| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 ~GuMlV8
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 7},)]da>,'
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 8scc%t7
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 R/^u/ ~<
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 pG Sai &
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 s;1]tD
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 <$N"q
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 MWNPPYw w
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 ,+g&o^T
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 Ne $"g[uFU
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 l c_E!"1
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 W5^.-B,(K
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 .))v0
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 /XudV2P-CA
'|7Wox l9
XyMG.r-,
1.拟定传动方案 ^m/14 MN|
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 saU]`w_Z*
v=1.1m/s;D=350mm; lCF `*DM#
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) \uME+NF
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。 k| BHnj
2.选择电动机 m=Q[\.Ra
1）电动机类型和结构形式 m%"uPv\
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'sc0@}_O
2）电动机容量 c}[+h5
（1）卷筒轴的输出功率Pw k z"3ZDR
F=2800r/min; >a1{397Y}
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 =<@\,xN>C
(2)电动机输出功率Pd 'xv8Gwf"
Pd=Pw/t bS
>0DU
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 ^E6d`2w-
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： .)|a2d ~F
弹性联轴器 1个 W23]B x
t4=0.99; =`Y.=RL+'n
滚动轴承 2对 s4 %(>Q
t2=0.99; \([ WH!7
圆柱齿轮闭式 1对 q8:{Nk
t3=0.97; mp~ {W
V带开式传动 1幅 'cNKjL;
t1=0.95; ]O{u tm
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 zq1mmFIO
t5=0.98; g(O;{Q_
则 g\GdkiI j
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 $|KaBx1
故 Pv<FLo%u<
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 o{ *ay$vA]
（3）电动机额定功率Ped *2}O-e
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 =2y8 CgLj
3）电动机的转速 pium$4l2#
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， ;nmM7TZ;
可选电动机的最小转速 ^MD;"A<
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min Aa?I8sb c
可选电动机的最大转速 FFEfp.T1M
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min wFlvi=n/
同步转速为960r/min qQxz(}REu9
选定电动机型号为Y132M1－6。 " Lh
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 ,}xbAA#
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 5FC4@Ms`
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 cgC\mM4Nla
U,1AfzlF
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ,pK| SL
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 }a&mY ^
rVQX7l# YI
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 `ya;:$(6
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 &~B5.sppnB
1）传动装置总传动比 g8 ES8S M
nm=960r/min; RA a[t :|
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 %;z((3F
2）分配各级传动比 U},=LsDsW4
取V带传动比为 ? 8 1X
i1=3; lEPAP|~u w
则单级圆柱齿轮减速器比为 o@lWBfB*%e
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 /T0nLp`gi
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。 ;]CVb`d
4．计算传动装置的运动和动力参数 |0bc$ZY:
1）各轴转速 0;~yZ?6_F
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 +TN 9ujL6@
n0=nm; %K 4
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min oJ*1>7[ J
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min $e\N+~KNCy
F5gObIJtuY
2）各轴输入功率 .g\6g~n
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 {bF1\ S]2
P0=Ped=4kw ++[5q+b
轴I 的功率 xPmN},i'R$
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw Cd#E"dY6
轴II功率 ARh6V&Hi-
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ;n# %G^!H
3）各轴转矩 m4ApHM2
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm oB c@]T5>
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm h.
hjz?
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm W^g[L:s
二、设计带轮 4cCF \&yU
1、计算功率 /jD-\,:L}
P=Ped=4Kw d<o.o?Vc
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 f1{z~i9@$
查课本表8－10，得KA=1.1; 00vBpsZj2;
计算功率 Yq '4e[i
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw FT\?:wpKa
2选择普通V带型号 y@vj;3:
n0 =960r/min }4c/YP"a'E
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 pe04#zQK
d1=80~100
&LQ%
3、确定带轮基准直径 c5i%(!>
表8－11及推荐标准值 S0 @T0y#
小轮直径 u@ N~1@RT|
d1=100mm; fu\s`W6f&
大轮直径 l\q}
| o
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm PjqeE,5
取标准件 }HZ {(?
