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2009-06-22 09:37 |
目 录 Zu\(XN?62 设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 W27EU/+3 传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 {q%wr* 电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ISI\<qx 传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 +-=w` 传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 `/:ZB6 轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 k[]B
P4 联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 $!L'ZO1_r 滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 fQ5VRpWGn 键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 Vf#X[$pc/ 减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 {$,e@nn 润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ]A:n]mL 设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 bb#F2r4 参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 8,p nm oZxC.;xJ {(@M0? 1.拟定传动方案 :?s~,G_*l 为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和传动方案,可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 _ cK"y2 v=1.1m/s;D=350mm; H 3YFbR nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) Z5re Fok 一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机,因此传动装置总传动比约为17或25。 ?GPTJ#=j=] 2.选择电动机 epsh&)5a* 1)电动机类型和结构形式 0Zp)
DM 按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 RU3:[(7 2)电动机容量 cF9bSY_Eh (1)卷筒轴的输出功率Pw )UA};Fus F=2800r/min; e`%U}_[d Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 pe>R2<!$ (2)电动机输出功率Pd Y<0;;tVf4U Pd=Pw/t -y70-K3 传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 +85i;gO5 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: :c@v_J6C& 弹性联轴器 1个 +jePp_3$O t4=0.99; 0Ym+10g 滚动轴承 2对 `LU[+F8< t2=0.99; ?El8:zt? | 圆柱齿轮闭式 1对 K,{P
b? t3=0.97; p< i;@H;: V带开式传动 1幅 cRPW
t1=0.95; MaDdiyeC 卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 &<}vs`W t5=0.98; j^#4!Ue 则 DD`Bl1) t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 e^)+bmh 故 @sUYjB Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Umx~!YL! (3)电动机额定功率Ped 4RCD<7 由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 ^'j? {@ 3)电动机的转速 b(JQ>,hX 为了便于选择电动事,先推算电动机转速的可选范围。由表2-1查得V带传动常用传动比范围2~4,单级圆柱齿轮传动比范围3~6, jC3ta 可选电动机的最小转速 ocCq$%Ka Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min d[mmwgSR?I 可选电动机的最大转速 U.]5UP:a Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min #=mLQSiQ 同步转速为960r/min p4QQ5O$; 选定电动机型号为Y132M1-6。 -j1?lY 4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 t*Hr(|. 由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 &[u%ZL 外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 8aDhHXI Lc.=CBQ 电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm dU`kJ,=Z Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ~9%L)nC2' _L}k. 大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 Dv~W!T i 3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 d:C|laZHn 1)传动装置总传动比 xNlxi nm=960r/min; RCM;k;@8V i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 cu{c:z~ 2)分配各级传动比 =-wF Brw 取V带传动比为 ZfM DyS$. i1=3; |q0F*\z3
则单级圆柱齿轮减速器比为 :;Z?2P5i i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 7A6Qrfw 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。 PkM]jbLe8 4.计算传动装置的运动和动力参数 I'6wh+ 1)各轴转速 jSi\/(E 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 Rq`B'G9|c n0=nm; `sW+R= n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min UAleGR`, n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min xF4S v\&C]W] 2)各轴输入功率 #aHPB# 按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 -|F(qf P0=Ped=4kw imb.CYS74 轴I 的功率 &+0WZ#VI P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw O_vCZW
a3 轴II功率 ?2d! ^!9 P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw bhk:Szqz 3)各轴转矩 }Pi}?
