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2009-06-22 09:37 |
目 录 JYt)4mOo 设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 9Dq^x&z( 传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 %q~YJ*\ 电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 5u<F0$qHc 传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 _%xe:X+ M 传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 LovVJ^TD0i 轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 g/o@,_ 联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ZB)`*z>* 滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 YTc
X4cC 键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 [f^:V:){ 减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 xH\#:DLY 润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 [IF5Iv\b 设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 s\)0f_I 参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 F ka^0 k//l~A9m E^)>9f7 1.拟定传动方案 aDV~T24 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 fd {75J5% v=1.1m/s;D=350mm; M x/G^yO9 nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) rjFIK`_w 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。 +[JvpDv% 2.选择电动机 C#^V<:9 1)电动机类型和结构形式 ^ZxT0oaL 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。 [9wuaw"~[Z 2)电动机容量 $ ]ew<j (1)卷筒轴的输出功率Pw 'F\@KE-d F=2800r/min; \iBEyr] Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 "Je*70LG# (2)电动机输出功率Pd ;qA(!`h+ Pd=Pw/t -x~4@~ 传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 eucacXiZ 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: eHQS\n 弹性联轴器 1个 0tL#-47 t4=0.99; I%^Bl:M 滚动轴承 2对 \jkMnS6FvL t2=0.99; &V`~ z
e 圆柱齿轮闭式 1对 BHNcE*U}@? t3=0.97; x1@`\r#0 V带开式传动 1幅
}T)0:DF1, t1=0.95; !
sN~w 卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 %kHeU= t5=0.98; \aEarIX#* 则 LU-,B?1 t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 'ie+/O@G 故 K&Sz8# + Pd=Pw/t=3.08/0.8762 A~@u#]]<n (3)电动机额定功率Ped E*sQ|" g 由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 '%W`:K' 3)电动机的转速 m@Q%)sc) 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, !OCb^y 可选电动机的最小转速 8\N`2mPt Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min q':P9o*N? 可选电动机的最大转速 U.$7=Zl8t Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ?;bsg9 同步转速为960r/min P^)J^{r 选定电动机型号为Y132M1-6。 PnUYL.v 4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 Rk8oshS+2 由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 _^k9!Vjo 外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 F>H5 ww9E `W*b?e|H1 电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm pzQWr*5a Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 [z2jR(+`U /c&;WlE/n 大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 +o4W8f=Ga 3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 7m<;"e) 1)传动装置总传动比 Ag82tDL[u nm=960r/min; C$<['D?8 i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 Iq[
d5)M4 2)分配各级传动比 %>mB"Y, 取V带传动比为 M[= #%U3*N i1=3; ?BEO(;' 则单级圆柱齿轮减速器比为 -~|E(ys i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 'QP~uK 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。 smJ#.I6/L 4.计算传动装置的运动和动力参数 A*a:#'"*N 1)各轴转速 @hG]Gs[,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 K:JM*4W n0=nm; $q%l)]+ n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min >T)#KQ1t n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 0sR+@\ "Yy)&zKr 2)各轴输入功率 jgyXb5GY 按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 !</Snsi P0=Ped=4kw @((Y[< 轴I 的功率 c+bOp
