| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 J -Qh/d%]
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 LEh)g [
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 GLKO]y
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 AV @\ +0
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 OYf{?-QD
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ,2 WH/"
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 v9}[$HWx
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 C4$/?,K(
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 .V%*{eHLL
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 |Vx~fK S\
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 4Y
tk!oS`
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 / hdf{4
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 S 2$5!(P
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 nR8 ]@c C
OoP @-D"e
n_$yV:MuT!
1.拟定传动方案 Ohl} X 1
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 )-&nxOP
v=1.1m/s;D=350mm; @~jxG%y86
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) /aUFc '5
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。 ]5|z3<K^
2.选择电动机 \iMyo
1）电动机类型和结构形式 <<3+g"enno
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。 |#TXE|#ux
2）电动机容量 MWq$AK]
（1）卷筒轴的输出功率Pw ]Sta]}VQ
F=2800r/min; N4 [E~ -
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 (Cj,\r
(2)电动机输出功率Pd v`{:~ q*
Pd=Pw/t L? ;/cO^
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 R @r{
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： B- Y +F
弹性联轴器 1个 ^now}u9S6
t4=0.99; GqjO>v fy
滚动轴承 2对 <`JG>H*B6
t2=0.99; MOV =n 75
圆柱齿轮闭式 1对 i
X/tt
t3=0.97; 3c 2 8!3p
V带开式传动 1幅 6=>7M
b$
t1=0.95; 6H ;k JHn
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 *4#on>
t5=0.98; (G5T%[/U
则 w2 )/mSnu
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 ZA.fa0n
故 Am7| /
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 silp<13HN
（3）电动机额定功率Ped -]&<Sr-
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。
d]k='
3）电动机的转速 SY6r 8RK
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， @+0V& jc
可选电动机的最小转速 \|! gPc%s
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min luF# OP C
可选电动机的最大转速 s<{GpWT8
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min gY\mXM*^
同步转速为960r/min >H?uuzi
选定电动机型号为Y132M1－6。 7Jc<.Z"/Gd
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 ^4hc+sh0D
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 )b (X
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ` Y\Q Uj
!@yQK<0
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ,$i<@2/=m
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 QAXYrRu
9<qx!-s2rr
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 -CElk[u
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ./!KE"!
1）传动装置总传动比 ' WnpwY
nm=960r/min; *C/KM;&
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 f }-v
2）分配各级传动比 tAt;bYjb\
取V带传动比为 (lWKy9eTy`
i1=3; jhcuK:`L
则单级圆柱齿轮减速器比为 {9:hg9;E*
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 A xR\ ned
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 Ris-tdg
4．计算传动装置的运动和动力参数 4i96U vkZ
1）各轴转速 %rFllb7
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 ,QL(i\
n0=nm; j5A\y^Kv
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min U*xxrt/On/
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min DUPmq!A
k^yy$^=<
2）各轴输入功率 Q^kMCrp
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 (77Dif0)'
P0=Ped=4kw :`j"Sj !t3
轴I 的功率 *U2Ck<"]
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw X{|k<^:
轴II功率 Y/!0Q6<[2Y
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw fX$ 6;Ae
3）各轴转矩 kz|[*%10
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 3V!W@[ }:
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm =/f74s
t
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm PKATw>zg<
二、设计带轮 2"_ 18l.
1、计算功率 hAYQ6g$A
P=Ped=4Kw s ~#?9vW
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 V? o&])?[
查课本表8－10，得KA=1.1; 5Wj5I S/
计算功率 / . f!
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw \J\vp0[nO}
2选择普通V带型号 Q9nu"x
%
n0 =960r/min J~:kuf21
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 2GU hV*TN
d1=80~100 ud!r*E
3、确定带轮基准直径 d?E4[7<t$1
表8－11及推荐标准值 a#>t+.dd
小轮直径 AZ}%MA; q
d1=100mm; !/[AQ{**T!
