| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 _4f;<FL
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 nDW9NQ
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 svSV G:48
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 t&p|Ynz?i
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 1&2>LE/P
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 E.f%H( b
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8
3CJwj
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 e# bn#
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 ZB{Em B0W
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 DI%saw
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 H>C=zo,oiC
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 |g~ZfnP_%
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 YzWz|
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 Q.[0c t
(#'>(t(4
/ j^
1.拟定传动方案 g+l CMW\
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;jdqF~v!
v=1.1m/s;D=350mm; v2?ZQeHr_(
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) Xeaj xcop#
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。 ww/ Uzv
2.选择电动机 _Y!IEAU/#
1）电动机类型和结构形式 * ] (iS
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。 he4 (hX^
2）电动机容量 *8Z32c+C
（1）卷筒轴的输出功率Pw 62 6r^ c=
F=2800r/min; g5yJfRLxp
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 a
=QCp4^
(2)电动机输出功率Pd #* }+J3/
Pd=Pw/t yjAL\ U7`T
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 =Uh$&m
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： Jb(H %NJ
弹性联轴器 1个 g){<y~Mk
t4=0.99; KSvE~h[#+
滚动轴承 2对 <q SC#[xu
t2=0.99; nlYNN/@"
圆柱齿轮闭式 1对 " fI6Cpc
t3=0.97; d5.4l&\u
V带开式传动 1幅 68
sB )R
t1=0.95; w@b)g
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 yw!{MO
t5=0.98; 9UkBwS`
则 7"mc+QOp
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 Y} /-C3)
故 + H.`MZ=
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ;I*o@x_
（3）电动机额定功率Ped {FG j] *
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 N$DkX)Z
3）电动机的转速 R@0 R`Zs
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， / mMV{[
可选电动机的最小转速 K8~d^G
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min :t[_:3@
可选电动机的最大转速 ,>M[@4`,U
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min Gq6*SaTk
同步转速为960r/min \8
":]EU
选定电动机型号为Y132M1－6。 ?CZd Ol
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 JLYi]nZ
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 U(Zq= M
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ]yu:i-SfP
y2v^-q3
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm XkqCZHYkS
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 } #J/fa9
!
:Al!1BJQ
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 N;d] 14|
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 (mOtU8 e
1）传动装置总传动比 ~dSr5LUD
nm=960r/min; ;
KA~Z5x;
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 ;`Z{7' ^U
2）分配各级传动比 %C0Dw\A*:
取V带传动比为 @ 7u 0v
i1=3; 7P
T{lT
则单级圆柱齿轮减速器比为 E@\e$?*X
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 >sF)Bo Lc
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 BWNi [^]
4．计算传动装置的运动和动力参数 83m3OD_y
1）各轴转速 .d*8C,
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 \^LFkp
n0=nm; KXrjqqXs
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min D=$)n_F
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min =*Lfl'sr_
~rm_vo
2）各轴输入功率 [K Qi.u
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即
jo7\`#(Q
P0=Ped=4kw o4;(Zi#Z
轴I 的功率 vX>)je5#
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw So6x"1B
轴II功率 %xW"!WbJ|
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw FwK] $4*
3）各轴转矩 *Ly6`HZ9
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm rA1._
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 3^ClAE"8
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm l}h!B_P'
二、设计带轮 2eogY#
1、计算功率 _g8yDfcLG
P=Ped=4Kw N+ |d3X!
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 xo )P?-
查课本表8－10，得KA=1.1; ]|@^1we
计算功率 +_!QSU,@
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw @W<m 4fi
2选择普通V带型号 wL1MENzp*z
n0 =960r/min CITc2v3a
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 iscz}E,Y
d1=80~100 TC('H[
]
3、确定带轮基准直径 ]GS bjHsO
表8－11及推荐标准值 V9vTsmo(
小轮直径 $qiya[&G4
d1=100mm; x; S @bY
大轮直径 # _1`)VS
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm W_=f'yb:E
取标准件 OI*H,Z "
d2=355mm; kM 6
Qp
4、验算带速 m 5.Zu.
验算带速 Gdw VtqbX
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 9? $i?