d2=355mm;
7
Yv!N
4、验算带速 ):6 -
验算带速 v"1Po_`
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 9 q4_j
在5~25m/s范围内 -$4kBYC l+
从动轮转速 4L:>4X[T
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s <O857 j
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s Q .RO
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 `ti8-
=-0.0141
mIc:2.q^
5、V带基准长度和中心距 - l*A
初定中心距 ]W9B6G_
中心距的范围 ] A:( L9
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm )+~E8yK
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm ,ECAan/@
a0=350mm; f~\Xg7<
初算带长 `^8*<+
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 $B _Nc*_e
Lc = 1461.2mm ^Vo"fI`=C
选定基准长度 yFeeG3 n3
表8-7,表8-8查得 != zx
Ld=1600mm; E 5kF^P
定中心距 3IyZunFT
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm ;L6Xs_L~
a=420mm;
-0|K,k
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm E$S`6+x`:a
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm j@P5(3r
6、验算小带轮包角 < '*4j\*
验算包角 !t-K<'
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 5H.Db
145.2107 >120度 故合格 /t{=8v~
7、求V带根数Z k,_i#9 X
由式（13-15）得
GXeAe}T
查得 n1=960r/min , d1=120mm vfbe$4mH
查表13-3 P0=0.95 +i)AS0?d
由式13-9得传动比 1xC`ZhjcD
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ks:{TA27
查表（13-4）得 YX;nMyD?~
=R9*;6?N
由包角145.21度 T|+$@o
查表13-5得Ka=0.92 ?aJ6ug
KL=0.99 B)a@fmp"a
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 W78o*z[O
8、作用在带上的压力F lPS*-p#IZ
查表13-1得q=0.10 Tk+DPp^
故由13-17得单根V带初拉力 on5 0+)uN
BTs0o&}e
三、轴 b;{h?xc6
初做轴直径： gb_X?j%p7
轴I和轴II选用45#钢 c=110 JN^bo(kb
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm E\! n49
取d1=28mm )*HjRTF6G
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm Sh$U-ch@
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 sRi %1r7
取YL10YLd10联轴器 (6-y+ LG
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 Q?]w {f(
取d2=45mm $3:X+ X
四、齿轮 msG3 ~@q
1、齿轮强度 |8'B/
p=
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 `,m7xJZ?y
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 T/Q==Q{W:
因 ， L]>4Nd
SH1=1.1， SH2=1.1 =LqL@5Xr
， Xq%*# )M;
， Q
3X
因： ， ，SF=1.3 j@SYXKL~
所以 U#"WrWj
` U#Po_h q
j`Nh7+qs
2、按齿面接触强度设计 vnVZJ}]w\
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 oVEAlBm^v
小齿轮上的转矩 -$m@*L
按 计算中心距 ex0oAt^
u=i=5.333 D+hB[*7 Fs
mm *+W6 P.K
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 X \'E4
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 bN!u}Dn N
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm "B?R|
Xg
齿宽b= d/4ubf+$k
b1=70mm,b2=60mm i\vpGlx
3、验算弯曲强度 A`Q
>h{
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 v*Xk WH5
按式（11-8）轮齿弯曲强度 rFO_fIJn o
;x16shH
QSv^l-<
4、齿轮圆周速度 r8F{A6i N
3F uCW
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 c+wuC,
<H-tZDh5
15JsmA*Q
]*a@*0=
IuD T=A
[JZ h*A
p&QmIX]BZ
+`9yZOaC#
五、轴校核： f!EOYowW
i<bxc
YV4
: 8At1
D| [/>x
1O23"o5=
m}rh|x/?
b24di
S;>4i!Mb
^
cNx
\&vpd
,}n=Z
=>e?l8`%
LH,]vuXh
'1Y<RD>x
sD2*x T
~K_ ]N/ >
$v W^n4!
