| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 *.n9D
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 (*^_ wq-;
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 e8--qV#<
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 /vwGSuk._
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ^L *:0P~
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ~Se/uL;*
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 @;JT }R H-
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 )TVyRY Z1
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 >eW HPO
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 Zb<DgJ=3
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 //_v"dqP{)
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 r6*0H/*
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 )7*Apy==x
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 u` R
UTHGjE
y = G
1.拟定传动方案 &HT
P eB
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 "otP^X.
v=1.1m/s;D=350mm; "<txg%j\J
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) Cp_"PvTmT
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。 E.}T.St
2.选择电动机 :M'3U g$t
1）电动机类型和结构形式 r }pYm'e
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。 "e@JMS
2）电动机容量 <+
> y GPp
（1）卷筒轴的输出功率Pw DLJ u%5F
F=2800r/min; Rb'," ` 7
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 }#a d
(2)电动机输出功率Pd zl4Iq+5~6Q
Pd=Pw/t Ub4j 3`
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 !pQQkZol
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： Nq9@^ E-{M
弹性联轴器 1个 83OOM;'
t4=0.99; 3'
mQ=tKa
滚动轴承 2对 $l7
<j_C
t2=0.99; xBl }=M?Qu
圆柱齿轮闭式 1对 {[ NBTT9&
t3=0.97; ,K,n{3]
V带开式传动 1幅 $:{u F#
t1=0.95; OqHD=D[
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ,M5zhp$
t5=0.98; M,3sK!`>
则 ~eA7:dZLb
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 [Xg?sdQCI
故 .ie \3q)
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 #L` @["
（3）电动机额定功率Ped at/bes W
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 Vj2]-]Cm
3）电动机的转速 Go= MG:`
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， _@ev( B
可选电动机的最小转速 !QSL8 v@c
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min
~%bz2Pd%
可选电动机的最大转速 B24wn8<
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min j_j~BXhIS
同步转速为960r/min (w6 024~
选定电动机型号为Y132M1－6。 Oz-X}eM
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 L|u \3.:
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 Pz: ,q~
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 !Hr~B.f7
z^ rf;
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm zL+jlUkE
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 OtBVfA:[
UQ}[2x(Kb
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 xKv\z1ra
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 /hQTV!\u
1）传动装置总传动比 e)zE*9
nm=960r/min; p? > (y
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 g\, pZ]0i
2）分配各级传动比 &&nvv &a
取V带传动比为 :uSo 2d
i1=3; pW 2NrBq@w
则单级圆柱齿轮减速器比为 kD8$ir'UYG
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 RplLU 7
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 h-].?X,]Q
4．计算传动装置的运动和动力参数 ;xS@- </:
1）各轴转速 m6a`Ok P
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 |k\4\a Lj
n0=nm; sn+g#v9e
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ' =Nb`n3%
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ;}@.E@s%'
F>d B@V-
2）各轴输入功率 c>6dlWTqX
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 M ~z A
P0=Ped=4kw 3X=9$xw_
轴I 的功率 NTb mI$(
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw &)zNu
轴II功率 /Nt#|C>
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw GL-v</2'U
3）各轴转矩 6! *be|<&
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm ZVs]_`(+
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm o $;t
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm ^~9fQJNs
二、设计带轮 eyUguA<lK\
1、计算功率 @a$_F3W
P=Ped=4Kw w$[&ejFb
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 YcOPqvQ
查课本表8－10，得KA=1.1; 2FU+o\ 1 %
计算功率 # .L9/b(
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw LM\ H%=*L
2选择普通V带型号 Oi%\' biM
n0 =960r/min "\cDSi D
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 l25_J.e
d1=80~100 KSDz3q e
3、确定带轮基准直径 Q6)Wh6Cm
表8－11及推荐标准值 js;p7wi
小轮直径 Zgy~Y0Di
d1=100mm; xY4g2Q
J
大轮直径 !xk`oW
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm cq+G 0F+H
取标准件 7+
+Fak
d2=355mm; X
.,Lmh
4、验算带速 mh#NmW>n
验算带速 mv] .
