| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 )C L/%I,^
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 g+.E=Ef8<4
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 $\4O r
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 u_WW
uo
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 %u|Qh /?7
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ?aG ~ E
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 Vyx&M U.-J
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 0\ $Lnwp_
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 <
R @&<E6
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 JLyFk V/
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 8r\xQr'8h
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 jS/$ o ?
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 A]V<K[9:b
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 +xmZK<{<
wAb_fU&*
kr1^`>O5
1.拟定传动方案 Y u^ }
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 Ke& fTK
v=1.1m/s;D=350mm; )^^}!U#|e
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) hi]\M)l&x
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。 KR cg
2.选择电动机 J _| >rfW
1）电动机类型和结构形式 8>:2li
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。 H
@E-=Ly
2）电动机容量 7xT<|3 I
（1）卷筒轴的输出功率Pw wIbc8ze
F=2800r/min; ~u-`L+G"6
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 |om3* ]7
(2)电动机输出功率Pd LyXABQ]
Pd=Pw/t :(x 90;DW
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 L/cbq*L
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： )=D9L
弹性联轴器 1个 s*}d`"YvH
t4=0.99;
})w5`?Y
滚动轴承 2对 f.r-,%^6{
t2=0.99; X ]CaWxM
圆柱齿轮闭式 1对 qm}7w3I^
t3=0.97; 9zd)[4%=
V带开式传动 1幅 4 ]8PF
t1=0.95; 7~`6~qg.
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 u09OnP\
t5=0.98; tv|=` ~Y
则 PwNLJj+%
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 9k"nx , "
故 bm7$D Kp#
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 -)< Nd:A
（3）电动机额定功率Ped j({L6</x
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 +Q_ Gm3^
3）电动机的转速 86} r z
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， \S2'3SD d/
可选电动机的最小转速 d ly 08 74
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min )I}G:bBa
可选电动机的最大转速 n:! J3pR
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min Y2D ) $
同步转速为960r/min C,z]q$4
选定电动机型号为Y132M1－6。 W]*wxzf!5z
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 F RF}V@~
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 P?uKDON
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 /iQ>he~fy
i\eykYc,
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 0UB'6wRVo
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 U&a]gkr
9VY_gi=vL
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 j KQP0 t-
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 mLYB6
1）传动装置总传动比 hP#&]W3:
nm=960r/min; / q!&I
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 J)[(4R>
2）分配各级传动比 ~5#7i_%@E}
取V带传动比为 sR0nY8@F
i1=3; MdfkC6P
则单级圆柱齿轮减速器比为 : R&tO3_F
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 fj JIF%
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 ixkg,
4．计算传动装置的运动和动力参数 ab v]
1）各轴转速 1f: k:Y9i
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 = @f;s<v/
n0=nm; pL-$N p] V
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ^YZ#P0 y
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min &pAT
*\>2DUu\`
2）各轴输入功率 (^4%Fk&I-
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 Z~g qTB]H
P0=Ped=4kw 3 3 4*nQ
轴I 的功率 h 2zCX
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ,O+7nByi[V
轴II功率 RP WYm
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ;vx9xs?6
3）各轴转矩 %"6IAt
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm J5"*OH:f
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm S'e2~-p0F
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm ]9:G3vq
二、设计带轮 m}E$6E^~O
1、计算功率 1 ,J.
P=Ped=4Kw T_dd7Ym'8
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 g/J ! U8W"
查课本表8－10，得KA=1.1; {%Y7]*D
计算功率 V_QVLW
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw m~ K]|]iqQ
2选择普通V带型号 ;F Bc^*q
n0 =960r/min 2P }R ZvUd
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 $9 ~1s/('
d1=80~100 Y 4O L 82Y
3、确定带轮基准直径 ;a` X|N9
表8－11及推荐标准值 :KLD~k7yA(
小轮直径 ^J_hkw~gO
d1=100mm; G dU
W$.
大轮直径 > R <fm
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm kes'q8k
取标准件 e{,/
d2=355mm; u| c+w)a
4、验算带速 u/f&Wq/
验算带速 a6d KQ3D
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s oX~CTunP
在5~25m/s范围内 u"jnEKN0y
从动轮转速 K; PpS*!