大轮直径 R2 'C s
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm b<48#Qy~l
取标准件 Q&tFv;1w6
d2=355mm; {= UKTk/t8
4、验算带速 FUH *]U
验算带速 WodF -bE
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s pZW}^kg=
在5~25m/s范围内 7?)m(CFy
从动轮转速 !Q\X)C
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 1Q3%!~<\s
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s _dz:\v
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 oM m/ !Dc
=-0.0141 6eV e}V4W
5、V带基准长度和中心距 &fh .w]\
初定中心距 6S` ,j
中心距的范围 g=)U_D PRi
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 0R.Gjz*Q
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm hnlU,p&y3
a0=350mm; mOgx&ns;j
初算带长 `1DU b7<
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 _AA`R`p;
Lc = 1461.2mm 9p!d Q x
选定基准长度 WllCcD1
表8-7,表8-8查得 ">v_uq a
Ld=1600mm; L|vaTidc0
定中心距 :z}~U3,JE
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm e{d_p %(
a=420mm; \L&qfMjW"Z
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm ~6pCOS}
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm U* c{:K-C
6、验算小带轮包角 #0#V$AA>
验算包角 aa'0EU:
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a b3jU~L$
145.2107 >120度 故合格 l93Q"*_
7、求V带根数Z .'+|>6eU
由式（13-15）得 *&~sr
查得 n1=960r/min , d1=120mm s7X~OF(#
查表13-3 P0=0.95 $]`' Mi
由式13-9得传动比 |i j W_r
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 j8F~j?%!
查表（13-4）得 4l# T_y
'ocwXyP,
由包角145.21度 F\YcSDM
查表13-5得Ka=0.92 gGceK^#
KL=0.99 > (YPkmH
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 &)/H?S;yN
8、作用在带上的压力F a93d' ZE-X
查表13-1得q=0.10 P,LXZ
故由13-17得单根V带初拉力 lu 9Ir >c
)yz9? ]a
三、轴 B_6v'=7]
初做轴直径： * U5> j#,
轴I和轴II选用45#钢 c=110 M2;(+8 b
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm x Jj8njuq4
取d1=28mm 1f bFNxo8M
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm )x5$io
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 D q_{ O
取YL10YLd10联轴器 *R qO3=
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 g~WNL^GGS
取d2=45mm }rb ]d'|
四、齿轮 yQQDGFTb!=
1、齿轮强度 GurE7J^=
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 2*UE&Gp
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。 71.:p,Z@z
因 ， S'H0nJ3
SH1=1.1， SH2=1.1 vY TPZ@RL
， .\hib. n3
， |]
f"j':
因： ， ，SF=1.3 Ozh^Q$>u
所以 <8xP-( wk;
Du o# WtC
XiZ Zo
2、按齿面接触强度设计 yz&q2
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 c`N`x U+z
小齿轮上的转矩 l$bmO{8uG
按 计算中心距 N_WA4?rB
u=i=5.333 Ar{=gENn
mm lC s8`bYU
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 qjRiTIp9q
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 )Q pP1[
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ]FnrbQ|
齿宽b= XC8z| A- @
b1=70mm,b2=60mm v!v0,?b*
3、验算弯曲强度 H)}1xQ{3F
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 c h2e#Jf8
按式（11-8）轮齿弯曲强度 H ]N /Y{
"1j\ZCXK_Z
Y.hH
fSp
4、齿轮圆周速度 {G*:N[pJp
(nZ=9 +j]d
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 NB yN}e
b<H6 D}
1V9X(uP
R`3>0LrC8
keq[ 6Lv
5Vm}<8{
T4, Z c
?lw[
五、轴校核： QvQf@o
E*b[.vUp
#$z -]i
zSM7 x
r.G/f{=<@
.j'IYlv/P
rL+n$p
X-
9P >S[=
h.+&=s!Nsy
_e@ qv; *
7JwWM2N?V
vi.AzO
~ M>zO#U6
Xm[r#IA
=y(YMWGS
\ A UtGP
w`!foP E
:XY3TI
圆周力Ft=2T/d1 XI(@O)
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 4J$f @6
d=mz=2.5*101=252.5mm 8ch~UBq/
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 9}Ave:X^
Fr=5852.5*tan20=2031.9N n&78~@H
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 3\.)y49,1
由Fr2*L-Fr*L/2=0 Leick 6
得Fr2=Fr/2=1015.9N vl(v1[pU
9i[2z:4HJ
2、求水平平面的支承力 P FFw$\j
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N MAo,PiYb
p 00Bgo
67 :<X(u+!
