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2009-06-22 09:37 |
目 录 iO 7s zi 设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 +7r?vo1 传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 `+@r0:G&v 电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 - @t L]] 传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 v;d3uunqv 传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 C#P7@ JE 轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 [E9)Da_)i 联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 JdX!#\O 滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 (1)b> 6 键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 o':K4r; 减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 rs,:pU 润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 *.!5327 设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 |N:kf&]b 参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 p%IVWeZnx wQojmmQ Nh1,
w 1.拟定传动方案 "89L^I 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 3V3 q
vd v=1.1m/s;D=350mm; O}X@QG2_ nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) >Y;[+#H[ 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。 '}E"Mdb 2.选择电动机 ,soXX_Y> 1)电动机类型和结构形式 -gpHg 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。 <"nF`'olV 2)电动机容量 ~LJt lJ
0 (1)卷筒轴的输出功率Pw Vs(D(d, F=2800r/min; 8?h&FbmB Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 jm,:jkr (2)电动机输出功率Pd F **/T Pd=Pw/t `Db%:l^e 传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 &;%,Axc 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: '%*/iH6<U{ 弹性联轴器 1个 D{^CJ :n t4=0.99; .5iXOS0
G 滚动轴承 2对 G4G<Ow)` t2=0.99; +q] kpkG! 圆柱齿轮闭式 1对 s"(F({J t3=0.97; O;m [ V带开式传动 1幅 9XX:_9|I t1=0.95; a@m
64l) 卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 Xvxj-\ - t5=0.98; p?sFX$S 则 4q\gFFV4 t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762
A{)p#K8 故 7e6;
|? Pd=Pw/t=3.08/0.8762 9a]h;r8,9z (3)电动机额定功率Ped 'S6JpWG1 由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 P>_ r6C 3)电动机的转速 ltOsl-OpR 为了便于选择电动事,先推算电动机转速的可选范围。由表2-1查得V带传动常用传动比范围2~4,单级圆柱齿轮传动比范围3~6, J1Oe`my 可选电动机的最小转速 "
l >tFa Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 8jz7t:0 可选电动机的最大转速 }ssL;q Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min S&MF; E6 同步转速为960r/min T)MZ`dM 选定电动机型号为Y132M1-6。 `}~NZ 4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 y(Tb=: 由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 x,#? 外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 'v%v*Ujf[ AP0z~e 电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm YeB)]$'?u` Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 1=mb2A :@^T^ 大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 {r_x\VC=p 3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 D}nIF7r2N 1)传动装置总传动比 h:4F?'W nm=960r/min; a4Y43 n i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 B } 2)分配各级传动比 sH :_sOV* 取V带传动比为 ~[:C l i1=3; 4Vv$bbu+ 则单级圆柱齿轮减速器比为 $8fJ DN i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 =[YjIWr#o 所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 :F?L,I,K 4.计算传动装置的运动和动力参数 !%>(O@~"| 1)各轴转速 ,XsBm+Q( 电动机轴为0轴,减速器高速轴为Ⅰ轴,低速轴为Ⅱ轴,各轴转速为 1U8/.x| n0=nm; b.QL\$a
& n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min d1u6*&@lf n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 0E/16@6= Pk)H(, 2)各轴输入功率 (gF{S*` 按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 {3K`yDF P0=Ped=4kw sEcg;LFp 轴I 的功率 +H
"j-:E@t P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw zj7?2 轴II功率 #BhcW"@ P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw !Er)|YP 3)各轴转矩 @'JA3V} T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm C ,[q#D4 T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm V~S(cO[vj T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm DB.)/(zWQ 二、设计带轮 b}Wm-]|+ 1、计算功率 Gr!@ih^ P=Ped=4Kw dWVm'd
