| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 8 MACbLY
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 8=zM~v)
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 aZ`_W|
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 9^[5!SMzCj
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 JCU3\39}
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 Yqz[sz5+m
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 J=Y( *D7Q
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 @{$Cv"6769
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 %N AFU /&
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 r &l*.C*
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 8BoT%kVeJv
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 eL$U M
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 I}]@e ^ ~
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 3I{ta/(
$y]||tX
{ ves@p>?
1.拟定传动方案 &s}@7htE
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 "}~i7NBB
v=1.1m/s;D=350mm; ?U9d3] W
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) i[BR(D&l_p
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。 j*Wh;I+h
2.选择电动机 "!_
4%z-
1）电动机类型和结构形式 ^TCJh^4na
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。 Gk] qE]hi
2）电动机容量 ;
K
6Fe)
（1）卷筒轴的输出功率Pw 1 b]PCNz
F=2800r/min; ]OCJ ~Zw
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 cT Iw A:)D
(2)电动机输出功率Pd A(@gv8e[H^
Pd=Pw/t 'rq#q)1MT
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 H6 f; BS
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： p 31rhe
弹性联轴器 1个 $CYpO}u#
t4=0.99; elHarey`f
滚动轴承 2对 ]ieA?:0Hi
t2=0.99; _>)"+z^r
圆柱齿轮闭式 1对 m+8b2H:V
t3=0.97; MHT,rqG
V带开式传动 1幅 @7Rt[2"e
t1=0.95; 9xS`@ "`
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 Wv*BwiQ
t5=0.98; pZJQKTCG
则 <{xAvN( :
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 :Ac N b
故 !m:PBl5
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 2WECQl=r
（3）电动机额定功率Ped a=T7w ;\h
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 a4qpn r]0
3）电动机的转速 0 N[DV]
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， xS-nO_t 'E
可选电动机的最小转速 }br<2?y ,
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min &*:)5F5
可选电动机的最大转速 ysT!^-&p
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min qsR fG~Cg
同步转速为960r/min <7-,`
选定电动机型号为Y132M1－6。 V7'x?
pt
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 }(%}"%$
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 ~U*N'>'=)
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 : a!a
a1sLRqo8
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm JOne&{h]J"
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 Iybpk?,M+
Ol h%"=*;
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 F$y FR
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 SR8Kzk{
1）传动装置总传动比 ] B'
nm=960r/min; ^V,/4u
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 >s?;2T2"yx
2）分配各级传动比 jqsktJw#i
取V带传动比为 $>s@T(
i1=3; LmdV@ gR
则单级圆柱齿轮减速器比为 eKti+n.
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 kc']g:*]Y
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。 R M+K":p
4．计算传动装置的运动和动力参数 " / -v 9
1）各轴转速 9 @*>$6
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 Wq &c,H
n0=nm; >#n-4NZ;p9
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min N$\ 5%
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min &r%^wfp
E_uH' E
2）各轴输入功率 r_Yl/WW
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 WWD@rn sVf
P0=Ped=4kw $,#IPoi~X
轴I 的功率 ^M5uLm-_s
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw `rJ ~*7-
轴II功率 dY` J,s
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ] H'82a
3）各轴转矩 X1qj
l_A
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm #l%
\}OC
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm wTbIS~!gF
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm _\[JMhd}
二、设计带轮 $K6`Q4`
1、计算功率 ?+tZP3'
P=Ped=4Kw oDI*\S>
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 JT ^0AZ _*
查课本表8－10，得KA=1.1; U*h)nc
计算功率 D5vtZu!"
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw CPM6T$_qE
2选择普通V带型号 boB{Y 7gO4
n0 =960r/min kakWXGeR
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 E?o8'r
d1=80~100 X^^ D[U
3、确定带轮基准直径 r (CL=[
表8－11及推荐标准值 #T`+~tW'|
小轮直径 $oj<yH<i
d1=100mm; tV4aUve
大轮直径 e2ZUl` {g
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ,OAWGFKOp
取标准件 Jl, x~d
d2=355mm; )
hB*Hjh
4、验算带速 %=eD)p7l-
验算带速 q2i~<;Z)9
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s :?W:'% (`[
在5~25m/s范围内 M _I\:Q
从动轮转速 w2AWdO6
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s }CqIKoX.
