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2009-06-22 09:37 |
目 录 ?h3t"9 设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 2'7)D}p 传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 g$^I/OK? 电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 M:R|hR{=* 传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ;C~:C^Q\H 传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 hs?cV)hDS 轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 +W^$my)< 联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 p(pL" 滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 04@?Jb1 * 键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 NzG] nsw 减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 Cd'K~Ch3 润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 4nU+Wj?T 设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Ag_I' 参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 O[\obi"} R[f@g;h YV)h"u+@0 1.拟定传动方案 OJXK]dZ 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 ~zyD=jxP9 v=1.1m/s;D=350mm; v<V9Z
<ub nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) <iNxtD0 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。 +uB.)wr 2.选择电动机 p[:E$#W~; 1)电动机类型和结构形式 9y`Vg 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。 +dJLT}I8M 2)电动机容量 |\J! x|xy (1)卷筒轴的输出功率Pw fe+2U|y F=2800r/min; 1Gh3o}z Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 t+2,;G (2)电动机输出功率Pd MRa
|<yK Pd=Pw/t
:qrCqFl 传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 f ]DO2r 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: U_
*K%h\m 弹性联轴器 1个 `m=u2kxY t4=0.99; /4Jm]" 滚动轴承 2对 _>(qQ-Px t2=0.99; S|/Za".Gr 圆柱齿轮闭式 1对 oh.8WlI t3=0.97; V^qkHm e V带开式传动 1幅 H*vd t1=0.95; N)o/}@]6 卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 sX|bp)Nw t5=0.98; w0YV87 则 mH5[(? t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 T5? eb" 故 B'~CFj0W%= Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ?b3({P (3)电动机额定功率Ped o 12wp 由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 RinaGeim 3)电动机的转速
Vc?=cQ'c 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, 2t1u{ 可选电动机的最小转速 v>E3|w% Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min G_)(? 可选电动机的最大转速 7) Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min
Mt
同步转速为960r/min
:JfT&YYi" 选定电动机型号为Y132M1-6。 _p,1m[&M 4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 2y@y<38 由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 OVhtU+r 外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 'o% .Qx VY_<c 98v 电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm w5R?9"d@ Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 t+%tN^87: ;.#l[ 大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 6qq{JbK 3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 i[rXs/] 1)传动装置总传动比 {>8u/ nm=960r/min; mYw9lM i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 X2S:"0?7 2)分配各级传动比 K
f}h{X 取V带传动比为 /I@Dv? i1=3; cH{[\F"Eb 则单级圆柱齿轮减速器比为 -A)XYz
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312
_MST8 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。 E;)7#3gY1 4.计算传动装置的运动和动力参数 qTi%].F"G 1)各轴转速 BIeeu@p 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 HYWKx>< n0=nm; ,BuEX#ZaBl n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ebmU~6v k n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min Df_*W"(v -wUw)gJbM 2)各轴输入功率 C|H/x\?zRv 按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 ,V{Cy`bi P0=Ped=4kw )9?
