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2009-06-22 09:37 |
目 录 d/jP2uuA 设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 }:{9!RMO 传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 Xp9I3nd| 电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 +p63J 传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 EPH
n"YK 传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 _Y;tD 轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 .D ^~!A 联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 j'U1lEZm2 滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 6pSTw\/6 键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 qEXN}Pq< 减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 2C}Yvfm4 润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 g)^s+Y 设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 EnlAgL']| 参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ye=4<b_ $/C1s"C@O o+}k$i!6 1.拟定传动方案 8U(o@1PT 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 V4NQcy?
H v=1.1m/s;D=350mm; O=V_7I5 nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ~G@YA8} 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。 2aCf?l( 2.选择电动机 k9OGnCW\ 1)电动机类型和结构形式 {pH# zs4Y 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。 u>.a; BO 2)电动机容量 &K60n6q{aQ (1)卷筒轴的输出功率Pw #+l`tj4b/ F=2800r/min; ,lA@C2c Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ,>rvl P (2)电动机输出功率Pd G\BZ^SwE Pd=Pw/t
19]19_- 传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 -W1p=od 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: dt:$:,"
弹性联轴器 1个 r!dWI t4=0.99; z,ERq,g+L 滚动轴承 2对 L55UeP\ t2=0.99; "lw|EpQk` 圆柱齿轮闭式 1对 5Y^"&h[/ t3=0.97; :=;{w~D V带开式传动 1幅 z/xPI)R[ t1=0.95; u-,}ug| 卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 D)ri_w!Q t5=0.98; $Q8
&TM}E 则 ^_|kEvk0 t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 \alV #>J5 故 |mQ Fi\ Pd=Pw/t=3.08/0.8762 EZ .3Z` (3)电动机额定功率Ped uStAZ~b\ 由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 |K Rt$t 3)电动机的转速 C$6FI`J 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, 4\&Y;upy+ 可选电动机的最小转速 YPI)^ } Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min iOURS 可选电动机的最大转速 I_v}}h{ Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min Pn OWQ8= 同步转速为960r/min Ha-]U:Vcx 选定电动机型号为Y132M1-6。 ( ~5M{Xh 4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 (?\+ 由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 rMx Iujx 外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 -C
q; R*D<M3 电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ZAgXz{!H( Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 X%5eZ"1{x rvd$4l^ 大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 Vz/w.%_g 3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 - /\qGI 1)传动装置总传动比 YkWHI(p nm=960r/min; dn-
[Gnde i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 (4L/I 2)分配各级传动比 hvw9i7# 取V带传动比为 ~/`/r%1/J i1=3; nFEJO&1+ 则单级圆柱齿轮减速器比为 M/Yr0"%Q<. i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 c("|xe 所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 (4R(5t 4.计算传动装置的运动和动力参数 3 2\.-v 1)各轴转速 dyWp'vCQs\ 电动机轴为0轴,减速器高速轴为Ⅰ轴,低速轴为Ⅱ轴,各轴转速为 %Gh5!e:$SI n0=nm; nL:&G'd n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min H/O.h@E4X n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min xGwImF$r lWId
0eNS 2)各轴输入功率 ,D+ydr 按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 [v"Z2F<.= P0=Ped=4kw ;yt6Yp.6e 轴I 的功率 13!@LbC P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw
QPx5`{nN 轴II功率 !RmVb}m P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw XX~vg>3_ 3)各轴转矩 neI7VbH4 T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm
XA2Ld T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm Y7}>yC/GY T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm _AX9Mu] 二、设计带轮 =*,SD 1、计算功率 Q4"\k.
