| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 [h !i{QD
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 N%ccy?B
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 `'>~(8&zE
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 B}. :7,/0
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 {`e-%<
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 A?$-Uqb"
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 !3\$XK]5ZT
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 vLBu E
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 :I7mM y*
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 >B=s+ }/ME
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 e6mm;@F>
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 . t ppCy
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 wa{!%qu5.R
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 R4P&r=?
r!O[| h
%NJ0 Y(:9(
1.拟定传动方案 D _[NzCv<-
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 N ~fE&@-
v=1.1m/s;D=350mm; .MRN)p
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) q5JQx**g
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。
;(J&%
2.选择电动机 +P Dk>PdEt
1）电动机类型和结构形式 HFTeG4R
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 [CfZE
2）电动机容量 ] 7>#YKH.
（1）卷筒轴的输出功率Pw B|yz~wu S
F=2800r/min; Ea][:3
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 NZ&ZK@h}.
(2)电动机输出功率Pd Rm}5AJ
Pd=Pw/t -mGG:#yP
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 /5z,G r
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： : T?WN+3
弹性联轴器 1个 r<Z .J/a
t4=0.99; B!;:,(S~
滚动轴承 2对 n4M
Xa()P1
t2=0.99; US3)+6
圆柱齿轮闭式 1对 oXqJypR 2
t3=0.97; ?U[6X| 1
V带开式传动 1幅 ,
V,Q(!$F
t1=0.95; (*=>YE'V{
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 mMOgx
t5=0.98;
!bCL/[
则 Yy 0" G
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 a^|9rho<
故 O cPgw/
I
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 S)wP];]`K
（3）电动机额定功率Ped o<txm ?+N
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 %4F\#" A
3）电动机的转速 [tJn! cMs
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， ~av#r=x
可选电动机的最小转速 vnVT0)Lel
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min &+A 78I
可选电动机的最大转速 rNo/H<J%+j
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min 64mD%URT
同步转速为960r/min MBw;+'93qf
选定电动机型号为Y132M1－6。 C'y2!Q /"
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 <2%9O;bV[
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 +Ek1~ i.
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 }F/w 34+;
I =
<eCv
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 8 @(?E[&O>
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 SCe$v76p#
ot2zY
dWAz
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 >`a^E 1)
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 k'N``.
1）传动装置总传动比 J?X{NARt
nm=960r/min; f ebn?|@
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 2gkN\w6zQ
2）分配各级传动比 j<~T:Tk
取V带传动比为 0gW{6BtPWm
i1=3; sR8 3e|4I
则单级圆柱齿轮减速器比为 yEbo`/ ]b
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 E@xrn+L>-
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。 ezY^T
4．计算传动装置的运动和动力参数 3@ Fa
1）各轴转速 $oM>?h_ =
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 p% sizn
n0=nm; <fDT/
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min dR< d7
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 3 )#Nc|
EK[J!~
2）各轴输入功率 [xrsa!$
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 DUl+Jqn4B
P0=Ped=4kw 4@Db $PHs
轴I 的功率 Jq(;BJ90R
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 3imsIBr
轴II功率 Ai[@2A yU
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw -ZSN0X k
3）各轴转矩 Hd\ oV^ >
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm UjoA$A!Od;
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm F <6(Hw#>
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm x*'H@!! G
二、设计带轮 5psJv|Zo]
1、计算功率 F7*)u-4Yn
P=Ped=4Kw .*9u_2<
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 [:gg3Qzx
查课本表8－10，得KA=1.1; u*I'c2m
计算功率 D]*|Zmr+}
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw %bF157X5An
2选择普通V带型号 [ei~Xkzkj
n0 =960r/min f
-F}~S
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 0(f+a_2^Q
d1=80~100 \n,L600`q
3、确定带轮基准直径 aZ_3@I{d`
表8－11及推荐标准值 ~@l4T_,k
小轮直径 gYrB@W; 2
d1=100mm; BgT ^
大轮直径 ]
L#c
<0
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm wf]?:'}
取标准件 7 rRI-wZ
d2=355mm; D^m2iW;
4、验算带速 =Hd#"9-
验算带速 El B[k<
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s FI?J8a
在5~25m/s范围内 yn]Sc<uK
从动轮转速 i6n,N)%H
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s ~!PWJ~U
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s w5PscEc
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 M$@~|pQ<
=-0.0141 SZ[?2z
5、V带基准长度和中心距 nM .g8d K
初定中心距 |k*bWuXgLs
中心距的范围 I2i'
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 8/tB?j
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm p2rT0gu!
