| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 ~7 L)n
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 cc(r,ij~4
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 &G|jzXE
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 o7a6 )2JK
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 mImbS)V
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 IL2 Gsj)M
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 =
EChH@3
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ""v`0OP&J
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 MD
?F1l"}%
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14
1C,C)
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 NRuG?^/}d
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 $aPHl
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 3a uJ^B}
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 L8w76|
u"8 ; fS
*[1u[H9Cv
1.拟定传动方案 CVSsB:H6e
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 OQL09u
v=1.1m/s;D=350mm; 1s}NQ 3
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) :_QAjU
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 Rp`_Grcd
2.选择电动机 Wt)SdF=U/
1）电动机类型和结构形式 + 6 5~,e
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 q'Pz3/mk
2）电动机容量 3 +8"
（1）卷筒轴的输出功率Pw |h=+&*(:
F=2800r/min; eFj6p<
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 Y9@dZw%2
(2)电动机输出功率Pd Oz#EGjz
Pd=Pw/t KIAe36.~
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 D" x$^6`c}
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： (&P0la 1
弹性联轴器 1个 !G"9xrr1
t4=0.99; @X|i@{<';
滚动轴承 2对 u_6 BHsU
t2=0.99; ueE?"Hk
圆柱齿轮闭式 1对 DNW2;i<hsz
t3=0.97; +>!B(j\gx
V带开式传动 1幅 mj(&`HRs4
t1=0.95; lR@i`)'?U
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ^0s\/qyqm
t5=0.98; (+gL#/u
则 l\=-+' Y
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 >: W-C{%
故 zOiY 0`=
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 aZawBU.:
（3）电动机额定功率Ped H7yg9zFT
N
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 y3KcM#[
3）电动机的转速 EOBs}M;
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， s?@)a,C%k
可选电动机的最小转速 gaw4NZd)0
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min (
*9Ip
可选电动机的最大转速 O+E1M=R6h
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min }l}yn@hYC
同步转速为960r/min W3jXZ>
选定电动机型号为Y132M1－6。 oxMUW<gYd
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 !O F?xW
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 J~iOP
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 Wiq{wxe
s,$Z ("B
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm &PRx,G5
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 mZbWRqP[|_
@3 -, =x
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 42V,PH6o
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 w*<Y$hnBzF
1）传动装置总传动比 e' U"`)S
nm=960r/min; bSrRsgKvT
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 R,x> $n
2）分配各级传动比 SLJ&{`"7
取V带传动比为 pwFU2}I
i1=3; 2 /yXY_L
则单级圆柱齿轮减速器比为 d1~_?V'r]
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 ggm2%|?X
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 |RR%bQ^{
4．计算传动装置的运动和动力参数 KMK&[E#r
1）各轴转速 zd*3R+>U'>
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 XOysgX0g
n0=nm; * MSBjH|
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min pKt-R07*
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min Y8)E]D
~!nLbK2
2）各轴输入功率 xH_A@hf;
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 NI5]Nz<?
P0=Ped=4kw b&lN%+%}
轴I 的功率 .
]o3A8
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ioC@n8_[G
轴II功率 <i_>
y~v`
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ~lzdbX
3）各轴转矩 DR
k]{^C~
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm uQGz;F x
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm gEZwW] r-
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm le7
`uz!%
二、设计带轮 O^.%C`*
1、计算功率 cS<TmS!
P=Ped=4Kw EKZ$Q4YE
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 xT9Yes&
查课本表8－10，得KA=1.1; D9 qX->p
计算功率 )t|^Nuj8
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw c I*KRC U
2选择普通V带型号 cPpu
n0 =960r/min hc-lzYS
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 HQq`pG%m6
d1=80~100 &EAk
z
3、确定带轮基准直径 v"z (JF
表8－11及推荐标准值 x}tKewdOSe
小轮直径 H4M{_2DO
d1=100mm; s~S?D{!
大轮直径 P3'2IzNw
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm Tr}R`6d$
取标准件 oi7
3YOB
d2=355mm; eY J{LPo
4、验算带速 '5'3_vM
验算带速 DdBxqkh
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s mfXD1]<.
