| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 G@T_o4t
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 )7P>Hj
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 rG[2.\&
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 Y=<zR9f`
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 w6 lx&K-
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 >>y\idg&:
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ]ERAt^$0
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 W4(
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 d}Y#l}!E6
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 A%&lW9z7
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 Zm6jF
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 5UK}AkEe&x
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16
y0) mBCX
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 +J
A\by
.;,,{ ;
v9f%IE4fX
1.拟定传动方案 qzZ;{>_f
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 t)O]0)
s
v=1.1m/s;D=350mm; @cx# '
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) W! =ur,F+
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。 v=&xiw z}
2.选择电动机 m|]"e@SF2
1）电动机类型和结构形式 dV*9bDkM/
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。 LCH w.
2）电动机容量 NNJQDkO-I
（1）卷筒轴的输出功率Pw cmd7-2
F=2800r/min; FS!vnl8`
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 &&"+\^3
(2)电动机输出功率Pd $0~1;@`rQ6
Pd=Pw/t N>sHT
=_
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 tm_\(
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： /P/0\3TCi
弹性联轴器 1个 G #E8xA"{/
t4=0.99; HuN_$aP
滚动轴承 2对 2J 3y
1
t2=0.99; tpgD{BY^wJ
圆柱齿轮闭式 1对 .H&XP W
t3=0.97; `bLJ wJ7
V带开式传动 1幅 ;vk>k0S
t1=0.95; 7kMO);pO
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 tTt}=hQpgX
t5=0.98; z'gJ y
则 V9>$M=
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 $HRl:KDdP~
故 T=g2gmo9
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 e_ S,N0
（3）电动机额定功率Ped E 429<LQI/
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 q R%as0;
3）电动机的转速 7Fzr\&
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， z\WyL ;
可选电动机的最小转速 x69RQ+Vw
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 85A 7YraL
可选电动机的最大转速 7$R^u7DZ
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min 8@FgvWC
同步转速为960r/min x4?g>v* J
选定电动机型号为Y132M1－6。 $$B#S '
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 h`p=~u +
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 @v\8+0
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 =66'33l2
*
COC&
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm D|vck1C5,
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 e Zg>]<L
S.U #lA n(
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 idjk uB(6
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 'PTQ
S, E
1）传动装置总传动比 pq ohLA
nm=960r/min; O6\c1 ha
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 P_.AqEH
2）分配各级传动比 hSj@<#b>F
取V带传动比为 fUq
#mkq}
i1=3; ;2g O(
则单级圆柱齿轮减速器比为 q5)
K
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 gBXoEn]
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。 p@d _Ru
4．计算传动装置的运动和动力参数 j:HIcCp
1）各轴转速 q{L-(!uz7_
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 ;):E 8;B)
n0=nm; ? lU (FK
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min B @8lD\
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ~bw=;xF{3
q0n IJ(
2）各轴输入功率 *}>)E]O@
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 Fj`K$ K?
P0=Ped=4kw /:C<{m.[}
轴I 的功率 NBw {
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw NjO_Y t
轴II功率 9LSV^[QUH
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw sy(.p^Z
3）各轴转矩 (7"CYAe:;
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm .OlPVMFt
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm \
# la8,+9
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm tLP
Er@
二、设计带轮 LMLrH.
1、计算功率 UC.kI&A
P=Ped=4Kw ehZ/J5
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 ?kF?
~\c
查课本表8－10，得KA=1.1; ;Q q7@(2y
计算功率
|z0% q2(
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw `yC[Fn"E^
2选择普通V带型号 R.YUUXT
n0 =960r/min w8`B}D r23
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 D&OskM60
d1=80~100 y-~_ W 6\
3、确定带轮基准直径 V \/Qik{h
表8－11及推荐标准值 3XDuo|(
小轮直径 I
|" '
d1=100mm; 6A ptq
大轮直径 Rt@O@oD I
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm WwxV} ?Cf+
取标准件 VKSn \HT~
d2=355mm; XI,= W
4、验算带速 ! iK{q0
验算带速 _ .I58r
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s }-Jo9dNs
在5~25m/s范围内 i\x@ s>@x}
从动轮转速 BQ B<+o'
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s C(M ?$s `
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s & u6ydN1xe
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 #L &/o9|
=-0.0141 {Ia$!q)
5、V带基准长度和中心距 \~ l "
初定中心距 j' b0sve|?