41! T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm :pz`bFJk T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm !*I0}I
~ T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm olA 1,8 二、设计带轮 8d|/^U.w~V 1、计算功率 wE*o1. P=Ped=4Kw $TU:iv1Fm 一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 E4}MU}C#[ 查课本表8-10,得KA=1.1; `^d [$IbDW 计算功率 {3)^$F=T Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw A^L8" 2选择普通V带型号 -_`dA^ n0 =960r/min p. %lE!v 根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 le7!:4/8 d1=80~100 6h5DvSO 3、确定带轮基准直径 b=87k 表8-11及推荐标准值 \d:AV(u 小轮直径 :t)<$dtf[ d1=100mm; -F->l5 大轮直径 ta;q{3fe d2=d1*3.5=100*3.5=350mm $u"*n\k> 取标准件 :,8eM{.Q d2=355mm; 1uwzo9Yg 4、验算带速 %f-Uwq&}Y" 验算带速 ]K<mkUpY v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s ?z{Z!Bt?=) 在5~25m/s范围内
5~!&x@ 从动轮转速 pw,
<0UhV n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s [}*xxy n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s .\rJ|HpZ1J 从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 S\jIs [Dz =-0.0141 >Hd Pcsl L 5、V带基准长度和中心距 AQ<2 "s 初定中心距 QKP@+E_U 中心距的范围 Jf</83RZ amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm Au"7w=G`f amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm <&CzM"\Em a0=350mm; PSB@yV < 初算带长 [&MhAzF Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 PrQs_tNi Lc = 1461.2mm CqAv^n7 } 选定基准长度 o0&pSCK 表8-7,表8-8查得 i
w(4!,4~ Ld=1600mm; :c/](M 定中心距 p E56CM a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm sry`EkS a=420mm; )4O* D92 amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 8|2I/#F}] amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm (X|`|Y 6、验算小带轮包角 |M$ESj4@ 验算包角 y9::m]s =180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a |+h8g@;Z 145.2107 >120度 故合格 <8sy*A?0z 7、求V带根数Z d@QC[$qXj 由式(13-15)得 ;n2b$MB?nM 查得 n1=960r/min , d1=120mm L9bIdiB7 查表13-3 P0=0.95 &{=`g+4n 由式13-9得传动比 \f-HfYG i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 Qh{]gw-6 查表(13-4)得 =JDa[_lpN XJ*W7HD 由包角145.21度
2E/yZ ~2s 查表13-5得Ka=0.92 _usi~m KL=0.99 G
]JWd z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Z.{r%W{2 8、作用在带上的压力F R2B0?fu 查表13-1得q=0.10 2nv-/%] 故由13-17得单根V带初拉力 rvwfQ'14 R1/87eB 三、轴 mEVne.D 初做轴直径: &h67LMD! 轴I和轴II选用45#钢 c=110 uEE#A0 d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm ?cmv;KV
取d1=28mm SHt#%3EU d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm d_!lRQ^N 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 se^(1R k 取YL10YLd10联轴器 M\w%c5 Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ?6>rQ6tBv 取d2=45mm wJb"X=i* 四、齿轮 1Zi(5S) 1、齿轮强度 6(
~DS9 由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 X!=*<GF) 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。 7nOn^f D 因 , lk. ; SH1=1.1, SH2=1.1 *Jm U",X , QU%'z/dip , U.0bbr 因: , ,SF=1.3 z ;KUIWg 所以 p}{V%!`_ B9Z=`c.T uom~,k$| 2、按齿面接触强度设计 TU,k(
`tn< 设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 C~([aH@-I 小齿轮上的转矩 ,Z1W3;O 按 计算中心距 S&w(H'4N u=i=5.333 D-!#TN`Y mm AcCM
