| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 > b ["T+
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 `Of wl%G
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 x7@WWFF>
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 _RW[]MN3*
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 Ky y G8;G%
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 IP'igX
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 y\_S11{v
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 r9M={jC
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 {IMzR'PN
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 ]v{fFmL
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 w }Upa(dU
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ZW ?7 g+P
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 VRX"
@uCD
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ?:?4rIZ<
qp W#!Vbx
<nvWC/LU
1.拟定传动方案 99 !{[gOv
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 >jX
UO
v=1.1m/s;D=350mm; 0H3T'J%r
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) S(J\<)b
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。 UPKi/)C;
2.选择电动机 x}.d`=
1）电动机类型和结构形式 U R@BSK'
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。 &{ {DS
2）电动机容量 \B2 d(=~4
（1）卷筒轴的输出功率Pw <s-@!8*(
F=2800r/min; Nr"N\yOA/
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ]|N4 #4
(2)电动机输出功率Pd j/9QV
Pd=Pw/t ,0Zn hS)kq
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 M_1Tx
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： , Ln
弹性联轴器 1个 x~;EH6$5'/
t4=0.99; z`/.v&<>V
滚动轴承 2对 @E}X-r.^f
t2=0.99; r.W,-%=bL
圆柱齿轮闭式 1对 I/Jp,~JT*
t3=0.97; &ZE\@Vc
V带开式传动 1幅 g`OOVaB
t1=0.95; {(O Iu]:
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 bV`C ;RPn
t5=0.98; q{GSsDo-:V
则 hR r1#'&
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 V->%)d3i
故 ~u0xX fv#
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 fT3*>^Uv
（3）电动机额定功率Ped fcICFReyV
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 -k&{nD|
3）电动机的转速 ( s"iC:D6U
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， @%<?GNS O
可选电动机的最小转速 _~[?> cF%
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min ( .1 rtj
可选电动机的最大转速 "W@XP+POAY
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min o} =.
同步转速为960r/min +%wWSZ<#
选定电动机型号为Y132M1－6。 UQ3@@:L_
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 ns#~}2"d
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 qon{
g
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 i~)N QmH<
Vd +Q:L
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ESMG<vW&f
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ^IGyuj0]jG
:,kU#eZ$-
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 n}A?jOSAe
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 Ud#X@xK<h
1）传动装置总传动比 h}| 6VJ@.
nm=960r/min; %f(S'<DhC
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 sz/ *w 7
2）分配各级传动比 f<89$/w
取V带传动比为 =4zNo3IvL+
i1=3; \&iil =H8!
则单级圆柱齿轮减速器比为 # SQvXMT
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312
3@)obb
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。 8?7kIin
4．计算传动装置的运动和动力参数 0||"r&:X
1）各轴转速 YOV :
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 rLJ[FqS
n0=nm; $;Vc@mYGW;
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min lc [XFc
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min CE#\Roi x)
lwOf)jK: J
2）各轴输入功率 VLsh=v
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 mX&xn2}qZ"
P0=Ped=4kw Y{Da+
轴I 的功率 aDL)|> "Q
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw l"J*)P
轴II功率 ;1W6"3t-Y
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw j z~[5m}J
3）各轴转矩 F7{R~mS;
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 5`{vE4A]q
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm pI7Ssv i^
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm s`hav
二、设计带轮 u7;`4P:o@
1、计算功率 q2e]3{l3
P=Ped=4Kw Xb}!0k/{
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 FY]p v6@
查课本表8－10，得KA=1.1;
?7 #7:
计算功率 l'U1
01M>F
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw .^i<xY
2选择普通V带型号 ^m*3&x8
n0 =960r/min _(C^ [ :s
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 SLkuT`*
d1=80~100 XHxz @_rw
3、确定带轮基准直径 iTh
xVD
表8－11及推荐标准值 |q;Al
z{
小轮直径 {odA[H
d1=100mm; S%kS#U${|
大轮直径 +W9]ED
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm :pwa{ P
取标准件 RqXi1<6j#
d2=355mm; 0p-#f|ET
4、验算带速 pOMgEEhfS
验算带速 %[w Tz$S"
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s -kl;!:'.3
在5~25m/s范围内 p*|ah%F6N
从动轮转速 bGN
5 4{f
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s cw;co@!$
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s `<^*jB@P
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Z,WubX<
=-0.0141 QY@u}&m%o
5、V带基准长度和中心距 B7 HQR{t
初定中心距 nq' M?c#E
中心距的范围 xO 7Yt
l
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm -#aZF2z
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 0Uw
^FcW
a0=350mm; cZ|l Cy^
初算带长 ^agj4$
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 Cxm6TO`-;
Lc = 1461.2mm )lh8
k {
选定基准长度 QH~Jy*\+PX
表8-7,表8-8查得 aG!
