| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 nR%ASUx:Y
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 gz{~\0y
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 "ecG\}R=
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 y"N7r1Pf
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 QGv$ ~A[h
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 [!^Q_O
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 }^T7S2_Qy
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 w8MQA!=l
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Xx.4K>j+j
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 ^ ]nnvvp
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 e K<X7m^
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 |jh&a+4W
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 S Vr3OyzI
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 F.9SyB$
< 5 F t3sd
.MoOjx?
1.拟定传动方案 NO(^P+s
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 6T3:DG_B
v=1.1m/s;D=350mm; R^_7B (
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ].E 89 _|O
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。 5U%J,W
2.选择电动机 e_eNtVq
1）电动机类型和结构形式 I ` `S%`h
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。
V L^.7U
2）电动机容量 I+qg'mo
（1）卷筒轴的输出功率Pw qN5 ru 2
F=2800r/min; 5|T[:m
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 F0 yvV6;
(2)电动机输出功率Pd M:%6$``
Pd=Pw/t Dt1v`T~=?
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 N^G
$:GC
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： "6[a%f#Q
弹性联轴器 1个 tyEa5sy4
t4=0.99; $0uh8 RB
滚动轴承 2对 s& INcjC
t2=0.99; s ^atBqw,
圆柱齿轮闭式 1对 GM1z@i\5
t3=0.97; <F>^ffwGH-
V带开式传动 1幅 ;$`5L"I5$
t1=0.95; li!3bv
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 Vn ZRsFY<^
t5=0.98; & XS2q0-x
则 }rWEa^
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 Qs38VlR_m
故 h8nJt>h
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 0 _!')+
（3）电动机额定功率Ped K-_XdJ\
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 {B!LhvYAH
3）电动机的转速 8R3x74fL
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， x.5!F2$
可选电动机的最小转速 [uJfmr EH
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 8OS@g pz
可选电动机的最大转速 J$aE:g6'
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min >i6sJ)2?>
同步转速为960r/min fX
^h O+f
选定电动机型号为Y132M1－6。 5%qq#;[ n
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 #8 Bs15aV
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 "aU)
[
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 :.k1="H~@
nrhzNW>]
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm I]4L0r-
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 _u[2R=h
$ \yZ;Z:
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 } @)r\t4m
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 (G>S` B
1）传动装置总传动比 t!=qt *
nm=960r/min; {^5LolCCH
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 /?ZO-]q
2）分配各级传动比 <W>T!;4!
取V带传动比为 gwA+ %]
i1=3; EJCf[# Sf
则单级圆柱齿轮减速器比为 3j I
rB%
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 "jUM}@q5
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。 yb-1zF|
4．计算传动装置的运动和动力参数 Jw 4#u5$$Z
1）各轴转速 wV6 04eO(
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 X7 bS{GT
n0=nm; & t.G4
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min rN3qTp
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ,+d\@ :
#J Ay
2）各轴输入功率 9a6ij*#
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 |]Eli%mNe
P0=Ped=4kw h 7P<3m}
轴I 的功率 xg^Z. q)d
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw f} !Eu
轴II功率 M+L8~BD@
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw {^T_ m)|n
3）各轴转矩 Irc(5rD7
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm l%_r 3W
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm *el~sor;S
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm t@;r~S b
二、设计带轮 yrF"`/zv6|
1、计算功率 ;4'pucq5/
P=Ped=4Kw m]?C @ina
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 "c5 bz
查课本表8－10，得KA=1.1; ]aMeMhe-
计算功率 QVR8b3T@
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw *U mWcFoF
2选择普通V带型号 (a9>gLI0
n0 =960r/min ng{ "W|
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 [0?W> A*h
d1=80~100 o bz|*1M?
