| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 @-XM ox/
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 As(6E}{S
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 3<}r+, j
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 8jz7t:0
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 nS]Ih 0( K
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 WTwura,
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 LNF|mS\+D
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ~2O1$o u
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Sb?HRoe_
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 l42tTD8Awz
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 <UbLds{+Uo
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 bkIQ?cl<at
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 UGQH wz
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 \ 8/$ZEom
:Kk+wp}f #
j~#v*qmDU
1.拟定传动方案 4*?i!<N9
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 'nfdOX.d
v=1.1m/s;D=350mm; < [q{0,
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) h{?cs%lZ
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。 d ZxrIWx
2.选择电动机 ML:H\
1）电动机类型和结构形式 w %R=kY)o
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。 Ev,b5KelD
2）电动机容量 &cT@MV5
（1）卷筒轴的输出功率Pw :F
p t>g
F=2800r/min; $q0i=l&$&
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 7? q Rz
(2)电动机输出功率Pd 2I0Zr;\f
Pd=Pw/t Dj'+,{7,u
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 y
hNy
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： %D E_kwL
弹性联轴器 1个 c:`CL<xzU
t4=0.99; EO G &Xa
滚动轴承 2对 %B 04| Q
t2=0.99; !^qpV7./l
圆柱齿轮闭式 1对 o =Ia{@
t3=0.97; A (ZtA[G
V带开式传动 1幅 ; f9a0V s
t1=0.95; Tr " Bz!
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 B\6% .R
t5=0.98; 1_5]3+r_U-
则 9lc{{)m2)
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 KdLj1T
故 o*:D/"gb
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 O.$OLK;v
（3）电动机额定功率Ped I0} G,
q
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 mC ./,a[
3）电动机的转速 Io]KlR@!T
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，
8RU91H8fE
可选电动机的最小转速 Aw=GvCo<
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min Lo5CVlK
可选电动机的最大转速 bs?&;R.5
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min R)'[Tt`# R
同步转速为960r/min ;!pJ %p0Sc
选定电动机型号为Y132M1－6。 y:,m(P
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 [k
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 Mby V_A`r_
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 &6\f;T4
]DLs'W;)
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm O* m9qF<
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 Z>J3 DH
_E4_k%8y
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 =iE)vY,?"}
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 f- ~]
1）传动装置总传动比 %(izKJl q
nm=960r/min; ivJTE
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 +"JQ5~7
2）分配各级传动比 M b(hdS90
取V带传动比为 KKM!( $A
i1=3; osI0m7ws:
则单级圆柱齿轮减速器比为 V( 3rTDg
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 j:xm>X'
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。 pzco f#2
4．计算传动装置的运动和动力参数 BD&AtOj[,
1）各轴转速 ] RTK: %
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 ?EA&kZR]
n0=nm; !s47A"O&B
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min nv%0EAa#}
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min \ bv JZ_
tS6r4d%~=
2）各轴输入功率 A5%cgr% 6
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 (zIF2qY
P0=Ped=4kw JeU1r-i
轴I 的功率 'Ad |*~
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 884 -\M"h
轴II功率 4\(|V
fy
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ;-!O +c
3）各轴转矩 s
Vg89I&
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 9R JFj?^"
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm p@%H.
5&&
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm c}D>.x|]
二、设计带轮 [_zoJ
1、计算功率 )/uCd SDIc
P=Ped=4Kw tz_WxOQ0
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 =xRxr @
查课本表8－10，得KA=1.1; SO QR(UT
计算功率 ^LAdN8Cbb
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw R1 C2d +L
2选择普通V带型号 J|N>}di
n0 =960r/min ~0Xx]
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 xoNn'LF#u
d1=80~100 W Z^u% Z
3、确定带轮基准直径 y\}<N6
表8－11及推荐标准值 S<"`9r)av
小轮直径 4zx_L8# Z
d1=100mm; YveNsn
大轮直径 9Q:}VpT~nG
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm lBfG#\rdW~
取标准件 b"&1l2\ A
d2=355mm; uU#e54^
4、验算带速 -0Q^k\X-
验算带速 s78V \Vw3
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s _`q ei0
在5~25m/s范围内 CB>O%m[1
从动轮转速 k"J=CDP\
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 19;F+%no#
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s GM>Ms!Y
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 c4xXsUBQk
=-0.0141 {b90c'8?a
5、V带基准长度和中心距 Nze l^~
初定中心距 5'"l0EuD
中心距的范围 vAo|o *
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm ]|)M /U *
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm c9axzg
UA
a0=350mm; + u'y!@VV
初算带长 E>w| i
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 * AjJf)o
Lc = 1461.2mm hPgDK.R'
选定基准长度 $_b^p=
表8-7,表8-8查得 G~`nLC^Y
Ld=1600mm; * 2s(TW
定中心距 b2HHo IT
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm &g\?znF]H
a=420mm; &Un^
_M
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm h6C:`0o
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Y lEV @
6、验算小带轮包角 /d]{ #,k
验算包角 b1 frAA
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a e8 $OV4X
145.2107 >120度 故合格 O7GJg;>?