pmoGudaRF
g(KK9Unu
圆周力Ft=2T/d1 h)7v1,;w'
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 sC!1B6:
d=mz=2.5*101=252.5mm kHGeCJe\{
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ^4RO
Fr=5852.5*tan20=2031.9N LgO i3
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 ?ISI[hoc
由Fr2*L-Fr*L/2=0 =A$Lgk>|
得Fr2=Fr/2=1015.9N @>+^W&
AL(n *,
2、求水平平面的支承力 >).@Nb;e
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ix(U:'{
;tXB46
~Ry
$>n*/
3、画垂直面弯矩图 H U:1f)a a
L=40/2+40/2+90＋10=140mm ~w a%fM
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm BN_!Y)F l
(6e!09P&
UB5}i('L
4、画水平面弯矩图 |GJBwrL^0
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm &"sX^6t
-6AOK<kfI
A1mYkG)l
9 )ACgz&(
5、求合成弯矩图 +dDJes!]
0Ddn@!J*
Lr K9F^c
x&QNP
6、求轴传递转矩 T_3V/)%@
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm zC<'fT/rG
(r.$%[,.<
#Y/97_2 xa
zf M<x,XdY
xAR ^
7yo|ie@S
N;e;4,_ n
hVQ7'@
rd|@*^k
(3 )C_Z
pA* D/P-
; :v]NZtc
jXc5fXO
N
_Cu[s ?,kS
.q
AQP L
Bq~AU#
SS >:Sw
\DG(
8l
0L3Bo3:k
( 1QdZD|
P58\+9d_
7、求危险截面的当量弯矩 9nP*N`
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 M>`?m
L
轴的扭切应力是脉动循环应力 #R~">g:w
取折合系数a=0.6代入上式可得 [V!^\g\6
?AqrlR] 5
8、计算危险截面处轴的直径 e_fg s>o`(
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 9$B)h rJo
由表13-3查得许用弯曲应力 ， @ef//G+Z"
所以 Y!K^ -Y}
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 <) >gg!
故d=1.04*25.4=26.42mm jl dcvW
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 z6GL,wo#
所以此轴选d=40mm,安全 K8yWg\K
六、轴承的选择 (.jO:#eE%
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 X =S}WKu
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N )W_ Y3M,
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） `<]P"G
因为大修期三年，可更换一次轴承 Y{x[N}h
所以取三年 .#:@cP~v
由公式 :Su 5
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) g4BwKENM
（深沟球轴承系列） 7LyV`6{70
JC Cx 5
由附表选6207型轴承 .HH, l
七、键的选择 brp N >\
选普通平键A型 "GIg| 3
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 s5_ 1}KKCs
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm K284R=j -&
由公式 bUip p\[aV
所以 bKZAJLnd
选变通平键，铸铁键 Q!BkS=H30K
| r<.R >
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 ;I0yQlx| U
八、减速器附件的选择 g*"J10hyP
1、通气器： A R[M8RA
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 A_X^k|)T
2、油面指示器： ]ci|$@V
选用油标尺，规格M16 9v5.4a}
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 cSH tl<U Y
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5
2_ZHJ,r
5、窥视孔及视孔盖 V.E.~<7D\
选用板结构的视孔盖 ^YB\\a9
九、润滑与密封： Vt$ $ceu
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： unbcz{&Hb[
| eVTxeq
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。 /ab K/8ZQ
2、滚动轴承的润滑 xr1I 8 5kM
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。 s>"WQ|; 6
3、润滑油的选择 $D2Ain1
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 ,rvZW}=
L-AN15润滑油 m8j#{[NE
4、密封方式选取： QVA!z##
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。 m-pIFL<^N
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 + $pO
设计小结： #!F8n` C-
二、课程设计总结 [))2u:tbS\
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。 \ [hrG?A
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。 ;Vtpq3
oeU+?-y/b
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。 sjVl/t`l
ES:p^/ =*
特别感谢—程莉老师。 m SvTnd8
hF{mm(qyv
参考资料目录 k+>p!1
[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；
f jeE.
[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； ROI $;B(
[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； u{y5'c J{
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ='l6&3X
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn GQc%OQc\
[ + [fD
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P2=3.6491Kw {iteC
[Y~ s
P.P >@@+d
T0=39.7917Nm n#,l&Bx
T1=113.4063Nm |a\TUzq
T2=589.5878Nm X Y?@^
Q*(C)/ QW
(LPc\ \Vv
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