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s Q/9b'^UJ
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s a5M>1&j/eC
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Q:\hh=^
=-0.0141 EiUV?Gvz
5、V带基准长度和中心距 %-Z~f~ <?
初定中心距 2LU'C,o?
中心距的范围 hd;I x%tq>
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm `,Gk1~Wv
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm M6sDtL 9l
a0=350mm; [4 j;FN Fa
初算带长 pS;dvZ
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 v2 {s2kB=
Lc = 1461.2mm z
sPuLn9G
选定基准长度 j+hoj2(
表8-7,表8-8查得 "_j7kYAl
Ld=1600mm; : 4WbDe R
定中心距 |5Pbc&mH8A
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm <4,?lZ
a=420mm; k;5}@3i Q
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm E,@UM$alP
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm (xed(uFEK
6、验算小带轮包角 ~x:] ch|
验算包角 ;g
jp&g9Q
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a p%1m&/ `F
145.2107 >120度 故合格 (q N(#~
7、求V带根数Z ]s@8I2_
由式（13-15）得 ,IE0+!I
查得 n1=960r/min , d1=120mm 9K<a}QJP
查表13-3 P0=0.95 w>_EM&r6~u
由式13-9得传动比 u0b-JJ7)BQ
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 K3DJ"NJ<Ji
查表（13-4）得 9AzGk=^
x~^I/$
由包角145.21度 ^6>|!
查表13-5得Ka=0.92 Cl!jK^AbG
KL=0.99 V&v~kzLr+
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 0\@|M @X=
8、作用在带上的压力F UE w3AO
查表13-1得q=0.10 >:&p(eu)L0
故由13-17得单根V带初拉力 1C=P #MU`
:OaQq@V
三、轴 Ky$G$H
初做轴直径： m?$G( E5
轴I和轴II选用45#钢 c=110 4CT9-2UC
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm JSK5x(GlH
取d1=28mm a&Du5(r;!
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm `+c9m^
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 *%'7~58ObS
取YL10YLd10联轴器 $i~`vu*
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 .fY<"2 g
取d2=45mm &W//
Ox
)f
四、齿轮 h\ \2r>
1、齿轮强度 JBAK* g
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 [( EH
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 b2%bgs
因 ， _kX/LR"L+
SH1=1.1， SH2=1.1 |S`yXsg
， q<[ke
， n4T2'e
因： ， ，SF=1.3 @i-@mxk6<
所以 )wv[!cYyW
-01 1U!
SliQwm 5
2、按齿面接触强度设计 EiP&Y,vT
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 )h_ 7 2
小齿轮上的转矩 QYw4kD}
按 计算中心距 Tc5OI' -V
u=i=5.333 ?V:]u 3
mm [3sxzU!t~
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 BBE1}V!u
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 RdvTtXg
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 4$Dl iP
齿宽b= 8kM0
b1=70mm,b2=60mm UJ)M:~O
3、验算弯曲强度 Yk@s"qm3
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 G^@Jgx3n
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ^
R^N`V
`=$jc4@J
A+1] Ql)$
4、齿轮圆周速度 7 cP[o+
vp75u93
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 n.6
0$kR`
~EWfEHf*BJ
})Mv9 ~&S
fQTA@WAr
;E? hz
n5 * {hi
|U$de2LF
mx(%tz^t
五、轴校核： m/c &/6nk
&c?hJ8"
o- Q G&
]
s.I1L?s1w?
