| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 NSM-p.I9
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 :Q&8DC#]
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 lza 'l
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 6S`eN\s
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 :/Sx\Nz78
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 U_M > Q_r(
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 xj%h-@ o6
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 "p$`CUtI
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 <R]?8L0{h
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 o ?hya.;h4
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 D ZLS n Ax
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 na8A}\!<
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ULQ*cW&;?
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ,|T
4y)"IOd#|
| L fH,6
1.拟定传动方案 S ._9
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 6 D~b9 e
v=1.1m/s;D=350mm; KY4|C05 ,
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) #^Sd r-
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 ds7I .Q'
2.选择电动机 v*]|1q%/
1）电动机类型和结构形式 O]lWaiR`
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 X g.\B1d
2）电动机容量 8 +uOYNXsA
（1）卷筒轴的输出功率Pw G H^i,88
F=2800r/min; E!3W_:Bs
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 j.ANBE96>
(2)电动机输出功率Pd |!rD2T\Ef
Pd=Pw/t ]6$NU
[
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 bl}$x/
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： +2C:]
弹性联轴器 1个 "C}nS=]8m
t4=0.99; - +
$u
滚动轴承 2对 dsJ}C|N
t2=0.99; 0)9GkHVu(
圆柱齿轮闭式 1对 w*Kw#m 'U
t3=0.97; 9[$g;}w
V带开式传动 1幅 n;O
3.2
t1=0.95; !|Vjv}UO
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 S>cT(q_&
t5=0.98; E})PNf;
则 m,*t} j0 7
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 iFga==rw
故 D~2,0K
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 1V JE+3
（3）电动机额定功率Ped O^sgUT1O
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 %&e5i
3）电动机的转速 a>" "MC2
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， PjRKYa_U
可选电动机的最小转速 y .
AN0
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min Cn+TcdHX
可选电动机的最大转速 51&wH
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min KX`MX5?x
同步转速为960r/min 63F0 Za}h
选定电动机型号为Y132M1－6。 b/
~&M+)
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 -FE5sW
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 Sy8o/-
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 C{e:xGJK
s
g6
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm t {x&|%u
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 _K/h/!\n
T[ mTA>d
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 RZDZ3W(;h
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 z2 nDD6N
1）传动装置总传动比 ))306*X\
nm=960r/min; +a;: 7[%&
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 sA}=o.\j:
2）分配各级传动比 {e>}.R
取V带传动比为 UW)k ]@L
i1=3; gzl_
"j
则单级圆柱齿轮减速器比为 :5C9uW #
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 5 _] i==M
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。 bYow EzieF
4．计算传动装置的运动和动力参数 t'R &$;z@b
1）各轴转速 R},mq&f5
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 >f}rM20Vm
n0=nm; *3 .
]
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ;QW)tv.y
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ]6 }|X#_
9> [ $;>
2）各轴输入功率 3osAWSCEL
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 /UM9g+Bb
P0=Ped=4kw . VWH
轴I 的功率 zXp{9P\c
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw O+z-6:`
轴II功率 B#sc!eLmU&
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw @I_ A(cr
3）各轴转矩 2nOQ48ha T
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm .X YSO
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm E~{-RZNK
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm h*d&2>"0m?
