| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 d/jP2uu A
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 }:{9!RMO
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 Xp9I3nd|
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 +p63J
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 EPH
n"YK
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 _ Y ; tD
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 .D ^~!A
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 j'U1lEZm2
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 6pSTw\/6
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 qEXN} Pq<
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 2C}Yvfm4
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 g)^s+Y
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 EnlAgL']|
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ye =4<b_
$/C1s"C@O
o+}k$i!6
1.拟定传动方案 8U(o@ 1PT
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 V4NQcy?
H
v=1.1m/s;D=350mm; O=V _ 7I5
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ~G@YA8}
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。 2aCf?l(
2.选择电动机 k9OGnCW\
1）电动机类型和结构形式 {pH# zs4Y
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。 u >.a; BO
2）电动机容量 &K60n6q{aQ
（1）卷筒轴的输出功率Pw #+l`tj4b/
F=2800r/min; ,lA @C2 c
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ,>rvl P
(2)电动机输出功率Pd G\BZ^ SwE
Pd=Pw/t
19]19_-
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 -W1p=od
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： dt:$:,"
弹性联轴器 1个 r!dWI
t4=0.99; z,ERq,g+L
滚动轴承 2对 L55 UeP\
t2=0.99; "lw|EpQk`
圆柱齿轮闭式 1对 5Y^"&h[/
t3=0.97; : =;{w~D
V带开式传动 1幅 z/xPI)R[
t1=0.95; u-,}ug|
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 D)ri_w!Q
t5=0.98; $Q8
&TM}E
则 ^_|kEvk0
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 \alV #>J5
故 |mQ Fi\
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 EZ .3Z`
（3）电动机额定功率Ped uStAZ ~b\
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 |K Rt$t
3）电动机的转速 C$6FI `J
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， 4\&Y;upy+
可选电动机的最小转速 Y PI)^ }
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min iOURS
可选电动机的最大转速 I_v}}h{
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min Pn O WQ8=
同步转速为960r/min Ha-]U:Vcx
选定电动机型号为Y132M1－6。 ( ~5 M{Xh
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 (?\+
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 rMx Iujx
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 - C
q;
R*D<M3
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ZAg Xz{!H(
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 X%5eZ"1{x
rvd $4l^
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 V z/w.%_g
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 - /\qGI
1）传动装置总传动比 YkWHI (p
nm=960r/min; dn-
[Gnde
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 ( 4L/I
2）分配各级传动比 hvw9i7#
取V带传动比为 ~/`/r%1/J
i1=3; nFEJO&1 +
则单级圆柱齿轮减速器比为 M/Yr0"%Q<.
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 c("|xe
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 (4R(5t
4．计算传动装置的运动和动力参数 3 2\.-v
1）各轴转速 dyWp'vCQs\
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 %Gh5!e:$SI
n0=nm; nL:&G'd
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min H/O.h@E4X
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min xGwImF$r
lWId
0eNS
2）各轴输入功率 ,D+ydr
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 [v"Z2F<.=
P0=Ped=4kw ;yt6Yp.6e
轴I 的功率 13!@L bC
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw
QPx 5`{nN
轴II功率 !RmVb} m
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw XX~vg>3_
3）各轴转矩 neI7VbH4
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm
XA2Ld
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm Y7}>yC /GY
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm _AX 9 Mu]
二、设计带轮 =*,SD
1、计算功率 Q4"\k.
?
P=Ped=4Kw b0$)G-E/Y
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 Q*smH-Sw
查课本表8－10，得KA=1.1; !uEEuD#
计算功率 SN{+ P k
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw S:_Ms{S
2选择普通V带型号 !LN8=u.
n0 =960r/min !2LX+*;
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 ~wb1sn3
d1=80~100 fc9;ZX7
3、确定带轮基准直径 Y_'ERqQ
表8－11及推荐标准值 + F T c/r
小轮直径 )5Khl"6!z
d1=100mm; \Z]+j@9
大轮直径 a$My6Qa#
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm K~
eak \=
取标准件 +94)BxrY
d2=355mm; MgJ6{xzz
4、验算带速 U6]#RxH
验算带速 NfgXOLthM
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s QHk\ Z
在5~25m/s范围内 #aP#r4$
从动轮转速 }\"EI<$s
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 7* 5 B
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s /Y7^!3uM
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Ma^jy.