中心距的范围 gJ>#HEkMB
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm U(%6ny
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm %\~U>3Q
a0=350mm; 8fK/0u^`d
初算带长 s}bLA>~Ta
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 0 1NP
Lc = 1461.2mm [p]UM;+
选定基准长度 "6v_<t`q"
表8-7,表8-8查得 D Q c pIV
Ld=1600mm; :NB.ib@*
定中心距 5f2=`C0_
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm {Q @?CT
a=420mm; p$ ` ^A
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm =)a %,H
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm mE &SAm5#d
6、验算小带轮包角 J|VDZ# c7
验算包角 \[%_ : 9eq
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a q_[`PYT
145.2107 >120度 故合格 [Mj5o<k;I
7、求V带根数Z 8 ~g~XUl
由式（13-15）得 U~dqxR"Q
查得 n1=960r/min , d1=120mm kYR ^
查表13-3 P0=0.95 ,$RXN8x1
由式13-9得传动比 D}U gC\u
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 O9N+<sU=X
查表（13-4）得 lI @Z)~
,fo7.
h4{
由包角145.21度 `YO &
查表13-5得Ka=0.92 p\Iy)Y2Lf!
KL=0.99 Nnoj6+b
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 K??jV&Xor
8、作用在带上的压力F 5'%O]~
查表13-1得q=0.10 qac:"z'9
故由13-17得单根V带初拉力 lA`-"
`G=+qti
三、轴 V}Oz!
O
初做轴直径： 3} C-Hg+gt
轴I和轴II选用45#钢 c=110 fJe5
i6`(
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm ^ (J%)&_\3
取d1=28mm _,I~1"
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm o@C|*TXN
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 u #Bj#y!
取YL10YLd10联轴器 "W_E!FP]r
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ; ZkY[5
取d2=45mm dP#7ev]'
四、齿轮 NGZtlNvh
1、齿轮强度 ,mz7!c9H^a
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 #Yy5@A}`o
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 /q/^B> ]
因 ， ]/AU_&
SH1=1.1， SH2=1.1 9Vt6);cA-]
， JIc9csr:b
， yA7O<p+
因： ， ，SF=1.3 "chf \ -!$
所以 gV*4{ d`
G=C2l#
Ae!
$"#M:V @
2、按齿面接触强度设计 KvI /!hl\
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 S(rnVsW%Ki
小齿轮上的转矩 wzZ]|
C(vp
按 计算中心距 >4HB~9dKU
u=i=5.333 9<"F3F0|
mm U@(8)[?nxn
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 %{me <\(
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 {xP-p"?p
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm %O{FZgi%wA
齿宽b= @(."[O:
b1=70mm,b2=60mm %f(4jQ0I
3、验算弯曲强度 - 8jlh
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 WMFn #.aY5
按式（11-8）轮齿弯曲强度 (X (:h\^
Svs&?B\}{6
`] ;ne]xM
4、齿轮圆周速度 P I8ag
=CL, +
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 Oe^9pH,1t
ur] WNk8bN
r8A'8g4cM
U<'$ \ P
f,BJb+0
`G>|g^6%i
=Hj3o_g-
kjSzu qB
五、轴校核： SO~pe$c-
j",*&sy
5F :\U
XD[9wd5w8
DG3Mcf@5
!
e?=g%(
*6v5JH&K
?w)A`G _
b}N \h<\G
FE0 6,i\{
&d"s cM5
D9n+eZ
B\`${O(
+ERuZc$3,
f1d<xGx
QKoJxjR=^
m^^#3*qa
0BOL0<Wq
圆周力Ft=2T/d1 2[KHmdgtB
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 "7?x aGh8
d=mz=2.5*101=252.5mm <F| S<\Y.