二、设计带轮 WS2TOAya)
1、计算功率 $+V{2k4X,
P=Ped=4Kw H^'EY:|
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 -OVJ ]
查课本表8－10，得KA=1.1; va#~ \%`
计算功率 BKV vu}V(o
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw >(d+E\! A
2选择普通V带型号 :t9(T ?2
n0 =960r/min .6
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 h`Y t4-Y
d1=80~100 /T*{Mo{B
3、确定带轮基准直径 ;jI\MZ~l\
表8－11及推荐标准值 5.5dB2w
小轮直径 W 6 ~<7
d1=100mm; Vv6xVX
大轮直径 $mp7IZE|
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm M!m TNIj8~
取标准件 0H;dA1
d2=355mm; X9zTz2 Fy
4、验算带速 Y5Ey%M m6
验算带速 5%,n[qj4IT
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s o<T>G{XYB
在5~25m/s范围内 'Y>!xm
从动轮转速 GTJ\APrH
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 0D 0 #*J
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s o3}12i S
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 I8`.e qV
=-0.0141 ZL~}B.nqS
5、V带基准长度和中心距 NL2n\%n
初定中心距 [y>Q3UqN
中心距的范围 zB 7wGl9
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm E2%7 v
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm mQ' ]0D S
a0=350mm; lL%7 lO
初算带长 uCmdNY
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 m0/ J3
Lc = 1461.2mm {zmo7~=
选定基准长度 _Bc B@a
表8-7,表8-8查得 ^W #[6]S
Ld=1600mm; 2ZLK`^S
定中心距 h-!( O^M
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm |oO0%#1H
a=420mm; ~x>IN1Vci
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm t41\nTZr
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm x-Xb4?{
6、验算小带轮包角 Na3tK}x
验算包角 R p. @
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a g/V C$I!'
145.2107 >120度 故合格 EA?:GtH
7、求V带根数Z &
}k=V4L
由式（13-15）得 QF-.")Z
查得 n1=960r/min , d1=120mm c WK@ O >
查表13-3 P0=0.95 4+l7v?:Pr
由式13-9得传动比 =U|J{^ >I
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 vR+(7 ^Yy
查表（13-4）得 ho^1T3
Hk3HzN 3
由包角145.21度 z XVQLz5
查表13-5得Ka=0.92 I|iI
,l/9
KL=0.99 :gQc@)jZ(*
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 G++kU o<
8、作用在带上的压力F r@s, cCK9?
查表13-1得q=0.10 MZ0uc2L=
故由13-17得单根V带初拉力 X ,T^(p
uiHlaMf
三、轴 Z AZQFr'*
初做轴直径： XXe7w3x{
轴I和轴II选用45#钢 c=110 S7N54X2JwL
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm 1F[;
)@
取d1=28mm ]T
zN *6o
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm %y8w9aGt
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 azOp53zR
取YL10YLd10联轴器 3PBg3Y$
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 n=hz7tjaz
取d2=45mm aY3kww`
四、齿轮 HJ_xg6.x
1、齿轮强度 |bd 5aRS9
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 hkW"D<i i-
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。 lzuPE,h
因 ， wl(}F^:/`
SH1=1.1， SH2=1.1 TzX>d<x
， S0p]:r ";x
， r Ld,Izi
因： ， ，SF=1.3 Y]P
$|JW):
所以 X*FK6,Y|(
9';0vrFeM
]G| @F
:
2、按齿面接触强度设计 _L# Tp
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 CGv(dE,G&]
小齿轮上的转矩 vLpE|QZ s
按 计算中心距 ZO0_:T#Z
u=i=5.333 D:.^]o[
mm m=%W <8[V
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 Snh\Fgdz
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 X>*zA ?:
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 6 t A?<S
齿宽b= Y z%=
b1=70mm,b2=60mm 4I,@aj46
3、验算弯曲强度 :()4eK/\
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 gB
kb0
按式（11-8）轮齿弯曲强度 sy>P n
1 u&P,&T
I94;1(Cs%
4、齿轮圆周速度
uiiA)j*!
Dw.>4bA.
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 Zc%S`zK`7
u y`U1>
pCpj#+ |_)
?w<x_Lo
u#
%7>=
xnh%nv<v{
hXM C!~Th
iB]kn(2C
五、轴校核： b*p ,s9k7
;g W~+hW ^
;7 IVg[f
6] <?+#uQ
v,>q]!
|a
I M
+Dm
HkrNh>^=
n,AN&BZ
75^-93
?*4]LuK6
T-<^mX[}
}n:-nB4
0Fi7|
t^h>~o' \
wv?`3:co
-lAA,}&+!
