| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 ,H_b@$]n8
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 >M}\_ c=
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 98c##NV(7|
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 9 S<87sO
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 \t pJ
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 0XkLWl|k
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 >DFpL$oP
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 DGs=.U-=e
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 'zRi ;:UHA
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 o {W4@:Ib
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 ] "ZL<?3g
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 +*W9*g l
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 U@ ; W^Mt
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 sI M^e
-\6";_Y
3`Ug]<m
1.拟定传动方案 5l(8{,NDt
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 8 !R +wy
v=1.1m/s;D=350mm; '8k{\>
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) A^m]DSF OO
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。 ZqDanDM
2.选择电动机 %OV)O -
1）电动机类型和结构形式 bOB<m4
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。 eX{ :&Do
2）电动机容量 xr;:gz!h
（1）卷筒轴的输出功率Pw hc2AGeZr
F=2800r/min; *y}<7R
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 3 d 1$w
(2)电动机输出功率Pd HsF8$C$z
Pd=Pw/t ~x(1g;!^
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 b}f#[* Z
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： *X_-8 ^~
弹性联轴器 1个 o+w G6 9
t4=0.99; :2 Fy`PPab
滚动轴承 2对 M%3P@GRg
t2=0.99; j;BMuLTm1
圆柱齿轮闭式 1对 :rdw0EROy
t3=0.97; GKk> ;X-
V带开式传动 1幅 |}?o=bO
t1=0.95; zXEu3h
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 SU` RHAo
t5=0.98; K> rZJ[a
则 K1_]ne)
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 2 &(w\#'
故 ].!^BYNht
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ^D}]7y|fm
（3）电动机额定功率Ped aFbIJm=!
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 pA%Sybw+
3）电动机的转速 & az
:YTq
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， 5PRS|R7
可选电动机的最小转速 |e%o
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min e7$ZA#A_5v
可选电动机的最大转速 4PcsU HR
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min {9,!XiF.:
同步转速为960r/min liuw!
选定电动机型号为Y132M1－6。 R.U wf
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 iC.k8r+~
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 M'gL_Xsei
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 +HpPVu V
$vR#<a,7>
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 'G#T 6B!
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 fPA5]a9
\ y^Ho1Fj
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 Ch;wvoy
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 Mx]![O.ye
1）传动装置总传动比 K8R}2K-Y
nm=960r/min; P{gGvC,
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 :|5 \XV)>
2）分配各级传动比 U?[_ d
取V带传动比为 r YP72<
i1=3; j} .,|7X
则单级圆柱齿轮减速器比为 1[ 4)Sq?
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 l` wF;W!
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。 +%'!+r
l
4．计算传动装置的运动和动力参数 nF#1B4b>
1）各轴转速 "dItv#<:}
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 !%lcn
O
n0=nm; )<+t#5"
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min xis],.N
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min
ib,BYFKEW
kgZiyPcw
2）各轴输入功率 $-Yq? :
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 iLIv<VK/d
P0=Ped=4kw #86=[*Dr
轴I 的功率 V:Lq>rs#
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw |({ M8!BS
轴II功率 Y;uQq-C P
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw \Aa{] t
3）各轴转矩 ~w,c6 Z
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm p3q
>a<
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm cOz/zD
f5
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm A7c* qBt
二、设计带轮 ! !we4tWq
1、计算功率 v|K'M,E
P=Ped=4Kw V0 O6\) /.
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 %%c1@2G<
查课本表8－10，得KA=1.1; kHhxR;ymA7
计算功率 GLpl
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 5nA
*'($j
2选择普通V带型号 _ mJP=+i
n0 =960r/min x, rK4L7U
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 j YVR"D;
d1=80~100 \kS:u}Ip!