05o- P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw (nUSgZz5 轴II功率 )Bb:?!EuEH P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw DOa%|H'P 3)各轴转矩 )/Mk\``j T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 'Cp]Q@]\ T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm v6#i>n~x, T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm s~)I1G 二、设计带轮 V-N`R-FSr 1、计算功率 B']}n`g
P=Ped=4Kw 0+m4
}]6l 一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 lI&5.,2MP 查课本表8-10,得KA=1.1; Tg;1;XM% 计算功率 g4U`Qf3 Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw rF:l+I] 2选择普通V带型号 _enS_R n0 =960r/min FhAYk 根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 [a2Q ^ab d1=80~100 FDQP|, 3、确定带轮基准直径 #sJL"GB 表8-11及推荐标准值 *`WD/fG 小轮直径 c_Fz?R+f?K d1=100mm; ^dP]3D1
@ 大轮直径 v*3tqT(% d2=d1*3.5=100*3.5=350mm a*3h|b< 取标准件 zAA3bgaa d2=355mm; %'3Y?d 4、验算带速 y=k!>Y|E 验算带速 |-zefzD| v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 4Mr)~f rc 在5~25m/s范围内 YX,xC-37y 从动轮转速 9'I$8Su n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s in>.Tax* n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s U+7!Vpq 从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 FrL
;1zt =-0.0141 +h?Rb3=S 5、V带基准长度和中心距 AY)R2>
fW% 初定中心距 N&YQZ^o 中心距的范围 d xk~ amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm j#D (
</T amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm f)9{D[InM^ a0=350mm; kgGMA 7Jy 初算带长 qV&ai {G: Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 JXKo zy41 Lc = 1461.2mm :kw14?]_ 选定基准长度 \ x>#bql+ 表8-7,表8-8查得 $QC^hC Ld=1600mm; g( -}M` 定中心距 d.:.f_| a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm yT pvKCC a=420mm; Q~#[_Upkc amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm <v+M ~"%V amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm LPK[^ 6、验算小带轮包角 r6:c<p [c 验算包角 A>Y!d9]ti =180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a D FN 145.2107 >120度 故合格 .~jn
N 7、求V带根数Z ?I}0[+)V 由式(13-15)得 {cMf_qQ 查得 n1=960r/min , d1=120mm =! P 查表13-3 P0=0.95 ZB5u\NpcW 由式13-9得传动比 z>9gt i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 l>{+X ) 查表(13-4)得 -gR
}^D MB3 0.V/\ 由包角145.21度 ,`.`}' 查表13-5得Ka=0.92 V(6GM+ KL=0.99 )uxXG`,h z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 kO'_g1f<[ 8、作用在带上的压力F _;8+L\ 查表13-1得q=0.10 "Qfw)!# 故由13-17得单根V带初拉力 q+ )csgN S1G=hgF_L 三、轴 >7j(V`i"y 初做轴直径: C$#X6Q!, 轴I和轴II选用45#钢 c=110 jSMs<ox d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm 3E`poE 取d1=28mm [bZASeh d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm s\dhQZ w3 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 r5(-c]E7 取YL10YLd10联轴器 <h<4R Rj Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 uU#7SX(uu 取d2=45mm FEqR7 四、齿轮 .BqSE 1、齿轮强度 GFmVR2z_+ 由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 `|d&ta[{ 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。 {nyVC%@Y 因 , s\#eD0| SH1=1.1, SH2=1.1 Z2soy- , u>I;Cir4 , 3G9AS#-C 因: , ,SF=1.3 pGh A 所以 Bp:i[9w n]]!:jFC ^d[s*,i? 2、按齿面接触强度设计