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s +q n[F70}
在5~25m/s范围内 !iv6k~.e'2
从动轮转速 + OKk~GYf
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s :j^I XZW
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s M^IEu }
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 K|L&mL&8
=-0.0141 PWci D '!
5、V带基准长度和中心距 qlSI| @CO
初定中心距 c"KN;9c,
中心距的范围 |BGB60}]f
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 7[=\b L
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm lCafs IB
a0=350mm; +pUG6.j%
初算带长 ]31>0yj[Q
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 Z9wKjxu+
Lc = 1461.2mm 9K!kU 6Gh
选定基准长度 !0-K B#
表8-7,表8-8查得 (A(j.[4a
Ld=1600mm; ;k ?Z,M:
定中心距 D/[;Y<X #V
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm =hRo#]{(K
a=420mm; M(
w'TE@
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 5
w-Pq& q
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm A1 Ru&fd!
6、验算小带轮包角 AQ%B&Q(V1
验算包角 [#@\A]LO
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a : ;
z]:d
145.2107 >120度 故合格 )J^5?A
7、求V带根数Z >}T}^F
由式（13-15）得 N\l|3 ~
查得 n1=960r/min , d1=120mm G&Fe2&5!w
查表13-3 P0=0.95 Bnp\G h
由式13-9得传动比 [KQ #b
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 a =
*'
查表（13-4）得 p!> 5}f6
?e{hid g
由包角145.21度 Ab
#}BHI
查表13-5得Ka=0.92 C5Vlqc;
KL=0.99 !78P+i
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 |)VNf .aJZ
8、作用在带上的压力F a yYl3
查表13-1得q=0.10 |LV}kG(2
故由13-17得单根V带初拉力 ^HhV ?Iqg
o 9rZ&Q <
三、轴 GIb,y,PDB
初做轴直径： ?;]Xc ~
轴I和轴II选用45#钢 c=110 R$h
B9BK
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm Tw,|ZA4XH
取d1=28mm iE0x7x P_
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm E- jJ!>&K
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 WA6re Z
取YL10YLd10联轴器 `h%K8];<6f
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 dQn , 0
取d2=45mm M3U?\g
四、齿轮 kyi"U A82
1、齿轮强度 iNs@8<=$T
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 (: P#l&f
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 00B,1Q HP
因 ， CwM 1
_3cE
SH1=1.1， SH2=1.1 <a&w$ Zc/
， 5O(U1
*
， - lqD
因： ， ，SF=1.3 NQxx_3*4O
所以 SoWMP2/
$."D OZQ3U
+[ng99p
2、按齿面接触强度设计 "8p<NsU
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 0.S7uH%"
小齿轮上的转矩 o@ m7@$ 7
按 计算中心距 u9{SG^
u=i=5.333 Co,?<v=Ll
mm :N ! s@6
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ;}lsD1S:
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 #<y/m*Ota
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm O]Ey @7 &
齿宽b= 6?ky~ CV
b1=70mm,b2=60mm _?]W%R|
3、验算弯曲强度 @QM U$]&i]
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 HZ2f|Y|T
按式（11-8）轮齿弯曲强度 Q/@ pcU
HVdB*QEH
4B9D
4、齿轮圆周速度 PM i.)%++
#
0d7
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 `,O"^zR)z
JqUft=p5
l, 9r d[
]4/C19Fe!
6"[J[7up
.F'Cb)Z
!<HF764@`
p' 6h9/
五、轴校核： ex#-,;T
Wv%F^(R7
<00nu'Ex1v
:]4s;q:m
/oZvm
1h|qxYO
<I*N=;7
Q8A+\LR~)
]heVR&bQ
^?_MIS`4N
7yJE+o '
3kh!dL3D
D-D8L a?0p
AQtOTT$
3s?ZyQy
"!&
o|!2
~c5 5LlO>
Rqbz3h~
圆周力Ft=2T/d1 G0kF[8Am
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Q,:h`%V
d=mz=2.5*101=252.5mm wz@[rMf
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N oB @)!'
