| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 }KT$J G?
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 |(CgX6 l3
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 z m]R76
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 q/ (h{ cq
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 N 6> rU
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 9Ais)Wy%p
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 BCtKxtbS
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 8U}+9
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Gte\=0Wr
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 C _yNSD
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 8dC RSU
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Wr-I~>D%_
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ~(B%E'
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 |;&I$'i
EAy@k zY?
\:+ NVIN
1.拟定传动方案 fIJX5)D
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 M^Tm{`O!
v=1.1m/s;D=350mm; db&!t!#,
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) WD! " $
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。 1
1(GCu
2.选择电动机 |<O^M q
1）电动机类型和结构形式 mA"[x_
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。 VTY # {
2）电动机容量 J'tJ Y% `
（1）卷筒轴的输出功率Pw v*c"SI=@M=
F=2800r/min; 7|jy:F,w%
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 <j/wK]d*/
(2)电动机输出功率Pd e)m6xiZ
Pd=Pw/t 3Tp8t6*nL
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 *`LrvE@t
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： +SW|/oIU
弹性联轴器 1个 |g HdTb1
t4=0.99; pF9WKpzE
滚动轴承 2对 %~kE,^
t2=0.99; _!Pi+l4p/}
圆柱齿轮闭式 1对 J8ScKMUN2
t3=0.97; Cl3L)
V带开式传动 1幅 t=|}?lN<
t1=0.95; _~*j=XR s
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 RCoDdtMo
t5=0.98; $yq76
则 g "kET]KP"
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 / I{K_G@
故 lY2~{Y|4s
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 s,AJR
[
（3）电动机额定功率Ped _+H $Pa }?
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 f6nuh &!-
3）电动机的转速 hpYv*WH:
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， ?$uEN_1O\@
可选电动机的最小转速 A (p^Q
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min N eP
可选电动机的最大转速 m AET`B "
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min jeJspch+#
同步转速为960r/min Z'l!/l!
选定电动机型号为Y132M1－6。 :RwURv+ kT
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 2|]
<U[
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 @&%/<|4P5
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 /-t!)_zvw
f8V
)nM+v"
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm .o,-a >jL
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 adRIg:2
uI& 0/
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 Su Nc&e#(
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 :eT\XtxM~{
1）传动装置总传动比 b\zq,0%
nm=960r/min; 7i'clB9!
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 }Kp$/CYd
2）分配各级传动比 cLvnLaA}
取V带传动比为 *5? Qam3
i1=3; 5|>ms)[RQ
则单级圆柱齿轮减速器比为 {'B(S/Z 7
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Gpcordt/
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。 DiY7 4D
4．计算传动装置的运动和动力参数 9j5|o([J
1）各轴转速
?^MH:o
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
qFLt/
>
n0=nm; Qh6 vH9(D
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min O 1\2 5D
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min )8'v@8;-
;l<Hen*
2）各轴输入功率 0pl'*r*9
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 .j"heYF)
P0=Ped=4kw >Q ^ mR
轴I 的功率 Z_<NUPE
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw !0 |&f>y
轴II功率 ?I:_FT
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw . 6y*Z+Zg
3）各轴转矩 w ZbT*rU
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm c&aqN\'4"
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm bY*_6SPK4
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm k 6GQH@y!
二、设计带轮 (n_.bSI
1、计算功率 l w?C:-m
P=Ped=4Kw HZS.%+2
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 $G9E=wn
查课本表8－10，得KA=1.1; .y_ ~mr&d
计算功率 t6kLZ
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw <:N$ $n
2选择普通V带型号 zf5%|7o
n0 =960r/min O U9{Y9e
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 ;~WoJlEK3
d1=80~100 /L 2n
~/
3、确定带轮基准直径 1=E} X5
表8－11及推荐标准值 DYC2bs>
小轮直径 X7:Dw]t
d1=100mm; n <HF]
大轮直径 2chT^3e
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm NwQ$gDgu t
取标准件 p]Qe5@NT
d2=355mm; q$IU!I4
4、验算带速 NNTrH\SU #
验算带速 u:J4Az^!