^;HS 轴I 的功率 CZ.XEMN\ P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw R@Bnrk 轴II功率 l>iE1`iL< P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw 'Nn>W5#)) 3)各轴转矩 Kta7xtu T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm <Q|(dFr`v T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ?VP07
dQTe T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm F` "bMS 二、设计带轮 V1!;Hvm]+ 1、计算功率 aK4ZH}XHE" P=Ped=4Kw H6/C7 一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 })^%>yLfc| 查课本表8-10,得KA=1.1; 4E~!$Ustx 计算功率 `(6g87h Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw H<wrusRg 2选择普通V带型号 xXn2M*g n0 =960r/min UKfpoDhEe 根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 DP<[Uz& d1=80~100 $9m>(b/;n 3、确定带轮基准直径 . L'eVLQe 表8-11及推荐标准值 >p,FAz> 小轮直径 +Oa+G.;)o4 d1=100mm; Y*q_>kps" 大轮直径 /C"?Y' d2=d1*3.5=100*3.5=350mm QH.zsqf( 取标准件 +(qs{07A$ d2=355mm; ,8/Con|o 4、验算带速 )mvD2]fK 验算带速 Weu%&u- v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s qsTB)RdjP% 在5~25m/s范围内 Q\k|pg? 从动轮转速 q/l@J3p[qm n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s Y9_OkcW) n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s s!Y`1h{ 从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 !3 j@gi2 =-0.0141 DS]C`aM9 5、V带基准长度和中心距
#:st>V_h 初定中心距 ;*=MI/"N 中心距的范围 <sNkyQ amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm R;2q=% amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm hfQx$cv6 a0=350mm; Se>"=[= 初算带长 oGa8#> Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 k5ZkD+0Jo Lc = 1461.2mm g Xi&
S 选定基准长度 xHo
iu$i6 表8-7,表8-8查得 _}RzJKl@ Ld=1600mm; HJ+I;OJ 定中心距 U6M3,"? a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm U#{^29ik=o a=420mm; @&
vtY._ amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm '4J];Nj0 amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm G<f"_NT 6、验算小带轮包角 e6JT|>9A7 验算包角 V( A p|I:G =180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 13v# 145.2107 >120度 故合格 B[Gl}(E 7、求V带根数Z dD{{G:V 由式(13-15)得 )of?!>'S[ 查得 n1=960r/min , d1=120mm \gE6KE<?p 查表13-3 P0=0.95 j9XRC9
由式13-9得传动比 Sy?O(BMo i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 WP b4L9< 查表(13-4)得 j4hiMI; ~=xS\@UY = 由包角145.21度 }q~M$ 查表13-5得Ka=0.92 ` e~nn KL=0.99 +>,4d z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 |&hu3-( 8、作用在带上的压力F
{Hp*BE
查表13-1得q=0.10 O^W.5SaR 故由13-17得单根V带初拉力 ;#F7Fp *U ?-g/hXx; 三、轴 00d<V:Aoy 初做轴直径: G6?+Qzr 轴I和轴II选用45#钢 c=110 [LHx9(,NM d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm Vs0T*4C=n 取d1=28mm y>DvD) d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm M],}.l 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 Gj%cU@2 取YL10YLd10联轴器 %Gk?f=e Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 Q#}
0pq 取d2=45mm $B3<" 四、齿轮 vg6'^5S7 1、齿轮强度 qek[p_7 由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 x\r[Zp| 采用软齿面,小齿轮40MnB调质,齿面硬度为260HBS,大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 |*w}bT(PfR 因 , >%o\Ue SH1=1.1, SH2=1.1 r- :u* , N7b+GqYpF> , v[O }~E7' 因: , ,SF=1.3 1oSrhUTy 所以 #_b
