| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 ]B>g~t5J
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 {&d )O
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ~fR-cXj"
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 lz88//@gZ
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 Ze- M B0w
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 K6M_b?XekA
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 jz"-E
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 V.^Z)iNf^
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 X>kW)c4{b
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 6BIr{SY
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 *Ph@XkhU
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 z((9vi W
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ]? A-D,!(
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 iDrQ4>
U Rb
)W.Y{\D0
1.拟定传动方案 TDR2){I
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 2"C,u V@F!
v=1.1m/s;D=350mm; 0V5 {:mzA
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) z)0%gd|
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。 0D:e P``
2.选择电动机 m?_@.O@]
1）电动机类型和结构形式 E!zAUEVQm[
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。 :Co+haW
2）电动机容量 t o2y#4'.
（1）卷筒轴的输出功率Pw _ pKWDMB$z
F=2800r/min; !p$k<?WX c
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 DX#_0-o
(2)电动机输出功率Pd Bn?MlG;aA
Pd=Pw/t 7 1inHg
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 1H]E:Bq
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： f+W8Gszi
弹性联轴器 1个 A.@Af+
t4=0.99; QLum=YB
滚动轴承 2对 '1te(+;e@
t2=0.99; $mZpX:7/u8
圆柱齿轮闭式 1对 %5|DdpES
t3=0.97; ct-;L' a
V带开式传动 1幅 w\2yippI
t1=0.95; \B1<fF2
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 IWD21lS
t5=0.98; y_A? } 'X
则 SF?s^
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 oq3{q
故 KuohUH+
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 **L3T3$)
（3）电动机额定功率Ped 8w]>SEGFs
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 }$T!qMst{
3）电动机的转速 z(d X<
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， I!uGI
可选电动机的最小转速 |y~un9j +
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min [*|QA 9
可选电动机的最大转速 <;.->73E
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ajMI7j^G
同步转速为960r/min cAAyyc"yJ
选定电动机型号为Y132M1－6。 y.m;4((
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 x.-d>8-!]c
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 2W]y9)<c
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 P<GHX~nB
gdVajOAu
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 6*r3T:u3
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 jtF et{
$bv l.c
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158
e+=I GYC
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 [J6 b5
1）传动装置总传动比 O)i ]K`jk
nm=960r/min; | *J-9
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 ZRr S""V
2）分配各级传动比 jQ[M4)>_k`
取V带传动比为 )ls<"WTC.
i1=3; z`Cq,Sz/
则单级圆柱齿轮减速器比为 _$Hx:^p:
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 A}cGag+sp
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。 WJN}d-S=^
4．计算传动装置的运动和动力参数 999E0A$dkv
1）各轴转速 <dA1n:3o
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 l-mf~{
n0=nm; FTfe jk!
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 6bW:&IPQ;
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min >HH49 cCo
G,J~Ed
2）各轴输入功率 (`& `vf
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 Oor &1
P0=Ped=4kw %Kq`8
轴I 的功率 o>' 1ct
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ;Pi-H,1b
轴II功率 aj:B+}1
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw C* I~14
3）各轴转矩 #=hI}%n
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm
G$"$k=[
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm Ydr/ T/1
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm p#V h[UTl^
二、设计带轮 'l}T_7g
1、计算功率 xX ktMlI
P=Ped=4Kw b qt*d )$
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 =(~UK9`
查课本表8－10，得KA=1.1; bf3Njma%
计算功率 u0(PWCi2
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw Z $? Ql@M
2选择普通V带型号 0`
{6~p
n0 =960r/min @ !:~gQ
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 NZyGC
Vh@
d1=80~100 rK\ )
3、确定带轮基准直径 j5EZJ `
表8－11及推荐标准值 hF!t{ Lf3
小轮直径 ~Zc=FP:1
d1=100mm; W5_:Q @
大轮直径 |Gv WHe`
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm -H3tBEvoI
取标准件 Eo$7W5h J
d2=355mm; hK,e<?N^
4、验算带速 x)SW1U3TVx
验算带速 9aR-kcvJIJ
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s Qv%"iSe~J
在5~25m/s范围内 ]S6`",+)<f
从动轮转速 mOb*VH
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s DJ)z~W2I*
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s - o8H_MR
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 `!.)"BI/s
=-0.0141 GN4'LU
5、V带基准长度和中心距 zw`T^N#
初定中心距 X4:\Shb97
中心距的范围 swBgV,;
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm :D >afC8,
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm :) U F#
a0=350mm; GnlP#;
初算带长 !TH3oLd"
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 b3G4cO;t;
Lc = 1461.2mm >xU$)uE&
选定基准长度 :@:i *2=
表8-7,表8-8查得 |&+0Tg~ZE
Ld=1600mm; cY|?iEV s)
定中心距 iyF ~:[8
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 5U&b")3IT!