a0=350mm; d;gs1]E50
初算带长 @M<qz\
[
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 DMc h88W
Lc = 1461.2mm "~ $i#
选定基准长度 jR[c3EA
;
表8-7,表8-8查得 > ]ux3F3\
Ld=1600mm; XK/l1E3N
定中心距 [s]$&
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm \yw5`5g
a=420mm; p A_u;*
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm #\Y`?
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm |3B<;/v5
6、验算小带轮包角 hLZf A rq}
验算包角 ^1F zs(#.
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 'R-\6;3E>9
145.2107 >120度 故合格 +kYp !00
7、求V带根数Z
WZ,k][~
由式（13-15）得 sr N7
查得 n1=960r/min , d1=120mm [efU)O&
查表13-3 P0=0.95 ~ <K,P
由式13-9得传动比 O-U A2?N@j
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 t(roj@!x_o
查表（13-4）得 )=K8mt0qob
Myg;2 .
由包角145.21度 f m^`
查表13-5得Ka=0.92 _)= e`9%
KL=0.99 %SIll
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Nk\ni>Du3
8、作用在带上的压力F
qCrp c=
查表13-1得q=0.10 'do2n/
故由13-17得单根V带初拉力 FT6C KsM"
q fCZ
[D
三、轴 sj/k';#g
初做轴直径： iOv>g-t :
轴I和轴II选用45#钢 c=110 6g#yzex
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm RiR],Sj
取d1=28mm Fyw X
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm L#a!fd
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 yZp/P %y
取YL10YLd10联轴器 )ej1) RU"
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 .J @mpJdY
取d2=45mm ESoC7d&.K{
四、齿轮 `. ~S/$a.&
1、齿轮强度 x(Ew Hg>;
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 nPI$<yW7F
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。 LD?\gK "
因 ， "pK<d~Wu
SH1=1.1， SH2=1.1 =EYgck;)
， a)r["*bTx
， 9@"pR;X@
因： ， ，SF=1.3 pO )EYla9
所以 Dl0{pGK~
zq$L[ X
PPG+~.7
2、按齿面接触强度设计 ]CcRI|g}
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 X8*~Cf73u
小齿轮上的转矩 _fn7-&6
按 计算中心距 Q
-$)
H;,
u=i=5.333 x 4LPrF1
mm ipGxi [Vav
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 IOxtuR
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 R%}<z*~NE@
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm v]Pyz<+
齿宽b= $u , 6x~>
b1=70mm,b2=60mm t%^&b'/Z
3、验算弯曲强度 a"O;DYh
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 =c,7 uB
按式（11-8）轮齿弯曲强度 n;=FD; }j+
oBu b]<.J
eF7I 5k4
4、齿轮圆周速度 q6E 'W" Q
1]0;2THx
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 ~AaEa,LQ
#M!{ D
l+y;>21sTu
[+A]E,pv]1
uR2|> m
(4q/LuP^d
HWFTI /]
ps` j>vX*
五、轴校核： oVp/EQ
,S(Z\[x0
^A\ (M%*F
AH'3
5Kf)
K7{B !kX4k
LTA0WgzR)
Bnwq!i!M
/4 K d
*a8 <cf
mb3aUFxA;
RSB+Saf.8
<9xr? i=
jvR(e"
W79.Nj2`
" G*$#
WO!OaC?+B,
"D4% A!i
E&t8nlTx
圆周力Ft=2T/d1 A{)pzV25
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 |9FrVO$M
d=mz=2.5*101=252.5mm f9y+-GhaD
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N Dz2Z
(EXI~
Fr=5852.5*tan20=2031.9N c,)]!{c
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 ]^wr+9zd
由Fr2*L-Fr*L/2=0 >hG*=4oh
得Fr2=Fr/2=1015.9N u+6D |
%Q}(.h%M
2、求水平平面的支承力 5f0g7w =-
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N e_!Z-#\J %
=\)zb '\=d
NZ8X@|N
3、画垂直面弯矩图 iY,oaC~?"N
L=40/2+40/2+90＋10=140mm <RC %<
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm k}}'f A
?< yYm;B
w<]-~`K
4、画水平面弯矩图 ~@@$-,}X
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm ~g#/q~UE
H)&iFq
}? 6;; d#
BOA7@Zaa$p
5、求合成弯矩图 G[_Z|Xi1
.qYQ3G'V
{^;7DV:
\3K7)o^
6、求轴传递转矩 UpSJ%%.n
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm G^VOA4
EX , {1^h
&IRM<A!8
;0?OBUDO
