| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 (CwaO m{g
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 H2-(
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ;B@l0 )7(x
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3
Ews Ja3
`
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 CdjGYS
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ->UrWW^
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 zc 5_;!t
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 X[}%iEWzT
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 (d\bSo$]
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 |M&/( 0
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 6IH^rSUSK
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 w0SgF/"@
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 +g&W 423k_
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 wq#3f# 3V
^~$
o-IX
d)H K9T|B
1.拟定传动方案 ^TGHWCK!t
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 D\JYa@*?.h
v=1.1m/s;D=350mm; fAi113q!
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) P^ VNB
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。 QO%K`}Q}
2.选择电动机 .N 2Yxty8>
1）电动机类型和结构形式 kp|reKM/
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。 #</yX5!V
2）电动机容量 y{<7OTA)
（1）卷筒轴的输出功率Pw ' wEP:}
F=2800r/min; jEad VM 9
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 eAj}/2y"
(2)电动机输出功率Pd O(VV-n7U
Pd=Pw/t 'n=D$j]X
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5
s lbV[xR
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： >JhQ =j
弹性联轴器 1个 U+z&jdnhDR
t4=0.99; 7gkHKdJoMA
滚动轴承 2对 iDA`pemmi&
t2=0.99; NZ#z{JI =+
圆柱齿轮闭式 1对 MD,-<X)Qy
t3=0.97; U"Y$7~
V带开式传动 1幅 z'm;H{xf
t1=0.95; d@<XR ~);
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 A8?>V%b[Y
t5=0.98; n~h%K 7
c
则 |7 argk+
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 Pz?O_@Ln
故 *\/ U T
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 c~V\,lcI
（3）电动机额定功率Ped #KIHq2:.4
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 C-M op,w
3）电动机的转速 l"+=z.l6;
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， <(v!Xj^yO
可选电动机的最小转速 8yd OS
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min p(v.sP4w
可选电动机的最大转速 (b(iL\B$D=
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min \oi=fu=}*
同步转速为960r/min <X: 9y
选定电动机型号为Y132M1－6。 iZ{D_uxq
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 "m!Cl-+u
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 "Kqe4$
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 mGIS[_dcs
j9Lc2'
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm {h2D}F
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 m^wY RA.
oOuWgr]0
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 BM3nZ<%3
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 k]v a
1）传动装置总传动比 Uu
G;z5
nm=960r/min; G,J$lT X
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 o/Z?/alt4
2）分配各级传动比 K\uR=L 7
取V带传动比为 !4|7U\;
i1=3; "]sr4Jg=
则单级圆柱齿轮减速器比为 . 7oz
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 o0AREZ+I
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 NbSwn }e_
4．计算传动装置的运动和动力参数 'E6)6N
1）各轴转速 !b Q5 CB
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 KX{ S8_
n0=nm; NJ3b Oq
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min *vht</?J
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min fk = _ Y
n:HF&j4C,
2）各轴输入功率 w!h !%r
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 @zE_fL
P0=Ped=4kw gV A$ P
轴I 的功率 [}.OlR3)
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw QH;1*
轴II功率 68d(6?OgW
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw gJ : Z7b
3）各轴转矩 ZfS-W&6Z
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 6:@tHUm
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm @va6,^)
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm ]^R;3kU4Q
二、设计带轮 " J$vt`
1、计算功率 dnH?@ K
P=Ped=4Kw yo3'\I
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 R aKL KZn
查课本表8－10，得KA=1.1; Q@nxGm
计算功率 Xrc0RWXB8
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw xrp%b1Sy
2选择普通V带型号 1: XT r
n0 =960r/min Mvu!
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 ^|(F|Z
d1=80~100 UJ2T j+
3、确定带轮基准直径 v~9PS2
表8－11及推荐标准值 O$< kWSC
小轮直径 b1R%JY7/S
d1=100mm; ==~X8k|{E
大轮直径 gM '_1zs
U
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm +<(N]w*
取标准件 !D!Q]M5oU
d2=355mm; +m^ gj:yL
4、验算带速 Y7{IF X
验算带速 aTxss:7]
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s q{nN WvL
在5~25m/s范围内 jA?A)YNQb
从动轮转速 \GO^2&g (
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s g:7S/L0]
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s YAYPof~A$l
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 xrs?"]M[
=-0.0141 ]6bh #N;.