0"O22<K3a 设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 UB&)U\hn 小齿轮上的转矩 2 bQC2 按 计算中心距 FMBzTD u=i=5.333 Ls~F4ar$/ mm Gkq<?q({t 齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 "Ca?liy 模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 M.QXwIT 确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ]/C1pG*o 齿宽b= h=Xr J b1=70mm,b2=60mm {2,OK=XM| 3、验算弯曲强度 K;}h
u(*\] 齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 q<` g 按式(11-8)轮齿弯曲强度 cr_Q,* g,seqh% MX.=k> 4、齿轮圆周速度 /92m5p B U^3U x$ 按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 <O#/-r>2 BHW8zY=F wZV/]jmlEt ixFuqPij -{A!zTw1w Uhz<B #tj SmJ6Fm6 Y"U -Rc 五、轴校核: ]c \gUU T;u>]"S c%+9uu3 B3V=;zn3 =os%22* z7H[\ 4A!> .CL\`` ;&Oma`Ec 2@ <x%T ?r,lgaw `<C/-Au yn[^!GuJ_ uW8LG\Z>D5 0O,l
rF0 ' 6BJPQdqSl J=gerdIk 45hjN6
Bk~lE]Q3c7 圆周力Ft=2T/d1 _:,:U[@Vz 径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 [kyF |3k~ d=mz=2.5*101=252.5mm hoc$aqP6pp Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N }D7q)_g= Fr=5852.5*tan20=2031.9N >!OD[9 1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 1>"K<6b+ 由Fr2*L-Fr*L/2=0 CE$c/d[N. 得Fr2=Fr/2=1015.9N DFz,>DM; =-`}(b2N 2、求水平平面的支承力 \S)\~>.`y! FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ['MG/FKuv l!plw,PYC 1A4!zqT; 3、画垂直面弯矩图 l)glT]G3+ L=40/2+40/2+90+10=140mm dooS|Mq Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm ()Z! u%j [lqwzW{(UN ^1vh5D 4、画水平面弯矩图 gsn3]^X MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm ;~$_A4; 4eym$UWw bUf2uWy7 Y. ]FVq 5、求合成弯矩图 V fJYYR $&96qsr P"J(O<(1-: Lt+ Cm$3 6、求轴传递转矩 uoYG@L2 T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm yVvO! |hjm^{!TpW y]B?{m``6 ,~-"EQT 9Xt5{\PJ 1MH[-=[Q ,YYyFMC7S ty|E[Ez1 (c ?OcwTH .(OFYK< _ cK"y2 H 3YFbR 05mjV6j7m ?GPTJ#=j=] epsh&)5a* 0Zp)
DM #1i&!et&/ F_o5(`>^ )UA};Fus &13qlc6 n0_q-8r 7、求危险截面的当量弯矩 =7@N'xX 从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 cXiNO
ke& 轴的扭切应力是脉动循环应力 )-q#hY 取折合系数a=0.6代入上式可得 ;Bk?,g V&U1WV/ 8、计算危险截面处轴的直径 >NWrT^rk 轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 ld8 E!t[ 由表13-3查得许用弯曲应力 , -xS{{"- 所以 095:"GvO 考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 K,{P
b? 故d=1.04*25.4=26.42mm p< i;@H;: 由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 C?jk#T 所以此轴选d=40mm,安全 {.=089`{ 六、轴承的选择 3 f=_F 由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 ?.d6!vA 径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N n $RhD93 工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) P,-f]k[_ 因为大修期三年,可更换一次轴承 Q>Rjv.1 所以取三年 (3Hz=k_ 由公式 o2 式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) b(JQ>,hX (深沟球轴承系列) 2Fk4jHj e&WlJ 由附表选6207型轴承 oc+TsVt 七、键的选择 fgrflW$ 选普通平键A型 .{[+d3+, 由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 -FRMal4Pg0 b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm Vmq:As^a 由公式 .J0s_[ 所以 U$+EUDFi3_ 选变通平键,铸铁键 s8L=:hiSf) 0