7、求V带根数Z y|[YEY U)
由式（13-15）得 #J)8 3
查得 n1=960r/min , d1=120mm 7T-}oNaJA\
查表13-3 P0=0.95 L$<(HQQ J8
由式13-9得传动比 g;PZ$|%&s>
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 M>"J5yqR
查表（13-4）得 Yeb-u+23
|_ `wC
由包角145.21度 yZDS>7H
查表13-5得Ka=0.92 l/o
4b kV
KL=0.99 $09PZBF,i
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 29GcNiE`T
8、作用在带上的压力F 0xe *\CAo
查表13-1得q=0.10 - p2 =?a
故由13-17得单根V带初拉力 n8vteGQ
@F%_{6h
三、轴 !xo; $4
初做轴直径： 2%zJI"Ic
轴I和轴II选用45#钢 c=110 VN!+r7w'
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm u+/1r yp
取d1=28mm j,i>
1| J
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm gg%9EJpP
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 YR}
P ;
取YL10YLd10联轴器 !JC!GS"M5
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ]@bu%_s"
取d2=45mm A~7q=-
四、齿轮 Ci?A4q$.
1、齿轮强度 lH8e?zJ
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 q&N1| f7
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。 4c/.#?
因 ， ($A0u mW1%
SH1=1.1， SH2=1.1 #_}r)q
， U>jLh57
， It8m]FN
因： ， ，SF=1.3 !>R u= $9
所以 /6Vn WrN_
I3$/ #
bEc @"^)
2、按齿面接触强度设计 7o5~J)qIC
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 yJ!x`RD),w
小齿轮上的转矩 *)4 `"D
按 计算中心距 ' t: s6
u=i=5.333 / %:%la%
mm fPLi8`r
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ZyQ+}rO
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 mrvPzoF,]
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm E5U{.45
齿宽b= ;^`W X}]C(
b1=70mm,b2=60mm ubvXpK:.
3、验算弯曲强度 L=9w
3VXS
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 |w7D&p$
按式（11-8）轮齿弯曲强度 tQ >
IJ
iAAlld1
A J`R2
$
4、齿轮圆周速度 onOvE Y|R
Sd0y=!Pj=
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 +zup+=0e
n :P 5m9T
o/Cu^[an
V\(p6:1(6K
sF=8E8qa
9q=\_[\[
A_vf3 *q
3+v+_I>%k
五、轴校核： r{~@hd'Aj
wK[Xm'QTPJ
\X?GzQkr
7<ZCeM2x
?{Gf'Y}y&
c[xH: $G?Y
k}o*=s> M
e%O]U:Z
R#Q cQx
VP<_~OLc
|G QFNrNx
M9aVE)*!I
?TXe.h |u
&o yj 8
b&$sY!iU
0f<$S$~h
lN-[2vT<
?H.7
WtTC
圆周力Ft=2T/d1 YdI&OzaroE
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Dm.tYG
d=mz=2.5*101=252.5mm %?7j
Q
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N {hLS,Me
Fr=5852.5*tan20=2031.9N zU7 /P|Dw+
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 ;1&7 v
由Fr2*L-Fr*L/2=0 32N *E,
得Fr2=Fr/2=1015.9N HP
/@ _qk
nd 5w|83
2、求水平平面的支承力
oq >8
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 0y"Ra%Y
d&'}~C`~k
dt efDsK
3、画垂直面弯矩图 #)r
L=40/2+40/2+90＋10=140mm ?oc#$fcQ~
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm *
@QC:1k
]qLro <
} Z~& X L=
4、画水平面弯矩图 #z*-
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm X8Xw'
>J \} &!8,
^nS'3g^"
D\Nhq Vw
5、求合成弯矩图 c-2##Pf_8O
F^v <z )x
n;eK2+}]
f0 ^DsP
6、求轴传递转矩 A;4O,p@
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm wd/"! A4(
+])St3h
16p$>a<6
c%|18dV
KV!!D{VS`@
m ),3J4(q
\*5_gPj!d
AvN\^
&G
#^>5,M2
1i.t^PY
C>?`1d@
Ier0F7]I
d0`5zd@S
>|Hd*pg))
Wa8?o~0"L
.[ Z<r>
N* C"+2
"v"w ER?
