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2009-06-22 09:37 |
目 录 2
43DdIG$ 设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 V*TG%V - 传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 O^<6`ku 电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 bc"{ZL!C 传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 %EpK=;51U 传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ^Uf`w7"iY 轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 E?zp?t:a 联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10
Kr#=u~~M 滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 "E8!{ 键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 3a5H<3w_ 减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 Ltj}>.+ 润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 cK258mY 设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 J)-owu; 参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 k]JLk"K Oh^X^*I$@
[:k'VXL 1.拟定传动方案 F+6ZD5/ 为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和传动方案,可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 E`s_Dr}K v=1.1m/s;D=350mm; 42C:cl} ." nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350)
jab]!eY 一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机,因此传动装置总传动比约为17或25。 tyDtwV| 2.选择电动机 Zb1v 1)电动机类型和结构形式 'l}3Iua6qk 按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 .dygp"* 2)电动机容量 jmb\eOq+~V (1)卷筒轴的输出功率Pw @Yg7F>s F=2800r/min; \x+DEy'4;5 Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 b'&pJ1]]} (2)电动机输出功率Pd g PfaiVY Pd=Pw/t L=p.@VSZ 传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 _ E%[D( 式中,t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4查得: IQ_0[ 弹性联轴器 1个
dOhV`8l t4=0.99; :@/fy}! 滚动轴承 2对 ?1{`~)" t2=0.99; 5[3hw4 圆柱齿轮闭式 1对 Zu$f[U)X t3=0.97; Dux`BKl V带开式传动 1幅 Q(sbClp" t1=0.95; Q\oUZnD$= 卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 dbLX}> t5=0.98; A`r9"([-A 则 j@ "`!uPz t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 b'OO~>86 故 ~;+vF-]R Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Y1~SGg7(@ (3)电动机额定功率Ped ky#6M?
\ 由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 $i1A470C 3)电动机的转速 U\[V !1O 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, `8-aHPF- 可选电动机的最小转速 5B2,=?+o Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min W(8g3 可选电动机的最大转速 M;9+L&p= Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min q^cF D 同步转速为960r/min
cjR.9bgn 选定电动机型号为Y132M1-6。 Gh
pd
k; 4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 w(U/(C7R 由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 b[k 1)R" 外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 q!TbM" =gn}_sKNE 电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm oD7H6\_ Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 M~Slc*_% 10rGA=x'( 大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 8.^U6xA 3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 )eEvyU
1)传动装置总传动比 {|gJC>f@ nm=960r/min; .g#=~{A i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 5:d2q<x:{ 2)分配各级传动比 8?YW i 取V带传动比为 S=g-&lK i1=3; 5% `Ul 则单级圆柱齿轮减速器比为 *N r|G61 i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 `Y;gMrp 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。 jq]"6/xxb 4.计算传动装置的运动和动力参数 de6dLT>m 1)各轴转速 {t:ND 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 #[W[|m n0=nm; &-:yn&f7 n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min G7;}309s n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 4sQAR6_SW~ F"H!CJJu& 2)各轴输入功率 w2+]C&B* 按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 PoJyWC P0=Ped=4kw \ Sby(l 轴I 的功率 55LF P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw UK>=y_FYO 轴II功率 P`
