| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 mR
XR uK
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 S1y6G/e9
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ,&M#[>\(3
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 . 43cI(
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 q
jc4IW t~
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 lA/-fUA
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 (g X8iKl
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 NjEi.]L*fX
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Khc^ q*|C)
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 GxG~J4
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 K#X/j'$^
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 R*lq7n9
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 c};%VB
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 mS![J69(
7/QK"0
OM\1TD/-
1.拟定传动方案 AL3iNkEa
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 LOfw
#+]d
v=1.1m/s;D=350mm; j Tt9;?)
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) _ ~\ } fY
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 ZM v\j|{8
2.选择电动机 `m <O!I"A
1）电动机类型和结构形式 76<mP*5
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 P,'%$DLDg
2）电动机容量 E/%"%&`8j
（1）卷筒轴的输出功率Pw t $Rc
0
F=2800r/min; ]2)A/fOW
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 Q#SQ@oUzD
(2)电动机输出功率Pd ;zD4 #7 =
Pd=Pw/t $VF,l#aR
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 XJ3sqc S
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： JRFUNy1+e1
弹性联轴器 1个 H2Wlgt
t4=0.99; \-;f <%+
滚动轴承 2对 At=d//5FFP
t2=0.99; EXVZ?NG
圆柱齿轮闭式 1对 2 y^:T'p
t3=0.97; b=:u d[h
V带开式传动 1幅 OmBz'sp:
t1=0.95; Z*mbhod
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 R`a~8QVh&5
t5=0.98; I]e+5 E0
则 o68i0aFW
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 jUA~}DVD
故 si6CWsb_ f
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 QE[<Y 3M
（3）电动机额定功率Ped
iD_y@+iz
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 =cjO]
3）电动机的转速 I)FFh%m<}a
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， LiT%d
可选电动机的最小转速 0@cIj
]
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min {E Ay~lo
可选电动机的最大转速 f2IH2^)P
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min nD*iSb*
同步转速为960r/min ? F
#&F
选定电动机型号为Y132M1－6。 5qQMGN$K
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 Bgc]t
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 _`\!+q Gq
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 oH x :["F
H"AL@=
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm n
A b~
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 $ -1ajSVJ
j%nN*ms
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 ZJBb% d1;
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 [h;I)ug[o(
1）传动装置总传动比 a&b/C*R_
nm=960r/min; \~,\|
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 g-d{"ZXd J
2）分配各级传动比 " E2 0Y"[h
取V带传动比为 B0Wf$
s^7t
i1=3; ^{MqJ\S7H
则单级圆柱齿轮减速器比为 xNOKa*
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 I{(!h 90
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。 OU,FU@6,7w
4．计算传动装置的运动和动力参数 *2a" 2o
1）各轴转速 "PI;/(kR
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 ,jg #^47I
n0=nm; `X@\ Zv=}
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min C][hH?.
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min C +s/KA%
F:ycV~bE
2）各轴输入功率 >E J{ *
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 G`0O5G:1
P0=Ped=4kw I &iyj 99n
轴I 的功率 +S( # 7
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw :wIA.1bK}
轴II功率 h76j|1gI
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw .-rz30xT
3）各轴转矩 ,ZJ}X 9$<
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm EZB0qZIp
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm F-|DZ?)k5
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm G=17]>U
二、设计带轮 *P*~CHx>
1、计算功率 ]w6 F%d
P=Ped=4Kw *>=tmW;%
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 K _VIk'RB
查课本表8－10，得KA=1.1; #0<pRDXj
计算功率 Z . gb'
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw .2@T|WD!Ah
2选择普通V带型号 sX~E ~$_g
n0 =960r/min _9lMa 7i
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 _1gN U]"
d1=80~100 g3kbsi7_:
3、确定带轮基准直径 \ 2y/:
表8－11及推荐标准值 geyCS3
:p
小轮直径 M 8WjqTq
d1=100mm; Fw&ImRMk
大轮直径 i`F5
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm cF15Mm2
取标准件 y{mt *VA4
d2=355mm; ,byc !P
4、验算带速 k(H]IL L
验算带速 ]" V_`i7Z
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s yP$esDP
在5~25m/s范围内 e5bXgmyil
从动轮转速 n}Z%D-b$
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 6Z#Nh@!+C
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s zy$jTqDH
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ^ou)c/68aQ
=-0.0141 $;Fx Zkp
5、V带基准长度和中心距 |k6+-
1~_
初定中心距 Z]b ;%:>=
中心距的范围 J(#6Cld`c
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm SV t~pE+Y
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm x] wi&
a0=350mm; % ^lD
初算带长 *Ze0V9$'
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 |E6 _TZ#=
Lc = 1461.2mm Ne<S_u2nT
选定基准长度 Fj<*!J$,
表8-7,表8-8查得 >|% 3j,<U
Ld=1600mm; +g?uvXC&
定中心距 'M6+(`x
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm }'wZ)N@
a=420mm; A-4;$
QSm
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm IWv5UmjN
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ^)]U5+g?
