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2009-06-22 09:37 |
目 录 3_MS'&M 设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 rMHQzQ0% 传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 $%
Ci8p 电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 gr>o
E#7 传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 x_<bK$OU 传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 30?LsYXL62 轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 'cZMRRc< 联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 t0bhXFaiE 滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 yQZ/,KX 键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 r]8x;v1 减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 zr.+'
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 vx!::V7s6 设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 JOrELrMx 参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ypD<2z^ %{7_E*I@n %o@['9U[j 1.拟定传动方案 dK}WM46$ 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 E- )VPZ1D v=1.1m/s;D=350mm; d&|z=%9xl nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ({%oi h 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。 +UK%t>E8 2.选择电动机 +Y>"/i.
N 1)电动机类型和结构形式 h
`\$sT!Z 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。 @S}/g/+2 2)电动机容量 1Xy8|OFc[ (1)卷筒轴的输出功率Pw [DZqCo F=2800r/min; l'*^$qc Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 B;Xoa, (2)电动机输出功率Pd &yxNvyA[u Pd=Pw/t xF(
bS+(o 传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 q=6Cc9FN 式中,t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4查得: e1
x^PT 弹性联轴器 1个 4$
Dt8!p0 t4=0.99; M{?zvq?d 滚动轴承 2对 ,3Wb4so t2=0.99; J~Cc9"( 圆柱齿轮闭式 1对 ? YF${ t3=0.97; gq'>6vOj V带开式传动 1幅 /?KtXV>] t1=0.95; D]IBB>F 卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 fdlvn*H t5=0.98; 6'xomRpYN 则 .sM<6; t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 /g_9m 故 ?y~TC qV Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ))7LE|1l (3)电动机额定功率Ped &v^!y=Bt 由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 q7X}MAW 3)电动机的转速 G'
Blp 为了便于选择电动事,先推算电动机转速的可选范围。由表2-1查得V带传动常用传动比范围2~4,单级圆柱齿轮传动比范围3~6, Y3-gUX*w0 可选电动机的最小转速 j-7u>s-l Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min E{tx/$f 可选电动机的最大转速 %*wzO9w4
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ;{vwBDV!' 同步转速为960r/min 00ofHZ 选定电动机型号为Y132M1-6。 L}'Yd' 4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 *7ZGq(O 由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 '|A|vCRCG 外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 Hd9XfU qv[[Q[RK-5 电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm qnB<k,8T Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 'Qa5n\HX$ @q K]JK 大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 WRWWskP 3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 /~De2mq1 1)传动装置总传动比 qO-9
x0v# nm=960r/min; -LtK8wl^ i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 .XXW |{ 2)分配各级传动比 !8sgq{x(( 取V带传动比为 {;s;. i1=3; ,P{m k%=9 则单级圆柱齿轮减速器比为 :.kZR; i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 j^flwk 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。 :ygWNK[6D 4.计算传动装置的运动和动力参数 o*">KqU`b 1)各轴转速 C|MQ
$~5:w 电动机轴为0轴,减速器高速轴为Ⅰ轴,低速轴为Ⅱ轴,各轴转速为 hoa7 n0=nm; eG5Y+iL-V n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min &-%>qB|* n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min -KH)J jjRUL. 2)各轴输入功率 .`jo/,?+O 按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 ~vHk&r]| P0=Ped=4kw cvnB!$eji 轴I 的功率 O*[{z)M. P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 41G5!=i 轴II功率 :_5/u|{
