| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 ~{Rt4o _W
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 4 Olv8nOe<
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 PFgjWp"Y
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 X]U"r u{1q
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 fUKdC \WL
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 8;f<q u|w
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 Y _>-p(IH
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 %a E7id>v6
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 T^;Jz !e
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 w DMB
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 <Z C^H
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 | 4oM+n;Y
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ::Q);
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ?WtG|w
5@t uo`k
;4v}0N~.
1.拟定传动方案 _6S
b.9m
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 G[<[#$(
v=1.1m/s;D=350mm; !^bB/e
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ~7 L)n
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 <bX Wkj
2.选择电动机 2G}7R5``9
1）电动机类型和结构形式 AH 87UkNL
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 DEp%\sj?
2）电动机容量 Fp6[W5 >(-
（1）卷筒轴的输出功率Pw *5_ 8\7d
F=2800r/min; QDgEJ%U-
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 9_ A0:S9Z
(2)电动机输出功率Pd Ed0>R<jR9
Pd=Pw/t K!D!b'|bb
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 pM'IQ3N
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： f'`nx;@X
弹性联轴器 1个 E<#4G9 O<
t4=0.99; _
kSPUP5
滚动轴承 2对 .UhBvHH
t2=0.99; G<^]0`"+)t
圆柱齿轮闭式 1对 A;WwS?fyQ
t3=0.97; E%\7Uo-
V带开式传动 1幅 <,4R2'
t1=0.95; 'UvS3]bSYW
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 /$Tl #
t5=0.98; Q#ZD&RZ9.
则 HMS9y%zl/
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 ,[}yf#8@J
故 4lh
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 #u<o EDQ
（3）电动机额定功率Ped F`BgKH!
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 7=p-A _X
3）电动机的转速 K)Xs L
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， OBw`!G*w
可选电动机的最小转速 KIAe36.~
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 97]a-)SA
可选电动机的最大转速 C/CfjR zd
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min BvZ^^IUb
同步转速为960r/min m]=oaj@9
选定电动机型号为Y132M1－6。 ( XG [_
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 ueE?"Hk
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 Z?~d']XD
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 Zu0;/_rN
mj(&`HRs4
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm |:e|~sism
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ^0s\/qyqm
(+gL#/u
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 s*)41\V0
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 >: W-C{%
1）传动装置总传动比 zOiY 0`=
nm=960r/min; yK&* ,J
|
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 H7yg9zFT
N
2）分配各级传动比 ^0`<k
取V带传动比为 s=nVoc{Yt
i1=3; uFm+Y]h
则单级圆柱齿轮减速器比为 (
*9Ip
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 O+E1M=R6h
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。 }l}yn@hYC
4．计算传动装置的运动和动力参数 sk7rU +<
1）各轴转速 oxMUW<gYd
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 !O F?xW
n0=nm; J~iOP
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min `s>UU- 9
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min UKKSc>D1
&PRx,G5
2）各轴输入功率 mZbWRqP[|_
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 `\/toddUh[
P0=Ped=4kw 43J\8WBn@
轴I 的功率
e'~-`Z9-)
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw r)6uX
轴II功率 %qS]NC
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ^zaKO'KcV
3）各轴转矩 ':!3jZP"m
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm A[^qq U L'
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm J7'f@X~nM
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm n%0]V Xx#
二、设计带轮 kfqpI
1、计算功率 S]e j=6SP
P=Ped=4Kw +9CEC1-l
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 B]^>GH
查课本表8－10，得KA=1.1; ]DC;+;8Jc
计算功率 @, x _i8
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw YH)Opk
2选择普通V带型号 jFuC=6aF
n0 =960r/min x7P([^i
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 o~v_PD[S
d1=80~100 J$ #h( D%
3、确定带轮基准直径 W NwJM
表8－11及推荐标准值 ;dqk@@ O"(
小轮直径 0 W T#6D
d1=100mm; )\T@W
大轮直径 -ajM5S=d*
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 0PnD|]9:
取标准件 ~lzdbX
d2=355mm; .q0218l:dF
4、验算带速 QU^/[75Ea0
验算带速 ] vC=.&]
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s |Z`M*.d+
在5~25m/s范围内 I?_E,.)[ I
从动轮转速 <u/a` E?