6、验算小带轮包角 [(*Eg!?W=
验算包角 7#j.y f4
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a Q D%xmP
145.2107 >120度 故合格 hA 5p'a+K
7、求V带根数Z X9?)P 5h=
由式（13-15）得 )@DDs(q=i
查得 n1=960r/min , d1=120mm 9oc_*V0<
查表13-3 P0=0.95 P,pC Z+H
由式13-9得传动比 nQV0I"f]?]
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 8zeeC
eI U
查表（13-4）得 m BvO<?ec
Ci-Ze j
由包角145.21度 tm5{h{A M
查表13-5得Ka=0.92 )lLeL#]FLO
KL=0.99 d%k7n+ICQ4
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 h9 DUS,G9,
8、作用在带上的压力F F&!vtlV)
查表13-1得q=0.10 yC$m(Y12FN
故由13-17得单根V带初拉力 KS(H_&j
^ =^\=9"
b
三、轴 lv/im/]v
初做轴直径： k F^4kCJ@
轴I和轴II选用45#钢 c=110 C)j/!+nh
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm w.58=Pr
取d1=28mm [ S
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm RdD>&D$I
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 ?`e@ o?
取YL10YLd10联轴器 s tK}K- =`
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ? l %4
P5
取d2=45mm BhDg\oxZ
四、齿轮 =| T ^)J
1、齿轮强度 t<fah 3hl
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 0fX` >-X
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%c%zzQ
因 ， & o x
SH1=1.1， SH2=1.1 eZa7brC|
， C~4SP CU
， N{bg-%s10i
因： ， ，SF=1.3 ?WXftzdf6u
所以 3m7 5mn y
swZi
O_85
xz0t8`N oN
2、按齿面接触强度设计 2iM}YCV
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 BA1H)%
小齿轮上的转矩 G@Z%[YNw
按 计算中心距 :@jctH~
u=i=5.333 qvu1 u
GCc
mm Pl/Xh03E
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 !0hyp |F:>
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 mW!n%f
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm k^ |z.$+
齿宽b= n.c0G`
b1=70mm,b2=60mm -){6ynqv
3、验算弯曲强度 eY #^vB
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 er24}G8
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ] / Nt
>)C7IQ /
pLe4dz WA
4、齿轮圆周速度 "{~FEx4
3 .#L
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 Qq.$! $
dakHH@Q
75p9_)>96
a]fFR~ OY
@yb'h`f]
7/a7p(
` lE& : )
: 8>zo
五、轴校核： X@[5nyILf
p5E
okh
Hy :x.'i
l HM}
E$5
QyL]-zNg
7#+Ih-&EQ
Y>aVnixx<
r4[=pfe25
(*r2bm2FPO
2~/`L=L
Z*w({k7]
_Zav Y<6
&TRKd)w d
<2@t ~ 9
b+:mV7eX
MV zj7~+
[r>hK ZU2
9\?&u_ U"
圆周力Ft=2T/d1 R5QW4i9
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 xib}E[-l#
d=mz=2.5*101=252.5mm 6!0NFP~b
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N V^FM-bg%9
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 5!9y nIC+>
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 |0F o{
由Fr2*L-Fr*L/2=0 32+N?[9
*
得Fr2=Fr/2=1015.9N >CKa?N;
XelFGT E
2、求水平平面的支承力 @=w)a
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N f 5bX,e)!
