| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 ,AGM? &A
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 )*q7pO\cty
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 P ]~N- xdV
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 TyxU6<>4J4
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 \ SoYx5lf
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 m70`{-O
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8
&"@HWF
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 [a#?}((
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 u K+9gTv
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 w ! =_
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 0:7v/S!:
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ]{q- Y<{"
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 - N /8Ho
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ej)BR'*
duZ|mT8Q==
$9LGdKZ_D
1.拟定传动方案 &etL&s v
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即
ox i
a}
v=1.1m/s;D=350mm;
o>/uW8
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) /6i Tq^.%
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 ,6y-.m7>
2.选择电动机 \FY/eQ*07
1）电动机类型和结构形式 B` t6H
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 'P mHBQvt&
2）电动机容量 9XJ9~I?
（1）卷筒轴的输出功率Pw y{&{= 1#
F=2800r/min; k8S u/U
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 46Y7HTwE
(2)电动机输出功率Pd \S|VkPv
Pd=Pw/t |g: '')>[
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 ( FjsN5
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： B^_$
hJncc
弹性联轴器 1个 #Of<1
t4=0.99; X $j|/))
滚动轴承 2对 n;S0fg
t2=0.99; Sh~ 8jEk
圆柱齿轮闭式 1对 lu G023'
t3=0.97; \pBY Wf
V带开式传动 1幅 N>F2
c)rm
t1=0.95; _^ CQ*+F
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ]XpU'/h>q;
t5=0.98; U&d-? PI
则 3Aqe;Wf9%+
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 fm ZzBZ_
故 M rH%hRV6R
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 fed[^wW
（3）电动机额定功率Ped R"8})a
gw
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 ?=|) n%
3）电动机的转速 ^) %wq@Hi
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， .H[Lo>
可选电动机的最小转速 XSHwE)m
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min |aOnV,}
可选电动机的最大转速 ]
fwTi(4y
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ')yF0
同步转速为960r/min @Z=y'yc'y.
选定电动机型号为Y132M1－6。 .eDxIWW+ft
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 /FNj |7s
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 >FE QtD~F
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 T^= Ee?e
u1pYlu9IW
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm &s6(3k
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 Fm[?@Z&wP
ek0;8Ds9
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 l66ipgw_^I
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 !z4Hj{A_
1）传动装置总传动比 {*5;:Qn T
nm=960r/min; 61eKGcjs:
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 |]]pHC_/W
2）分配各级传动比 k e;*uS
取V带传动比为 7K5o"
"
i1=3; H?/cG_^y0
则单级圆柱齿轮减速器比为 E#HU?<q8
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 'mY,>#sT
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。 @u'27c_<d3
4．计算传动装置的运动和动力参数 >FMT#x t
1）各轴转速 xz Gsfd
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 * v7& T
n0=nm; :xUl+(+
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ; 6 &=]I
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min l.NkS
o4I!VK(C#s
2）各轴输入功率 ; HLMU36q
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 uK&wS #uY
P0=Ped=4kw ZZ.0'
轴I 的功率 s%TO(vT
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 3vGaT4TDx
轴II功率 1-Wnc'(OK
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw K&a]pL6D
3）各轴转矩 wGQ hr="
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm B6!<@* BI
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm |~" A:gf
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm u>i+R"hi"
二、设计带轮 p~zTRnm
1、计算功率 0 f#a _
P=Ped=4Kw jiB>.te
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 qu~"C,
查课本表8－10，得KA=1.1; :M?' )
计算功率 $^+KR]\q
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw fOjt` ~ToI
2选择普通V带型号 D(ntVR
n0 =960r/min ,DUQto
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 [Jh))DIx
d1=80~100 `GN5QLg#}0
3、确定带轮基准直径 sT" tS>
表8－11及推荐标准值 R O3 e
小轮直径 &8YI)G%
d1=100mm; KL\=:iWA
大轮直径 NVh>Q>B$_
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ^)P5(fJ
取标准件 <IkD= X
d2=355mm; K}*p(1$u
4、验算带速 Q_|S^hx Q
验算带速 9 C'+~<l
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s A5H8+gATK
在5~25m/s范围内 Wes "t}[25
从动轮转速 bFdg '_
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s -bb 7Y
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s T7Qd
I[K%b
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 8_,wOkk_B
=-0.0141 3'@j RK
5、V带基准长度和中心距 i$ <v*$.o
初定中心距 O09g b[
中心距的范围 *z:lq2"G
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm UU~;B
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm NTX+7 <
a0=350mm; ~9jP++&
初算带长 +q?0A ^C>
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 3:gO7Uv
Lc = 1461.2mm ~ilBw:L- 3
选定基准长度 {_N(S]Z
表8-7,表8-8查得 -#z 'A
Ld=1600mm; G/;aZ
定中心距 Z42 Suy
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 0_Z|y/I.