*WHt
Ld=1600mm; 3B{[%#vO
定中心距 e1unzpWN
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm d&jjWlHgEN
a=420mm; /s|{by`we4
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm C Wi8Fv
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm (#o t^
6、验算小带轮包角 0|XKd24BN
验算包角 )iU^&@[S
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 5 y
145.2107 >120度 故合格 Q[PK`*2)
7、求V带根数Z /L&M,OUcr.
由式（13-15）得 IU#x[P!
查得 n1=960r/min , d1=120mm ^e%}[q[>|
查表13-3 P0=0.95 "MnSJ 2
由式13-9得传动比 dl0FQNz8@B
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 h^oH^moq<
查表（13-4）得 %d; <2b0
k4{:9zL1#?
由包角145.21度 5G(E&>~
查表13-5得Ka=0.92 _BS
9GB
KL=0.99 PKf:O
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 -(#-I $z
8、作用在带上的压力F :#u}.G
查表13-1得q=0.10 ^.go O]
故由13-17得单根V带初拉力 5~ +XZA#2
p|qyTeg
三、轴 7I}P*%(f
初做轴直径： "DQ'C% sL9
轴I和轴II选用45#钢 c=110 g97]Y1g
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm T 3N"CUk
取d1=28mm 8W+5)m.tp
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm ?j{C*|yHO
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 kl} Xmw{tJ
取YL10YLd10联轴器 E0 l _--
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 gR Nv-^
取d2=45mm rmd;\)#* `
四、齿轮 4(cJ^]wb ^
1、齿轮强度 }Qr6 l/2
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 zY=jXa)K~
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。 }Ln@R~[
因 ， x /mp=
SH1=1.1， SH2=1.1 }Hcx=}j
， Yr+ 23Ro
， 0CAa^Q^w
因： ， ，SF=1.3 !HK^AwNY
所以 edvFQ#,d
SO{p ;g
jQh^WmN
2、按齿面接触强度设计 <
< Y}~N
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 \9{F5S z
小齿轮上的转矩 Bh]!WMA w.
按 计算中心距 : c.JhE3D
u=i=5.333 l7}g^\I
mm <l,o&p,>|c
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 % .HJK
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 QM<y`cZ8
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm p9qKLJ*.C
齿宽b= v?:: | {
b1=70mm,b2=60mm NHQF^2 \\
3、验算弯曲强度 @T-p2#&
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 )3A{GZj#6
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ;_?MX/w|&
w:i:~f .
ZC0-wr \
4、齿轮圆周速度
aelO3'UN
h9s >LY
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 GqKsK
r2%
!Ng=Yk>3
';B# Gx
iw9Q18:I}
B4Y(?JT x
jX g
s)J(/
b~m2tC=AW
五、轴校核： Cby;? F6w
Qdk 6Qubi!