:| k!hG
>DY/CcG\P
3、画垂直面弯矩图 _5n2'\] H`
L=40/2+40/2+90＋10=140mm n%;qIKnIq\
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm wH@< 0lw`<
b?0WA.[{
rkS'OC
4、画水平面弯矩图 D_<B^3w )
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm {=I,+[(
!-qk1+<h
E l .eK9L
EhO\N\p(Q=
5、求合成弯矩图 4`v[p4k
#q34>}O< O
6C .!+km
IA1O]i
S
6、求轴传递转矩 % O%;\t
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm mhIGunK;+
3<Fq K \P
^{yb4yQ
0
>/.jB /q
Th,]nVsGs~
. w\4Th#
y'f-4E<
AS0(NlV
/-<]v 3J
Gg6cjc =dC
2mj>,kS?c
gDfM} 2]/
' )F@em
T2W^4)
H!y@.W{_
jku Nafp}
;ACeY
xop\W4s_
!5m~qet.
]]V=\.y
IP !zg|c,
7、求危险截面的当量弯矩 0x'Fi2= `
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 QQHC
1
轴的扭切应力是脉动循环应力 H-5f!>)
取折合系数a=0.6代入上式可得 Z+J~moW `
%u|Qh /?7
8、计算危险截面处轴的直径 ?aG ~ E
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 @J@bD+Q+0
由表13-3查得许用弯曲应力 ， IfRrl/!nw
所以 mn<ea&
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 Ej VB\6,
故d=1.04*25.4=26.42mm Z.>?Dt
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ; zy;M5l5.
所以此轴选d=40mm,安全 #@5 jOi
六、轴承的选择 a~tBg y+9
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 ~}~ yR*K%
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N B;{sr 'CP
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） DUm/0q &
因为大修期三年，可更换一次轴承 XnvaT(k7Y
所以取三年 hU2 N{Ac
由公式 oDA'}[/
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) kS7T ' [d
（深沟球轴承系列） /_bM~g
`+r5I5
由附表选6207型轴承 ]}0+7Q
七、键的选择 }Ty_ } 6a5
选普通平键A型 'Uo:b<
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 2gjA>ET`N
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm gD fVY%[Z
由公式 7@VR:~n}k
所以 M9S[{Jj*
选变通平键，铸铁键 ]zK} X!
Md m(xUs
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。
UuA=qWC
八、减速器附件的选择 sAc)X!}
1、通气器： Nb {oH +$b
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 5 4LCoG/
2、油面指示器： q`;URkjk
选用油标尺，规格M16 |b7>kM}"
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 1Kebl
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 <~8W>Y\m
5、窥视孔及视孔盖 K<_H`k*x
选用板结构的视孔盖 @49^WY
九、润滑与密封： WCWBvw4&"{
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： XJOo. Y
TT&!WbA-Hk
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。 RMrt4:- DI
2、滚动轴承的润滑 @f YA{-ZC
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。 \S2'3SD d/
3、润滑油的选择 d ly 08 74
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}G:bBa
L-AN15润滑油 n:! J3pR
4、密封方式选取： Y2D ) $
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。 C,z]q$4
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 KJkcmF}Q
设计小结： F RF}V@~
二、课程设计总结 P?uKDON
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。 Vis?cuU/
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。 |m EJJg`"7
\)"qN^we
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。 Tp6ysjao
F^~#D, \
特别感谢—程莉老师。 j KQP0 t-
`4p9K
参考资料目录 Zj<T#4?8
[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； 4* hmeS"
[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； \%^3Izsc
[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； q.X-2jjpx:
[3]《设计手册软件》，网络上下载； Yr,1# #u
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn |ZKchd8Yq
QBo^{],
<z4!m/f [(
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