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s YHAg4 eb8
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 \
.s".aA
=-0.0141 Sd11ZC6
5、V带基准长度和中心距 9oz)E>K4f
初定中心距 "S#hzrEdYI
中心距的范围 El} z^e
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm p4_uY7^6
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm +-V?3fQ
a0=350mm; w V my`OV/
初算带长 M/;g|J
jM
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 a a]v 7d
Lc = 1461.2mm U %l{>*q
选定基准长度 {4*%\?c,n
表8-7,表8-8查得 bc - }Qn
Ld=1600mm; vkmR
cX:/
定中心距 &t4(86Bmq
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm
KguFU
a=420mm; "rJL ^ \r
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 7X>3W F
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm !I& Sy]G
6、验算小带轮包角 sBL^NDq a2
验算包角 HrxEC)V6#
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a VvKH]>*
145.2107 >120度 故合格 [%:NR
7、求V带根数Z :wm^04<i
由式（13-15）得 n a)ceN 2h
查得 n1=960r/min , d1=120mm k/O&,T77}J
查表13-3 P0=0.95 5H2|:GzUc
由式13-9得传动比 d?.x./1[qi
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 .jw)e!<\N
查表（13-4）得 ~qH@Kz\ %
{ q<l]jn9
由包角145.21度 .EQFHStr
查表13-5得Ka=0.92 >sq9c/}X
KL=0.99 K.~U%v}
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 mH"`4 6
8、作用在带上的压力F ~gD]JiiA
查表13-1得q=0.10 u :$x ,Q
故由13-17得单根V带初拉力 mHy] $Z
nceF4Ty
三、轴 K9=_}lS@'
初做轴直径： X(9Ff=0.~
轴I和轴II选用45#钢 c=110 g&V.o5jIhc
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm gK'MUZ()
取d1=28mm {[+gM?
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm \ZB;K~BV&
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 OoNAW<
取YL10YLd10联轴器 r{_'2Z_i
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 /^"TMm
取d2=45mm 'I2)-=ZL6
四、齿轮 {JJ`|*H$_
1、齿轮强度 l{4\Wn Va
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 ? }.(k/
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。 4w,}1uNEf
因 ， PhQD}|S
SH1=1.1， SH2=1.1 " 7DPsPs
， N >_7Ltw/
， {T9g\F*
因： ， ，SF=1.3 yLP0w^Q
所以 \Ip<b bB0
\?Z d UY
6-~
2、按齿面接触强度设计 7~&Y"&
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 ?l/rg6mbI'
小齿轮上的转矩 6yU~^))bx
按 计算中心距 S^u!/ =&
u=i=5.333 ;S7xJ 'H
mm pP# ?|
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ? g&]*zc^\
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 gM8 eO-d
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm SV~xNzo~
齿宽b= E$T#o{pai
b1=70mm,b2=60mm T]xGE
3、验算弯曲强度 )UeG2dXx7
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 4}CRM# W2
按式（11-8）轮齿弯曲强度 {:Q2 Itsy
=Y BJ7.Y
8Xr3q eh+
4、齿轮圆周速度 \?o%<c5{
` C1LR ,J
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 I' gnw~
8P 8"dN[
/H)g<Y A
`'>>[*06:a
VYwaU^
P+/L, u
5FMKJ7sC9
PIA&s6U
五、轴校核： ;KhYh S(q
( #:Si~3
\S9z.!7v$
9#p^Z)[)-
U{x'@/Ld
o TL "]3`'
l*eA
?Qz
u32<=Q[
]8^2(^3ct
Z_;' r|c
)sQbDA|p
FR <wp
S$#Awen"@
|LQmdgVr$
YcI]_[
ldxUq,p
V*?,r< (
4
qnQF] 4
圆周力Ft=2T/d1 c*h5lM'n6
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 H0Tt(:.&
d=mz=2.5*101=252.5mm 4 (yHD
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ("aYjK k
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 1{wy%| H\
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 ~q/`Z )(yc
由Fr2*L-Fr*L/2=0 Wj3H
y4
得Fr2=Fr/2=1015.9N (*EN! -/
1^,r S
2、求水平平面的支承力 Ua:EI!`
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N >A)he!I
[7B&<zY/ ?