U/rk)* S1B^FLe7X s$,gM,|cK 2、按齿面接触强度设计 \UF/_'=K 设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 +mgmC_Q(0 小齿轮上的转矩 \9%SR~ 按 计算中心距 `<z"BGQ u=i=5.333 mT7B#^H mm Hlr[x 齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 0"vI6Lm 模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 2;z~xR 确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm zP8a=Iv 齿宽b= a->;K+ b1=70mm,b2=60mm !FqJP
OGm 3、验算弯曲强度 e;kH,fHUI3 齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 %)|pUa& 按式(11-8)轮齿弯曲强度 8-2e4^
g( j<HBzqP%6 DLWG0$#! 4、齿轮圆周速度 nI_43rG:Uf gNsas:iGM 按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 o<Esh;;*nm M_+"RKp |A'y|/)#Z i1OF@~? ?51Y&gOEZ 3($ cBC n I63Ns #%;QcDXRe 五、轴校核: 6dCS Gb g p2S wc%Wy|d Q(3Na 6 RWe$ZZSz! 8R) 0|v&; Ly7|:IbC )tq&l>0h ,u:J"epM n7J6YtUwP %z0;77[1 I [dQL6k";b e|t@"MxvC kkyi`_ZKn
?)_?YLi YT*_
vmJV 5Hli@:B2s ko2T9NI:S 圆周力Ft=2T/d1 d3m!34ml 径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ,v#F6xv8 d=mz=2.5*101=252.5mm OzVCqq"] Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N VIXY?Ua Fr=5852.5*tan20=2031.9N 0bR)]"K 1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 nE2w? 由Fr2*L-Fr*L/2=0 pQ_EJX) 得Fr2=Fr/2=1015.9N 0gLl>tF[H Skbd'j 2、求水平平面的支承力 !iys\ AV FH1=FH2=Ft/2=2791.2N a7]wPXKq ,esryFRG >{v,HOxl 3、画垂直面弯矩图 <r@w`G L=40/2+40/2+90+10=140mm Q1b<=, Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm y:m
;_U,%c uPmK:9]3R yobcAV` 4、画水平面弯矩图 KWq&<X5 MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm kK,Ne%}a2K V1P]mUs{1 j$<sq 2`Ojw_$W7 5、求合成弯矩图 v_ U$jjO1 ?ufX3yia 3tt3:`g '4"9f]: 6、求轴传递转矩 } xy>uT T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm (}#8$ ) b-`=^ny)K }Ai_peO0a x$:P;# \[>Ob wm'a)B? _K4E6c_ j&
H4L -J06H&/k Bh#?:h&f H;~Lv;,g, C'wRF90 + n)_\@aQ ?f8)_t}^\ x @a3STKT
js$L<^7 v>[U*E '&;s32']} -PG81F&K \Fs+H,S< Rs +), 7、求危险截面的当量弯矩 qDVt 从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 P4VMGP 轴的扭切应力是脉动循环应力 B&M-em= 取折合系数a=0.6代入上式可得 38 -vt,| ~0 PR>QJ 8、计算危险截面处轴的直径 4#D<#!]^ 轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 sU=7)*$ 由表13-3查得许用弯曲应力 , \Zgc
[F 所以 :kU-ol$ 考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 'bb*$T0= 故d=1.04*25.4=26.42mm `xq/<U;i 由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 5fT"`FL? 所以此轴选d=40mm,安全 %aB
RL6 六、轴承的选择 9*<=K 由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 YaT6vSz 径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N {tDH !sX 工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) SZ&I4- 因为大修期三年,可更换一次轴承 TOx >Z 所以取三年 <NYf !bx 由公式 T!yI+<
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) m+a\NXWR?N (深沟球轴承系列) qk
*b,`; _X6@.sM/2 由附表选6207型轴承 1zP)~p3a 七、键的选择 (X3}&aLF 选普通平键A型 JnY.]: 由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 (oxMBd+n1 b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm I"hlLP 由公式 ~85>.o2RDW 所以 _pN:p7l( 选变通平键,铸铁键 us7t>EMmB GpZ}xY'|w, 所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 v(`9+* 八、减速器附件的选择 ng6".u9 1、通气器: Aw)I:d7F 由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 51Q m2,P1^ 2、油面指示器: O}3|UI!` 选用油标尺,规格M16 6>Z)w}x^ 3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 ?glK~G!i 4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 \5pBK 5、窥视孔及视孔盖 1va~.;/rG 选用板结构的视孔盖 h0oe'Xov 九、润滑与密封: 3Jh!YzI8 1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: r?$V;Z =MjkD)l 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。 Rh,a4n?W 2、滚动轴承的润滑 RA$%3L[A! 采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟,并设挡油盘,以防止轴承旁齿轮啮合时,所挤出的热油溅入轴承内部,增加轴承的阻力。 f6])M) 3、润滑油的选择 bn#'o(Lp 齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备选用 xiy=D5N.= L-AN15润滑油 fWz=bJ"V 4、密封方式选取: 0Lx,qZ' 选用凸缘式端盖,易于调整轴承间隙,采用端盖安装毡圈油封实现密封。 :lBw0{fP 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 gski:C