在5~25m/s范围内 hxx.9x>ow
从动轮转速 6863xOv{T
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s mw!F{pw
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s R- :2HRaA
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 {ax:RUQxy
=-0.0141 b}f~il
5、V带基准长度和中心距 w]H->B29C
初定中心距 H|*m$| $,
中心距的范围 4 5e~6",
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm QZ s! {sZ
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm ig!+2g
a0=350mm; CAJ'zA|o
初算带长 _w{Qtj~s|
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 \RiP
Lc = 1461.2mm {=Wg zP
选定基准长度 sx%[=g+<2(
表8-7,表8-8查得 eDMO]5}Ht
Ld=1600mm; 6<]l W
定中心距 x A r\gu
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm g(052]
a=420mm; S!UaH>Rh
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm ^ c<Ve'-
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ^ y::jK
6、验算小带轮包角 'V {W-W<
验算包角 A<{{iBEI`
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a pb}*\/ s
145.2107 >120度 故合格 DF= *_,2/
7、求V带根数Z Za9q jBH
由式（13-15）得 uYN`:b8
查得 n1=960r/min , d1=120mm *T/']t
查表13-3 P0=0.95 vgPCQO([
由式13-9得传动比 $]d^- {|
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 3$ pX
查表（13-4）得 XZ7Lk)IR
"[J^YKoF
由包角145.21度 WE?5ehEme
查表13-5得Ka=0.92 \~W'v3:W
KL=0.99 +whDU 2 "
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 si I;" ?
8、作用在带上的压力F A&VG~r $
查表13-1得q=0.10 *pq\MiD/
故由13-17得单根V带初拉力 J zl6eo[;
fVlB=8DNk&
三、轴 r; {.%s7
初做轴直径： .]^?<bG
轴I和轴II选用45#钢 c=110 s_Sk0}e
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm icgfB-1|i
取d1=28mm uFE)17E
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm n S=W 1zf
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 ~ }P,.QQ
取YL10YLd10联轴器 _/|\aqF.
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 @]j1:PN-
取d2=45mm g#bRT *,L
四、齿轮 iTwm3V
P
1、齿轮强度 Y4 -t7UlS;
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 d=(mw_-?
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。 s[jTP(d)8
因 ， ax`o>_)
SH1=1.1， SH2=1.1 jd: 6:Fm
， &yg|t5o
， (=0.i n Z
因： ， ，SF=1.3 h{Y ",7] !
所以 ZVBXx\{s
}#fbb td
3`g^
2、按齿面接触强度设计 *@5 @,=d
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 <I? Zk80
小齿轮上的转矩 4Z*/Ws Cv
按 计算中心距 X'sr L j.
u=i=5.333 %J(:ADu]
mm e
,(mR+a8
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 :TbgFQ86~
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 jA1 +x:Wq
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm .#gzP2 [q
齿宽b= jcOcWB|
b1=70mm,b2=60mm 79gT+~z
3、验算弯曲强度 [, Gg^*umS
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 ';CNGv -
按式（11-8）轮齿弯曲强度 K+eM
L *wYx|
3og.y+.=U.
4、齿轮圆周速度 us-L] S+lm
t.<i:#rj>l
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 }2jn[${ pr
Wr
4,Y QM
l?e. 9o2-
E GU2fA7x
7Q 3 k 7
?,z}%p
oH@78D 0A
P.cyO3l
五、轴校核： }j Xfb@`K
:#Wd~~d
O.? JmE
>4TO=i
/~1+i'7V.,
5BIY<B+i
rq{$,/6 .