Nq9M$Nt]
\x4:i\Fx@
gzW{h0iRr
Q 9 f5}
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v7#|%
=_@) KWeX$
FQ47j)p;
tW-[.Y -M,
7、求危险截面的当量弯矩 x`I Wo:j
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 }ksp(. }G
轴的扭切应力是脉动循环应力 q j9q
取折合系数a=0.6代入上式可得 BE~-0g$W
$[7/~I>m
8、计算危险截面处轴的直径 9^Web~yi#
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 5.yiNW h
由表13-3查得许用弯曲应力 ， ouFKqRs;
所以 ^ f"|<r
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 Q uw| KL
故d=1.04*25.4=26.42mm nf&5oE^
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 7ju38@+
所以此轴选d=40mm,安全 oj'YD Q^uj
六、轴承的选择 :kwDa
a
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 cyab qx
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 2:nI4S
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） {7% HK2='
因为大修期三年，可更换一次轴承 3=Rk(%:;
所以取三年 lHTr7uF(
由公式 A9"!=/~
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) Bx$?*y&f!v
（深沟球轴承系列） -F3~X R
uf (_<~
由附表选6207型轴承 Z
d@B6R
七、键的选择 Q0x?OL] A
选普通平键A型 UVgSO|Tg
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 -O-?hsV)y
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm Odh r=Hs
由公式 oJ" D5d,
所以 W5:fY>7
选变通平键，铸铁键 O2="'w'kR
8 7!m l
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 ^ L7!lzyo
八、减速器附件的选择 '#,C5*`
1、通气器： y+{)4ptg$<
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 e+VE FWz
2、油面指示器： Q&?0 ^ ;r
选用油标尺，规格M16 @>J(1{m=Gy
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 8_S| 8RW(
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 5a)$:oO!
5、窥视孔及视孔盖 DVKb `KJ"
选用板结构的视孔盖 }Ujgd2(U
九、润滑与密封： 5dD8s-; ^T
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： BS?$eai@:9
ji.?bKqHE
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。 " * W# z
2、滚动轴承的润滑 aD_7^ 8>
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。 ]f U&?z#
3、润滑油的选择 +/]*ChrS
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 A:yql`&s
L-AN15润滑油 -"H0Qafm
4、密封方式选取：
M}@>h
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。 MEp{&#v|1
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 e+4Eiv
设计小结： Y"yrc0'&T
二、课程设计总结
8D jki]
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。 |GsMLY:0
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。 {9x>@ p/
vX}w_Jj>
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。 l+hOD{F4pS
f\.y z[
特别感谢—程莉老师。 gG}H5uN
LXhR"PWZM\
参考资料目录 &rPAW V'v
[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； w9O!L9 6
[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； b0f6p>~q^
[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； _G'A]O/BZD
[3]《设计手册软件》，网络上下载； <o*b6 m%
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn B
I3fk
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n2=60.0241r/min ;
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Qu=b -9
sGtxqnX:J
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P0=4Kw m]MR\E5]By
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P1=3.8Kw Eze w@*(
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P2=3.6491Kw [u K,.G
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H@wjZ;R
T0=39.7917Nm t!/~_}eD J
T1=113.4063Nm cRr3!<EZ
T2=589.5878Nm K3
BWj33
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输送带速度 V=1.1 m/s ^x8yW b rE
滚筒直径 D=350 mm ~9N n8g6
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