=-0.0141 vhrf 89-q
5、V带基准长度和中心距 gmL~n7m:K
初定中心距 a1cX+{W
中心距的范围 v ccH(T
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm k"N>pjgd$
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm [ RyV R
a0=350mm; uBm"Xkxe|w
初算带长 ]&*POri&
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 Ds`e-X)O;\
Lc = 1461.2mm /G||_Hc
选定基准长度 e HphM;C
表8-7,表8-8查得 ;s B=f
Ld=1600mm; jRK}H*u em
定中心距 c+:Zm rP/
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Ebnb-Lze,
a=420mm; xVx s~p1
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm .a %6A#<X
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm clE9I<1v
6、验算小带轮包角 ]>n{~4a
验算包角 jl, gqMn"V
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ?JrUZXY
145.2107 >120度 故合格 @kYY1m v;
7、求V带根数Z =^9h
z3 j
由式（13-15）得 W{6QvQD8
查得 n1=960r/min , d1=120mm "Lp.*o
查表13-3 P0=0.95 xIM,0xM 2
由式13-9得传动比 F @PPhzZ
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ^{Y, `F
查表（13-4）得 C;BO6$*_e
t~+M>Fjm?d
由包角145.21度 i fsh(^N
查表13-5得Ka=0.92 Etz#+R&*
KL=0.99 0Wr< l%M)+
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 e={O&9Z
8、作用在带上的压力F { 53FR
查表13-1得q=0.10 CmU@8-1
故由13-17得单根V带初拉力
NFT:$>83`
+25}X{r$_
三、轴 GBz? $]6
初做轴直径： ti 5fsc
轴I和轴II选用45#钢 c=110 1iT_mtXK$
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm jFSR+mP!
取d1=28mm ?JuJu1
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm t^ #1=nK
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 i q;\},
取YL10YLd10联轴器 gwj?.7N*k
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 |_53So: g
取d2=45mm a*M|_&MH*
四、齿轮 Tu vs}
1、齿轮强度 @-q,%)?0}=
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 Ws2q/[\oz
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。 7 [Us.V@
因 ， * bK=<{d1P
SH1=1.1， SH2=1.1 [v1$L p
， 4
]oe`yx
， X@~/.H5
因： ， ，SF=1.3 pMU\ f
所以 _S_,rTf&
uP9b^LEoN
KloX.y)q
2、按齿面接触强度设计 rJ /HIda
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 7gX32r$%V
小齿轮上的转矩 ekx(i
QA
按 计算中心距 eD*7 64tG
u=i=5.333 eF3 NyL (A
mm > ?+Rtg|${
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 iwnGWGcuS
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 (?Ku-k
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Lg\3DzM
齿宽b= &v:zS$m>
b1=70mm,b2=60mm FB E|pG7
3、验算弯曲强度 dv.
77q
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 ,ei9 ?9J1
按式（11-8）轮齿弯曲强度 \>$zxC_
Uz ;^R@
RFw0u 0Nrz
4、齿轮圆周速度 AO<T6 VK
aT^
$'_ G
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 $_JfM^w
+}jzge"
\O*ZW7?TJ
bB@=J~l4
k4#j
l<R
gwB,*.z
\d:Q%S
t__f=QB/
五、轴校核： -#% M,Qb
ij:xr% FJ
WvU[9ME^)
b GSj?t9/
aPJ TH0u
.*NPoW4Kv
p;4FZ $
A^lm 0[3q
g?v/ u:v>W
`n,RC2yo
+At [[
$.C \H,H
F qyx vL.
jJ"(O-<)D
` U0XvWPr[
nZiwR4kM
Q'U!
[(
xPX
圆周力Ft=2T/d1 sssw (F
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 XK~ HfA?
d=mz=2.5*101=252.5mm '(iPI
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ](I||JJa9f
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 8 Z}%,G*n
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 M _0f{
由Fr2*L-Fr*L/2=0 *X3wf`C?