F'Nf2U P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw Bqi2n'^O2 3)各轴转矩 /&d`c=nH T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm KL mB T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm h3EDN:FQ T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm --YUiNhh 二、设计带轮 0|!<|N< 1、计算功率 bJF/daC5 P=Ped=4Kw l&Ghs@>Kl 一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 \,gZNe&Vv 查课本表8-10,得KA=1.1; }.) 43(>] 计算功率 xJLO\B+gM Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw Sc$wR{W<: 2选择普通V带型号 YiuOu(X n0 =960r/min !s*''v* 根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 mMAr8~A= d1=80~100 K=?F3tX^ 3、确定带轮基准直径 nj0AO0 表8-11及推荐标准值 >Mz|e(6 小轮直径 |K;Txe_ d1=100mm; 5b`xN!c 大轮直径 ONq/JW$?LV d2=d1*3.5=100*3.5=350mm xO-U]%oq 取标准件 )UZ0gfx d2=355mm; OG+r|.N; 4、验算带速 P&3/nL$9N 验算带速 wv.Ulrpx. v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 6q[!X0u 在5~25m/s范围内 ;3}EBcw) 从动轮转速 ~1r*/@M[V n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s B=bI'S8\ n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s *t M7> 从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 E:4P1,%01+ =-0.0141 FT/5 _1i 5、V带基准长度和中心距 j$8|ym^OX 初定中心距 ho]!G498 中心距的范围 C$td{tM amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm a!y,!EB+Qu amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm -Bo~"q a0=350mm; hY=
s9\ 初算带长 "gvw0) Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 +#uNQ`1v Lc = 1461.2mm LbX6p 选定基准长度 ,J(5@8(>a 表8-7,表8-8查得 mOgOHb2 Ld=1600mm; 3hXmYz( 定中心距 y{`(|,[ a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm )ehB)X a=420mm; }K/}(zuy1Y amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm .eabtGO, amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ('**nP
6、验算小带轮包角 rbK#a)7 验算包角 \l]pe|0EW =180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a s1Tl.p5 145.2107 >120度 故合格 #x5 N{8 7、求V带根数Z ,t%\0[{/B 由式(13-15)得 |)?aH2IL 查得 n1=960r/min , d1=120mm :q>oD-b$} 查表13-3 P0=0.95 `
-[Bo 由式13-9得传动比 :PD`PgQ i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 N*
] i G~ 查表(13-4)得 \)otu\3/ &:DCtjK 由包角145.21度 Sj0 ucnuHi 查表13-5得Ka=0.92 Im?= e KL=0.99 "y~muE:. z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 NF/Ti5y 8、作用在带上的压力F :m*!?QGdL 查表13-1得q=0.10 GSGyF 故由13-17得单根V带初拉力 =XMD+ N[,VSO& 三、轴 jSie&V@ px 初做轴直径: sb}K%- 轴I和轴II选用45#钢 c=110 N753 d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm t +3 取d1=28mm T2:oWjC3$ d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm #QTfT&m+G} 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'W_;Y} 取YL10YLd10联轴器 ~U"by_ Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 QiTR-M2C! 取d2=45mm stg30>< 四、齿轮 <JL\?)}n 1、齿轮强度 lL(p]!K' 由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 9h:jFhsA9 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。 5\akI\ 因 , FJsK5- SH1=1.1, SH2=1.1 W;Ud<7<;Z , YN,y0t/cQ , n|70x5Z?}J 因: , ,SF=1.3 @<D'-mMt 所以 <XQN;{xSa MAE7A"la });cX$ 2、按齿面接触强度设计 ZnvEv;P 设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 r5MxjuOB1 小齿轮上的转矩 z5XYpi_;[ 按 计算中心距 2BoFyL* u=i=5.333 T}n N=Q4 mm (KT38RhA
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 K1?Z5X(b
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 S}oG.r
9 确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm =
n+q_.A 齿宽b= #4P8Rzl$/ b1=70mm,b2=60mm ZYE' C 3、验算弯曲强度 :/o C:z\h 齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 t8+?U^j 按式(11-8)轮齿弯曲强度 eWb0^8_ 2y3?!^$ |-~b$nUe 4、齿轮圆周速度 BZovtm3E .:w#&yM [U 按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 @%6)^]m}r <Q2u)m' QCeMKjCmY z-n>9 =yl4zQmg$ }x*7l`1 B4`2.yRis 2 ]L=s3 五、轴校核: "6?lQw
e u@<Pu@?xm PeO] lq sW
}<zGYd hHcJN *6:v}#b[ ?n)Xw)] s(Z(e % ):e+dt 10mK}HT>4B ,mB Z`X@N
?Phk~ jE OkLz^R?d r]v&t N? M 538fK9[ *D2Nm9sl <>%,}j