a=420mm; :qKY@-t7H
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm s Ei.f(WA
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ?U[nYp}"v
6、验算小带轮包角 cx%9UK*c
验算包角 ] Lft^,7
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a iK 0J{'
145.2107 >120度 故合格 y(BLin! O.
7、求V带根数Z wbKBwI5w
由式（13-15）得 F&j|Y>m
查得 n1=960r/min , d1=120mm jsht2]iq3K
查表13-3 P0=0.95 &IY_z0 =
由式13-9得传动比 ! { aA*E{
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 XQ y|t"Vq>
查表（13-4）得 `5jB|r/
6? ly. h$
由包角145.21度 Yzx0 [_'u
查表13-5得Ka=0.92 *J5euA5=
KL=0.99 Olh-(u:9+O
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 AsF`A"Cdw<
8、作用在带上的压力F &8L\FAY0%9
查表13-1得q=0.10 $d[:4h~
故由13-17得单根V带初拉力 TmH 13N]
;XuE Mq,Di
三、轴 N>\?Aeh
初做轴直径： "< R
2oo)^
轴I和轴II选用45#钢 c=110 -zkL)< 7
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm -\v8i.w0
取d1=28mm @n'ss!h
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm UwT$IKR
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 o fv
1G=P
取YL10YLd10联轴器 ()JDjzQT
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 r}Av"
取d2=45mm T<GD !j(
四、齿轮 |. W;vc <
1、齿轮强度 ,1+_k ="Z
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 rs+37
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。 rmJ847%y`
因 ， ?saVk7Z[|5
SH1=1.1， SH2=1.1 > PA,72e
， kfECC&"
， ,6pH *b $
因： ， ，SF=1.3 fbkjK`_q
所以 "A3xX&9-q
izo
$0
rJj~cPwL"
2、按齿面接触强度设计
>ON.ftZ i
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 cNv c pv
小齿轮上的转矩 _ @76eZd
按 计算中心距 feHAZ.8rp+
u=i=5.333 YN k|UwJi
mm I ^92b
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 X.| 0E 87
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ;Nij*-U4~
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm l]&)an
齿宽b= hKYPH?b%
b1=70mm,b2=60mm ~cw wB{
3、验算弯曲强度 C
=U4|h ~W
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 E+ 20->
按式（11-8）轮齿弯曲强度 *?Y6qalSy
z6(Q
3@iO
n3,wwymQ
4、齿轮圆周速度 Wno5B/V
}C}_
I:=C
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 px@\b]/
B[50{;X
{*Pp^ r
iq -o $6Pg
OK(d&
{Wo7=aR
\$"Xr
wYG0*!Vj
五、轴校核： ~G:7*:[b
Pq%cuT%
Z]d]RL&r
o5R40["
dW68lVWq_
YvX I
3R {y68-S
*Cw2 h
9v0|lS!-
W[s>TDc`v
ba13^;fm #
Z
ngJ9js
ibyA~YUN/
Q2Rj0E`
v'tk: Hm1
|#6Lcz7[
IIk J"Qg.
|e\%pfZ
圆周力Ft=2T/d1 $(U|JR@
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ZD(gYNi
d=mz=2.5*101=252.5mm .EO 1{2=
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 1S.~-K*X
Fr=5852.5*tan20=2031.9N @AOiZOH
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 "Cb<~Dy
由Fr2*L-Fr*L/2=0 se[}; t:
得Fr2=Fr/2=1015.9N at!?"u
nm r>Aj8[
2、求水平平面的支承力 ,H*3_c&Q
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N Rd)QVEk>SD
P>|2~YxjU
v &n &i?