[X kx_B
6ujW Nf
vM={V$D&
4W75T2q#
F9^S"qv$
_ q"Gix
:gv"M8AP
). O)p9
}MySaL>
NEs:},)o
Eci\ a]
圆周力Ft=2T/d1 ]L jf?tk
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 X w1*(ffk
d=mz=2.5*101=252.5mm ctQ/wrkU
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N Ry&6p>-
Fr=5852.5*tan20=2031.9N " bG2:
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 vN $s|R'@
由Fr2*L-Fr*L/2=0 6Wn1{v0
得Fr2=Fr/2=1015.9N +@ UV?"d
qq?!LEZ
2、求水平平面的支承力 /r 5eWR1G
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N BtZ yn7a
}V>T M{
[g,}gyeS(
3、画垂直面弯矩图 YSMAd-Ef-
L=40/2+40/2+90＋10=140mm cQ|NJ_ F{1
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm }H2 R3icE
"@kaHIf[
KvS G;
4、画水平面弯矩图 gw(z1L5
n
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 'w/hw'F6
y`Fw-!'o
M|-)GvR$J
_F{C\}
5、求合成弯矩图 2%1hdA<
}]Tx lSp!;
*Ex|9FCt$
=Qq+4F)MD
6、求轴传递转矩 rQX z R
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm :Tc^y%b0
1M-pr 8:6s
9uY'E'm*
$>gFf}#C
z Dp 2g)
49P 4b<1
8t`?#8D}
z#N@ 0R
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e WcI
iE{&*.q_}>
2:R+tn(F
7、求危险截面的当量弯矩 $(9U @N9E
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 &zhAh1m
轴的扭切应力是脉动循环应力 GfG|&VNlz
取折合系数a=0.6代入上式可得 ^{{ q V
l,: F
8、计算危险截面处轴的直径 Qd6F H2Pl
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得
xPgBV~
由表13-3查得许用弯曲应力 ， hSMH, ^Io$
所以 % nIf)/2g
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 HDKbF/
故d=1.04*25.4=26.42mm F?cK- .
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 +#By* ;BJ
所以此轴选d=40mm,安全 .
.- hAH
六、轴承的选择 hcc/=_hA
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 W m|lSisY
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N VX/#1S tC
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时）
7.T?#;'3
因为大修期三年，可更换一次轴承 HThcn1u~^b
所以取三年 7KPwQ?SjT
由公式 -hV*EPQ/
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) | 3%8&@ho
（深沟球轴承系列） j9,P/K$:w
{t!!Uz 7
由附表选6207型轴承 R4@6G&2d>
七、键的选择 X|[`P<'N<
选普通平键A型 m4& /s
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 2Hdu:"j
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm b2]Kx&!
由公式 Mlq.?-QgIL
所以 9Ee'Cm
选变通平键，铸铁键 HqTjl4ai
W`&hp6Jq
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 T KjFp%
八、减速器附件的选择 yBRC *0+Vy
1、通气器： 3[&C g
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 bi:8(Q$w:`
2、油面指示器： 0ksa
选用油标尺，规格M16 5?L<N:;J_
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 7Qsgys#/=
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 5coZ|O&f8
5、窥视孔及视孔盖 _rYkis^ u
选用板结构的视孔盖 SB7c.H,
九、润滑与密封： {Pm Z9
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： &0f,~ /%Z
}-fl$j?9E
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 "mN q&$
2、滚动轴承的润滑 c)tfAD(N8x
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。 \?N2=jsu$
3、润滑油的选择 o14cwb
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
FC *[*
L-AN15润滑油 y==CT Y@
4、密封方式选取： .~}1+ \~5
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。 D6^6}1WI
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 y? :.;%!E
设计小结： E E'!|N3
二、课程设计总结 nOz.G"
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。 g1o8._ f.
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。 Z8oK2D w
]_f<kW\1*
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。 wf $s*|z
Rh |nP&6
特别感谢—程莉老师。 LDD|(KLR*.
9,tej
参考资料目录 )ANmIwmC#
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； B UR*n;V`
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； ]q-Y }1di8
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； 9K&:V(gmw
[3]《设计手册软件》，网络上下载； :eg4z )
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn {GO#.P "
Lxk[; j+
e$pV%5=
e]tDy0@
+]50D xflA
Nw=60.0241r/min ,: ->ErP
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P2=3.6491Kw W+X6 @/BO
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:#?5X|Gz
T0=39.7917Nm <=0
u2~E
T1=113.4063Nm W= qVc
T2=589.5878Nm 6N
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Rn I&8
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rOOT8nkR#
vv+z'(l
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