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s eI|~neh
在5~25m/s范围内 J
p%J02
从动轮转速 2t
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s W?.xtQEv
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 6& hiW]Adm
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 8{{^pW?x
=-0.0141 <5CQ#^ cK
5、V带基准长度和中心距 sk0/3X*Q%
初定中心距 gh"_,ZhZt
中心距的范围 J4iu8_eH!D
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm |8x_Av0
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm *tkf)[(
a0=350mm; 99]s/KD2yb
初算带长 CUjRz5L
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ,'l.u?SKyd
Lc = 1461.2mm 98_os 2`
选定基准长度 YY'[PXP$Y
表8-7,表8-8查得 W&Xi &[Ux
Ld=1600mm; rEU1
V vE
定中心距 6Q+VW_~
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm R_Bf JD .
a=420mm; BCd0X. m(
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm gB,Q4acjj
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 9+5F(pd(
6、验算小带轮包角 [`KQ \4u
验算包角 7Bf4ojKt
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 6G-XZko~a
145.2107 >120度 故合格 &;Go CU Le
7、求V带根数Z ;[Eso p
由式（13-15）得 dPgA~~
查得 n1=960r/min , d1=120mm g K dNg U
查表13-3 P0=0.95 Vt9o8naz
由式13-9得传动比 Tilr%D(Q
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 I4c %>R
查表（13-4）得 }2Im?Q
+yHzp
由包角145.21度 _F8-4
查表13-5得Ka=0.92 O&">%aU1I
KL=0.99 kll ,^A
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 1'B=J yR~K
8、作用在带上的压力F eMH\]A~v"
查表13-1得q=0.10 15DlD`QV
故由13-17得单根V带初拉力 )*o) iN 7l
5=4-IO6W[]
三、轴 Ja@ ?.gW
初做轴直径： DFGgyF ay
轴I和轴II选用45#钢 c=110 -OfAl~ 4
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm 2"Y=*s
取d1=28mm BTE&7/i 21
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm FOcDBCr Oe
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 , -Lv 3
取YL10YLd10联轴器 uuCVI2|
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 $,T3vX]<
取d2=45mm E
6!V0D
四、齿轮 b1ZHfe:
1、齿轮强度 <) @^TRS
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 zH @+\#M
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 |C t Q
因 ， VAa;XVmB
SH1=1.1， SH2=1.1 RWn#" ~
， jqoU;u`
， :/NP8$~@j
因： ， ，SF=1.3 6M 8(KN^
所以 c;R .rV<
^}GR!990
6AmFl<
2、按齿面接触强度设计 #8bI4J {dE
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 Q@UY4gA '
小齿轮上的转矩 nON "+c*
按 计算中心距 jH4Wu`r;m
u=i=5.333 @;d7#!:cE
mm lHPhZ(Z
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 0+S'i82=M
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 y? 65*lUl
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm tLx8} @X"
齿宽b= ; WL0
b1=70mm,b2=60mm e?-LB
3、验算弯曲强度 j Y\YSQ
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 Wy$Q!R =i
按式（11-8）轮齿弯曲强度 2l4`h)_q
W{;LI
WsZ
n L! nzA
4、齿轮圆周速度 _Hq)mF
qk(u5Z
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 _]=, U.a=/
3b B%@^<
kc:2ID&
ymyk.#Z<%
7kidPAhY
pJwy ~ L
woK?td|/
:y[tZ&*<_?
五、轴校核： Ad`jV_z
<i1P ~
MT@Uu
NW ;wy;;
iD9hqiX&
ZsYT&P2
T?FR@.