一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 Z1R{'@Y0Z 查课本表8-10,得KA=1.1; {hBnEj^@ 计算功率 . 12H/F Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw KvtJtql; 2选择普通V带型号 }cERCS\t n0 =960r/min %KW NY(m 根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 0;2ApYks d1=80~100 5 8gkE94 3、确定带轮基准直径 QI6=[
表8-11及推荐标准值 [}Y_O*C ! 小轮直径 @T&w
nk d1=100mm; ~o8x3`CoF 大轮直径 X?n($z/{ d2=d1*3.5=100*3.5=350mm !_+ok$"d 取标准件 `WlQ<QEi d2=355mm; ,*g.?q@W2 4、验算带速 0EBHRY_F 验算带速 :p.f zL6X v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s lcEUK 在5~25m/s范围内 -k,?cEjCs 从动轮转速 F tay8m@f n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s !X+}W[Ic^ n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ivJTE 从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Ed>n/)Sm =-0.0141 M b(hdS90 5、V带基准长度和中心距 KKM!($A 初定中心距 K<?[^\ 中心距的范围 &-p!Lg&D amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm QHw{@* amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm G u#wH a0=350mm; t9[%o=N~lD 初算带长
7!^Zsp^+ Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ]`TX%Qni Lc = 1461.2mm >o!5)\F 选定基准长度 u~\ NL{ 表8-7,表8-8查得 =[IKwmCX Ld=1600mm; `{'h+v` 定中心距 F7U$7(I2G a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm oZ!+._9 a=420mm; .MW/XnCYs4 amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm `a]feAl amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Tu-I".d+ 6、验算小带轮包角 fP;2qho 验算包角 4\(|V
fy =180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ;-!O+c 145.2107 >120度 故合格 y.?Q 7、求V带根数Z 9RJFj?^" 由式(13-15)得 ; 8u5 查得 n1=960r/min , d1=120mm mZ4I}_\, 查表13-3 P0=0.95 &|c] U/_w 由式13-9得传动比 js)I%Z i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 yr34&M(a 查表(13-4)得 s -),Pv| MTeCmFe0; 由包角145.21度 tnFhL& 查表13-5得Ka=0.92 -k}&{v KL=0.99 <<+Hs/ ] z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 !k=~a] 8、作用在带上的压力F 77~l~EX 查表13-1得q=0.10 <O9.GHV1v 故由13-17得单根V带初拉力 F/0x`l & 6~AY:0r 三、轴 r9$7P?zm 初做轴直径: lv\^@9r 轴I和轴II选用45#钢 c=110 Oy~X@A d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm Df=zrs[" 取d1=28mm sr`)l& t? d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm Tg/rV5@ka 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 o3>D~9 取YL10YLd10联轴器 >@L^^-r Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 L+TM3*a* 取d2=45mm $d%NFc& 四、齿轮 5vj tF4}7! 1、齿轮强度 99&PY[f:{ 由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 $/;<~Pzi 采用软齿面,小齿轮40MnB调质,齿面硬度为260HBS,大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 I>45xVA 因 , mY/x|)MmM SH1=1.1, SH2=1.1 IC@-`S#F , ;Ak 6*Sr , I=o/1:[- 因: , ,SF=1.3 Dv-ubki 所以 =-8y= hwdZP=X Xsv^GmP+ 2、按齿面接触强度设计 (vr
v-4 设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 ,P$Crs[ 小齿轮上的转矩 MU5#ph 按 计算中心距 6'QlC+E u=i=5.333 @-5V~itW mm =1h> N/VJ 齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 qjVhBu7A 模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 Q^\f,E\S 确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm r[y3@SE5 齿宽b= +*P;Vb6 D b1=70mm,b2=60mm vV 7L
:> 3、验算弯曲强度 C9}m-N 齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 !Zma\Ip 按式(11-8)轮齿弯曲强度 Z<n%~z^ +hKH\] 8i'EO6 4、齿轮圆周速度 YztW1GvI PvB-Cqc 按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 d@,3P)? Y"Y+U`Qt sH{4 .tw %<Te&6NU' u!K5jqP >KMTxHE`+ wf=M|
#}_ O^yDb 五、轴校核: e x`mu E TWAt)Q"J GK-__Y. 3# r`e VA0p1AD @I,:(<6 (L7@ez )k'4]=d
< o
9] 2 Zfub+A ]^
"BLbDZ@ v05B7^1@_ R2!_)Rpf
*^b<CZd9 wUBug &fuJ% 3 h~U)mg %V3xO% 圆周力Ft=2T/d1 ww(. 径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 S((\KL, d=mz=2.5*101=252.5mm i!9|R)c Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N a}#Jcy!e Fr=5852.5*tan20=2031.9N ss>p 1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 <fm0B3i? 由Fr2*L-Fr*L/2=0 js<}>wD7< 得Fr2=Fr/2=1015.9N TB SF2< 2、求水平平面的支承力