3、画垂直面弯矩图 oWmla*nCKL
L=40/2+40/2+90＋10=140mm SCij5il%
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm Pp2 )P7
HdM;c*K
F*f)Dv$p
4、画水平面弯矩图 H^G*5EQK
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 3nO|A: t
*C \O] r:'
OjZ@_V:
JFZ p^{
5、求合成弯矩图 PJ{.jW wD
2olim1
~"k'T9Q BY
(P ?9Jct
6、求轴传递转矩 Ju<D7
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ArY'NE\Htt
=>G A_
cc[w%jlA#
V~;YV]1Y
v ,;?+Ck
5 S 1m&s5k
#XsqTK_nk
]l%j>Vb!L
DjIs"5Iei
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LdOB[W
U:Y?2$#
nB.p}k
{)mlXo(On
i+;E uHf
F<$&G'% H
V+^\SiM
b}fH$.V@
X\;y;pmRH
! >Xx</iD1
7、求危险截面的当量弯矩 yC[}gHv
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 S'txY\
轴的扭切应力是脉动循环应力 >9 iv>
取折合系数a=0.6代入上式可得 "P6MLf1
6R25Xfm_|
8、计算危险截面处轴的直径 c& Dy{B!
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 &b_duWs
由表13-3查得许用弯曲应力 ， &\LbajP:+
所以 -a3C3!!
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 0^+W"O
故d=1.04*25.4=26.42mm {?8rvAj Y
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 B-RaAi E@
所以此轴选d=40mm,安全 iY="M _kQ_
六、轴承的选择 R$q:Ct
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 %lBFj/B
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N [Y[|:_+5
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） m`/OO;/;
因为大修期三年，可更换一次轴承 D 3]_AS&\
所以取三年 ^dro*a,
由公式 %Eu SP0
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) di|l?l^l
（深沟球轴承系列） :0 J;^@
2n \EZ
由附表选6207型轴承 p |z W2L
七、键的选择 .m
.v$(
选普通平键A型 hQ9VcS6=gD
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 + U[A.^t
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm ujaaO6oZ7
由公式 B wR)--75
所以 jN'zNOV~
选变通平键，铸铁键 2?&h{PA+
)/UkJ/}j
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 3o h(d. Z
八、减速器附件的选择 nk[ixVc
1、通气器： y@F{pr+dA
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ;X8eZQ
2、油面指示器： 'Ag?#vB
选用油标尺，规格M16 DUaj]V{_^
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 9BP- Iet
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 Kg 56.$
5、窥视孔及视孔盖 4g|}]K1s
选用板结构的视孔盖 kxh
$R>
九、润滑与密封： bi QDupTz
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： yJ?6B LJi
cf96z|^C
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 z Mtx>VI
2、滚动轴承的润滑 gF&1e5`i
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 eKt~pzXwm
3、润滑油的选择 n;[d{bU
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 %5' 6^bT
L-AN15润滑油 {D$+~ lO
4、密封方式选取： d-X<+&VZ
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。 3{CXIS
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ,#nyEE
设计小结： Mp}U>+8
二、课程设计总结 o l-U%J
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。 fnB[b[
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。 /@:I\&{f'9
dW6sA65<Y
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。 @u?m4v{
!IcP O
特别感谢—程莉老师。 D/v?nW
ta %yQd7
参考资料目录 cJMp`DQzc
[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； ? g}G#j
[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； 05Ak[OOU>
[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； |Y4c+6@_
[3]《设计手册软件》，网络上下载； }get e'I
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn vkp_v1F%+
",Mr+;;:[
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n0=960r/min 5mQ@&E~#W
n1=320r/min pJx7S sW
n2=60.0241r/min +l^tT&s;f
9v_s_ QkL2
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\o} T0YX
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P0=4Kw 0u1ZU4+EC
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P2=3.6491Kw \?;
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T0=39.7917Nm K EtV
T1=113.4063Nm Vf;&z$D{r
T2=589.5878Nm ^#d \HI
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输送带速度 V=1.1 m/s :ln| n6X
滚筒直径 D=350 mm (i(E~^O
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