kWoy%?|RRa
'{7A1yJnY%
圆周力Ft=2T/d1 QQrvT,]
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ,eZ'pxt
d=mz=2.5*101=252.5mm O+'Pq,hn
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N qrt+{5/t
Fr=5852.5*tan20=2031.9N BwL : B\
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 A\SbuRty
由Fr2*L-Fr*L/2=0 j l7e6#zu
得Fr2=Fr/2=1015.9N kdoE)C
} [75`pC~O
2、求水平平面的支承力 gu"Agct4
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N LW2Sko?Yo
xQmk2S`
y
wI`uAZ="
3、画垂直面弯矩图 C[x!Lf8'
L=40/2+40/2+90＋10=140mm ^ro?.,c T
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm D/{-
g@1MIm c'!
moc_}(
4、画水平面弯矩图 1F$a
My?
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm I/Vlw-
F*]AjD -
'!y ^
!\"C<*5
5、求合成弯矩图 *1elUI2Rg
Ngh Q#c
6.By)L
h,\_F# hi
6、求轴传递转矩 ^Yn6kF
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm h~n l
^ 0TJys%
w[VWk
b %v1]a[
O:u^ jcXA
jh=:Q P/
{yfG_J
}7&;YAt
"E'OP R
H9 't;Do
9@:& E
_@d.wfM
LoTq 2 /
Tl 25t^Y
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us5`?XeX]
*emUQ/uvf
S '?XI@t[
q WP1i7]=/
.[CXW 2k
bggSYhJ?\#
7、求危险截面的当量弯矩 _ b#9^2o
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 (j cLzq
轴的扭切应力是脉动循环应力 K` U\+AE
取折合系数a=0.6代入上式可得 (6.0gB$aTu
ss-B e
8、计算危险截面处轴的直径 Q <78< #I
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 nYE_WXY3V
由表13-3查得许用弯曲应力 ， ~){*X Jw6
所以 [#14atv
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 w0Us8JNGz
故d=1.04*25.4=26.42mm GR|Vwxs<@P
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ){ gO b
所以此轴选d=40mm,安全 J .El& Dev
六、轴承的选择 3xj<ATSe
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 op}x}Ioz
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N _c %~\LOk
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） -/FCd(
因为大修期三年，可更换一次轴承 JfC.U,7Nc
所以取三年 W]rXt,{ &
由公式 FUHa"$Bg
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) \yM[?/<
（深沟球轴承系列） i?mDR$X:
)B8[ w
由附表选6207型轴承 # Dy;x\a
七、键的选择 )V9$ P)
选普通平键A型 a{]1H4+bQ
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ~L 4"t_-
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm r^Gl~ sX
由公式 drN^-e
所以 d~28! E+
选变通平键，铸铁键 NO 6. qWl
V+(
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 8mx5K-/,y^
八、减速器附件的选择 s$`evX7D
1、通气器： XFd[>U<X
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ,=K!Y TeVl
2、油面指示器： S0"O U0`N
选用油标尺，规格M16 EmY8AN(*
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ( 4b&}46
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 %L~X\M:Qk
5、窥视孔及视孔盖 !Ng^k>*h
选用板结构的视孔盖 %s<7|,
九、润滑与密封： zW+Y{^hf
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： ]c$%;!ZE
Sgr<z d'b
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。 #<se0CJB
2、滚动轴承的润滑
!y*V;J
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。 )(?s=< H
3、润滑油的选择 eW\_9E)cY
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 in B}ydk
L-AN15润滑油 kv) LH{
4、密封方式选取： )w/f 'fq
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。 yhUc]6`V.H
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 J'2R-CI,
设计小结： YM#XV*P0 q
二、课程设计总结 g]jtVQH']
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。 R2M,VK?Wx
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。 V+D "_
9:@os0^O
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。 h RA.u'M
Bt.W_p
特别感谢—程莉老师。 zJ &qR
a>s v
参考资料目录 a^ sR?.+3
[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； u1nv' \*
[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； K$(U>D|
[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； {\0 R[+d
[3]《设计手册软件》，网络上下载； EiT
raWV"O
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn SxQ|1: i%
+ E S.O]?>
0<i~XN0g
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Nw=60.0241r/min 8 5s{;3
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T1=113.4063Nm _]Hn:O"o
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