设计小结: EpU}~vC9C 二、课程设计总结 %5ovW<E: 设计中运用了Matlab科学工程计算软件,用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结,在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计,翻阅了学过的各种关于力学,制图,公差方面的书籍,综合运用了这些知识,感觉提高许多,当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用,深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便,各种设计,计算,制图全套完成。 rX}FhBl5 由于没有经验,第一次做整个设计工作,在设计过程中出现了一些错误比如线形,制图规格,零件设计中的微小计算错误等都没有更正,设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层,线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线,在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ,对于各种线宽度,没有实际的概念。再比如标注较混乱,还是因为第一次做整个设计工作,没有经验,不熟悉。 \#sdN#e;XA M px98xcO 这次设计的目的是掌握机械设计规律,综合运用学过的知识,通过设计计算,绘图以及运用技术标准,规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到,有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力,全面的应用在实际中,还有待于提高水平。 p~3 (nk<+ 2)MX<prH 特别感谢—程莉老师。 3]li3B' eqSCE6r9x 参考资料目录 i?:#lbw_ [1]《机械设计基础》,机械工业出版社,任成高主编,2006年2月第一版; ;wa#m1 [2]《简明机械零件设计实用手册》,机械工业出版社,胡家秀主编,2006年1月第一版; \ OW.?1d [3]《机械设计-课程设计图册》,高等教育出版社,龚桂义主编,1989年5月第三版; H{4_,2h=m [3]《设计手册软件》,网络上下载; '>k1h.i [4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn U62Z ?nge% 5q;c=oRUj y!VL`xV h7kn
>q; Y&j'2!g Nw=60.0241r/min TZ#^AV=ae &d_2WQ} pCC3r t( qs>&Xn 8gxo{<,9 Jbn^G7vH<6 V<ii m Eg3.| U'LPaf$O :{s0tw>Z }z F,dst :(YFIW`59 Pw=3.08Kw &fW'_,- g=$nNQ
\6= ~7wLnB N$.=1Q$F6 %)w7t[A2D ;]l`Q,*OXb *G8Z[ht%r &S39SV #x6EZnG >VppM ` aMJJ|iiU E(_lm&,4+ T m2+/qO, uT>"(wnJ| (QS 0 QYEGiT E
BSjU8 Gi\Z"MiBZ 效率t=0.8762 8~sC$sIlE >*EJ6FPO Pd = 3.5150 (6i4N2 =@D H hg Ped=4Kw b!qlucAeE PPde!}T$ sJMpF8
]*D~>q"#\ '$[a-)4 o$ #q/L yQ!keGj ]GDjR'[z :1;"{=Yx} l{Et:W%| [Wxf,rW i p*l=rni4 F_&H*kL L3 T%A"E,# G[=;519 dM-~Qo ?7"v~d]> 8Y_lQfJa \wR\i^ wScr:o+K>L cUO$IR)yL "-\8Y>E ikO9p|J gYloY=.Z$' i=15.9936 qfRrX" hxt;sQAo{ 8tO.o\)h {"*_++| i1=3 yyGn< xZ(d*/6E i2=5.3312 Ya-GDB;L Qjd]BX; gGx<k3W^ "N)InPR- >Bu_NoM Lt
i2KY}/% n0=960r/min $~\Tl:!#? n1=320r/min 0Hx'C^m72 n2=60.0241r/min 9m<%+S5& Ua4P@#cU E= .clA `6BQ6)7 |XMWi/p P0=4Kw 7I*rtc&Kb bP,Ka P1=3.8Kw ,(]k)ym/ deJ/3\t P2=3.6491Kw ff=RKKnN ],vid1E V{~~8b1E T0=39.7917Nm 5bd4]1gj T1=113.4063Nm -:~z,F T2=589.5878Nm h)aLq
y|NY,{:] *1T~ruNqa x=X&b%09 J(A+mYr{: [^XD@ KA=1.1 FC !)}D_9{ Pc=4.4Kw [&l+V e( "ZA`Lp;%w j,Qb'|f5 O&}R T5}5uk9 t3C#$> ,Ek6X)|@ 1lJ^$U a&dP@) d1=100mm /||8j.Tm >h~>7i(A j&b<YPZ <p +7,aE_ d2=355mm .'4@Yp{= Xn5LrLM& 7HL23Vrk 1_StgFu u xK4E+^ b jpOcug`f JeAyT48!M 3$BO=hI/- 4VkJtu5 F5M{`:/ )}vUYTU1 R;uP^ +vPCr&40 4{b/Nv:b :5jor Vu zm4e+v- QkLcs6)R 初定中心距 3E>]6 a0=350mm Tz7 R:S. ,S~A]uH' 'b+
Tio Lc=1461.3mm w;J#+ik 'C;KNc -qLNs_
_k Ld=1600mm %WYveY 6'e 'UD 中心距 QqcAmp a=420mm W#wC 'lgS)m
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