W@e 齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 VN[i;4o:| 模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 g"&e*fF 确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm eHy.<VX 齿宽b= Zd]2>h b1=70mm,b2=60mm |0A:0'uA! 3、验算弯曲强度 r")zR, 齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 ;th]/ G 按式(11-8)轮齿弯曲强度 x[i Et%_ 8G0DuMI5 [AHZOA 4、齿轮圆周速度 ;N/=)m ok+-#~VTn 按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 6"UL+$k B%e#u.'6 $}/Q%r =P"Sm
r 05>xQx?"m4 `'^&*
7, J@I-tS iTq~^9G 五、轴校核: $3C$])k }hjJt,m Q,
!b Q(e 3-a ?fXlrJ (KDv>@5 LpJ_HU7@lk -S(_ZbeN 9ywPWT[^ c*"TmDY _Di}={1[. ^9Je8 @Yu XS'0fq a .C2.j[> tR]1c H#joc0?P =k(~PB^> 1jhGshhp 圆周力Ft=2T/d1 #VwA?$4g` 径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 .2jG~_W[ d=mz=2.5*101=252.5mm gl4|D Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N wPl!}HNf Fr=5852.5*tan20=2031.9N N!e?K=}tL 1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 `[+nz
rLkO 由Fr2*L-Fr*L/2=0 Va1 eG]jQ 得Fr2=Fr/2=1015.9N EPz$`#Sh" t*? CD.S 2、求水平平面的支承力 h4GR:` FH1=FH2=Ft/2=2791.2N uT}Jw #6tb{ws3 Q1Jkt 3、画垂直面弯矩图 "5-S:+ L=40/2+40/2+90+10=140mm _faI*OY8 Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm SRN:!- "$Wi SR p,=:Ff}~ 4、画水平面弯矩图 !8|] R MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm ~[i,f0O, lxRzyx *6)u5 `ecuquX' 5、求合成弯矩图 "Q~6cH[# R0y@#}JH :zC'jceO sg(L`P 6、求轴传递转矩 j/bebR}X T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm {Y9m;b,X ]u_^~ 2O|o%`? >?,arER JlF0 L%Rc `he{"0U~S *|x2"?d-F: 'nNw %8kbX *n0k2 p RGGP6SDc UcMe("U -/aDq?<< }TRr*]
P<% EjB<`yT lX`)Avqa >R?EJ;h }[PbA4l.g lC6#EU; VG'oy V9"Kro 7、求危险截面的当量弯矩 '?Q [.{< 从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 Z{/C4" F 轴的扭切应力是脉动循环应力
^Y xqJy 取折合系数a=0.6代入上式可得 gv;=Yhw.c 0x0.[1mB 8、计算危险截面处轴的直径 !+ IxPn 轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 3Fh<%<= 由表13-3查得许用弯曲应力 , qTiUha9 所以 J=TbZL4y}4 考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 L.15EXAB 故d=1.04*25.4=26.42mm b]mRn{r? 由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 "8Pxf= 所以此轴选d=40mm,安全 G#Z%jO-XN 六、轴承的选择 [*?P2.b f 由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 neQ2+W%oj 径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N g4d5G=y 工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) 7F3Hkvd[k 因为大修期三年,可更换一次轴承 'E0{zk 所以取三年 @P"q`* 由公式 oCSf$g8q 式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) `R8~H7{I6 (深沟球轴承系列) f9JD_hhP' Lq
LciD 由附表选6207型轴承 -MHu BgYJ- 七、键的选择 I~"- 选普通平键A型 6%ID* 由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 R]/F{Xs b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 8pDJz_F!{ 由公式 U*k$pp6\b~ 所以 -H.;73Kb[ 选变通平键,铸铁键 ~srmlBi6 Ff& VBm 所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 jzEimKDE's 八、减速器附件的选择 C-_u; NEu 1、通气器: o LX6w 由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 pa+^5N 2、油面指示器: d&?B/E^ 选用油标尺,规格M16 l},px 3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 7"*-