bGl5=`
?E@ 9Nvr
*uLlf'qU]
7、求危险截面的当量弯矩 v\Y362Xv
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 B/(]AWi+
轴的扭切应力是脉动循环应力 \&&jzU2
取折合系数a=0.6代入上式可得 RaS7IL:e
a-t}L{~
8、计算危险截面处轴的直径 -m & 8SN
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 ]"3(UKx
由表13-3查得许用弯曲应力 ， _pX y}D
所以 .{-&3++WZ
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 l%aiG+z%6}
故d=1.04*25.4=26.42mm O l,Tw=?
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 | %Dh
所以此轴选d=40mm,安全 l3sL!D1u
六、轴承的选择 %n3lm(-0U
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 B u ~N)^
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N z;dD
} Fo
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 9tW=9<E
因为大修期三年，可更换一次轴承 ?#8s=t
所以取三年 YGBVGpE9
由公式 DQ{Yr>J
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) A=7
[^I2
（深沟球轴承系列） 7Ca+Pe}/n,
!H`! KBW
由附表选6207型轴承 je^!W?U4<
七、键的选择 ,8KD-" l^g
选普通平键A型 : -@o3Syg
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 I/ pv0
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm \X5> HPB
由公式 3Z * '
所以 FbMX?T"yH
选变通平键，铸铁键 5I!EsW$sY
\}0J%F1
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 T@[(FVA N
八、减速器附件的选择 niZ/yW{w
1、通气器： nVqFCBB
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 69U[kW&
2、油面指示器： yq{k: )
选用油标尺，规格M16 b(lC7Xm
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 >&0)d7Nu8m
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 (fc
/"B-
5、窥视孔及视孔盖 Hq.ys> _
选用板结构的视孔盖 =='~ g~
九、润滑与密封： l65-8
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： U*G9 fpVy
k<xiP@b{y
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 i"}%ib*X
2、滚动轴承的润滑 nRpZ;X)'.
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 ~ {sR K
3、润滑油的选择 6~Y-bn"%D5
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 gl/n*s#r_
L-AN15润滑油 P Tfy#
4、密封方式选取： [KIK}:
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 4%Q8>mEvT
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ;~Eb Q
设计小结： s 2t'jIB
二、课程设计总结 {'W\~GnZ
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 8U8l
5r
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 4qtjP8Zv[
#un#~s
7Q
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 bP% 0T++vo
Py$*c
特别感谢—程莉老师。 k^ 3|A3A
9/OB!<*V|
参考资料目录 ;H5H7ezV
[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； 30 Vv Zb
[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； =F2e*?a3
[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； $ QQv$
[3]《设计手册软件》，网络上下载； k'u N2 m
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn c yq ]-B
&:g5+([<
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Nw=60.0241r/min lc/q0
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n0=960r/min rI) op1K
n1=320r/min gq4le=,v
n2=60.0241r/min vx /NG$
J@w Q3#5a
s,O: l0
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P0=4Kw ^@e4 m O
U~ QIO O
P1=3.8Kw F
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P2=3.6491Kw }stc]L{79
:hB/|H*=
7<DlA>(oUX
T0=39.7917Nm >AI65g
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