得Fr2=Fr/2=1015.9N /y1+aTiJ
Jd `Q a+
2、求水平平面的支承力 O<fy^[r:`
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N CeU=A9
x7B;\D#`i/
cZ%tJ(&\7X
3、画垂直面弯矩图 yIiVhI?X
L=40/2+40/2+90＋10=140mm (Jb#'(~a
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm %,$xmoj9O]
uPho|hDp
o w(9dB&E
4、画水平面弯矩图 Z|KDi
`S
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 1N65 M=)
,g'>Ib%
Ay Uw
;E{jn4B'
5、求合成弯矩图 +DQUL|\
h [Sd3 Z*
X<_HQ
{1=|H$wKg
6、求轴传递转矩 oFp1QrI3k8
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ;\|GU@K{hC
mUl0D0#
M8:i ]
qu# xc0?
Xm< _!=
erv94acq
+<$nZ=,hsy
K:9AP{+
-vm1xp$
gdSqG2/&
*Dq ++
\{Q_\ s&)
&k vmLO I
bD/ ZKvg
Kt qOA[6
#oiU|>3Y
6jm?d"9
Y>C0 5?>
(!b)<V *
mc`Z;D/mt
% u VTf
7、求危险截面的当量弯矩 J:'_S `J
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为
{ d#sZT
轴的扭切应力是脉动循环应力 Yx,E5}-
取折合系数a=0.6代入上式可得 hl0X, G+@
nT01B1/<]
8、计算危险截面处轴的直径 E;`^`T40
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 ^AI02`c.
由表13-3查得许用弯曲应力 ， t%e<]2 -8
所以 Y|wjt\M
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 y 4@g w.pt
故d=1.04*25.4=26.42mm |Wa.W0A
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 YH+ (N
所以此轴选d=40mm,安全 bxwwYSS
六、轴承的选择 w*~s&7c2B
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 9%SC#V'
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N AB 3OG*C9
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时）
o,?G(
因为大修期三年，可更换一次轴承 9 iJ$M!
所以取三年 "~.4z, ha
由公式 ZX o;E
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) Wj!+
E{y<r
（深沟球轴承系列） {A< 9 61
%A3m%&(m&%
由附表选6207型轴承
SmDNN^GR
七、键的选择 0#=xUk#LP`
选普通平键A型 R|$b\3
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ZDL1H3;R
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm f 34/whD65
由公式 $n W9VMa
所以 2[(~_VJ
选变通平键，铸铁键 >r\GB#\5
u23_*W\
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 Xm|~1 k_3
八、减速器附件的选择 {9{ X\|
1、通气器： &uc`w{,Zs
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 *aS+XnT/
2、油面指示器： ;ow)N <Z
选用油标尺，规格M16 Sx
J0Y8#z
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 e
T ;@pc
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ^>ir&$
5、窥视孔及视孔盖 2 z#S| $
选用板结构的视孔盖 }wp/,\_
>
九、润滑与密封： &L+.5 i
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： XC; Icr)
(K8Ob3zN_
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。 Ye$j43b
2、滚动轴承的润滑 <'UGYY\wg0
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 VoUo!t:(+
3、润滑油的选择 K^ @9\cl^
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 =+mb@#="m
L-AN15润滑油 j%y{d(Q4
4、密封方式选取： 45wtl/^9
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 "@hd\w{.
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 u_+i H$zA
设计小结： vK+ re XE
二、课程设计总结 O<V 4j ,
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。 #| ,cy,v4
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。 JttDRNZAU
* {+ {h;p
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。 3+uL@L Xd
a9p:k
]{
特别感谢—程莉老师。 RzL(Gnb
MI r +4L
参考资料目录 Mth:V45G|
[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； *5k40?w
[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； <,GVrVH=t"
[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； ej}S{/<* n
[3]《设计手册软件》，网络上下载； {]}94T~/k
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn QM 3 DB
# >bj 6<
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n2=60.0241r/min Muo E~K2
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}/cReX,so
=,6H2ew
P0=4Kw heVk CM :
g+ c*VmY
P1=3.8Kw LhJUoX
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P2=3.6491Kw %Qe zC+n
H7zN|NdNw
UM oj9/-
T0=39.7917Nm q+?<cjVg
T1=113.4063Nm iW5cEI%tb
T2=589.5878Nm $w0TEO!
e4S@ J/D
,;$OaJFT
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输送带速度 V=1.1 m/s oFu( J
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