5、V带基准长度和中心距 v[E*K@6f
初定中心距 p Wa'Fd
中心距的范围 kI<;rP1S|
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm @GNNi?EY
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm }6 *+>?
a0=350mm; ]%>7OH'
初算带长 ?Z 9C}t]
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 P:,'
Lc = 1461.2mm P/6$ T2k_
选定基准长度 I]+xerVd
表8-7,表8-8查得 aDce Ohfx
Ld=1600mm; |Ii[WfFA|J
定中心距 E%8Op{zv_
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm <#/ r.}.x
a=420mm; #; ~`+[y?\
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm g?&_5)&
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ;n]GHqzY_
6、验算小带轮包角 #[Z ToE4
验算包角 B?n
6o|8
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 14>WpNN
145.2107 >120度 故合格 goBl~fqy0
7、求V带根数Z r:;nv D
由式（13-15）得 iXLOD uI
查得 n1=960r/min , d1=120mm qV]p\/a.
查表13-3 P0=0.95 }9=X*'BO
由式13-9得传动比 <5@VFRjc
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 W;L<zFFbU)
查表（13-4）得 0# Ivo<V
@ >:V ?
由包角145.21度 +\Uq=@
查表13-5得Ka=0.92 "-
2HKs
KL=0.99 ]] Bq te
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 0SS,fs <w3
8、作用在带上的压力F P'}WmE'B}F
查表13-1得q=0.10 J:D{5sE<|
故由13-17得单根V带初拉力 r{Lr Q
z3Id8G&>
三、轴 y-#{v.|L
初做轴直径： ke\gzP/
轴I和轴II选用45#钢 c=110 dlv1liSXL5
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm Q+<{2oVz
取d1=28mm Y9<N#h#
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm { 4]sJT
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 m eF.`fh
取YL10YLd10联轴器 b?^CnMO
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ]9 A@iA
取d2=45mm vQH 6CB"
四、齿轮 bT >1S2s
1、齿轮强度 #3~hF)u&/
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 Qxb%P<`u
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。 h4,g pV>t
因 ， ~ 7 w"$H8
SH1=1.1， SH2=1.1 -prc+G,qyp
， 0Z4o3r[
， Mn<#rBE B
因： ， ，SF=1.3 P:OI]x 4
所以 b[/uSwvi
EP'I
( 5/>arDn
2、按齿面接触强度设计 dbsD\\,2%N
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 "?HDv WP=w
小齿轮上的转矩 ."u
DM<
按 计算中心距 aj`_* T "A
u=i=5.333 (3VV(1 8
mm Dg=!d)\
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ISDeLUihY
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 Jfs_ 9g5
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm qP5'&!s&!
齿宽b= o+0x1Ct3P
b1=70mm,b2=60mm zL@FN sYVM
3、验算弯曲强度 M5Q7izM
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 ($T"m-e
按式（11-8）轮齿弯曲强度 vuoD~ =z
AuIg =-xR
1yd}F`{8UF
4、齿轮圆周速度 /H'F4->
!(i}FFn{:
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 ZnNl3MKV
0-at#r :
yt[vd8O'c
,! >1A;~wT
#V-0-n,`
!v\ _<8
hd N[wC]
6 k+4R<
五、轴校核： vrX@T ?>
lS96sjJp@
_q
z^|J
|y$8!*S~(
; 6655C
:cA%lKg
3 aU WQP2
jnIf (a
E (-@F%Q
c`O(||UZT
!m:rtPD'
chakp!S=
?Rd{`5.D
"pMx(
Kd!.sB/%
Qzi livJf
nsN|[E8
6DT ^:LHS
圆周力Ft=2T/d1 C8W4~~1S
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 R AU"
d=mz=2.5*101=252.5mm $!v:@vNMs
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N yllEg9 L0z
Fr=5852.5*tan20=2031.9N @/W~lJ!e
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 6%a: ^f]
由Fr2*L-Fr*L/2=0 Wy.^1M/n>~
得Fr2=Fr/2=1015.9N yvIzgwN%s!
n ^iq?u
2、求水平平面的支承力 ~A@HW!*Z@
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N {'a|$u+
*O'`&J
&w%--!T
3、画垂直面弯矩图 hl$X.O
L=40/2+40/2+90＋10=140mm svvl`|n%
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm c zg9tG8
$5\+Q W
/i)>|U
4
4、画水平面弯矩图 vHXCT?FuG
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm mX5%6{],
9>k_z&<
l05'/duuJ
wl / 1~!
