| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 _hV 34:1F
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 NaoOgZ?
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 RvA "ug.*
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 Z*3RI5)dx
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 J ##a;6@
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 O2 Y|<m
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ^- ?^iWQ G
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 z<t2yh(DF
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 'g<{l&u
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 <k1muSe
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 $Xo_8SX,
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 )M7 yj O!
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ;ja~Q .}4
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ?@x$ h
[YlRz
]GRVU
1.拟定传动方案 u=@zYA(
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 ozS' n]8*
v=1.1m/s;D=350mm; - TH(Z(pB
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) gF9GU5T:
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。 s'tXb=!HO
2.选择电动机 &0* l:uw
1）电动机类型和结构形式 ?-& k?I
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。 \ l0!s i
2）电动机容量 }duqX R
（1）卷筒轴的输出功率Pw +-t&li%F
F=2800r/min; .3+ 8Ip#z
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ' $yy
(2)电动机输出功率Pd p79QEIbk=
Pd=Pw/t K;THYMp/[
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 u$ nmnd`g
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： kQ\l7 xd
弹性联轴器 1个 g; R
t4=0.99; Q!-"5P X
滚动轴承 2对 r!{i2I |
t2=0.99; p {qA%D
圆柱齿轮闭式 1对 0 "@J*e#
t3=0.97; 56c3tgVF
V带开式传动 1幅 {1UU `d
t1=0.95; 1A;,"8kBd
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 jl;N
Fk%
t5=0.98; +c]D2@ctG
则 ; gaTSYVe
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 ]EN&EA"<
故 RigS1A\2l
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 _{LmJ?!
（3）电动机额定功率Ped B2BG*xa
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 nF3Sfw,
3）电动机的转速 b+Ax Te("
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， *
kL>9
可选电动机的最小转速 9-A@2&J1
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min @!x7jPr
可选电动机的最大转速 YuoErP=P
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min (ux9"r^g;x
同步转速为960r/min |tY6+T}
选定电动机型号为Y132M1－6。 v7+|G '8M`
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 +N~{6*@uz,
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 . ;vd
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 i)'u!V
GXv2B%i8
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm REX/:sB <
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 Sxy3cv53
geM`O|Np
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 rTC| 8e
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 E>QEI;
1）传动装置总传动比 I2z7}*<u
nm=960r/min; (a,` Y.
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 Jx&+e,OST
2）分配各级传动比 zZ<~yi3A9
取V带传动比为 *:l$ud
i1=3; $Ixd;`l*
则单级圆柱齿轮减速器比为 f|!@H><
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 (Zy=e?E,
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 S[rfcL"
4．计算传动装置的运动和动力参数 !P6y_Frpe
1）各轴转速 9 771D
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 el^<M, 7!
n0=nm; F zBny[F
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ryd}-_ LL
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min =Y3 d~~
Y(R],9h8
2）各轴输入功率 pAEJ=Te
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 lnxA/[`a
P0=Ped=4kw ~vR< UQz
轴I 的功率 b\t @vMJ
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw +hWeN&A
轴II功率 yg4ILL
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw n;d Wb$:
3）各轴转矩 ,6U=F#z
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm B7'2@+(
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm HOP sp
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm I|mxyyf
二、设计带轮 `\-MpNw
1、计算功率 y2C/DyuAY|
P=Ped=4Kw 1T3YFt@&I
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 N4 _V
查课本表8－10，得KA=1.1; J= DD/Gp
计算功率 & *&
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw q kyYt#4E
2选择普通V带型号 + d 6Jrd*
n0 =960r/min %A( hmC
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 yD ur9Qd6
d1=80~100 t2%gS"
[
3、确定带轮基准直径 iB'g7&,L
表8－11及推荐标准值 Qc:Sf46O
小轮直径 j)O8&[y=
d1=100mm; 23UXOY0BW
大轮直径 `VOLw*Ci
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ~/R}K g(
取标准件 gem+$TFq
d2=355mm; -(.\> F
4、验算带速 'nqVcNgb
验算带速 M Xl!