? P=Ped=4Kw b0$)G-E/Y 一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 Q*smH-Sw 查课本表8-10,得KA=1.1; !uEEuD# 计算功率 SN{+ P k Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw S:_Ms{S 2选择普通V带型号 !LN8=u. n0 =960r/min !2LX+*; 根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 ~wb1sn3 d1=80~100 fc9;ZX7 3、确定带轮基准直径 Y_'ERqQ 表8-11及推荐标准值 +FTc/r 小轮直径 )5Khl"6!z d1=100mm; \Z]+j@9 大轮直径 a$My6Qa# d2=d1*3.5=100*3.5=350mm K~
eak\= 取标准件 +94)BxrY d2=355mm; MgJ6{xzz 4、验算带速 U6]#RxH 验算带速 NfgXOLthM v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s QHk\Z 在5~25m/s范围内 #aP#r4$ 从动轮转速 }\"EI<$s n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 7*5B n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s /Y7^!3uM 从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Ma^jy. =-0.0141 vhrf 89-q 5、V带基准长度和中心距 gmL~n7m:K 初定中心距 a1cX+{W 中心距的范围 v ccH(T amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm k"N>pjgd$ amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm [RyVR a0=350mm; uBm"Xkxe|w 初算带长 ]&*POri& Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 Ds`e-X)O;\ Lc = 1461.2mm /G||_Hc 选定基准长度 eHphM;C 表8-7,表8-8查得 ;sB=f Ld=1600mm; jRK}H*uem 定中心距 c+:ZmrP/ a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Ebnb-Lze, a=420mm; xVx s~p1 amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm .a%6A#<X amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm clE9I<1v 6、验算小带轮包角 ]>n{~4a 验算包角 jl,gqMn"V =180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ?JrUZXY 145.2107 >120度 故合格 @kYY1m v; 7、求V带根数Z =^9h
z3j 由式(13-15)得 W{6QvQD8 查得 n1=960r/min , d1=120mm "Lp.*o 查表13-3 P0=0.95 xIM,0xM2 由式13-9得传动比 F @PPhzZ i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ^{Y, `F 查表(13-4)得 C;BO6$*_e t~+M>Fjm?d 由包角145.21度 i fsh(^N 查表13-5得Ka=0.92 Etz#+R&* KL=0.99 0Wr<l%M)+ z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 e={O&9Z 8、作用在带上的压力F { 53FR 查表13-1得q=0.10 CmU@8-1 故由13-17得单根V带初拉力
NFT:$>83`
+25}X{r$_ 三、轴 GBz?$]6 初做轴直径: ti5fsc 轴I和轴II选用45#钢 c=110 1iT_mtXK$ d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm jFSR+mP! 取d1=28mm ?JuJu1 d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm t^#1=nK 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 iq;\}, 取YL10YLd10联轴器 gwj?.7N*k Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 |_53So:g 取d2=45mm a*M|_&MH* 四、齿轮 Tuvs} 1、齿轮强度 @-q,%)?0}= 由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 Ws2q/[\oz 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。 7[Us.V@ 因 , *bK=<{d1P SH1=1.1, SH2=1.1 [v1$Lp , 4
]oe`yx , X@~/.H5 因: , ,SF=1.3 pMU\f 所以 _S_,rTf& uP9b^LEoN KloX.y)q 2、按齿面接触强度设计 rJ/HIda 设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 7gX32r$%V 小齿轮上的转矩 ekx(i
QA 按 计算中心距 eD*764tG u=i=5.333 eF3NyL(A mm >?+Rtg|${ 齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 iwnGWGcuS 模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 (?Ku-k 确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Lg\3DzM 齿宽b= &v:zS$m> b1=70mm,b2=60mm FBE|pG7 3、验算弯曲强度 dv.