>mg 4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 OU9=O> 5、窥视孔及视孔盖 f|6%71 选用板结构的视孔盖 G~4 ^`[elB 九、润滑与密封: :n'QNGj 1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: Ko''G5+ 15U=2j*.b 查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径,所以取浸油深度为30mm。 j@kBCzX 2、滚动轴承的润滑 IO>Cy o 采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟,并设挡油盘,以防止轴承旁齿轮啮合时,所挤出的热油溅入轴承内部,增加轴承的阻力。 [rPW@|^5 3、润滑油的选择 s/sH", 齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备选用 Q6%m}R L-AN15润滑油 Ylt[Ks<2 4、密封方式选取: a+weBF#Z 选用凸缘式端盖,易于调整轴承间隙,采用端盖安装毡圈油封实现密封。 `?=AgGg 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 "VcGr#zW 设计小结: [(ty{ 二、课程设计总结 g-}Vu1w0{6 设计中运用了Matlab科学工程计算软件,用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结,在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计,翻阅了学过的各种关于力学,制图,公差方面的书籍,综合运用了这些知识,感觉提高许多,当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用,深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便,各种设计,计算,制图全套完成。 Q:-H UbB 由于没有经验,第一次做整个设计工作,在设计过程中出现了一些错误比如线形,制图规格,零件设计中的微小计算错误等都没有更正,设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层,线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线,在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ,对于各种线宽度,没有实际的概念。再比如标注较混乱,还是因为第一次做整个设计工作,没有经验,不熟悉。 S*#y7YKI #|$i H kVY 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。 {,s:vPoiA b;m6m4i'f{ 特别感谢—程莉老师。 &% M^:WT X dB#+"[ 参考资料目录 G0]q(.sOy [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; e>z7?"N [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; %$]u6GKabi [3]《机械设计-课程设计图册》,高等教育出版社,龚桂义主编,1989年5月第三版; gdCU1D\ [3]《设计手册软件》,网络上下载; 7qW:^2y [4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn LDPo}ogs 7BI0g@$Nn] C(,s_Ks #C>pA<YJzK E/s3@-/ Nw=60.0241r/min _/E>38G] S$JM01 }doj4 L9r 3jz $yCj80m\ z9dVT' qM1$?U &|{ K*pNa ?LNwr[C0 Xd|5{ OvK_CN{ o@pM??&x Pw=3.08Kw 9w0 ^= k+i}U9c" :K8T\ t 8M3VGN ojIh;e %eT/:I UNY>Q7 gWWy!H 8u+ (+25 >T!n* -Zn Xq)'p8C? {g
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y"9TS,lmK R9#Z=f, BC4u,4S &12aI|u^< <M\Z}2 d ekAGzu 效率t=0.8762 vNtbb]')m #bdJ]v.n Pd = 3.5150 9f"6Jw@F ?tSY=DK\n Ped=4Kw '*~{1gG ` ^d2g"L
vF([mOZ 2qn~A0r =_,OucKkYG ~O^_J) ~;`i&s =8J\;h NKI&n]EO nwkhGQ ]mqB&{g U9k}y E=x\f "Z 74[}AA g@EKJFjl hi
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l^vq'<kI |fA[s7) x;SrJVDN 1idEm*3&( 9-@w(kMu @fY!@xSf !1l2KW<be 初定中心距 I?PKc'b a0=350mm x88$#N>Q5 ucn aj| + ]__zm/^ Lc=1461.3mm YF"D;. }C'z$i( y z[';HJ0O; Ld=1600mm "&r1&StO wb{y]~&6K 中心距 *=I#VN*_<. a=420mm _
9k^Hd[L$ kY|_wDBSb\ 55;xAsG $v^F>*I1 ~E!"YkIr p7k0pSt e88JT_zrO :?S2s Ne2 !~Z L E u@TCw8@ Q~]R#S qV^H vZJ <Ei|:m mr/^lnO :&a|8Wi[W 1{,WY(,c ,:#prT[P" :+;F" _ 7' 6m;b~F z=3根 tf/ f-S Q!"Li ~MXPiZG? R#r?<Ofw4 预紧力 <y!BO FQ=274.3N 8kqxr&,[ R~tv?hP $zdJ\UX _2TIan} a-Y K* d1=28mm ! g}9xIL iWvgCm4 d2=45mm 0nl)0|?Az <}UqtDF 0 O<+C$J| YL10YLd10 VRxBi!d }vm17`Gfy H8\N~> ad"&c*m[
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