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 4U[X-AIY&
Fr=5852.5*tan20=2031.9N &(20*Vn,O
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 `Cu9y+t
由Fr2*L-Fr*L/2=0 ldG$hk'
得Fr2=Fr/2=1015.9N 8# Y_]Z?)
a$LoQ<f_
2、求水平平面的支承力 YIYuqtnSJ
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 6p 14BruV
n|PW^kOE/
4 @9cO)m
3、画垂直面弯矩图 li~=85 J
L=40/2+40/2+90＋10=140mm C Y)[{r
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm Ej `G(
K%/g!t)
W'Qy4bl7C
4、画水平面弯矩图 b+71`aD0
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm b/=>'2f
NV`7VYU
u 0 K1n _
v)'Uoe"R%
5、求合成弯矩图 /{Z<!7u;U
-" xC\R
?j}
Fxr
8sL+ik"
6、求轴传递转矩 /IC]}0kkp
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm LM".]f!,
Vb~;"WABo
PS??wlp7
"K*^%{
' Pm BNT
eZ(o _
m=]}Tn
JZD&u6tB
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BCr*GtR)W
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$H7T|`WI.,
~ G ~:R
~ &_BT`a
Y -*]6:{E
$60]RCu
7、求危险截面的当量弯矩 T'VK Z5W
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 !p4FK]B/u
轴的扭切应力是脉动循环应力 g0RfvR
取折合系数a=0.6代入上式可得 ` V Rt{p
t$*CyYb{@
8、计算危险截面处轴的直径 4)d#d y::\
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 g U v`G
由表13-3查得许用弯曲应力 ， +/8KN
所以 %>:d5"&Lbs
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 1?T^jcny:M
故d=1.04*25.4=26.42mm X!0m,
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 EA !I&
mBq
所以此轴选d=40mm,安全 &0euNHH;sL
六、轴承的选择
<:`x> _
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 @{8SC~ ha
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 5> =Ia@I
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） \jBy JCN
因为大修期三年，可更换一次轴承 },t n
所以取三年 U~{sJwB
由公式 tj e
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) bA3pDt).p
（深沟球轴承系列） 4[m4u6z=
k&\ 6SK/
由附表选6207型轴承 # 5W-*?H
七、键的选择 wLH[rwPr
选普通平键A型 dK?v g@|'
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 n/ - d56
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm RU GhhK
由公式 /s^O M`5
所以 s4Z5t$0|
选变通平键，铸铁键 5 oE!^bF?
%$I@7Es >
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 \^rAH@
八、减速器附件的选择 iMr/i?`i
1、通气器： bZ*J]1y(.
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 1t7S:IZ
2、油面指示器： Z3
$3zyi
选用油标尺，规格M16 A!j6JY.w
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 l*C(FPw4
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 m>@ *-*8k
5、窥视孔及视孔盖 ! &OybjQ
选用板结构的视孔盖 J^ BC
九、润滑与密封： EBPm7{&0|
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： ~Fd<d[b ?
6@@J>S>
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 rN%aP-sa<
2、滚动轴承的润滑 L|[ 0&u!
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 F82_#|kpS
3、润滑油的选择 d*xKq"+
&E
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 F2$ Z4%x#
L-AN15润滑油 Ad:)5R o
4、密封方式选取：
tMWsgK.B
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。 (lY< \l
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 [#emm1k
设计小结： O7z -4r
二、课程设计总结 GY %48}7
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。 @4N@cM0
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。 lIj2 w;$v
P}+-))J
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。 w Lf=a^c#
k6vY/ )-S
特别感谢—程莉老师。 jI(}CT`g
;8
D31O T
参考资料目录 8UyYN$7V
[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； 7B hi72&6
[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； K2glkGK
[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； .?YLD+\A
[3]《设计手册软件》，网络上下载； kU5chltGF
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn CYZx /r<
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P0=4Kw ;h> s=D,r
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P1=3.8Kw KD9Y
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P2=3.6491Kw g z6BfHQG
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L
M
T0=39.7917Nm wehZ7eqm
T1=113.4063Nm ^v. ~FFK
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