Rm
aD3Q-a[
bjq2XP?LL
y< 5xlN(+v
rW3fd.;kss
sQe>LN p,G
tt>=Vt '
\7,'o] >M-
5bKn6O )K
_u`W$EG
L
PK*
$
D<cHa |
圆周力Ft=2T/d1 7e&%R4{b
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Djf,#&j!3
d=mz=2.5*101=252.5mm [HENk34
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N /=q n1
Fr=5852.5*tan20=2031.9N th* E"@
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 ysiBru[u
由Fr2*L-Fr*L/2=0 mWM !6"
得Fr2=Fr/2=1015.9N xTL"%'|
z< mU$<
2、求水平平面的支承力 C,D~2G
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N re/l5v,|3
*l^%7W rk
F
'U G p
3、画垂直面弯矩图 _\LAWQ|M4[
L=40/2+40/2+90＋10=140mm Kq';[ Yc
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm rB:W\5~7
bmO[9
)G
cv["Ps#;`W
4、画水平面弯矩图 DFt1{qS8@u
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm lU.@! rGbw
iB 5 Se
o3l _&?^
7>J8\=
5、求合成弯矩图 K_B-K K(^
dg1h< ]T"9
P-QZ=dm
>%.6n:\rG
6、求轴传递转矩 `:A`%Fg8<
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm :_Y@,CpIEg
i4N '[ P}
7 P Z0
o84!$2P+w
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Y`3>i ,S6\
hX]vZR&R
5TV Dt
YZdp/X6x
]v3 9ag_hu
7、求危险截面的当量弯矩 A\_cGM 2
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 RUmJ=i'4/
轴的扭切应力是脉动循环应力 |b52JF
",
取折合系数a=0.6代入上式可得 jnX9] PkJ
.S17O }
8、计算危险截面处轴的直径 o@r+Y
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 B8:_yAv o
由表13-3查得许用弯曲应力 ， mV}
peb
所以 Zycu3%JI
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 {SW}S_
故d=1.04*25.4=26.42mm J
A ]s
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 u~6` 9' Ms
所以此轴选d=40mm,安全 #z) @T
六、轴承的选择 E/9 U0
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 'QjX2ytgX
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N ]n0kO&
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 6';'pHqe
因为大修期三年，可更换一次轴承 a 1Qg&s<
所以取三年 ;-47d ^
由公式 Bhl@\Kq
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) I Db|J%e^P
（深沟球轴承系列） q3B#rje>h
B i?DmrH
由附表选6207型轴承 %8tl JQvu
七、键的选择 0x'>}5 `5
选普通平键A型 J.mEOo!>
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 Fun ep[rA
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 1"009/|
由公式 6|t4\'
所以 R}a, .C
选变通平键，铸铁键 l)fF)\ |;=
-@-cG\{
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。
DHJh.Y@H
八、减速器附件的选择 / NaI Mo 5
1、通气器： _=XzQZT!L
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 a0C f.[L
2、油面指示器： cOth q87:
选用油标尺，规格M16 i=@.u=:
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 &96I4su
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ZkkXITQkPM
5、窥视孔及视孔盖 .HF+JHIUu
选用板结构的视孔盖 r}MXXn,f
九、润滑与密封： /pZLt)=P
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： V=
U=
B@` 87
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|KTsv:
2、滚动轴承的润滑 (X@JlAfB
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。 +.&#whEw(i
3、润滑油的选择 {BKu'A
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 R$4&>VBu
L-AN15润滑油 7OYNH0EH
4、密封方式选取： k5]s~* ,0
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。 .a1WwI
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 h }i
/u
设计小结： v- J*PB.0p
二、课程设计总结 (m4`l_
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。 \@vR *E
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。 }:7'C. ."
tzJdUZJ
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。 kMAQHpDD
:XEP: 8
特别感谢—程莉老师。 ilEWx r;,
=0TnH<`
参考资料目录 ehl) {Dd^
[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； \%z#|oV#<
[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； r5> FU>7'
[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； lcHw Kd
[3]《设计手册软件》，网络上下载； la>:%SD
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn A&rk5y;
/UTeaM!?"
[URo#
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P0=4Kw O_ }ZSB8"
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P2=3.6491Kw w8~J5XS
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T0=39.7917Nm B@ab[dm280
T1=113.4063Nm ,!`94{Ggv
T2=589.5878Nm x .>E 7
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