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s Qw24/DJK
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s s<A*[
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 b!i` o%Vb
=-0.0141 Qs|O G
5、V带基准长度和中心距 )n\*ht7
初定中心距 )Vwj9WD
中心距的范围 "| K f'/r
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm Xzl KP;r0
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm t *{,Gk
a0=350mm; <,jAk4
初算带长 IFiTTIlT0
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 #|qm!aGs
Lc = 1461.2mm N H'1rt(w
选定基准长度 I"Q#IvNw
表8-7,表8-8查得 W8f`J2^"M
Ld=1600mm; 2HcsQ*H] G
定中心距 c]A
Y
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm m)s
xotgXf
a=420mm; \ Ut6;
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm mfXD1]<.
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm y L*L J
6、验算小带轮包角 +"'F Be
验算包角 7^ 4jc fJH
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a C i;h
145.2107 >120度 故合格 B;VH `*+X
7、求V带根数Z %$Aqbd
由式（13-15）得 @ ru<4`h
查得 n1=960r/min , d1=120mm aK]7vp+
查表13-3 P0=0.95 K!GUv{fp
由式13-9得传动比 \CcmePTN#x
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 r)V Lf#3B
查表（13-4）得 @ gNpJB]V
4[`[mE18.
由包角145.21度 S|HY+Z6n'
查表13-5得Ka=0.92 :]'q#$!
KL=0.99 P3G:th@j=
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 |Eb&}m:E$
8、作用在带上的压力F =(%*LY!Xc
查表13-1得q=0.10 l$F_"o?&S@
故由13-17得单根V带初拉力 ji }#MBac
L#n}e7Y9
三、轴 PC|'yAN:
初做轴直径： XM$GQn]B
轴I和轴II选用45#钢 c=110 pjACFVMFX
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm 5? Wg%@
取d1=28mm D - 6
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm oew|23Ytb
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 D}MoNE[r
取YL10YLd10联轴器 Yt{j i
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 m$?.Yig?
取d2=45mm H"_ v+N5=
四、齿轮 a 2o.a 2
1、齿轮强度 Vc| NL^
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 N r<9u$d9=
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。 W,Ty=:qm*
因 ， q-YL]PgV
SH1=1.1， SH2=1.1 ZPl PN;J^1
， NE MEY7De2
， 0pD[7~ ^o
因： ， ，SF=1.3 *6XRjq^#
所以 WHP;Neb6
I] jX7.fx
gwiR/(1
2、按齿面接触强度设计 VgA48qZ
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 k d+l k:
小齿轮上的转矩 7aQ n;
按 计算中心距 gGI8t@t:
u=i=5.333 (etUEb^}T
mm
DwXU
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 !N1J@LT5h
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 (xL
:;
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Oxv+1Ub<Dv
齿宽b= =5ug\S
b1=70mm,b2=60mm 2SciB* 5
3、验算弯曲强度 ;, rnk-
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 OF8WDo`
按式（11-8）轮齿弯曲强度 &$F[/ [Ds+
^>^ \ CP]
Jn*Nao_)
4、齿轮圆周速度 9`BE i(z
MKC$; >i
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 kon5+g9q
.b,~f
E_3r[1l
\45(#H<$
y@3kU*-1
b66R}=P l
zmb@*/fK
6.'$EtH
五、轴校核： 3u_o Rs
Vv7PCaq
O: JPJ"!