77q 齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 ,ei9 ?9J1 按式(11-8)轮齿弯曲强度 \>$zxC_ Uz ;^R@ RFw0u 0Nrz 4、齿轮圆周速度 AO<T6VK aT^
$'_ G 按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 $_JfM^w +}jzge" \O*ZW7?TJ bB@=J~l4 k4#j
l<R gwB,*.z \d:Q%S t__f=QB/ 五、轴校核: -#%M,Qb ij:xr% FJ WvU[9ME^) b GSj?t9/ aPJTH0u .*NPoW4Kv p;4FZ$ A^lm 0[3q g?v/u:v>W `n,RC2yo +At[[ $.C\H,H FqyxvL. jJ"(O-<)D `U0XvWPr[ nZiwR4kM Q'U! [(
xPX 圆周力Ft=2T/d1 sssw(F 径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 XK~HfA? d=mz=2.5*101=252.5mm '(iPI Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ](I||JJa9f Fr=5852.5*tan20=2031.9N 8Z}%,G*n 1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 M_0f{ 由Fr2*L-Fr*L/2=0 *X3wf`C? 得Fr2=Fr/2=1015.9N /y1+aTiJ Jd `Qa+ 2、求水平平面的支承力 O<fy^[r:` FH1=FH2=Ft/2=2791.2N CeU=A9 x7B;\D#`i/ cZ%tJ(&\7X 3、画垂直面弯矩图 yIiVhI?X L=40/2+40/2+90+10=140mm (Jb#'(~a Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm %,$xmoj9O] uPho|hDp o w(9dB&E 4、画水平面弯矩图 Z|KDi
`S MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 1N65 M=) ,g'>Ib% AyUw ;E{jn4B' 5、求合成弯矩图 +DQUL|\ h[Sd3Z* X<_HQ {1=|H$wKg 6、求轴传递转矩 oFp1QrI3k8 T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ;\|GU@K{hC mUl0D0# M8:i ] qu#xc0? Xm< _!= erv94acq +<$nZ=,hsy K:9AP{+ -vm1xp$ gdSqG2/& *Dq ++ \{Q_\s&) &kvmLO I bD/ZKvg Kt qOA[6 #oiU|>3Y 6jm?d"9 Y>C05?> (!b)<V* mc`Z;D/mt % u VTf 7、求危险截面的当量弯矩 J:'_S `J 从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为
{d#sZT 轴的扭切应力是脉动循环应力 Yx,E5}- 取折合系数a=0.6代入上式可得 hl0X,G+@ nT01B1/<] 8、计算危险截面处轴的直径 E;`^`T40 轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 ^AI02`c. 由表13-3查得许用弯曲应力 , t%e<]2-8 所以 Y|wjt\M 考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 y4@gw.pt 故d=1.04*25.4=26.42mm |Wa.W0A 由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 YH+(N 所以此轴选d=40mm,安全 bxwwYSS 六、轴承的选择 w*~s&7c2B 由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 9%SC#V' 径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N AB3OG*C9 工作时间Lh=3*365*8=8760(小时)
o,?G( 因为大修期三年,可更换一次轴承 9iJ$M! 所以取三年 "~.4z,ha 由公式 ZXo;E 式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) Wj!+
E{y<r (深沟球轴承系列) {A< 9 61 %A3m%&(m&% 由附表选6207型轴承
SmDNN^GR 七、键的选择 0#=xUk#LP` 选普通平键A型 R|$b\3 由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 ZDL1H3;R b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm f34/whD65 由公式 $nW9VMa 所以 2[(~_VJ 选变通平键,铸铁键 >r\GB#\5 u23_*W\ 所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 Xm|~1 k_3 八、减速器附件的选择 {9{X\| 1、通气器: &uc`w{,Zs 由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 *aS+XnT/ 2、油面指示器: ;ow)N <Z 选用油标尺,规格M16 Sx
J0Y8#z 3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 e
T;@pc 4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ^>ir&$ 5、窥视孔及视孔盖 2z#S|$ 选用板结构的视孔盖 }wp/,\_