3、确定带轮基准直径 W^k|* Y|
表8－11及推荐标准值 @}<b42
小轮直径 )ppIO"\
d1=100mm; $<s;YhM:u)
大轮直径 ]zATdfa
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm {8pN]=SaJ~
取标准件 1EemVZdY
d2=355mm; 1!=^mu8
4、验算带速 a;h.I}*]
验算带速 K(3 _1*e
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s *Dc B?8%
在5~25m/s范围内 s qEOXO
从动轮转速 nJhaI
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s BW x=Q
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ]ft}fU5C1
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 V sQ~Y,7
=-0.0141 wj2z?0}o
5、V带基准长度和中心距 VK>Cf>
初定中心距 #8/pYQ;
中心距的范围 m>9j dsqB
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm -(lC M/h
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm v ACJE
a0=350mm; ' 4.T1i,
初算带长 !dV2:` |+
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 60#eTo?}o
Lc = 1461.2mm $]<wQH/?_
选定基准长度 gZ >)
S@
表8-7,表8-8查得 Pk{%2\%&2
Ld=1600mm; XI\P#"
定中心距 LEC=@) B
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm ]S 3l' "
a=420mm; Y[rRz6.*(
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm Q;?rqi
,
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm "O/
6SV
6、验算小带轮包角 isU4D
验算包角 NHQi_U
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ez1 4f$cJ+
145.2107 >120度 故合格 )wNcz~
Y
7、求V带根数Z 'B wv-J
由式（13-15）得 K"jS,a?s 6
查得 n1=960r/min , d1=120mm dCA!
R"HD
查表13-3 P0=0.95 M.9w_bW]#D
由式13-9得传动比 tF:AqR: (~
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 dwqR,|
查表（13-4）得 l.xKv$uOGR
O?t49=uB}
由包角145.21度 +-:o+S`q~
查表13-5得Ka=0.92 7d^ ~.F
KL=0.99 * /^}
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 fb8)jd'~}O
8、作用在带上的压力F 0{(5J,/BF
查表13-1得q=0.10 k`B S{,=
故由13-17得单根V带初拉力 1G8,Eah
>o1,Y&
三、轴 y& (pt!I
初做轴直径： DJb9] ,= a
轴I和轴II选用45#钢 c=110 wpg7xx!
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm 9p, PW A
取d1=28mm CrB4%W:{
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm _9y! ,ST
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 LSrKi$
取YL10YLd10联轴器 cAq5vAqmg
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 [P`<y#J3F
取d2=45mm |RL\2j|
四、齿轮 dVSQG947i:
1、齿轮强度 "hnvND4=
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 n.XgGT =L
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。 =~TPrO^
因 ， {_4`0J`3
SH1=1.1， SH2=1.1 05Q4$P
， Gkm {b[
， [)?yH3
因： ， ，SF=1.3 2B"tT"f
所以 io UO 0
X>%li$9J.
_UV_n!R
2、按齿面接触强度设计 &88c@Ksn
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 J7HY(7Nx
小齿轮上的转矩 sB5@6[VDI
按 计算中心距 Sd/7#
u=i=5.333 v]#[bqB.b
mm K >Q 6
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 qJ E_4/<^!
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 rv c%[HfW;
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 49ehj1Se
齿宽b= X\kWJQ:
b1=70mm,b2=60mm )J?8"+_Y
3、验算弯曲强度 b94+GL U8b
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 6xFchdMG{m
按式（11-8）轮齿弯曲强度 xDNXI01o
juI)Do 2_
@1D3E =
4、齿轮圆周速度 vSR5F9
9&{z?*
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 Bus]OF>hu
w '9!%mr
*'*n}fM
|;\pAZ2
RKZBI?@4
1je /l9L
6z] y
=J
R@#xPv4o%
五、轴校核： % K,cGgp^)
_ 9dW+
HL-'\wtl
}$[@*
luW" |
uAs!5h
H^dw=kS
y\,,hs
ui-]%~
%{rPA3Xoy
hl0\$
uzT+,
x3sX=jIW_
Cm]\5}Py
oF a,IA
@R< z=n"
l%xTF@4e
9GsG* $-I
圆周力Ft=2T/d1 |b hv7(_
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角
N3zZ>#{
d=mz=2.5*101=252.5mm gW<4E=fl
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N !p76I=H%
Fr=5852.5*tan20=2031.9N DWE DL[{
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 olr-oi`4C
由Fr2*L-Fr*L/2=0 ysPm4am$
得Fr2=Fr/2=1015.9N jT/P+2hMW
`$XB_ o%@
2、求水平平面的支承力 6=Wevb5YJ
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N U ^nv)
`,]_r 4~ ~
e"*1l>g
3、画垂直面弯矩图 >?_}NZ,y
L=40/2+40/2+90＋10=140mm 59p'U /|
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ;Qi!~VsP;
.R#-u/6g(
_q}Cnp5
4、画水平面弯矩图 ` %^w-'
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm Vf.*!`UH
KUq7O a !
