| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 `8O Bw
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 ~vA8I#.
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 S^|`*%pq
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 KehM.c^
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 WbhYGcRy
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 V#.pi zb
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 X(Mpg[,N"
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 "M/) LXn:0
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 ~}d\sQF .
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 u$zRm(!RB
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 L>E;cDB
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 bx{njo1Mr
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 >@cBDS<6R
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 4:Ju|g]O
_unoDoB
8d8jU PFQ
1.拟定传动方案 7BwR ].
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 pCo3%(
v=1.1m/s;D=350mm; ) 6X-m9.X
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) A Y<L8
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 bo< .pK$
2.选择电动机 E
$\nb]JQ
1）电动机类型和结构形式 b&4JHyleF
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 Nl,iz_2]
2）电动机容量 +e*C`uP!
（1）卷筒轴的输出功率Pw p< 0=. ~
F=2800r/min; B<-("P(q
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 NT5##XOB
(2)电动机输出功率Pd m{Uh{G$
Pd=Pw/t 0m.`$nlV-
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 4
$ Kzh
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： tq~f9Ev C
弹性联轴器 1个 `EvO^L
t4=0.99; |Rx+2`6Dp
滚动轴承 2对 * HHL a
t2=0.99; p p1Kor
圆柱齿轮闭式 1对 >7cj. %
t3=0.97; SEg{Gso9b
V带开式传动 1幅 j1->w 8
t1=0.95; -}sMOy`
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 xZ%3e
sp
t5=0.98; X@Z t4)2#
则 ''q;yKpaz
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 e:4,rfF1
故 *\}$,/m['
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 /y4A?*w 6
（3）电动机额定功率Ped KQ6][2-
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 QQ{*j7i)
3）电动机的转速 Q7F4OS5b
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， -$=RQH$9
可选电动机的最小转速 AB+lM;_>
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min >c
Tt2 v
可选电动机的最大转速 "%dENK
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min L7GNcV]c
同步转速为960r/min }2*qv4},!
选定电动机型号为Y132M1－6。 5eF tcK
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 ,|?#+O{
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 N M),2% <
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 , \3Cq2h
|9 $C%@8
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm c w)J+Ly h
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 <_*5BO
x30|0EHYl[
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 jgXr2JQ<
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 mRyf+O[
1）传动装置总传动比 QZ7W:%r(4
nm=960r/min; +Lc+"0*gV*
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 a Iy zt
2）分配各级传动比 \SwqBw
取V带传动比为 D,FgX/&i/
i1=3; l<S3<'&
则单级圆柱齿轮减速器比为 !nsr( 7X2
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 TPkP5w
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 =F/ R*5:T
4．计算传动装置的运动和动力参数 7J$rA .tu
1）各轴转速 y/_=
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 $/JXI ?K
n0=nm; =)i^E9
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 2Z<S^9O9
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 0v1~#KCm
Pjvb}q=
2）各轴输入功率 17;9> *O'
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 j1+I_
P0=Ped=4kw >}]bKq
轴I 的功率 Zg4wd/ y?
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw gwg~4:W
轴II功率 .9g :- hv
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw .Q@]+&`|}i
3）各轴转矩 &pz`gna
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 7OXRR)]V
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm \ E5kpm
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 6wq%4RI0
二、设计带轮 >nK (
1、计算功率 Tb:'M:dM"
P=Ped=4Kw Vz!{nL0Q(
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 OzRo
查课本表8－10，得KA=1.1; zI(uexxPqd
计算功率 #% OS=.V
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw }
MP_
2选择普通V带型号 g}9heR
n0 =960r/min SjJ$Oinc
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 F60m]NUM)c
d1=80~100 =bvLM pa
3、确定带轮基准直径 *(/b{!~
表8－11及推荐标准值 _XrlCLp: d
小轮直径 @&Yl'&pn-R
d1=100mm; n36@&q+B&
大轮直径 |Df`Aq(eYJ
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm m#6p=E
取标准件 fG.6S"|M
d2=355mm;
~Z#\f5yv@
4、验算带速 UA0(
cK
验算带速 * "?,.