@]gW 所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 M0Y#=u. 八、减速器附件的选择 {~J'J $hn8 1、通气器: to-DXT. 由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 YJdM6 2、油面指示器: 1t&LNIc|^ 选用油标尺,规格M16 oasp/Y.p 3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 1vKAJ<4W 4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 nn[OC=cDN 5、窥视孔及视孔盖 i\~@2 选用板结构的视孔盖 {m%]`0 九、润滑与密封: 6Ih8~Hu 1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: $*N^bj HK_Vk\e 查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径,所以取浸油深度为30mm。 ncw)VH;_- 2、滚动轴承的润滑 L@9@3? 采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟,并设挡油盘,以防止轴承旁齿轮啮合时,所挤出的热油溅入轴承内部,增加轴承的阻力。 t&5N{C: 3、润滑油的选择 {A<pb{<u 齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备选用 {}gx;v) L-AN15润滑油 JZ=ahSi
4、密封方式选取: v\&C]W] 选用凸缘式端盖,易于调整轴承间隙,采用端盖安装毡圈油封实现密封。 #aHPB# 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 -|F(qf 设计小结: MZJ@qIg[Y 二、课程设计总结 Fpe>|"& 设计中运用了Matlab科学工程计算软件,用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结,在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计,翻阅了学过的各种关于力学,制图,公差方面的书籍,综合运用了这些知识,感觉提高许多,当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用,深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便,各种设计,计算,制图全套完成。 CMu/n]?c 由于没有经验,第一次做整个设计工作,在设计过程中出现了一些错误比如线形,制图规格,零件设计中的微小计算错误等都没有更正,设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层,线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线,在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ,对于各种线宽度,没有实际的概念。再比如标注较混乱,还是因为第一次做整个设计工作,没有经验,不熟悉。 ) W,tL*9[ f/"?(7F 这次设计的目的是掌握机械设计规律,综合运用学过的知识,通过设计计算,绘图以及运用技术标准,规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到,有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力,全面的应用在实际中,还有待于提高水平。 i|N%dl+T= a -[:RJW 特别感谢—程莉老师。 ;og[q hIBW$ 参考资料目录 LDX>S*cL [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; Hs9; &C [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; || p>O [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; b*5Yy/U [3]《设计手册软件》,网络上下载; 79HKfG2+KB [4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn 6KH&-ffd {Q?\%4>2 }N^3P0XjYq @wVq%GG} %Z.!T Nw=60.0241r/min M\m6|P S/?!ESW6 YRU1^=v PiL[&_8g P3e}G-Oz 3'*}ZDC {tKi8O^Rb :o37 V! ;\mTm;]G xZ\`f-zL 1r:i'cWh ?z{Z!Bt?=) Pw=3.08Kw
5~!&x@ 5w9oMM{ [}*xxy v)c[-:"z )@\Eibt2oH ov xX.hO 'uBagd>* o[Gp *o\ %^qf0d* c{(4s6D ^U;r>[T9h IKs2.sj"o #cCR\$-~ fU^6h`t >Y)FoHa+/ {G i:W/jJ :c/](M .dw;b~p 效率t=0.8762 sry`EkS hsJS(qEh.' Pd = 3.5150 8|2I/#F}] #Zq[.9!q{ Ped=4Kw n&fV^ x j0(+Kq:J |+h8g@;Z <8sy*A?0z j"Y5j
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I/g (Gp|K6 KGq4tlM6 *s}j:fJ @uzzyp r> {S=gXIh(y n0=960r/min t^(#~hx n1=320r/min K26x,m]p n2=60.0241r/min fNZ:l=L3): "YQ%j+ -7\6j#;l uL[%R2 a8[Q1Fa4| P0=4Kw AfOq?V C~([aH@-I P1=3.8Kw wG2-,\: AYLCdCoK. P2=3.6491Kw
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|u= 389puDjy 43?J~}<Vs fP9k(mQX VC6S4FU4K N>A*N,+ qt#a_F*rV B?xu!B, G)E#wh_S^ G *f5B |F'k5Lh ,6%{9oW9Z: 1Jx|0YmO 初定中心距 V %cU@ a0=350mm Bi+a)_K sDH|k@K AjQ^
{P Lc=1461.3mm zJfoU*G/B I 2!0,1Q Q(}TN,N Ld=1600mm srN>pO8u~ k_=~ObA$g 中心距 h69: Tj! a=420mm fQ&:1ec ;NrkX?Y xwH+Q7O&l QrP$5H{[E m_TZY_; !@_( W ]xhmM1$ ^;2dZgJ4^ t:X[Blw3$ 9GdrJ~h TXi$Q%0W {V!Jj6n u_o>v{&i /
4K*iq W"rX$D[Le A}#@(ma7 <[^nD>t_ X,/@#pSOz F6T@YSP z=3根 )>ed6A1 |n;gGR\ '"5"$)7 xa#:oKF3 预紧力 P'D~Y#^ FQ=274.3N _9Kdcoh q4$R?q:^ <?P UF, N1Y*IkW" G{ rUqo d1=28mm %HuQc^ [&rW+/ d2=45mm :y'D] ,_ 2I:vie
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