LVFsd6:h
dIfs 8%kl
H^PqYLj N
KkL:p?@n
K g TGxCH
eo *u(@
xAd>",=~
P2Qyz}!wo
!k= 0X\5L
['4\O43yv
kGuk
-P
:CkR4J!m3
<X I35\^
$,QpSK`9i
圆周力Ft=2T/d1 Gz[ym j)5
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ,+f0cv4
d=mz=2.5*101=252.5mm hr!f : D
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N _z( 5e
Fr=5852.5*tan20=2031.9N Ij6Wz. *
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 78a-3 ){
由Fr2*L-Fr*L/2=0 ldCKSWIi-
得Fr2=Fr/2=1015.9N nvs}r%1'5
#?$'nya*u
2、求水平平面的支承力 VM] GYz|#]
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N `l gjw=
qzH q j;
v<7Gln
3、画垂直面弯矩图 R0hc tT1j
L=40/2+40/2+90＋10=140mm \Ul.K!b7
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm lR@i`)'?U
^0s\/qyqm
4$?w D <
4、画水平面弯矩图 l\=-+' Y
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm Oa}V>a
zOiY 0`=
yK&* ,J
|
Z 4HA9 4
5、求合成弯矩图 I>kiah*
rZ!Yi*? f
"'F;lzq
orB8 Q\p'
6、求轴传递转矩 Yt/SnF
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm Q 9yGQu
/Oggt^S
%CxEZPe$
\=w'HZH#+
,XeyE ;| |
9b" 9m *gC
4#@W;'
b@2Cl l#
XJ:>UNf5;
7ZV~op2Q
a)_r ka1(
@@%i( >4Z
(@KoqwVWc
%Le :w C
B=Zl&1
GP[6nw_'^
9@#h}E1$
p K6e/eC
2/v35| ?
RHwaJ;:)#
" K 8&{=
7、求危险截面的当量弯矩 1jH7<%y
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 T|o` a+?
轴的扭切应力是脉动循环应力 U TDcX
取折合系数a=0.6代入上式可得 6%gB
E
9^ >M>f"
8、计算危险截面处轴的直径 Y8)E]D
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 ~!nLbK2
由表13-3查得许用弯曲应力 ， xH_A@hf;
所以 & Fg|%,fv]
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 ex`
xkZ+
故d=1.04*25.4=26.42mm 5q |+p?C
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 0$eyT-: d
所以此轴选d=40mm,安全 -ajM5S=d*
六、轴承的选择 0PnD|]9:
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 L@{!r=%_>
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N ?Yq J.F;
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） $?FS00p*|X
因为大修期三年，可更换一次轴承 Q'Jv} 'eK_
所以取三年 le7
`uz!%
由公式 O^.%C`*
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) $h G;2v
（深沟球轴承系列） v!NB~"LQ
pOqGAD{D$
由附表选6207型轴承 ?mH@`c,fM
七、键的选择 _Kc 1
选普通平键A型 SU?wFCGT%
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 S5i+vUI8C
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm h [nH<m
由公式 33Ssylno
所以 F,*2#:Ki
选变通平键，铸铁键 )46
0 Ed
9 pWi.J
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 `1nRcY
八、减速器附件的选择 I"Q#IvNw
1、通气器： i]it5
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 2HcsQ*H] G
2、油面指示器： c]A
Y
选用油标尺，规格M16 m)s
xotgXf
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 No:^hY:F8
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ,LhE shf
5、窥视孔及视孔盖 CN$I:o04C
选用板结构的视孔盖 \r)%R5_CQ
九、润滑与密封： ]]>nbgGn#
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 7t'(`A 6t/
Pj'62[5z
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。 B ,3 t`
2、滚动轴承的润滑 hlX >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。 82lr4
3、润滑油的选择 q1 H=/[a
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 xN6>2 e
L-AN15润滑油 zQ ,f5x
4、密封方式选取： Yt -W1vl
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。 )))2f skZ
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 XJe/t R
设计小结： GGH;Z WSe
二、课程设计总结 8KFj<N>'
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。 vCj4;P g
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。 aC`Li^
4<u;a46Z#M
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。 Zp`~}LV{
Zb ]/nP1P
特别感谢—程莉老师。 bZiyapM
djUihcqA`
参考资料目录 tyB)HF
[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； 9qE OgJ
[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； o~= iy
[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； 2xDQ :=ec
[3]《设计手册软件》，网络上下载； $57\u/(
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn Rfht\{N 7
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n0=960r/min _- %d9@x
n1=320r/min _z8;lt
n2=60.0241r/min ~`R 1sSr"
7'O Pjt M
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/DO'IHC.o
4ht\&2&:
P0=4Kw x=,8[ W#XT
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P1=3.8Kw O2 v.
h|p[OecG
P2=3.6491Kw FkB{ SC J
t5) J;0/
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滚筒直径 D=350 mm -7&^jP\,
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