> 九、润滑与密封: &L+.5i 1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: XC;Icr) (K8Ob3zN_ 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。 Ye$j43b 2、滚动轴承的润滑 <'UGYY\wg0 采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟,并设挡油盘,以防止轴承旁齿轮啮合时,所挤出的热油溅入轴承内部,增加轴承的阻力。 VoUo!t:(+ 3、润滑油的选择 K^@9\cl^ 齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备选用 =+mb@#="m L-AN15润滑油 j%y{d(Q4 4、密封方式选取: 45wtl/^9 选用凸缘式端盖,易于调整轴承间隙,采用端盖安装毡圈油封实现密封。 "@hd\w{. 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 u_+iH$zA 设计小结: vK+reXE 二、课程设计总结 O<V 4j, 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。 #|,cy,v4 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。 JttDRNZAU *{+{h;p 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。 3+uL@LXd a9p:k
]{ 特别感谢—程莉老师。 RzL(Gnb MIr+4L 参考资料目录 Mth:V45G| [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; *5k40?w [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; <,GVrVH=t" [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; ej}S{/<*n [3]《设计手册软件》,网络上下载; {]}94T~/k [4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn QM3DB # >bj6< /u.ZvY3, EZ|v,1`e ;9h;oB@ Nw=60.0241r/min
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qt~=47<d Pd = 3.5150 HTOr ~bhS$*t64 Ped=4Kw ZKrLp8l\ a^p#M ?qaWt/m m|qktLx 9KXL6#h Q# B0JT1 2aM7zP[Z ">oySo.B? K@O^\ h<Aq|* r\;fyeH
AzOs/q8O (jc& Fk fgdR:@]- h= sNj DpT9"?g7 -[=eVS.2% nMyl(kF[ (aa2uctTn L"m^LyU Wb-C0^dTn 43PLURay GXtK3YAr q<dG}aj i=15.9936 @KQ.t F* -&5YRfr! ^viabkf C Q\N*)&Sd<M i1=3 ITn% I,{YxY[$7 i2=5.3312 4o*i(W @Vre)OrN# =&bI-
p{g4`o 4dX{an]Cz /;*_[g5*i n0=960r/min y|5L%,i n1=320r/min : {p'U2 n2=60.0241r/min MuoE~K2 ZZY# . +OE!Uqnt }/cReX,so =,6H2ew P0=4Kw heVkCM : g+ c*VmY P1=3.8Kw LhJUoX 3p0v P2=3.6491Kw %QezC+n H7zN|NdNw UM oj9/- T0=39.7917Nm q+?<cjVg T1=113.4063Nm iW5cEI%tb T2=589.5878Nm $w0TEO! e4S@ J/D ,;$OaJFT 0q}i5%m7 lPy|>&Yc H;/do-W[ KA=1.1 D*M `qPX~ im<bo Mv Pc=4.4Kw =;Gq:mHi XF!L.' zH
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4Uk} d:%b xfYKUOp/ G:AA>t uo#1^`P wQhNQ(H~\ d1=100mm R#T-o,m S!(3-{nC TSB2]uH ?doI6N0T d2=355mm EA"hie7 '+88UFSq5 /ZvP.VW& 586P~C[ic ;wn9
21r %'Cj~An /<rvaR 4V@%Y,:ee d_9 Cm@ _Mw3>GNl @{Rb]d?&F? U=Ps# s<I)THC ,'8%'xit fap`;AuwK LV:L0D7y Hjm> I'9 初定中心距 AdDX_\V,* a0=350mm oD2:19M@p =7 l
uV_5 n7t}G'*Y!^ Lc=1461.3mm ?P
kJG,~ f:>y'#P UG2+Y'] Ld=1600mm IWv 9!lW yXNr[7 中心距 p{Lrv%-j a=420mm <V ?2;Gy *:%&z?<Fw [JOa^U= M':-f3aT% E7X6RB b +Mo4g2W <.h7xZ XZE(& (s 0L}`fYf Zbczbnj (0{Dn5MH g}_2T\$k q5f QTV +7.|1x;C @Jd&[T27Lr %\JGDM*m 6H|SiO9 01.q9AGy MJ}{Q1|* z=3根 }U}zS@kI ?_eLrz4>L^ !tq]kKJ3: a%%7Ew ? 预紧力 8m+~HSIR FQ=274.3N 9\8ektq}Z ]it.
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