| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 gb!@OZ c
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 "1gk-
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 N7RG5 ?
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3
[%gK^Zt
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5
n?<#
{$
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 o$[a4 I
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ~:P8g<w
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 Zi[ {\7a
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 |!jYv'%
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 ?~]1Gd
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 >#"jfjDuR
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 %x cM_|AyR
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Yo So0fQA
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ims=-1,
"NX m\`8
9H
!B)
1.拟定传动方案 _{2Fx[m%
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 L.I}-n
v=1.1m/s;D=350mm; B BApL{
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) Se;?j-
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 ) <]w23i
2.选择电动机 E7Gi6w~\
1）电动机类型和结构形式 Nj3^"} V
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 s= GOB"G
2）电动机容量 M&}oat*
（1）卷筒轴的输出功率Pw WIH4Aw
F=2800r/min; \gJapx (
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 KL:6P-3
(2)电动机输出功率Pd @ ^XkU(m
Pd=Pw/t }] n>A
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 V{AH\IV-
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： @gu77^='
弹性联轴器 1个 :#Ex3H7
t4=0.99; dc\u$'F@S
滚动轴承 2对 2EqsfU*
I
t2=0.99; P"~qio-
圆柱齿轮闭式 1对 Z)6nu )
t3=0.97; [#P`_hx
V带开式传动 1幅 %Zv(gI`A
t1=0.95; #<WyId(
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ^NnU gj
t5=0.98; \ /x)BE,
则 ]\os`At
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 Vgru, '
故 `1[ Sv"
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Hq"<vp
（3）电动机额定功率Ped E^EU+})Ujr
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 K#6`LL m
3）电动机的转速 die2<'\4%
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， &\6`[# bT
可选电动机的最小转速 :UJUh/U
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min dPy BY ]`
可选电动机的最大转速 4MF}FS2)
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ^b `>/>
同步转速为960r/min S '%cf7Z
选定电动机型号为Y132M1－6。
Ae{4AZ
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 d6d(? "
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 3qx G?G N
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 utm+\/
!+| N<`
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm G(|(y=ck
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 n%MYX'0
qY~$wVY(
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 SFk11
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 (zTI)EV
1）传动装置总传动比 /Y\E68_Fh
nm=960r/min; {GH `V}Ob
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 Zm8
u :
2）分配各级传动比 n.8A
Ka6
取V带传动比为 oN6*WN t J
i1=3; }Cq9{0by?a
则单级圆柱齿轮减速器比为 W|-N>,G
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 X^_+% U
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 Bg+]_:<U
4．计算传动装置的运动和动力参数 D'sboOY
1）各轴转速 M@2Qn-I
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 5 dNf$a0E
n0=nm; #u2&8-Gh
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min '*LN)E> d
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min cT= wJ
lTO M/^L
2）各轴输入功率 m5; [ , He
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 5N3!!FFE
P0=Ped=4kw b mq XP
轴I 的功率 a_i QlsU
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw Qpv}N*v^
轴II功率 @01D1A
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw []N$;~R7
3）各轴转矩 g$-D?~(Z
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm *ZSp9g"Z
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm /%q9hI
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm !wb~A 0m
二、设计带轮 ^(m6g &$(
1、计算功率 < iprPk
P=Ped=4Kw F+y `4> x
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 5@Lxbe(
q
查课本表8－10，得KA=1.1; ]E8 <;t)#
计算功率 qpwh #^ 2
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw U# ]eN[
2选择普通V带型号 U!I_i*: U
n0 =960r/min |KrG3-i3X
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 'St= izhd
d1=80~100 jnKM6%z
3、确定带轮基准直径 3w:Z4]J
表8－11及推荐标准值 tDLk ZC P
小轮直径 c+i`Zd.m<
d1=100mm; \NQ)Po@z
大轮直径
2:5gMt
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ,t&-`U]AX
取标准件 %FI6\ |`M
d2=355mm; 8OtUY}R
4、验算带速 n
ua8y(W
验算带速 56
kgL;$h
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s aE cg_es
在5~25m/s范围内 * _K-T#
从动轮转速 &@iF!D\u
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s pr,1Wp0l
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s - T kd@
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 &?Z)V-1H
=-0.0141 R6$F<;nw
5、V带基准长度和中心距 aC
}1]7
初定中心距
DfzUGX
中心距的范围 {2clOUi
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm Tl 7:}X<?