`# P$ ]:
nIk$7rGLB
K2)!h.W
lSwcL
p=Q0!!_r
!YL. .fb
A^ \.Z4=d"
:mppv8bh
yay<G P?
k?B[>aQn.0
A7_4 .VH
kOwMs<1J
l |2D/K5
:M3oUE{
#6v27:XK
{7hLsK[])
圆周力Ft=2T/d1 H`hnEOyLp
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 DTRJ/ @t
d=mz=2.5*101=252.5mm Vv.r8IGYm
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N S[3iA~)Z-
Fr=5852.5*tan20=2031.9N )- 15 N
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 1$/MrPT(b
由Fr2*L-Fr*L/2=0 2&mGT&HAVA
得Fr2=Fr/2=1015.9N Jz ji&A~
yF}OfK?0f
2、求水平平面的支承力 |077Sf |
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N r|Z3$J{^"
Qj{8?lew
} p
FQRSOZ
3、画垂直面弯矩图 ^FmU_Q0
L=40/2+40/2+90＋10=140mm .~A*=
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm Ks^6.)
^ 2GHe<Y
e~%
;K4
4、画水平面弯矩图 w27KI]%(
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm qU2~fNY
<#=N
m0S$
j`'`)3f
E:sz$\Ht)
5、求合成弯矩图 /n~\\9#3
g6@Fp7T
;h6v@)#GX
[v 7^i_d
6、求轴传递转矩 h!~3Dw>,N
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm +y7;81ND
:P,sxDlG)
b5$Jf jI
KH)D 08
`e9$, h|4
`g8E1-]l
fH`P[^N
.7'kw]{/
S= R7`a<.5
WV3|?,y]qm
C *U'~qRK
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]-oJ[5cQ0v
/>¬$>
HX'FYt/?t
Wcb7
;~K
GRb*Ee T
gmIqT
f
+4[^!q*
H
{Q+gZcu
LmlXMia
7、求危险截面的当量弯矩 rG#Z=*b%
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 }kw/W#)J
轴的扭切应力是脉动循环应力 G+B~Ix-
取折合系数a=0.6代入上式可得 ;^*Unyt[4]
4&8Gr0C
8、计算危险截面处轴的直径 ]k9)G*
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 >fH=DOz$&
由表13-3查得许用弯曲应力 ， Gl1jxxd
所以 $0bjKy
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 rl9. ]~
故d=1.04*25.4=26.42mm 0|R# Tb;Y
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 3qY K_M^[
所以此轴选d=40mm,安全 *f ,DhT/P
六、轴承的选择 M?= ; JJ:
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 (D@A74q\'
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N }2K $^u R
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） USFD y
因为大修期三年，可更换一次轴承 Q{k
At%
所以取三年 GUF"<k
由公式 Bo<>e~6P
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) -( O-%
（深沟球轴承系列） lKEk XO
?Ma~ ^0
由附表选6207型轴承 `ptj? 6N-
七、键的选择 >A0k 8T
选普通平键A型 JG9` h#
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 F4<O2!V
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm A
AHt218
由公式 *3T| M@Y
所以 K}6dg<
选变通平键，铸铁键 ##Z_QB(;
5 ,)Q w
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 ^F:k3,_[
八、减速器附件的选择 Fg L rb#
1、通气器： ?$e9<lsQq)
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 -s9P 8W
2、油面指示器： %,hV [[ @.
选用油标尺，规格M16 9;? UvOI;
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 / r12h|
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 $9S(_xdI&
5、窥视孔及视孔盖 ' B
选用板结构的视孔盖 )5|I_PX B
九、润滑与密封： 5OoN!TEM
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： l4TpH|k
*>VVt8*Et
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 cUDoN`fSl,
2、滚动轴承的润滑 0%) i<a!_Z
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 ,;M4jc {
3、润滑油的选择 Mwg u9 3?
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 u*qV[y5Bl
L-AN15润滑油 7Sz?S_N/j
4、密封方式选取： gocrjjAHk
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 ORu2V# Z[
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 tDr#H!2
3
设计小结： 8 EVgoJ.
二、课程设计总结 _ 0 gKK2
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 EC|' l
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 F#|: `$ t
K Fa_
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。 P;pl,~
jYiv'6z
特别感谢—程莉老师。 !Ci~!)$z6
^<X@s1^ #
参考资料目录 9:I6( Zv0
[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； pH`44KAuM
[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； $ "Bh]-
[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； :8A!HI}m{
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 7<H
|QL&
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn z"*/mP2
G<M:A k +~
t'm;:J1
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