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw }Ov
^GYnn 3)各轴转矩 W+Xz$j/u T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm qFco3 T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm X&M4MuL T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm {o0qUX>[ 二、设计带轮 9T7e\<8"vC 1、计算功率 Qck|#tc P=Ped=4Kw UDy(dn>J:J 一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 w]u@G-e 查课本表8-10,得KA=1.1; "5C`,4s 计算功率 aZ X mlq Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw ?^i1_v7 Bi 2选择普通V带型号 -`+<{NHv\ n0 =960r/min k1^\| 根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 +-<}+8G; d1=80~100 bDnZcf 3、确定带轮基准直径 'm3t|:nMU 表8-11及推荐标准值 6KHN&P 小轮直径 `Out(Hn d1=100mm; ujFzJdp3k 大轮直径 >(r{7Qg d2=d1*3.5=100*3.5=350mm /ASaB 取标准件 *T`-|H*6@ d2=355mm; S?ujRp 4、验算带速 c$:1:B9\ 验算带速 :kMHRm@{ v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s ^03j8Pc-c 在5~25m/s范围内 b|xpNd- 从动轮转速 yNg9X(U n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s #3$\Iu n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s g7\,{Bw#E 从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 'sh~,+g =-0.0141 ~]HN9R^& 5、V带基准长度和中心距 yWDTjY/ 初定中心距 JL=U,Mr6 中心距的范围 7F^#o-@=J amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm B9R(&<4 amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm .zg8i_ a0=350mm; Cx<0 H 初算带长 *\}}Bv+9 Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 |re}6#TgcT Lc = 1461.2mm \1"'E@+ 选定基准长度 p;T{i._iL 表8-7,表8-8查得 [XVEBA4GI Ld=1600mm; *&BnF\?m 定中心距 m: n`g1 a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm P{OAV+cG a=420mm; KRAcnY;u amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm t.T
UmJ amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm \Ig68dFf% 6、验算小带轮包角 !RB)_7 验算包角 r;BT,jiX =180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a &H}r%%|A 145.2107 >120度 故合格 cH'
iA. 7、求V带根数Z M<O{O}t< 由式(13-15)得 e^p
+1-B 查得 n1=960r/min , d1=120mm (jjTK'0[ 查表13-3 P0=0.95 qgIb/6;xQ 由式13-9得传动比 F{06 _T i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ">f erhN9 查表(13-4)得 l^GP3S PZxAH9 S? 由包角145.21度 ~h}Fi 查表13-5得Ka=0.92 @NhvnfZ KL=0.99 1"Z@Q`} z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 +#U|skl 8、作用在带上的压力F !+>v[(OzM 查表13-1得q=0.10 -9N@$+T 故由13-17得单根V带初拉力 pl@O
N"=[ O[tvR:Nh 三、轴 k@zy 初做轴直径: oSiMpQu08 轴I和轴II选用45#钢 c=110 --;@2:lg{ d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm rX_@Ihv' 取d1=28mm T134ZXqqz d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm 8fA_p}wp 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^ }mp@j> 取YL10YLd10联轴器 KT]Pw\y5 Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 D\IjyZ-O 取d2=45mm |,9JNm$ 四、齿轮 >U F 1、齿轮强度 U*90m~) 由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 8.F~k~srA 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]}s)SmDk 因 , :0Z^uuk`gq SH1=1.1, SH2=1.1 o FjIA! , ; ^t{Il'j , ~l;[@jsw F 因: , ,SF=1.3 r0p w_j 所以 93t9^9 dJ"iEb|4 %$%&m1Y 2、按齿面接触强度设计 h -iJlm 设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 +`3!I 小齿轮上的转矩
:W b j\ 按 计算中心距 \fr-<5w7 9 u=i=5.333 *~w[eH!! mm d,Y_GCZ7|W 齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 KNH1#30 K 模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 ,{\Bze1fn 确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm /}-CvSR 齿宽b= !i=nSqW b1=70mm,b2=60mm 9 \^|6k, 3、验算弯曲强度 xf|mlHS+ 齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 [+qCs7' 按式(11-8)轮齿弯曲强度 k,euhA/& qI^
/"k*5 sz9L8f2 4、齿轮圆周速度 ^eW}XRI }9nDo*A"} 按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 re> rr4@ &89oO@5 1S@vGq} {Zp\^/ )BRKZQN 6e7{Iy N!*_La=TuH ?-1r$31p 五、轴校核: YM5fyv? :;t