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s *WXqN!:
在5~25m/s范围内 ngaQa-8w
从动轮转速 =~QC)y_
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s $2*&\/;-E!
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s }(if|skau
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 4> [tjz.?k
=-0.0141 > qIZ
5、V带基准长度和中心距 X1h*.reFAL
初定中心距 f m,:8%
中心距的范围 qS2]|7q?Tc
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm X<$8'/p r
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm :!g zx n
a0=350mm; s}Sxl0
初算带长 8"S?
Toqq
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 1HNX 6
Lc = 1461.2mm kPZ1OSX
选定基准长度 GUK3`}!%
表8-7,表8-8查得 o!t1EPJE*
Ld=1600mm; ?GGh )";y
定中心距 l{x?i00tAS
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm fYv{M;
a=420mm; /T2f~1R
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm pDx}~IB
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm [Z?vC
6、验算小带轮包角 O/R>&8R$
验算包角 j k}m
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a s97L/iH
145.2107 >120度 故合格 V 5ihplAk
7、求V带根数Z 3/h Axd
由式（13-15）得 @A dJu-u
查得 n1=960r/min , d1=120mm ,s1n! @9
查表13-3 P0=0.95 %4E7 Tu,1
由式13-9得传动比 ?` O Dt]s
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 /L"& '~
查表（13-4）得 pBu~($%d
8m"5J-uIi
由包角145.21度 gBG.3\[
查表13-5得Ka=0.92 #TSL gV'U
KL=0.99 6.'+y1yS)
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 R OQIw
8、作用在带上的压力F $yb8..+
查表13-1得q=0.10 @V-CG!
故由13-17得单根V带初拉力 b511qc"i>M
Pjff% r^
三、轴 $T0|zPK5
初做轴直径： X_eV<]zA+
轴I和轴II选用45#钢 c=110 pf`li]j'V
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm [0e]zyB+
取d1=28mm !f\6=Z?>3
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm ARu^hz=
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 ;3_Q7;y
取YL10YLd10联轴器 , 0rC_)&B
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ),6Z1 K1
取d2=45mm jWW2&cBm\
四、齿轮 0,;F iOp
1、齿轮强度 HnqZ7%jeN
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 ':w6 {b
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 /qL&)24
因 ， fwQ%mU+
SH1=1.1， SH2=1.1 /bylA`IMW
， {w^flizY
， ,O(XNA(C
因： ， ，SF=1.3 \9/n~/{
所以 L4;n$=e
Urx gKTry
"v3u$-xN1
2、按齿面接触强度设计 tZXtt=M w
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 ;o3
.<"
小齿轮上的转矩 5J&n<M0G1
按 计算中心距 ]@ [=FK^
u=i=5.333 ^J~}KOH
mm hoeTJ/;dm
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 gi@+2 7;
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ^?xXP =/
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 4!gyFi6$
齿宽b= D#m +w
b1=70mm,b2=60mm a4: PufS
3、验算弯曲强度 ESASsRzk
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 (lPNMS|V
按式（11-8）轮齿弯曲强度 :({lXGc}4?
` ?6m0|\@
>uJrq""+
4、齿轮圆周速度 sX_ ^H%fd
b8v$*{
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 f (n{7
!Xj m h$F
d=4MqX r
-I8%
l d@f:Zali
vP~F+z
@g
|_=jXf\TL
VBCj.dw
五、轴校核： *BO4 "3Z
7_Q86o
uN\9c Q
*,n7&
sy@k3wQ
UU
,)z
z!L0j +
<WbD4Q<3?