a=420mm; JC~L!)f
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm (c X;a/BR
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm )Jx +R ;Z
6、验算小带轮包角 vps< /f!
验算包角 W0X/&v,k*
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a gBzg 'Z
145.2107 >120度 故合格 j~(s3pSCo
7、求V带根数Z i NX%Zk[
由式（13-15）得 uES|jU{]b
查得 n1=960r/min , d1=120mm B>&Q]J+R
查表13-3 P0=0.95 l,n0=E w
由式13-9得传动比 zI5 #'<n
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 y9 cDPwi:b
查表（13-4）得 !o+Y" * /
Bb 5|+b P
由包角145.21度 ?v4-<ewD
查表13-5得Ka=0.92 b' 9\j.By
KL=0.99 '?Mt*%J@=$
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 V
_(L/6
8、作用在带上的压力F P|>
f O'
查表13-1得q=0.10 G_GV
故由13-17得单根V带初拉力 cFcn61x-
t$NK{Mw5_
三、轴 &b[ .bf
初做轴直径： f}JiYZ
轴I和轴II选用45#钢 c=110 AJ_''%$I3:
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm I}djDtJ
取d1=28mm v~f_~v5J!
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm !^{0vFWE
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 W(h].'N
取YL10YLd10联轴器 E+LAE/v@
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ^I =W<
取d2=45mm )-D{]>8
四、齿轮 f)`_su
U
1、齿轮强度 pCXceNFo
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 |'$E -[
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 P9Ye e!*H
因 ， ,/?7sHK-0
SH1=1.1， SH2=1.1 [D !-~]5
， T bMW?Su
， ,$"*X-1
因： ， ，SF=1.3 G(g`>' m
所以 ObK-<kGc B
}V20~ hi
[BPK0
2、按齿面接触强度设计 }I3 ZNd
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 uw!w}1Y]}2
小齿轮上的转矩 _Xs(3V@'}
按 计算中心距 Lp!4X1/|\
u=i=5.333 ) qD C h
mm v5 |XyN"
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 j#}wg`P"A
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 q1rBSlzN
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm criQa<N"
齿宽b= N 4]Sp v
b1=70mm,b2=60mm 6j*L]S c
3、验算弯曲强度 vJybhdvP
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 &hTe-E s
按式（11-8）轮齿弯曲强度 $<; !F=%8
K fM6(f:
GyirE`
4、齿轮圆周速度 S&yKi
DC9\ Sp?
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 (R'GrN>
%y7&~me
}XOTK^YA
79m',9{u
54X=58Q
ss{y=O%9"
ivgV5 )".
v'0WE
五、轴校核： $N
!l-lu=
y7f,]<%e_
.|$:%"O&X
,, 8hU7P
}PC_qQF
A_8UPGh8
) $EmKOTt:
Ff eX;pi
bcM65pt_C
v&7yqEm}B
*5e"suS2
N7Kg52|
MNuBZnO
Z.^DJ9E<1
VVd9VGvh
=d +~l
u&M:w5EM
U4$}8~o4
圆周力Ft=2T/d1 `G@(Z:]f,t
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 .eBo:4T!d
d=mz=2.5*101=252.5mm i% FpPni
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N !t;B.[U *
Fr=5852.5*tan20=2031.9N #F|q->2`o
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 j7 (S=
由Fr2*L-Fr*L/2=0 z9}WP$W
得Fr2=Fr/2=1015.9N vtByC u5
3rxB]-
2、求水平平面的支承力 h^B~Fv> ~
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N -XJXl}M.
qS9z0HLE
TPBL|^3K
3、画垂直面弯矩图 De <kkR{4
L=40/2+40/2+90＋10=140mm ! %~P[;.