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm *|#JFy?c[
a0=350mm; v9` B.(R u
初算带长 yGG\[I;7
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 'U{:
zBh
Lc = 1461.2mm v4##(~Tu
选定基准长度
nK'8Mo
表8-7,表8-8查得 p'!,F; xX
Ld=1600mm; 2 Yd~v|
定中心距 "/Q(UV<d
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm V >uW|6
a=420mm; 4-rI4A<
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm jL S]^|
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm W
(c\$2`
6、验算小带轮包角 O8N0 ]Mz
验算包角 &r5%WRzpYT
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a YJvT
p~
145.2107 >120度 故合格 ` "":
7、求V带根数Z `"mK\M
由式（13-15）得 y$9 t!cx
查得 n1=960r/min , d1=120mm yx;R#8;b.
查表13-3 P0=0.95 ?[/, *Q%
由式13-9得传动比 u W tS83i
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 Dlf=N$BL7d
查表（13-4）得 )0d".Q|v4
I%C:d#p
由包角145.21度 r_sl~^* :
查表13-5得Ka=0.92 UMW^0>Z!v
KL=0.99 !,!tNs1 K
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 LF.~rmPa
8、作用在带上的压力F RW [<e
查表13-1得q=0.10 +Qb/:xQu
故由13-17得单根V带初拉力 %vYlu%c<
7.rZ%1N
三、轴 Y '*h_K
初做轴直径： rWpfAE)!
轴I和轴II选用45#钢 c=110 FH(+7Lz4;
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm L=!kDU
取d1=28mm 58'y~Ou
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm tU/NwA"
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 cD@lor j
取YL10YLd10联轴器 u N0fWj]
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 t
U= b~
取d2=45mm 2MzFSmhc"
四、齿轮 :!15>ML;-
1、齿轮强度 s\FNKWQ
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 jV &W[xKa
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。 MJpTr5Vs
因 ， |RXC;zt9s
SH1=1.1， SH2=1.1 Nh/ArugP5P
， R*eM 1
， <f{`}drp/
因： ， ，SF=1.3 5MU@g*gj,C
所以 >Nl~"J|]q
l 8u s6
O[B_7
2、按齿面接触强度设计 I19F\
L`4
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 "dOY_@kg
小齿轮上的转矩 =C1Qo#QQ%
按 计算中心距 > .~k?_Of
u=i=5.333 jt?%03iuk
mm [ ;8fL
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 lS*.?4zX
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 |ema-pRC
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 2;r^~:
齿宽b= 8@
g D03
b1=70mm,b2=60mm T7_rnEOO
3、验算弯曲强度 B#n}y
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 $:Z xb
按式（11-8）轮齿弯曲强度 o;C)!
Q 5TyS8
Nx
z ,/d
4、齿轮圆周速度 > &Lu0 oHH
F$p,xFH#
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 Gfch|Q^INy
7O :Gi*MA
)@M|YM1+
K%_JQ0`
vjS7nR"T
vB4qJ{f
I65 GUX#DV
:$d 3a"]
五、轴校核： >g=:01z9
3e1"5~?'<
T5G+^XDA
Py<vN!
#2,L)E\G8e
jZ yh
Y :BrAa[
l%/,Ef* 3
]xs\,}I%
=5F49
w=2 X[V}
r${a
S@ F
> .>5%
cn{l
%6K
EatDT*!
5@5="lNjS
ZH :X 4!