PQ5DTk
3、画垂直面弯矩图 %8ul}}d9
L=40/2+40/2+90＋10=140mm 6e*J C f>
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ILQ g@J l
e#A B0-f
Y5;:jYk#<_
4、画水平面弯矩图 %!q(zq l
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm b"gYNGgX
X2{3I\'Ft
[;2v[&Po
kN_LD-
5、求合成弯矩图 koUH>J:
N5s_o0K4TU
5pDxFs=v
|X sW)/
6、求轴传递转矩 ]/a?:24 [
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm #*~ (
oU2RxK->u
Ro1l:P)C`
M,9WF)p)V
vb%\q sf
`w q\K8v
IuTTMAt
[ -%oO
^y X
W.s
w90y-^p%
l +#`
c"| ^Lo.
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A h"Rx A
6q5V*sJ&
I5e!vCG)
lmod8B
"XH]B
Ji7A9Hk
/E*P0y~KTW
o~~_ > V)W
7、求危险截面的当量弯矩 ~v5tx
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 4b (iGLrt0
轴的扭切应力是脉动循环应力 &
z?y
取折合系数a=0.6代入上式可得
R)H@'X
]s u\[?l
8、计算危险截面处轴的直径 0/%zXp&m
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 #d e] b
由表13-3查得许用弯曲应力 ， OtC/)sX
所以 -j(/5.a
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 8>w/Es5
故d=1.04*25.4=26.42mm DZ EA*E >
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 !?KY;3L:
所以此轴选d=40mm,安全 vzVl2
六、轴承的选择 wwF 20
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 Hj5b.fB
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N UH)A n:9
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） & MAIm56~
因为大修期三年，可更换一次轴承 rVz#;d!`z
所以取三年 F'Wef11Yz
由公式 rm2TWM|
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) (;s \Ip0
（深沟球轴承系列） {yJ{DU?%Y
v7g-M
由附表选6207型轴承 q k !Q2W
七、键的选择 {i=qx#2X?H
选普通平键A型 > sUk6Z~
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 7%o\O{,U
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm ' rXkTm1{
由公式 9 'T(Fc
所以 k1]?d7g$w
选变通平键，铸铁键 4 4n^21k
k6dSj>F>
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 D L$P
八、减速器附件的选择 `OBDx ^6F
1、通气器： f}@]dF r
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ov?>ALRg
2、油面指示器： V{(ve#y7`{
选用油标尺，规格M16 b d%/d r
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ost~<4~
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ;8U NM
5、窥视孔及视孔盖 zRu}lJ1#W$
选用板结构的视孔盖 p[W8XX
九、润滑与密封： 9g>ay-W[(
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 'a4xi0**I
m+1MoeR
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。
4$.4,4+
2、滚动轴承的润滑 k8w8I$QEM
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。 ]2v31'
3、润滑油的选择 ZY {,//
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
}mX;0qO
L-AN15润滑油 Bm^vKzp
4、密封方式选取： '?q|7[SU
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。 G`w7dn; &
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 sfx:j~bsL
设计小结： eoow]me
二、课程设计总结 }"_S; [ {d
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。 /\C9F GS
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。 ]2tX'=X
"b Rck88V
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。 +
Z!tt(y\
特别感谢—程莉老师。 tz2`X V{
w xF9lZz
参考资料目录 5. idC-\
[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； VNaa(Q
[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； :0V <
[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； , Lhgv1
[3]《设计手册软件》，网络上下载； E5.)ro=$
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn ba|~B8rII[
YW}1Mf=_
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Nw=60.0241r/min ,HR~oT^
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n2=60.0241r/min v'Tk Kwl
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R5H
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i/, G= yA
P0=4Kw YL;ZZ2A
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P1=3.8Kw ;KbnaUAS8
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P2=3.6491Kw {MO`0n;
rt
/thCu%%9A
v7\~OOoH]
T0=39.7917Nm +`yDW N?7
T1=113.4063Nm <(>v|5K0]
T2=589.5878Nm tPDV"Md#m<
ePrb G4xv
ahhVl=9/ao
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