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm cv=H6j]h |
F.Sc2n@7-
6_=t~9sY
4、画水平面弯矩图 c,yjsxETW
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm e{Y8m Xu
JK%UaEut=
a_T3 <
2Wx~+@1y
5、求合成弯矩图 MnPk+eNJm
af>^<q
lZ*V.-D^]
sZ DxTP+
6、求轴传递转矩 WSs X*L
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm V [#$Sz[G
_SQQS67fu"
_O$7*k
i)1013b
rw }wQP_'
}m -A #4.
PAy/"R9DT-
}2]m]D@%7
)*`cJ_t
E4cPCQyeH
2v\< MrL
NY3 /mS3w
@ Rw]boC
/J5)_> R:
=J GL~t?
haSC[[o=
=M ."^ X
4(%LG)a4S
/=@V 5)
K[^BRn
>mW*K _~
7、求危险截面的当量弯矩 ..fbRt
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 hQ80R B
轴的扭切应力是脉动循环应力 >$:_M*5
取折合系数a=0.6代入上式可得 ^|lw~F
0..]c-V(G
8、计算危险截面处轴的直径 F T$x#>
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 lcR1FbJ2'
由表13-3查得许用弯曲应力 ， 1~ZFkcV_C
所以 *3A)s
O
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 H$k2S5,,z
故d=1.04*25.4=26.42mm `9& ~fWu
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 L(q~%
所以此轴选d=40mm,安全 '&!:5R5 9
六、轴承的选择 mIW /x/I
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 _-:CU
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N i}/Het+(
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） P*/ig0_fM
因为大修期三年，可更换一次轴承 IqCh4y3
所以取三年 ke19(r Ch
由公式 cuh Z_ l
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) p?O6| q
（深沟球轴承系列） er.;qV'Wz6
&HtG&RvQf
由附表选6207型轴承
tPCh VnB
七、键的选择 l}~9xa}:D|
选普通平键A型 Iwe Ne`Z
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 c!a1@G
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm w"q^8"j!
由公式 4k)0OQeW6
所以 59H~qE1Md
选变通平键，铸铁键 D22A)0+_
$m sf~M*
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 h|. {dv
八、减速器附件的选择 [tkP2%1
1、通气器： Ga\kvMtr
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 6o]j@o8V
2、油面指示器： ) ):w`^6
选用油标尺，规格M16 +@d gHDJ
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 dMK\ y4#i
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 W?ge lu]
5、窥视孔及视孔盖 0,wmEV!)
选用板结构的视孔盖 >/'/^ h
九、润滑与密封： $9ys!
<g
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： /%AA\`: 6
a *qc
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 GHFYIor
2、滚动轴承的润滑 i2Sh^\Xw
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 {2LG$x-N%
3、润滑油的选择 >NZJ-:t
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 u-=VrHff^*
L-AN15润滑油 /\U:F
4、密封方式选取： } CvhLjo
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。 CO cS
w
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 FSb4RuD9
设计小结： ~b})=7 n.
二、课程设计总结 SHQgI<D7
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。 Bkdt[qDn5P
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。 ?I7%ueFY
Nc*z?0wP
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。 5UvqE _
Wb;D9Z
特别感谢—程莉老师。 C~"b-T
@O8 X )
参考资料目录 @DK`#,
[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； <%m$
V5h
[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； ldr~=<hsZ
[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； <+:
PTG/('
[3]《设计手册软件》，网络上下载； S6{u(= H
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn *rmM2{6
Hx NoV.q
R/kF,}^ F
*#j_nNM4
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Nw=60.0241r/min <X ([VZ
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T1=113.4063Nm ,$"T/yYer
T2=589.5878Nm 6&,9=(:J&R
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