;'g.% FH1=FH2=Ft/2=2791.2N GVlTW?5 zP$Ef7bB m^rrbU+HM? 3、画垂直面弯矩图 a'm\6AW2) L=40/2+40/2+90+10=140mm o#ajBOJ Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm (fJ.o-LQ 9?~K"+-SI %SSBXWP 4、画水平面弯矩图 >UUT9:,plA MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm &z"sT*3 G8E=E<Yg~ t9yjfyk9W A(<"oAe| 5、求合成弯矩图 7w]NG`7 !O-9W=NJ d/4k F tf+5@Zf]4 6、求轴传递转矩 [hT|]|fJS; T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm g9F4nExo ,\cO>y@ L% cr `<~ 4$=ATa;x- etHkyF `LID*uD;_ }*ZOD1j oA1d8*i^E D>~S-] !gfz4f& B1C"F-2d ==z,vxr cqyrao3; "uthFE j;+!BKWy4 WO=,NQOw }N6r/
VtOQ *`HE$k! xep!.k x V9"?}cR/W; sb7~sa&- 7、求危险截面的当量弯矩 GG@&jcp7 从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 ee=d*) 轴的扭切应力是脉动循环应力 *ydU3LG7 取折合系数a=0.6代入上式可得 HAi'0%" qU) pBA 8、计算危险截面处轴的直径 u0vq`5L 轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 9se,c 由表13-3查得许用弯曲应力 , zU7/P|Dw+ 所以 ;1&7v 考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 32N*E, 故d=1.04*25.4=26.42mm HP
/@ _qk 由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 FLI0C 所以此轴选d=40mm,安全 8@f=GJf 六、轴承的选择 ?l3PDorR 由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 5l&9BS& 径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N 6,*o;<k[ 工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) aNW!Y':*
因为大修期三年,可更换一次轴承 @%5$x]^ 所以取三年 ^q uv`d 由公式 YlY3C 式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) :]viLw\&g (深沟球轴承系列) pd[?TyVK; \2K_"5 由附表选6207型轴承 cTR@
:sm 七、键的选择 e uF@SS 选普通平键A型 f[bx|6 由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 ezC2E/# b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 3%JPJuNVw 由公式 XA$Z7_gu3 所以 2
P=c1; 选变通平键,铸铁键 Hz&.]yts2J B tZycI 所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 -I'@4\< 八、减速器附件的选择 h zh%ML3L 1、通气器: #hOAG_a, 由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 v/4Bt2J 2、油面指示器: tyH*epanw 选用油标尺,规格M16 !H5r+%Oo| 3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 $YmD; 4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 .!\NM&E 5、窥视孔及视孔盖 fFHT`"bD: 选用板结构的视孔盖 tWNz:V 九、润滑与密封: ;34 m!\N5 1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: c&Mci"nj0 er0hf2N] 查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径,所以取浸油深度为30mm。 ~vVsxC$. 2、滚动轴承的润滑 d@:4se-q+ 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。 aK%i=6j! 3、润滑油的选择 %U.aRSf/ 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 gZFtV L-AN15润滑油 Y+k)d^6r 4、密封方式选取: <V}^c/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。 9K>$ 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 >l\?K8jL9 设计小结: +=5Dt7/| 二、课程设计总结 H!D?;X 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。 \`|*i$ 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。 %CxrXU l>i<J1 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。 8H>: C(h (Ut)APM 特别感谢—程莉老师。 _$+lyea u |hT1l 参考资料目录 *g}(qjl< [1]《机械设计基础》,机械工业出版社,任成高主编,2006年2月第一版; RtrESwtR [2]《简明机械零件设计实用手册》,机械工业出版社,胡家秀主编,2006年1月第一版; 9`/\|t|V [3]《机械设计-课程设计图册》,高等教育出版社,龚桂义主编,1989年5月第三版; wX3x.@!: [3]《设计手册软件》,网络上下载; =%4vrY
` [4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn "g)@jqq:> +%$'(ts ?#8s=t YGBVGpE9 Y5}<7s\UDO Nw=60.0241r/min 6#/Riu% Ip/_uDi+!Z a'LM6A8~x ,FvBZ.4c3= !N4?>[E A6APU><dm^ =R08B)yR DK/xHIv8- Wx;`=9 ;:nO5VFOg SArSi6vF Z:l.{3J$ Pw=3.08Kw PYldqY lNcXBtwK@# 1M|DaAI *&b~cyC dMAd-q5{ p{knQ], C:77~f-+rQ \vBpH'hR,' a'f0Wv0%" (UDR=7w) 7-nz'-' 0hTv0#j# wl1JKiodg k<xiP@b{y i"}%ib*X nRpZ;X)'. ~ {sRK 3YyB0BMW 效率t=0.8762 9kcp( zG_e= Pd = 3.5150 ;dt&*]wA xP<cF Ped=4Kw F&r+"O)^-R WN?1J4H |Uz?i7z ;<Dou7= H\tz"<*`` }(AgXvRq +kF$I7LN VmLV:"P}^ Py$*c k^3|A3A rA9BY :N@ YYDLFtr2 [gZd$9a i7:R4G(/# r40#-A$ h>,yqiY4p 5_U3Fs K'[H`x^ SRq0y,d |r"1
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