3、画垂直面弯矩图 %((3'le
L=40/2+40/2+90＋10=140mm @Lv_\^2/}
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ~\IDg/9 Cj
Q&'Nr3H#tZ
n#'',4f
4、画水平面弯矩图 Q+ M3Pqy
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm ~:b~f]lO
Donf9]&U
0J-ux"kfI
%,q#f#
5、求合成弯矩图 DL!s)5!M
0x/V1?gm
H#` ?t oS
?6]ZQ\,
6、求轴传递转矩 pr89zk Yw
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm F5q1VEe
Vta;ibdeqW
s'=]a-l~
XdVC >6
sjkl ? _
P[oB'
DNO%J^
/VZU3p<~
sgsMlZ3/
U}Fk%Jj
< Y6>L};
'Em($A (
;9sVWJJCw
#(4hX6?5AI
"t`e68{Ls
/ qze
#!@
]%4
~WLsqP5Y~a
#Og_q$})f
hlEvL
Wm_-T]#_
7、求危险截面的当量弯矩 I2Q?7p
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 50` r}s}
轴的扭切应力是脉动循环应力 Z 28@yD +
取折合系数a=0.6代入上式可得 46`{mPd{aO
w]XBq~KO
8、计算危险截面处轴的直径 .{>-.&
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 C`K/ai{4
由表13-3查得许用弯曲应力 ， Bqj *{m
所以 014 !~ c
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 3Mt6iZW
故d=1.04*25.4=26.42mm }]@
"t)"
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 Hc !_o`[{l
所以此轴选d=40mm,安全 M-t9zT
六、轴承的选择 qQryv_QP
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 2US8<sq+
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N *i90[3l
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） T]k@g_
因为大修期三年，可更换一次轴承 n$iz
所以取三年 =!aV?kNS8
由公式 GM~jR-F Z
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) d4tVK0
~
（深沟球轴承系列） WOoVVjM M
xRmB?kM3]5
由附表选6207型轴承 LdV_7)
七、键的选择 p};<l@
选普通平键A型 +bU(-yRy5o
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 T8 k o P
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 7 ="V7
由公式 >~k
Y{_
所以 *2Kt e'+q
选变通平键，铸铁键 $TiAJ}:
cA,xf@itp
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 E O^0sF<
八、减速器附件的选择 bcg)K`' N
1、通气器： kQtl&{;k?
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 r\?*?sL
2、油面指示器： ~$<@:z{*
选用油标尺，规格M16 (;0]V+-
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 8cl!8gfv
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 .7q#{`K^=
5、窥视孔及视孔盖 >"b" K{ t
选用板结构的视孔盖 l!2.)F` x
九、润滑与密封： Rp1 OC
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为：
~j_H2+!
6 AY%o nY
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。 b
$!l* r
2、滚动轴承的润滑 l1msXBC
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 0td ;Ag
3、润滑油的选择 qW9|&GuZ$
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 .x&>H
L-AN15润滑油 )yJjJ:re
4、密封方式选取： ) PtaX|U
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。 1JY4 E2Q
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 1'iRx,
设计小结： |?8wyP
二、课程设计总结 HD|5:f AqA
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。 ; 1WclQ!(
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。 ;Ti?(n#M>
pa7fTd
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。 TD@'0M aQ#
$%<gp@Gz
特别感谢—程莉老师。 x:(e: I8x(
94+#6jd e
参考资料目录 +KZc"0?
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； +oc}kv,h]
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； mcvTz, ; =
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； B{Rig5Sc
[3]《设计手册软件》，网络上下载； t{ 'QMX
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn !zeBxR$&o
@-wAR=k7
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T1=113.4063Nm ykM(`
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T2=589.5878Nm foa NB= ,
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