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s duCXCX^n
T
在5~25m/s范围内 SST@
从动轮转速 }>YEtA
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s >k/
rJ[Sc
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s i8R 2Y9Q*O
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Y~lOkH[z
=-0.0141 @_WZZ
5、V带基准长度和中心距 .)F Fl
初定中心距 !@+4 &B=
中心距的范围 w/( 2fU (
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm _71 I9V&
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm ;1TQ r3w
a0=350mm; &oK&vgcj
初算带长 8<E U|/O
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 j zZEP4
Lc = 1461.2mm Wp^ |=
选定基准长度 !|"LAr9u
表8-7,表8-8查得 $B%3 #-
Ld=1600mm; .^rs VNG
定中心距 }72 +i
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 9Z3Y, `R,
a=420mm; MP
Q? Q] '
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm k)9
pkPl
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 8 }M aj
6、验算小带轮包角 }~<9*M-P
验算包角 Y#U0g|UDn
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a GN|xd+O_
145.2107 >120度 故合格 D r6u0rx8
7、求V带根数Z ]XfROhgP=
由式（13-15）得 5VLC\QgK^
查得 n1=960r/min , d1=120mm 5 ^tetDz}
查表13-3 P0=0.95 ^p\n/#B
由式13-9得传动比 >T29kgF2
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 )O Qih+#?W
查表（13-4）得 "j}fcrlG9
sbF A{l3
由包角145.21度 r $!
查表13-5得Ka=0.92 `hU 2Ss~
KL=0.99 G\r>3Ys
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 l 9NET
8、作用在带上的压力F >#xIqxV,
查表13-1得q=0.10 'd< 1;Ayw
故由13-17得单根V带初拉力 Gii1|pLZ1
2wYY0=k2
三、轴 FWpb5jc)3
初做轴直径： qI1J M =
轴I和轴II选用45#钢 c=110 cbX <
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm J n1 (-
取d1=28mm R"JT+m
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm FS6ZPjG)
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 Q\Nz^~dQ:Y
取YL10YLd10联轴器 xJE 26i
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 f\vg<lc a
取d2=45mm "3uPK$
四、齿轮 X&| y|
1、齿轮强度 Z<[f81hE&
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 T_4y;mf!@O
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。
tt]ZGn*
因 ， aK'%E3!~=x
SH1=1.1， SH2=1.1 ,J e9]XT
， sf Ey
， 1}I%yOi)
因： ， ，SF=1.3 DE14dU
所以 c_.4~>q w
DzK%$#{<
f\M;m9{(
2、按齿面接触强度设计 Xx=c'j<
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 7V7iIbi
小齿轮上的转矩 '0E^th#u-0
按 计算中心距 2z=aP!9]
u=i=5.333 *bTR0U
mm c *]6> 50
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 p?4h2`P
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ^ )[j BUT
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm + |d[q?
齿宽b= t(.xEl;Ma
b1=70mm,b2=60mm '?v- o)X
3、验算弯曲强度 \y0uGnmCj
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 RS1c+]rr
按式（11-8）轮齿弯曲强度 HCVMqG!