9 圆周力Ft=2T/d1 v2d<o[[C 径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Odm#wL~E d=mz=2.5*101=252.5mm 2z4<N2!M Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N )T9;6R$b Fr=5852.5*tan20=2031.9N =4eUAeH {w 1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 yH^f\u0 由Fr2*L-Fr*L/2=0 Q8p=!K 得Fr2=Fr/2=1015.9N Z .quh; 4CLsY n? 2、求水平平面的支承力 C\7u<2c FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 9z:K1 Bz?l{4". N#4N?BBP" 3、画垂直面弯矩图 ~/2g)IS L=40/2+40/2+90+10=140mm 3QW_k5o Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm xOythvO ;J]25j]] JBz}|MD 4、画水平面弯矩图 .jA\f:u# MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm >L gVj$Z {Bh("wg$Lk } ~| k I.1D*!tz 5、求合成弯矩图 !siWEzw {6h|6.S2 i\)3l%AK]T >)NQH9'1 6、求轴传递转矩 L;S}s, 2x T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm
dy<27 = /4*W DiH 8u>gbdU zPR8f-U vw *t(4 $ _1aGtX|W w~|1Wd<v :Xfn@>;3ui )1lu=gc ]3ifdGk id ?"PD"% :_xh(W+2< +6l]] *H dY!u)M;~~ <r~wZ}s w^HjZV 9 |{%i$ QB&BTT=! oh~:, AOb]qc GS;%zdH~ 7、求危险截面的当量弯矩 A_R!uRD8- 从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 7C7>y/uS 轴的扭切应力是脉动循环应力 Y/fJQ6DY 取折合系数a=0.6代入上式可得 bMm3F%FFq& MzkkcQLK 8、计算危险截面处轴的直径 gmP9j)V6 轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 ~Y7dH
Dn 由表13-3查得许用弯曲应力 , T2=HG Z 所以 =rFN1M/n{E 考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 \+m$ 故d=1.04*25.4=26.42mm z wk.bf>m 由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 Elb aFbr 所以此轴选d=40mm,安全 B{MaMf) 六、轴承的选择 h/)_)
r.x 由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 s^hR\iY 径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N ]*N1t>fb 工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) ^YlI>_3s 因为大修期三年,可更换一次轴承 )8,|-o= 所以取三年 Da.G4,vLh 由公式 8e&p\%1 式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) s{}]D{bc (深沟球轴承系列) BPv>$
m+. w0lT%CPx 由附表选6207型轴承 UvJ;A 七、键的选择 ny*i+4Mb 选普通平键A型 h8{(KRa 6 由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 }m-"8\_D b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm N( Oyi 由公式 ZDt?j 所以 =QOg 6 选变通平键,铸铁键 WsGths+[ KP]"P*?
? 所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 646JDX[o 八、减速器附件的选择 6.WceWBR 1、通气器: viX
+|A4gJ 由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 ?C-Towo=i 2、油面指示器: vB\]u. 选用油标尺,规格M16 Na{Y}0=^y 3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 V3Z]DA 4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 hz:pbes 5、窥视孔及视孔盖 YJeyIYCs< 选用板结构的视孔盖 d+eZub94U 九、润滑与密封: S\i@s_ 1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: ~f\G68c \ 0W!4D
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。 >l']H*&B< 2、滚动轴承的润滑 Of,2Q#oji 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。 cVnJ^*Z 3、润滑油的选择 Yf@e=: 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 AIYmS#V1W2 L-AN15润滑油 #%0Bx3uM 4、密封方式选取: Lh.b5Q| 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。 zAzP,1$? 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 Pe73g% 设计小结: ')Y'c 二、课程设计总结 2_^aw[- 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。 "Jq8?FoT 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。 I#F!N6; 'k0[rDFc#3 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;n:]+ /AY4M;}p 特别感谢—程莉老师。 \_V-A f{6 \JEXX4% 参考资料目录 q[q?hQ/b [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; Mn1Pt|_@! [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; a8k; (/ [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; [epi#]m [3]《设计手册软件》,网络上下载; GPz(j'jU [4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn W]M)Q}:Y
S8[=S i<kD S{pXs&4O 58\&/lYW Nw=60.0241r/min [qUN 4x5b klg25 #t x+ncc_2n&D `nM/l@ ryF7 N'r3`8tS -}O1dEn. 00v&lQBW Vtc36-\1* 0sN.H= %~L>1ShtU eAv4FA4g Pw=3.08Kw +/,icA}PI X[`bMa7IB( FuI73 .+7;)K
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W P0=4Kw at)~]dG }mAa}{_ P1=3.8Kw ELj\[&U uvrB5=u P2=3.6491Kw /kfgx{jZ E2m8UBS lBaR T0=39.7917Nm uuQ(& T1=113.4063Nm ~J P=T T2=589.5878Nm @7B$Yy# >(;{C<6|^ /Z$&pqs! ({q?d[q[ <kCU@SK UXdUO@ KA=1.1 Ry'= ke !TUrQ Pc=4.4Kw +t?3T-@Ks ~P@Q7T*
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