在5~25m/s范围内 ~O \}/I28
从动轮转速 2q)T y9
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s ?qk@cKS
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s !G7h9CF|{
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 :/+>e
IE
=-0.0141 ]#F q>E
5、V带基准长度和中心距 "Dyym<J
初定中心距 S8\+XJ
中心距的范围 r=h8oUNEJ*
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm m"n.Dz/S
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm &k1/Z*/
a0=350mm; C E)*qFs
初算带长 egfi;8]E
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 lp(Nv(S
Lc = 1461.2mm }04Dg '
选定基准长度 f2NA=%\
表8-7,表8-8查得 kEO1TS
Ld=1600mm; z VdKYs i^
定中心距 g;8M<`qvf
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm : (cb2j(C
a=420mm; |V lMma z
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm P*0f~eu
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Y+FP
6、验算小带轮包角 *2`:VFEV
验算包角 Qh ^R Ax
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a [6H}/_n D
145.2107 >120度 故合格 s3seK6x'
7、求V带根数Z oew|23Ytb
由式（13-15）得 D}MoNE[r
查得 n1=960r/min , d1=120mm Yt{j i
查表13-3 P0=0.95 m$?.Yig?
由式13-9得传动比 H.:9:I[n
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 u*hH }
查表（13-4）得 ,(P %z.P@
"=qv#mZ#9
由包角145.21度 3)Zu[c[%'J
查表13-5得Ka=0.92 `|Ey)@w
KL=0.99 :<|Z.4}kJb
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 0pD[7~ ^o
8、作用在带上的压力F EY~7oNfc`R
查表13-1得q=0.10 AuAT]`
故由13-17得单根V带初拉力 gwiR/(1
PcB{ = L
三、轴 k d+l k:
初做轴直径： BhLZ7 *
轴I和轴II选用45#钢 c=110 gGI8t@t:
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm ,ijW(95 {k
取d1=28mm `gI~|A4
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm 9\AS@SH{^T
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 X'@'/[?
取YL10YLd10联轴器 UT4f (Xo
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 j{)~Q D ?
取d2=45mm -KiRj!v|
四、齿轮 .a:Z!KF
1、齿轮强度 M6_-f ;.
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 ds]?;l"
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 LJWTSf"f?
因 ， z?kd'j`FG
SH1=1.1， SH2=1.1 Ihg~Q4t
， Rboof`pVt
， @^!\d#/M
因： ， ，SF=1.3 9 ZGV%Tw
所以 Fj^AW v^/
>$uUuiyL4
j;iL&eo>
2、按齿面接触强度设计 akC>s8tqlA
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 [/OQyb4F<
小齿轮上的转矩 f&c]LH _
按 计算中心距 D #jX6
u=i=5.333 Hd 0Xx}3&
mm 3D[=b%2\
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 \5hw9T&[B
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 kwlC[G$j7
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm GJ `UO
齿宽b= )[jy[[K(
b1=70mm,b2=60mm PBrnz koY
3、验算弯曲强度 nLJBq )i
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 bnr|Y!T}Bi
按式（11-8）轮齿弯曲强度 :tL bFW[
Cw#V`70a
fK_~l GY(
4、齿轮圆周速度 f=m/
-mAA
9|=nV|R'6
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 hk}
t:<
O>AFF@=
.&iN(Bd
zQc"bcif5(
TatMf;?h&
X$ V|+lTk
7 `fY*O6
RZh} :
五、轴校核： wyw < jH
`W "G!X-
fY_%33_I$
8l23%iWxe
QNArZ6UQ
iBoEZEHjw
% [ Zz0|A
oZ:{@ =
GNU;jSh5
m7m
\`;
J 3B.-XJ+n
!SF^a6jT
9m8ee& ,
? ) _7U
/{X_
.fv<v
Ae49n4J
wmYvD<
/DO'IHC.o
圆周力Ft=2T/d1 RmO yGSO
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 rk,p!}FqL
d=mz=2.5*101=252.5mm `?uPn~,e8
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N *Jt8
Fr=5852.5*tan20=2031.9N +'XhC#:
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 l1<?ONB.#
由Fr2*L-Fr*L/2=0 :;4SQN{2
O
得Fr2=Fr/2=1015.9N "'A"U
:woa&(wN;1
2、求水平平面的支承力 [ H,u)8)
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N <&U!N'CE
J^ = {}
*#2Rvt*Ox
3、画垂直面弯矩图 RH1uVdJ1
L=40/2+40/2+90＋10=140mm io4 a YB\
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm p)/
p!d[T/
O&'/J8
I=[cZ;t
4、画水平面弯矩图 5AOfp2O
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 0M 8 .U
|+NuYz?