3、确定带轮基准直径 D_D76
表8－11及推荐标准值 d>wpG^"w
小轮直径 qH9bo-6
d1=100mm; , ej89
大轮直径
a^5.gfzA
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm Kwmtt
取标准件 >K@Y8J+ e#
d2=355mm; vS1#ien#
4、验算带速 O+w82! <:
验算带速
oa;vLX$
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s N7l`-y
在5~25m/s范围内 3X>x`
从动轮转速 RO!em~{D*
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s ~^ <1 k-
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s \ y}!yrQ
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 \nbGdka
=-0.0141 dZ6P)R
5、V带基准长度和中心距 pj9* $.{
初定中心距 {Yc #XP
中心距的范围 QMQ\y8E
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm aJ3 .D
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm lq_(au.
a0=350mm; u ozK'L
初算带长 ur @"wcl"V
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 !V~,aoKTj
Lc = 1461.2mm : pkOZ+t
选定基准长度 }|9!|Q
表8-7,表8-8查得 C
&~s<tcn
Ld=1600mm; 7]F@ g}8
定中心距 dc=}c/6x
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm sBq6,Iu
a=420mm; m#Dae\w&
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm y 3Qb2l
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ]*v [6 +
6、验算小带轮包角 2AdO
验算包角 'wT !X[jF
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a uN*Ynf(:-
145.2107 >120度 故合格 \C &V)/
7、求V带根数Z Cw$7d:u
由式（13-15）得 E'iN==p_:
查得 n1=960r/min , d1=120mm =pnM V"'9
查表13-3 P0=0.95 =~P)7D6
由式13-9得传动比 k/,7FDO?m
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 e jh0Wfl
查表（13-4）得 es!>u{8)
0U&@;/?
由包角145.21度 ttd
^jT
查表13-5得Ka=0.92 ^hRx{A
KL=0.99 %/}46z9\
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 4r tNvf5`
8、作用在带上的压力F y{g" w
查表13-1得q=0.10 H aA2y
故由13-17得单根V带初拉力 (TTS-(
>XJUj4B|X
三、轴 ?8!\V N C.
初做轴直径： #D ]P3
轴I和轴II选用45#钢 c=110 yB5JvD ?
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm OVUJiBp
取d1=28mm 5#U=x ,7e
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm 77H" =
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 ;)23@6{R%
取YL10YLd10联轴器 `6RR/~kP(
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 {v,NNKQ4x
取d2=45mm 0Z1 ';A3
四、齿轮 T8NDS7&?
1、齿轮强度 6m mc{kw'
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 #5yz~&
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 ESmWK; 7b
因 ， P^^WViVX
SH1=1.1， SH2=1.1 F10TvJ
U
， fJD+GvV$x
， i)q8 p
因： ， ，SF=1.3 \\P*w$c
所以 ksy]t |
/N7.| XI.
S1a6uE
2、按齿面接触强度设计 +!cibTQTT
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 :$Xvq-#$|
小齿轮上的转矩 2*5pjd{Kt
按 计算中心距 h'.B-y~c
u=i=5.333 C;I:?4
mm ST1c`0e
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 agd^ ga3
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 KnC:hus
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm DCKH^J
齿宽b= }v6@ yU
b1=70mm,b2=60mm %[x
PyqX
3、验算弯曲强度 zALtG<_t
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 +vIsYg*#2M
按式（11-8）轮齿弯曲强度 :B~m^5
\: Q)X$6
3(`P x}
4、齿轮圆周速度 +1nzyD_E
|ZG0E
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 e=`=7 H4P
e.WKf,e"X
.u: aX$t+
%5!K?,z%
R$bDj >8
k D}vK+
U+,R P$r@
rE%H NPO
五、轴校核： 4{ [d '-H5
3.6Gh|7
6&o?#l;|
v8K`cijSS
1 s.>_
dO Vu D(
?2,{+d |
M9Xq0BBu
uC%mGZ a
KNjU!Z/4
x/ix%!8J
V Ig6'
gxmY^" Jy
}/QtIY#I
W3jwc{lj
z9E*1B+
;;+h4O )
G5ShheZd
圆周力Ft=2T/d1 Q na*K7kv
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 /[!<rhY
d=mz=2.5*101=252.5mm ~ R eX$9
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N $b) t` r+
Fr=5852.5*tan20=2031.9N C;~LY&=
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 qRHT~ta-?