Os+ =}
圆周力Ft=2T/d1 ] UTP~2N
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ] "_'o~
d=mz=2.5*101=252.5mm qIp`'.#m
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N qpCi61lTDJ
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 6Wp:W1E{`
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 EQ-~e
由Fr2*L-Fr*L/2=0 :{<HiJdp
得Fr2=Fr/2=1015.9N 4f5$^uN$qA
L.[2l Q
2、求水平平面的支承力 9!h+LGs(,
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N -n-X /M
af{K4:I
PX'%)5:q;i
3、画垂直面弯矩图 I}x*AM 7+
L=40/2+40/2+90＋10=140mm Ho|n\7$
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm h#9)M
f}4h}Cq
*z~Y *Q0
4、画水平面弯矩图 O ;"%z*g.
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm , " v%
38^ _(N
8%B @[YDe
T@.CwV
5、求合成弯矩图 hz|$3*q
"G:>}cs%?
^,gKA\Wli
%iNDRLR%I
6、求轴传递转矩 C+j+q648>
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 6(=:j"w0
k:.c(_2M
va.wdk g
}, H,ky
49 D*U5o
Qn7 e6u@V
`,O^=HBM
`JCC-\9T_
M DpXth7
FtX Eudk
CpXv?uU
'*:YC
Ho/5 e*X
w;"'l] W
KqQrxi?f-
Tq+pFEgQ`@
y[vjqfdmU
)yk
LUse+
UJI1n?~
y? g7sLDc
%-dGK)?
7、求危险截面的当量弯矩 M;OYh
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 i || /=ai
轴的扭切应力是脉动循环应力 ]p t @
取折合系数a=0.6代入上式可得 Tm ` CA0@
wJ}8y4O!N
8、计算危险截面处轴的直径 8c#*T%Vf
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 |@ +
x9|'W
由表13-3查得许用弯曲应力 ， ]=/f`
所以 R[z6 c )
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 4%p vw;r
故d=1.04*25.4=26.42mm CH2o[&
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 {`: !=
所以此轴选d=40mm,安全 rRMC< .=
六、轴承的选择 t|/ /oEY
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 p`It=16trT
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N G100L}d"N
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） k$zDofdfp
因为大修期三年，可更换一次轴承 Uhf
-}Jdw
所以取三年 rpd3Rp
由公式 ,^3D"Tky
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) L6FUC6x"
（深沟球轴承系列） jooh`| `P
Eb *D P_
由附表选6207型轴承 l4; LV7Ji
七、键的选择 vi'K|[!?
选普通平键A型 ]}9E Bf
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ?#W>^Za=
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm J[9jNCq|
由公式 e}kG1C8
所以 ,}NG@JID
选变通平键，铸铁键 0Y\u,\GrxW
' =oV
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 i"-j:b:c<
八、减速器附件的选择 dM
QnN[d6
1、通气器： |(w x6H:
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 pDu~84!])
2、油面指示器： j*P@]&e7d
选用油标尺，规格M16 3vy5JTCz~
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 @sVBG']p
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 X%;,r
2g
5、窥视孔及视孔盖 0j3j/={|.1
选用板结构的视孔盖 U-k6ZV3&8
九、润滑与密封： ohwQ%NDl
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： i22R3&C
nkpQM$FW
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。 LnBkd: >}
2、滚动轴承的润滑 "zr%Q'Ky
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。 PoC24#vS
3、润滑油的选择 1[!Idl ?m
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 LG;xZQx'
L-AN15润滑油 ?g9CeeH*
4、密封方式选取： oI^iL\\2h
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。 fz:F*zT1
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ek.L(n,J|
设计小结： *rA! `e*
二、课程设计总结 m0 `w mM
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。 ]E`DG
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。 o'W &gk b9
8,%y`tUn>u
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。 1y>P<[
:kgwKuhL
特别感谢—程莉老师。 p_[k^@ $
'I;pS)sb
参考资料目录 :V`q;g
[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； [j&>dE
[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； T1D7H~ \lG
[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； 64[j:t=N
[3]《设计手册软件》，网络上下载； WWD\E DnS
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn eGZId v1
u U\UULH0
lQ oa[#q
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Nw=60.0241r/min F+9|D
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T0=39.7917Nm e@}zp
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T2=589.5878Nm ;4tmnC>OnA
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输送带速度 V=1.1 m/s `[`eg <xj
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