.5mm Q9>U1]\
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N wu~hq d
Fr=5852.5*tan20=2031.9N `l]j#qshTm
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 H[Weu
由Fr2*L-Fr*L/2=0 4$"DbaC
得Fr2=Fr/2=1015.9N /"#4T^7&
%3=J*wj>D
2、求水平平面的支承力 n9hm790x-
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N >Da~Q WW|
m ],Ud\
d;G~ hVu
3、画垂直面弯矩图 qfL-r,XS`F
L=40/2+40/2+90＋10=140mm Ax<\jW<
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm mLwY]2T"
d'HOpJE
$k 2)8 #\
4、画水平面弯矩图 ]]uHM}l
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm _p}xZD\?,
hR)2xz
Dy9\O77>
HFtf
5、求合成弯矩图 3<(q }
;j} yB
\,xFg w4
&a)vdlZSE=
6、求轴传递转矩 "S!3m9_#
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm G$JFuz)|
'fW#7W
/g.]RY+u|x
)iLM]m
.Y cN S%
M'5 'O;kn
mh` |=M]8E
j4.&l3
yfe'>]7
(.X]F_ *sc
4E3g ,%9u
l\Ftr_Dk
Jh@_9/?
q~Jq/E"f
Px;Cg
6
}KB[B
s3 QEi^~
Y94MI1O5$
2C
"=!'
_6LoVS
PpOlt.yui
7、求危险截面的当量弯矩 ~L?nq@DL
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 S%6U~@hig
轴的扭切应力是脉动循环应力 Fr:5$,At7-
取折合系数a=0.6代入上式可得 .{so
Qi=* 1QAkr
8、计算危险截面处轴的直径 vq6%Ey3Gix
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 (xT*LF+
由表13-3查得许用弯曲应力 ， 4ke^*g
K<
所以 n Wgv~{,x
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 ;#QhQx
故d=1.04*25.4=26.42mm bXdY\&fE
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 46XN3r
所以此轴选d=40mm,安全 f(Hu {c5yV
六、轴承的选择 8jnz}aBd
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 A"l{?; ~
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N k W-81
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 0i@: KYP
因为大修期三年，可更换一次轴承 t _c?Wp~tH
所以取三年 nX5C< Ky
由公式 ^ddO&! U
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) -
q@69q
（深沟球轴承系列） G\~^&BAC
r0\f; q
由附表选6207型轴承 RU_L<Lpi
七、键的选择 v\A.Tyy
选普通平键A型 [ ]p"3 i
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 w~@[ r4W
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm n["
9|
由公式 _ l&ucA
所以 P_Uutn ~
选变通平键，铸铁键 ]PX}b
.W.;~`EW
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 Z^_>A)<s<
八、减速器附件的选择 (B#( Z=
1、通气器： :5#
V^\3*
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 +zO]N&
2、油面指示器： uHv aZMu
选用油标尺，规格M16 3%
vis\~^
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 MOHHZApt
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 S+T|a:]\7
5、窥视孔及视孔盖 <GZhH:
选用板结构的视孔盖 (F&YdWe:
九、润滑与密封： m|4 LbWz
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： Lb~\Y n'z
3|eUy_d 3
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 nNR:cG fG
2、滚动轴承的润滑 8 hB.fau
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 JvJ;bFXD
3、润滑油的选择 v33T @
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 !J^tg2M8:
L-AN15润滑油 ^k72{ 3N(
4、密封方式选取： p24.bLr
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 O
E| +R4M
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 Rx S884
设计小结： !0jq6[&
二、课程设计总结 fVUKvZ}P*
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 0k1MKzi Q
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 K&S@F!#g
rPTfpeqN)
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 cU | _
8 +(c 1
特别感谢—程莉老师。 2OC dG
Sx&mv.?X
参考资料目录 Qp+lJAY
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； \=g!$
[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； r@|ZlM@O
[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； d*9j77C ]
[3]《设计手册软件》，网络上下载； -\,VGudM}
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn /Ynt<S9"
2np-Fc{S
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T2=589.5878Nm jn5=N[hd
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