DB@EVH
r7I
B{}>-
5、求合成弯矩图 <zfKC
a+?~;.i~
V XIQw' Cq
2jA%[L9d^
6、求轴传递转矩 XnXb&@ Y
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ut5yf$%
HC 7 JMj
.7Kk 2Y
]W)
jmw'mo
Q)^g 3J
SI*^f\lu
m mw- a0
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%j{.0 H
)^
<3\e
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cwynd =^nC
R]Q p Mj%o
9Nt3Z >d
xjq0D[
ar h@`'Q
7co`Zw4}g
!k<:k
"7
~7SH4Cr
&KqVN]1+^
;n B2o-%
7、求危险截面的当量弯矩 _P 5P(^/
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 5 09Q0 [k
轴的扭切应力是脉动循环应力 .nZ3kT`
取折合系数a=0.6代入上式可得 nyhMnp# <
@]'S eiNp
8、计算危险截面处轴的直径 RJc%,
]:
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 LSkk;)'2K
由表13-3查得许用弯曲应力 ， o&-L0]i|
所以 dZ2`{@AYY
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 PZM42"[&
故d=1.04*25.4=26.42mm zvf3b!}
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 h&'=F)5
所以此轴选d=40mm,安全 n33kb/q*
六、轴承的选择 #`/QOTnm2c
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 9
5 H?{
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N X?df cS*!n
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） OE "<!oIs
因为大修期三年，可更换一次轴承 v>-Y uS
所以取三年 QN
G&
由公式 5$Kf]ZP
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) _ #'9kx|)
（深沟球轴承系列）
Hg(5S,O2
=A n`D
由附表选6207型轴承 f7+Cz>R
七、键的选择 D ,M@8 h,
选普通平键A型 Hed$ytMaGz
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 Lq0 4T0
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm y/R+$h(%
由公式 o'Y#H
r)/
所以 z="L4
选变通平键，铸铁键 2 5em[Q:
5"=:#zN
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 bK=c@GXS
八、减速器附件的选择 gq 4 . d
1、通气器： {;k_!v{
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 7~vqf3ON4J
2、油面指示器： B8~= RmWLl
选用油标尺，规格M16 3j*'HST
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 fNoR\ 5}!
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 \A(5;ZnuD
5、窥视孔及视孔盖 ! F7: i
选用板结构的视孔盖 r/AHJU3&eY
九、润滑与密封： Yx1 D)
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： MY F#A
;Qa;@
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。 ., mPdVof
2、滚动轴承的润滑 Kbas-</Si
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。 kaFnw(x a
3、润滑油的选择 qG9qN.|dC
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 j'Wp
L-AN15润滑油 f z%tA39m
4、密封方式选取： OCW+?B;
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。 n`<U"$*
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 9^zx8MRXd
设计小结： F]5\YYXO
二、课程设计总结 %dmfBf Ev
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。 Yu3_= :
<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。 ]{Ek[Av
K-4t dC3
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。 ]u=Ca#!'
UC|JAZL
特别感谢—程莉老师。 r}EM4\r
0j $ OE
参考资料目录 Dl\d_:+
[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； $l"MXx x5I
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； ` Zf9$K|
[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； (C `@a/q
[3]《设计手册软件》，网络上下载； Wz{%"o
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn bp%S62Dj
e?<D F.Md+
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U**)H_S/~
Z| L2oc e
Nw=60.0241r/min }vD;DSz:
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n2=60.0241r/min eq{
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P0=4Kw N?zV*ngBS
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P1=3.8Kw z41D^ }b
4':MI|/my_
P2=3.6491Kw >r ~|1kQ.
HMhLTl{;
51z /
T0=39.7917Nm m+p4Mc%u
T1=113.4063Nm ;tm3B 2
T2=589.5878Nm ~RAzFLt6x
b13nE .
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