.E$q&7@/j
.!yq@Q|=u
/lJjQ]c;>
RM,'o[%
E*k([ZL
:!O><eQw
,d cg?48
X2^_~<I{,
t8vc@of$c,
' #H")i
ZMdW2_*F
6m+W#]^
ln#\sA?iG
3gc"_C\$
t 7 7'fm
圆周力Ft=2T/d1 9"ugz^uKt
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 #ZWl=z5aBi
d=mz=2.5*101=252.5mm x:
~d@
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N H&bh<KPMh
Fr=5852.5*tan20=2031.9N V#J"c8n
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 X *O9JGh
由Fr2*L-Fr*L/2=0 &@6 GI<
得Fr2=Fr/2=1015.9N XG&K32_fs
~z iexZ=N
2、求水平平面的支承力 SF< [FM%1
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N $ X GtS$
JIxiklk
gxm c|
3、画垂直面弯矩图 j Nc<~{/
L=40/2+40/2+90＋10=140mm )0-o%- e
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm #
X/Q
m*oc)x7'
s$GF 95^
4、画水平面弯矩图 J8;Okzb!L
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm tU:FX[&?R
i03gX<=*
85z;Zt0{
jBpVxv
5、求合成弯矩图 h8 =h >W-
/U*y w5
"={L+di:M
bulboyA&#
6、求轴传递转矩 U$'y _}V
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm FH*RU1Z
J]fS({(\I
Mr* |9h
$]*d#`Sy{%
^>m^\MuZ
({ M?Q>s
4#:\?HAu!
8=Q V N_
f&yQhe6 q
2-v \3voN
?/d!R]3
]k*1KP
W-D[z#)/Y
e<5Y94YE
o .^y1mH'
/6U
4 S>'(
0M 8 .U
~ E *d G
&p "( -
I7mG/
;fGx;D
7、求危险截面的当量弯矩 n93zD*;5
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 "^%Z'ou
轴的扭切应力是脉动循环应力 1q]c7"
取折合系数a=0.6代入上式可得 <xn;bp[
BXhWTGiG
8、计算危险截面处轴的直径 cOku1 g 8
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 & iSD/W
由表13-3查得许用弯曲应力 ， \+Y!ILOI
所以 ow.6!tl0=h
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 \!H{Ks{#R.
故d=1.04*25.4=26.42mm 6c<ezEJ
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 #D)x}#V\
所以此轴选d=40mm,安全 @ls.&BHUP
六、轴承的选择 J_ J+c Rwq
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 k/lFRi-i
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N _/ Os^ >R
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） ~O4|K Y
因为大修期三年，可更换一次轴承 &1Fply7(Ay
所以取三年 _ N '75
由公式 -&Gfh\_NW
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) E
_iO@
（深沟球轴承系列） <k]qH-v4
TnE+[.Qu
由附表选6207型轴承 uD)-V;}P@;
七、键的选择 r4;Bu<PQN1
选普通平键A型 ("Dv >&w9
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 LfX0Z=<
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm K/Y Agg
由公式 k
dU!
kj
所以 *gu8-7'
选变通平键，铸铁键 O9]\Q@M.
(@&I_>2Q
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 x /
XkD]Hq
八、减速器附件的选择 -G b -^G
1、通气器： xm H-!D a
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 Vxh.<b6&'
2、油面指示器： T;?+kC3
选用油标尺，规格M16 UK3a{O[ 5
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 &" h]y?Q
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 {}\CL#~y
5、窥视孔及视孔盖 `Q%NSU?
选用板结构的视孔盖 <_:zI r,
九、润滑与密封： ' G#SL qZy
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 8wIK:
1d v=xe.
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。 I/s.xk_i
2、滚动轴承的润滑 $qm~c[x%
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 } uQ${]&D
3、润滑油的选择 a Waw&u
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 Q 4K +*Fi}
L-AN15润滑油 Ew4 g'A:H
4、密封方式选取： eXzXd*$S
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 ;KcFy@ 6q5
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 arj$dA W
设计小结： ^ d\SPZ
二、课程设计总结 yQ[u3tI
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。 Tf-CEHWD
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。 'ZnIRE,N
H/jm
f5
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。 9S1#Lr`r
Y'N'hRD
特别感谢—程莉老师。 r95zP]T
UqtHxEI%R~
参考资料目录 S< x:t(
[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； 1xTTJyoq
[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； /77z\[CeYH
[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； pP\h6b+B
[3]《设计手册软件》，网络上下载； `K?1L{p'4
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn 9X]f [^
Q]\j>>
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Nw=60.0241r/min h5-d;RKE
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&~}@u[=ux
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T0=39.7917Nm w -M7opkq
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