Onh R`
c`&g.s@N\
5、求合成弯矩图 .C &kWM&j
on"ENT
O} (sn
Pt cq/f
6、求轴传递转矩 {$5g29
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm c##tP*(
ZJ~0o2xZ'
8' _MCx(
Ekik_!aB
U&=pKbTe
M,X)rM}Q
Z:Vde^Ih
kM[!UOnC!<
[La}h2gz
US=K}B =g
j l]3 B
Q`NdsS2
/Oi(5?Jn
Ke3~o"IQ
mP/#hwzB&q
PIXqd,
zg@i7 T
m @lU JY
<L11s%5-
>,tJq %
9W+ D W_M
7、求危险截面的当量弯矩 PkZ1Db
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 sDR Av%w
轴的扭切应力是脉动循环应力 Xit@.:a;
取折合系数a=0.6代入上式可得 $E[M[1j
n~BQ q -1
8、计算危险截面处轴的直径 G@Sqg
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 Iz83T9I&
由表13-3查得许用弯曲应力 ， n*' :,m
所以 &j ; 91wEn
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 0I :5}$+J?
故d=1.04*25.4=26.42mm :Ny[?jt c
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ;DhAw 1
所以此轴选d=40mm,安全 ->o[ S0
六、轴承的选择 ^$C&{%
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 5''k|B>
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 5O]ZX3z>
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 0v9i43[S|J
因为大修期三年，可更换一次轴承 !Q<3TfC
所以取三年 6rWq
hIaI
由公式 +5I'? _{V
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) TQ :e!
32
（深沟球轴承系列） 1Y;.fZE
&/2+'wCp5
由附表选6207型轴承 !.MbPPNp
七、键的选择 [u=yl0f
选普通平键A型 2<h~:
L
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 !4gHv4v ;
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm ;($xAAR
由公式 "w0~f6o
所以 $)c[FR~a
选变通平键，铸铁键 f* 88k='\W
z_ '!?K{
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 [`s.fkb8
八、减速器附件的选择 v@ qDR|?^
1、通气器： {QmK4(k?|c
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ` ~^ My~f
2、油面指示器： y `5
?
选用油标尺，规格M16 <HT z
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ntB#2S
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 a IQC[ry
5、窥视孔及视孔盖 !>ZBb\EyK
选用板结构的视孔盖 ?azLaAG
九、润滑与密封： ~Ym*QSD
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： {Y=k`t ,
&iq'V*+-\
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 !FyO 5`v
2、滚动轴承的润滑 . XbDb
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 p,|)qr:M
3、润滑油的选择 hR:i!
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 t2.jg?`k
L-AN15润滑油 tJQZRZViu
4、密封方式选取： ^_ V0irv
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 ;;rx)|\<R
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 {~R?f$}""j
设计小结： C`3 XOth
二、课程设计总结 J#4pA{0 1w
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。 \fSruhD
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。 |; mET
Y*A y=@z=y
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。 23K#9!3
`s\ [X-j]
特别感谢—程莉老师。 8'zfq
]g
Oml3=TV
参考资料目录 nGK =Nf.5
[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； 9-&@ Y
[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； W> Pcj EI
[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； <;> k[P'
[3]《设计手册软件》，网络上下载； qK@,O \
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn r3OtQ
/#"9!8%V
\>EUa}%xn
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Nw=60.0241r/min 0R+p\Nc&1
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Ped=4Kw N$ 2I z
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n0=960r/min I%ZSh]On
n1=320r/min G\S_e7$ /
n2=60.0241r/min Dt+u f5o(
1f5;^T
I
\MmKz^tO
x*F_XE1#M
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P0=4Kw jR,3 -JQ
kS(v|d
P1=3.8Kw Kdd5ysTQ
VK$s+"
P2=3.6491Kw yvKKE
.^?Z3iA",
T9P u V
T0=39.7917Nm !X/O1PM|
T1=113.4063Nm n' Z5rXg
T2=589.5878Nm (
ES mP
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输送带速度 V=1.1 m/s E ( @;p%:
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