<0LB]zDWe6
[
$"iO#oO
d,)F #;^5
g*tLqV
wRiP 5U,
}.gg!V'9w
.N+xpxdG,
`Ys })Pl
F'~/
'
R@<4Ib|
圆周力Ft=2T/d1 (7wR*vO^
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 =}"hC`3e
d=mz=2.5*101=252.5mm q,(&2./
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N \S@A
/t6pa
Fr=5852.5*tan20=2031.9N D!sSe|sL^
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Cg|uHI*
由Fr2*L-Fr*L/2=0 mcX akWmi
得Fr2=Fr/2=1015.9N '_&(Iwu
aKUr":z
2、求水平平面的支承力 P3
Evv]sB@
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N s+w<!`-
&Egn` QU
}n 7e_qy4
3、画垂直面弯矩图 ~R8yj(
L=40/2+40/2+90＋10=140mm cU6#^PFu
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm lKD@2
(hV"z ; rI
KN`z68c4L
4、画水平面弯矩图 %N
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm '_<`dzz
_NZHrN
E 9:hK
S p )}
5、求合成弯矩图 ri;M7rg`.{
8WGM%n#q
3 d<HIG^W}
;E"mB4/)
6、求轴传递转矩 ,+BgY4OY
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm yfW^wyDd2o
-:>#w`H
2"'8x?.V
#]N9/Hij#g
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$?-o
Lx{N%;t*E
wIj2 IAD
EM/+1
_u
E |;5Z*
^ks^9*'|j
7、求危险截面的当量弯矩 z=_{jjs
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 Hc%\9{zH
轴的扭切应力是脉动循环应力 vxT "BvN
取折合系数a=0.6代入上式可得 ]r1{%:8
F\rSYjMyk
8、计算危险截面处轴的直径 B[B<U~I}
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 ~&3"Mi&>`
由表13-3查得许用弯曲应力 ， `UK+[`E
所以 MEnHC'nI
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 AS_+}*WSFQ
故d=1.04*25.4=26.42mm faOWhI G
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 [5*-V^m2
所以此轴选d=40mm,安全 Hk*cO;c
六、轴承的选择 N>Y50
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 $#FlnM<=
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 5@ +E i25
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） xBfe8lor
因为大修期三年，可更换一次轴承 U hhmG+
所以取三年
f}Tr$ r
由公式 [(F<|f:n
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) tB =D&L3
（深沟球轴承系列） b N e\ {k
r{R7"
由附表选6207型轴承 9PqgBq
七、键的选择 arQ %
选普通平键A型 GR[>mkW!M
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 O\Mq< ;|7m
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm a`~ eC)T
由公式 ls7A5 <
所以 tZ
j,A%<
选变通平键，铸铁键 kok^4V V
qZsddll
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 [H %?jTQ
八、减速器附件的选择 'b?.\Bm;
1、通气器： dX@A%6#?
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 H. .Zv Gu
2、油面指示器： xhkWKB/7
选用油标尺，规格M16 EN )A"
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 n`z+ w*
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 _d| 6 2VS
5、窥视孔及视孔盖 71" JL",
选用板结构的视孔盖 Wmjz KCl
九、润滑与密封： km\ld&d]$
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： .`& /QiD
'c F%4F
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。 *Z]WaDw
2、滚动轴承的润滑 W _,;ey o
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。 n?LIphc\
3、润滑油的选择 YqSXi~.
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 %|(?!w7
L-AN15润滑油 1!(%<R
4、密封方式选取： ZutB_uW
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。 6=,#9C9
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 \FoxKOTp
设计小结： R,+ /A8[j
二、课程设计总结 '#N5i
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。 uB <F.!3
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。 4,U}Am1Q
q|u8CX
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。 3Q$'qZw p
~` \9Q
特别感谢—程莉老师。 |N$?_<H
IjDT'p_
参考资料目录 +~4bB$6*4)
[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； .^LL9{?
[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； =`1m-
[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； j|&DP-@g/
[3]《设计手册软件》，网络上下载； !/nx=vg p
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn &=-e`=qJ'6
fNqmTRu
P YF.#@":&
"@{4.v^}!
TsX+. i'
Nw=60.0241r/min >Qm<-g
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n0=960r/min bAf,aV/C&|
n1=320r/min <I; 5wv
n2=60.0241r/min #~^btL'dHF
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P0=4Kw mEFw|M{
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