由Fr2*L-Fr*L/2=0 S]NT +XM
得Fr2=Fr/2=1015.9N DFvGc`O4
kH`?^ ^_yJ
2、求水平平面的支承力 H5*#=It
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N k *D8IB
Oh%p1 $H
<[K3Prf C
3、画垂直面弯矩图 Bru] ;%Qg%
L=40/2+40/2+90＋10=140mm Ns]$+|
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm Q%524%f$
"]|7%]
+S WtHj7e
4、画水平面弯矩图 L 1f=90
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm gq@8Z
AWn
$%4< q0 -
Ze <)B
*
N6`U)=2o>h
5、求合成弯矩图 r&IDTS#
n w_s :
.PV(MV
qOIVuzi*
6、求轴传递转矩 Uq~b4 X$
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm z$L e ,+
p{:y?0pGN
*Ms &WYN-
E M`'=<)V
I9m9`4BK
[$td:N
*
K]uH7-YvL/
c,O;B_}M]
9t b-;|
\&~YFj B
uUV"86B_
+25=u|#4r
bYZU}Kl;(
aqWlX0 +
n`@dk_%yI
f( Dtv
h-RhmQA=Iz
c&,q`_t
9ggl yoZ%
Gs,e8ri!
t&NpC;>v
7、求危险截面的当量弯矩 J i:<eRx)
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 zG8g}FrzG;
轴的扭切应力是脉动循环应力 0S9~db
取折合系数a=0.6代入上式可得 UvM4-M%2JN
\ q3ui }-9
8、计算危险截面处轴的直径 Dv
L8}dz
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 n>7aZ 1Qa
由表13-3查得许用弯曲应力 ， cD=IFOB*GD
所以 sOiM/} O]
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 =9W\;xE S
故d=1.04*25.4=26.42mm bC~I} ^i\
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 t%J1 (H
所以此轴选d=40mm,安全 */_ 'pt
六、轴承的选择 $zU%?[J
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 9_,f)2)~W
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 0
x' d^
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） ( Cg vI*O
因为大修期三年，可更换一次轴承 >fth
iA
所以取三年 +GL$[ 5G
由公式 F3]VSI6^E,
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) /nu z_y\J
（深沟球轴承系列） :>r
W`=
e'
k3nvML,b v
由附表选6207型轴承 k<CbI
V
七、键的选择 Hb::;[bm:
选普通平键A型 ("r:L<xe&
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 m(}}%VeR"z
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm Cl!(F 6K*
由公式 -ucgET`
所以 >iRkhA=Vg
选变通平键，铸铁键 E`V\/`5D
9jX_Eoxy
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 NdSuOkwwt
八、减速器附件的选择 PgGUs4[
1、通气器： %''L7o.#a
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 deVn Au =
2、油面指示器： xy4+
[u
选用油标尺，规格M16 v3Fd lE
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 %2\tly!{ %
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 g}W|q"l?i
5、窥视孔及视孔盖 Ox&G
[
选用板结构的视孔盖 lw[ c+F7
九、润滑与密封： 0Ci/-3HV!
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： /*k_`3L
i}P{{kMJ
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。 X-kOp9/.
2、滚动轴承的润滑 qP<D9k>
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。 Uc'}y!R
3、润滑油的选择 X!/Sk1
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 h9CTcWGt
L-AN15润滑油 k4dC
4、密封方式选取： {, +c
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。 3NDddrL9
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 Yz Q1c~+
设计小结： 5Gy#$' kdf
二、课程设计总结 i,a" 5D R8
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 #Xo x2{~
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 3Cc#{X-+
: S_]!'H
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 dzPewOre*
)%MC*Z :^
特别感谢—程莉老师。 ) y;7\-K0
htR.p7&Tn
参考资料目录 :op_J!;
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； KNd<8{'.
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； #Gg^QJ*
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； 16 ~E
[3]《设计手册软件》，网络上下载； <?5|(Q"@:
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn }UB@FRPF
W_ JO~P
nWY^?e'S
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4,c6VCw3+
Nw=60.0241r/min QO(F%&v++
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O M 86C
P0=4Kw \TQZZ_Z
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P2=3.6491Kw uo9# (6
E/;t6& 6
oaIk1U;g
T0=39.7917Nm broLC5hbQU
T1=113.4063Nm ++cS^ Lo
T2=589.5878Nm c;l!i-
2HX/@ERhmu
Z)?$ZI@
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