Fr=5852.5*tan20=2031.9N MR: H3
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 q Y!LzKM0
由Fr2*L-Fr*L/2=0 c}!`tBTm
得Fr2=Fr/2=1015.9N Zl>wWJ3 y
O$x +>^
2、求水平平面的支承力 ] T(qk
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N Z Fh[xg'0
,<C~DSAyZ
e A3 NyL
3、画垂直面弯矩图 Q );}1'c
L=40/2+40/2+90＋10=140mm ?r*}1 WsH
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm gK "(;Jih$
,-kz \N@.
<;@E
.I\N
4、画水平面弯矩图 cp"{W-Q{$
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm :^qUr`)
xIV#}z0
Y9
Bk$$#\
YE:5'@Z
5、求合成弯矩图 9. ,IqnP
~OLyG$JJ
K{9Vyt9,$
|Om9(xT
6、求轴传递转矩 !s ! el;G
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm a2]>R<M
"uj@!SEs`?
J9f]=1`
EP90E^v ^
:T>OJ"p
&LG|YvMY6
t\P SB
#s#BYbF
Qs?p)3qp
W6r3v)~
~Y ; Z5e=
[jxh$}?P
K@oy vJ$
`,Y3(=3Xe?
&T ^bv*P
]l3Y=Cl
C1qlB8(Wh>
@k# xr
l>hvWK[ ?I
><. *5q
Okd. ~
7、求危险截面的当量弯矩 ?5^DQ|Hg ^
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 I"Q U{]|J
轴的扭切应力是脉动循环应力 )c 79& S
取折合系数a=0.6代入上式可得 m( %PZ*s
k'sPA_|
8、计算危险截面处轴的直径 .$ Yp~
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得
m;TekJXm
由表13-3查得许用弯曲应力 ， obv_?i1
所以 R((KAl]dL
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 r%>7n,+o
故d=1.04*25.4=26.42mm :QHh;TIG=<
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 <(xro/
所以此轴选d=40mm,安全 fP8bWZ{
六、轴承的选择 RMid}BRE
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 h&!$ `)
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N !CY*SGO
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 0Pt% ( ^
因为大修期三年，可更换一次轴承 {Q`Q2'@
所以取三年 _Kh 8
<$h
由公式 jR+k x :+
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) 0,8RA_Ca}
（深沟球轴承系列） 6(Ntt
KFaYn
由附表选6207型轴承 m%.[|sZ3EM
七、键的选择 ;RQ}OCz9}8
选普通平键A型 :o~ ]d
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 q$`>[&I~)
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm )t:8;;W@Ir
由公式 a1Q W0d
所以 F[)tg#}@G
选变通平键，铸铁键 F ^m;xy
ZXIz.GFy+
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 I=
cayR
八、减速器附件的选择 t8. 3
1、通气器： f|3L eOyz
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 Mp[2A uf
2、油面指示器： LW9F%?e!>
选用油标尺，规格M16 d7 :=axo,
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 fhC| =0XB
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 8_O?#JYi
5、窥视孔及视孔盖 vWL| vR
选用板结构的视孔盖 K(P.i^k
九、润滑与密封： [dqh-7
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： GNHW bC6_m
,s:vi Xk
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。 O3#eQs
2、滚动轴承的润滑 C<w&mFozL
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。 s3K!~v\L]
3、润滑油的选择 \6ais K
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 7?);wh 7`
L-AN15润滑油 #) iPvV'
4、密封方式选取： R D ?52\
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。 k[@/N+;")`
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ::-*~CH)
设计小结： mMO]l(a&
二、课程设计总结 ,rNud]NM8
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。 =j{Kxnv
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。 >t%@)]*N
0Fsa&<{6?
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。 K}'?#a(aX=
MN: LL
<
特别感谢—程莉老师。 \BO6.;jA
yW"[}L h4
参考资料目录 bU/YU0ZIT
[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； )l`VE _(|
[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； D#^euNiWd
[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； "z_},TCy
[3]《设计手册软件》，网络上下载； QFgKEUNgl
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn #]Jg>
1jaK N*
[X>f;;h
bL+}n8B
;<nJBZB9u
Nw=60.0241r/min >5D;uTy
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P2=3.6491Kw c38XM]Jeq
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T0=39.7917Nm lM{ f ld
T1=113.4063Nm
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T2=589.5878Nm j)6p>6
Xq&B L,lS
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