#\%L/ fGmT_C0t mrX^2SR =y=cW1TG P./VmY' J,b&XD@m c'*a{CV4P WJ*n29^N^h 6~*9;!th `"%T=w PfkrOsV/m aF7nvu*N O:da-xWJ dDnf^7q/ 2B,] -Mu) |ae97 5 r-h#{==*c 圆周力Ft=2T/d1 OQ9x*TmK 径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ^{8Gt@ d=mz=2.5*101=252.5mm !+:ov'F Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N x\QY@9 Fr=5852.5*tan20=2031.9N o=nsy]'& 1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 dMrd_1 由Fr2*L-Fr*L/2=0 A'nq}t 3 得Fr2=Fr/2=1015.9N v!%5&: c3 F]9nB3:W 2、求水平平面的支承力 Oh4AsOj@ FH1=FH2=Ft/2=2791.2N $ Y 7c c2K:FdB 'g9"Qv?0{` 3、画垂直面弯矩图 !~h}8'a? L=40/2+40/2+90+10=140mm z)uuxNv[R Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm Y[ N^p#t{ A4ISNM7R[ d:F @a 4、画水平面弯矩图 Pzb|t+"$ MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm z~A]9|/61v ;*,f< pAk/Qxl3eo 77Bgl4P 5、求合成弯矩图 fK(}Ce n#iwb0- U"50_O hI( SOsKs 6、求轴传递转矩 Q3"}Hl2 T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ?Mee
6 WQHd[2Z#e Vrvic4 2./3 \n2 !\g+8> rLX4jT^
M|] "W E#F/88( )*:`':_a GHmv}
Z ?:Bv
iF);/ lvp8z)G y1/o^d+@ =r@vc RW P<B0) bz|
D-. sUYxT>R 6eokCc"o uWrQ&}@ }E_#k]#* \);4F=h}f 7、求危险截面的当量弯矩 \Y}3cE 从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 0T>H)c6:\ 轴的扭切应力是脉动循环应力 Ig5L$bAM~ 取折合系数a=0.6代入上式可得 &
=/ wYlf^~#" 8、计算危险截面处轴的直径 7L^%x3-|& 轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 ^S6u<, 由表13-3查得许用弯曲应力 , pZU9^Z?~6 所以 Dn>%%K@0 考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 C^)*Dsp 故d=1.04*25.4=26.42mm zuJtpMn 由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 R-:fd!3oQ 所以此轴选d=40mm,安全 "4%"&2L 六、轴承的选择 F"N60>> 由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 !'Q -yoHKD 径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N 0dh=fcb 工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) F V,4pi 因为大修期三年,可更换一次轴承 21(p|`X 所以取三年 o:6@Kw^ 由公式 !!o8N<NU 式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) v<fnB (深沟球轴承系列) =f(cH152T -[qq(E 由附表选6207型轴承 jVH|uX"M5Y 七、键的选择 &5L<i3BX 选普通平键A型 &x >B 由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 s#uJ
;G b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm :eZh'-c? 由公式 BIj=!! 所以 ;@
[
0x 选变通平键,铸铁键 jzK5-;b (8ht*b.5K 所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 [le)P$#z 八、减速器附件的选择 @zgdq 1、通气器: m E^o-9/ 由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 j:w{;(1=W 2、油面指示器: qp}Ma8+ 选用油标尺,规格M16 7r{83_B 3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 !d&C>7nb 4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ^GBe)~MT 5、窥视孔及视孔盖 /cZ-tSC)o 选用板结构的视孔盖 #Oha(mRY 九、润滑与密封: 5Q=P4w!' 1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: &
/4k7X}y 'Z`$n8 查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径,所以取浸油深度为30mm。 s
:`8ZBz~ 2、滚动轴承的润滑 xF8}:z0 采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟,并设挡油盘,以防止轴承旁齿轮啮合时,所挤出的热油溅入轴承内部,增加轴承的阻力。 F]mgmYD% 3、润滑油的选择 "z<azs 齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备选用 F}
d L-AN15润滑油 p!/[K6u 4、密封方式选取: NvN~@TL28 选用凸缘式端盖,易于调整轴承间隙,采用端盖安装毡圈油封实现密封。 w{dIFvQ"$ 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 oy<WUb9W 设计小结: qT/Do?Y 二、课程设计总结 _
%%Z6x( 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。 sK=0Np=` 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。 _uc\ D
R i55x`>]&sb 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。 L>Mpi$L K 0hu:1l) 特别感谢—程莉老师。 AfC>Q!-w >*$; 参考资料目录 >h+349 [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; B4XZko( [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; mQ}ny (K' [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; Db"DG( [3]《设计手册软件》,网络上下载; kbPE "urR [4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn -{
u*qtp 1.q_f<U gGMWr.!