5、求合成弯矩图 Yfr4< ;%
*CCh\+S7m
e+<'=_x {
A/!"+Yfw
6、求轴传递转矩 He*c=^8k
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm F1u2SltR
fM`.v+
i]15g@
T#GT Nk!v
s("\]K
B}+li1k
{I8C&GS
\l1==,wk
y.$Ae1a=
Ay0.D FL
SS 6K7
]$i@^3`[w
8Dkq+H93
^*"i
*e
$38)_{
ckYT69U
an2 Yluc;
mXs.@u/
y96HTQ32
;EQ7kuJQ?
Z& of-[)
7、求危险截面的当量弯矩 =O3)tm;
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 R PdFLC/
轴的扭切应力是脉动循环应力 e'MW"uCP}
取折合系数a=0.6代入上式可得 H128T8?r[
MK(~
8、计算危险截面处轴的直径 *x:*Q \|
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 SuXeUiK.[
由表13-3查得许用弯曲应力 ， c~+KrWbZ~
所以 xp}M5|
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 <$u\PJF7_^
故d=1.04*25.4=26.42mm DTlId~Dyq
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 SBI *[
所以此轴选d=40mm,安全 szCB}WY
六、轴承的选择 waU2C2!w
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 OT0IGsJ"'
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N
~owo dc
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） wYr* ('uT
因为大修期三年，可更换一次轴承 U C_$5~8p
所以取三年 { is L<
由公式 Y? $
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) X'U~g$"(+
（深沟球轴承系列） |nfMoUI
RO@=&3s
由附表选6207型轴承 7"F29 \
七、键的选择 FGzKx9I9
选普通平键A型 n(`|:h"
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 BOW BD@y
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm pD('6C;
由公式 *E]: VZl
所以 q[GD K^-g
选变通平键，铸铁键 J;=T"C&
txvo7?Y*4
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 o7s !ti\ G
八、减速器附件的选择 |Sm/s;&c6
1、通气器： &isKU 8n
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 dyk(/# *7W
2、油面指示器： zez|l
选用油标尺，规格M16 9VanR
::XX
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 i\O^s ]
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5
G:3szz
5、窥视孔及视孔盖 `2hg?(ul
选用板结构的视孔盖
t cO{CI
九、润滑与密封： ?(n v_O
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： G{I),Y~IF
|B^Mj57DO
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 ]x{.qTtw
2、滚动轴承的润滑 LM+d3|gSV
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 tt#dO@G#Fe
3、润滑油的选择 0)M8Tm0$
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 !JyY &D~`
L-AN15润滑油 lj UdsU w
4、密封方式选取： Le:(;:eL>t
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。 h[&"KA
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 dOa9D
设计小结： |-)8=QDz)r
二、课程设计总结 ! Lz A
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。 3%hq<
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。 #n}~u@,o_
WN<g _8QR
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#,; )HF
L SP p
特别感谢—程莉老师。 R|v'+ bv
DzQ
参考资料目录 DY9]$h*y
[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； 'E+"N'M|
[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； 6pSi-FH
[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； fCwE1r *^
[3]《设计手册软件》，网络上下载； N+h05`
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn ;AE-=/<
}f]Y^>-Ux
,zltNbu\.(
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Nw=60.0241r/min ]"lB!O~
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P0=4Kw !j6 k]BgZ
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Z",0 $Gxu
T0=39.7917Nm REh"/d
T1=113.4063Nm ~c EN=(Z~r
T2=589.5878Nm Q9bnOvKe|
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