|a[Id
u MM?s?q
4、齿轮圆周速度 q.g0Oz@ z
D= LLm$y
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 4?cIn4}
!S}4b
q8e34Ly7
n*GsM6Y&
;chz};zY
YU24wTe;k
S2EeC&-AR
x9B{|+tIoc
五、轴校核： lQnqPQY
L]| [AyNu
BD (
bQu1L>c,Uw
~^pV>>LX|
is [p7-
982n G-"
d~-C r-s 4
@u }1 S1
b63 tjqk
#:n:3]t
b )mU 9
r @
IyK%
,8MUTXd@ V
xsIuPL#_
o?l9$"\sqb
/kKF|Hg`c
)cd5i E:FO
圆周力Ft=2T/d1 Ps!~miN|>
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 +8\1.vY
d=mz=2.5*101=252.5mm 8KU5x#
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N l;C00ZBOc
Fr=5852.5*tan20=2031.9N P,/=c(5\}
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 u = u#6%
由Fr2*L-Fr*L/2=0 :yTpjC-S]
得Fr2=Fr/2=1015.9N ggn:DE "
W~e/3#R\=
2、求水平平面的支承力 3HP o*~"]
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N tEXY >=
`swf ~
L]C|&K P
3、画垂直面弯矩图 Y={_o!9
L=40/2+40/2+90＋10=140mm <+wbnnK
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ^YLk&A)X
?i8a)!U
vdLBf+Zi
4、画水平面弯矩图 A/zZ%h
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm / .ddx<
e
M T5bn
nr t3wqJ
dq& N;kk
|
5、求合成弯矩图 !leLOi2T
<:rbK9MIl
Ur/+nL{
18xT2f
6、求轴传递转矩 Ki DL]2
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm (`
N@4w=
TZ2-%k#
)@O80uOFh
nYc8+5CcK'
?'dsiA[
pS vqGJU3
E~y@ue:
K~ 6[zJ4
uFzvb0O`O
5#|f:M]Bo|
).BZPyV<
6!e I=h2P
+l " z
X4"D Lt"
t%`GXJb
Sl?@c/Ng
2tq~NA\#t
>*hY 1@N1
iIe \m V
,1}c% C*,Q
|NsrO8H
7、求危险截面的当量弯矩 q
(?%$u.
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 Vlk]
轴的扭切应力是脉动循环应力 sSM^net0
取折合系数a=0.6代入上式可得 &ZmHR^Flz
_h=kjc}[.O
8、计算危险截面处轴的直径 Aw38T w
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 Vl0
J!JK_
由表13-3查得许用弯曲应力 ， =Qa*-*
所以 @.PVU P
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 -jv%BJJlX
故d=1.04*25.4=26.42mm ?G48GxJ
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ^WZcM #~TL
所以此轴选d=40mm,安全 J(% Jg
六、轴承的选择 nMn iHB'
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 wcdD i[E>i
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N I(c y<ey+e
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） Q9UBxp DV:
因为大修期三年，可更换一次轴承 O[tOpf@s.
所以取三年 )@X
`B d
由公式 Guc~]
B
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) @bc=O1vX~;
（深沟球轴承系列） rW~hFSrV[o
'g 4t !__
由附表选6207型轴承 eX;Tufe*(Q
七、键的选择 3M;[. b
选普通平键A型 D Q<{FN
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 _* xjG \!
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm Y55Yo5<j/+
由公式
*$t<H-U-
所以 [ _ jd
选变通平键，铸铁键 #~
:j< =o
MQ9Nn|4
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 `*A!vO8
八、减速器附件的选择 +x7b9sHJ
1、通气器： Z# +{ksU
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 S690Y]:h$v
2、油面指示器： K%XQdMv
选用油标尺，规格M16 b"au9:F4@7
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 j2U iZLuV
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 Ddf7wszW
5、窥视孔及视孔盖 u x[h\Tp
选用板结构的视孔盖 @E(_H$|E
九、润滑与密封： JAjXhk<=
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： =Me94w>G3X
F~NmLm
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 }`O_
2、滚动轴承的润滑 KRY%B[k
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 aR
iD}P*V
3、润滑油的选择 N W/RQ(
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用
h :[8$]
L-AN15润滑油 ;3nR_6 \
4、密封方式选取： qdlz# -B
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。 MOiTz L*
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 n/
\{}9
设计小结： (&2 5 8i,
二、课程设计总结 6D[m}/?Uy
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。 M![aty@
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。 .>5KwEK~
=F(fum;zH
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。 >i`V- " x
Mr5E\~ K>s
特别感谢—程莉老师。 % R18
7e{w)m:A
参考资料目录 F k:yj 4'
[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； Dr;-2$Kt/&
[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； C^} 2::Qu
[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； X~aD\%kC7
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ^ -s'Ad3
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn [ k"@n+%
8Z=d+}Gg<
$6W o$c%
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Nw=60.0241r/min QAp+LSm
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T1=113.4063Nm v|!u]!JM
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