8 Rte+(- iL $0^P0RAH Nw=60.0241r/min @u._"/K D=TL>T.bf C>Is1i^9 ",>H(wJ8 dO7;}>F$n 8q)= 71C42=AU [ $fJRR U1_&gy @y N -w(e 3/JyUh? Iak0 [6Ey Pw=3.08Kw gK|R =J f f 7( [Vdz^_@Y oVCmI"' *V(Fn-6( j8 C8X$ (c v!Y=] yg]2erR >"3>fche @
\2#Dpr irTv4ZE'+l *^ \FIUd uIMe S'B6jJK2x hY<{t.ws wcDjg&:=ml G%#05jH f=J<*h 效率t=0.8762 fRTo.u bl/,*Wx:4. Pd = 3.5150 %~*jae!f 1px\K8 Ped=4Kw b]gY~cbI8 uHNpfKnZ j;K#] zGc(Ef5`M6 Hoz5 6y 0"[`>K~7a8 TJ6#P<M oN(-rWdhZ ED} 31L u~Tg&0V30 ELa ja87 cy~oPj]j b~7drf :6;e\UE @LLTB(@wR &S74mV 6-,m}Ce\ klWYuStZ n"aCt%v |kiJ}oy n<V1|X FquFRx 6&2LWaWMo$ %Ny) ?B i=15.9936 lj &>cScC {,O`rW_eS CBD_a#K{ nbd Gt i1=3 fAj2LAK
f1+qXMs i2=5.3312 7el<5chZ p {%t q$}. Ri?\m!o 1"K*._K [ug,jEH"S &A50'8B2A n0=960r/min [^PCm Z6n n1=320r/min }WP-W n2=60.0241r/min p4/$EPt)lY ,J9}.}Hd 5)lW xNdID j@ xDrV5bg P0=4Kw u39FN?<^ %]Cjhs"v P1=3.8Kw K%,$ V,# [wcA.g* F P2=3.6491Kw ~LE[,
I:q Z6=~1'<X lg/sMF>z\f T0=39.7917Nm Rlc$;Z9K T1=113.4063Nm U|fTb0fB T2=589.5878Nm Ge}$rLu]0 .1ddv4Hk s'2Rs^,hN UxPGv;F l`rC0kJ] 8&a_A:h KA=1.1 *PB/iVH%6 =l|>.\- Pc=4.4Kw .S vyj 0o68rF5^s <%,'$^'DS $j`<SxJ> Y-&|VE2 -^fzsBL. ic~Z_?p Wu{&;$ o8D{dS>,PL d1=100mm A
+!sD5d B82,.? vo b$iS`>= 7s]Wq6 d2=355mm H'Iq~Ft1 $HRed|*.C |9]PtgQv7 ]GS~i+ =M <$C<Ba?;? .;%q/hP @DCJ}hud i_YW;x '(9YB9 i $n*%v85 RO(iHR3cA k.>6nho`TV 0o;~~\fq. Hd*Fc=>"Y j1F w
U fIEw(k<* {*__B} ,N 初定中心距 T/7vM 6u a0=350mm #`58F . Z3n~&! 7%op zdS# Lc=1461.3mm KZi'v6 ^teaJ y% /yt7#!tm+ Ld=1600mm u7(]; ^hysC c 中心距 Ge~,[If+ a=420mm B<C&ay GMTor c'~[!,[b< >@:667i,`
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