| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 dDuA%V0
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 -*Pt781
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 &Egn` QU
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 }n 7e_qy4
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ~R8yj(
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 cU6#^PFu
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 [uY 2 N h
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 W|Tew-H{h_
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 ii2Z }qe
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 <EUSl| 6
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 !?>)[@2
k6
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 U`Ag|R
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ]VH@\
f
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ri;M7rg`.{
*u>\&`h=
;E"mB4/)
1.拟定传动方案 !491
\W0ZH
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 9C 05
v=1.1m/s;D=350mm; wE \c?*k
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) K{ P#[X*5
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。 Pb;`'<*U
2.选择电动机 n6Zx0ad?
1）电动机类型和结构形式 t5APD?5 c
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。 R qz ()M
2）电动机容量 u_"h/)C'H
（1）卷筒轴的输出功率Pw = 4
H K
F=2800r/min; e;'T?&t
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 l1qwT0*6>
(2)电动机输出功率Pd W> bW1h
Pd=Pw/t >[ : 2
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 @/(7kh +
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： x=#5\t9
弹性联轴器 1个 Kx+Bc&X
t4=0.99; @b{u/:y
滚动轴承 2对 E <SE Fn
t2=0.99; z{0;% E
圆柱齿轮闭式 1对 &RrQ()<as
t3=0.97; =ol][)Bd
V带开式传动 1幅 ncr-i!Jjk
t1=0.95; hF7mJ\
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ZcRm5Du~:
t5=0.98; xm0#4GFUS
则 y;Ln ao7i
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 2H+DT-hK
故 8#u_+;,p
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Ux
T [
（3）电动机额定功率Ped r (T/^<
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。
73 ljW
3）电动机的转速 [5*-V^m2
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， Hk*cO;c
可选电动机的最小转速 N>Y50
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min $#FlnM<=
可选电动机的最大转速 ]q7 LoH'S
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min pNQkKDbL+
同步转速为960r/min >m1 V9 A
选定电动机型号为Y132M1－6。 s7i.p]
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 1 " 7#|=1/
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 v@uaf=x-
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 qg{<&V7fE
O)JUY *&I5
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm %N>NOk)
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 "HfU,$[
xM//]
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 7XWBI\SW
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 M .`
1）传动装置总传动比 N$&ePU J
nm=960r/min; j~*Z7iu
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 kz;_f
2）分配各级传动比 akW3\( W}
取V带传动比为 )c >B23D
i1=3; q+n1~ AT
则单级圆柱齿轮减速器比为 LsQ8sF P_"
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 dX@A%6#?
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。 V<V\ 0n!0
4．计算传动装置的运动和动力参数
pl,Z
1）各轴转速 }t%>_
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 s
P4 ,S(+e
n0=nm; u 1{ym_
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min H'G YJ ?U"
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min }j(2Dl
_=*tD a
2）各轴输入功率 :6j :9lYL2
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 G P[r^Z
P0=Ped=4kw JD{MdhhV
轴I 的功率 ,ANK3n\
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 4JZHjf0M6
轴II功率 YqSXi~.
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw R=?po =
3）各轴转矩 ff}a <w
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm U\Ar*b) /T
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm -yAnn
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm CFJjh^
~=
二、设计带轮 z34>,0
1、计算功率 $ 'kn K<
P=Ped=4Kw <@e+-$
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 U7"BlT!V\
查课本表8－10，得KA=1.1; N~$Zeq=
计算功率 >GznG[Ku
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw *Cnq2=A]A
2选择普通V带型号 E! I
n0 =960r/min ?YO =J
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 8_IOJ]:w
d1=80~100 0/:=wn^pg
3、确定带轮基准直径 ;sChxQ=.^
表8－11及推荐标准值 W~u
小轮直径 YXzZ-28,<
d1=100mm; e *P=2*]M
大轮直径 t{X?PF\>o
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 9fuJJ3 L[
取标准件 !F B \h<6
d2=355mm; pYfV~Q^3
4、验算带速 #A3v]'7B
验算带速 3u4*ofjE5
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s J`r,_)J"2
在5~25m/s范围内 %K^gUd>,R
从动轮转速 `.>k)=F&
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s M 20Bc, VI
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s }(ma__Ao
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 NT@YLhs?
=-0.0141 B.YMP;7>
5、V带基准长度和中心距 wHt J_Y
初定中心距 ;v1NL@w*
中心距的范围 o9ctJf=qn
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm oSn! "<x
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm ut$,?k!M
a0=350mm; d@4rD}_Z
初算带长 >I4 p9y(u
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 _r\$NgJIM
Lc = 1461.2mm lM C{SfdH
选定基准长度 *#1y6^
表8-7,表8-8查得 ^ qeY9O
Ld=1600mm; Dn_"B0$lk
定中心距 *K(k Kph
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm pcy<2UV
a=420mm; tlV &eN
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm hIuMHq7h
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ~H^'al2PK
6、验算小带轮包角 E dn[cH7
验算包角 p^1zIC>F
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ~)q g
145.2107 >120度 故合格 SyK 9Is{8
7、求V带根数Z 9 Uha2 o
由式（13-15）得 ZfPd0 p
查得 n1=960r/min , d1=120mm oW 1"%i%
查表13-3 P0=0.95 <4bz/^
由式13-9得传动比 L[?nST18%
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 Wy<[(Pd
查表（13-4）得 7\A4vUI3
D~#Ei?aH
由包角145.21度 $Y6I_U
查表13-5得Ka=0.92 w6T[h Z 9
KL=0.99 [o2w1R\H+x
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 kE/`n],1U
8、作用在带上的压力F Y1{B c<tC
查表13-1得q=0.10 ]^=|Zd-
故由13-17得单根V带初拉力 i"vawx m
QsiJ%O Q
三、轴 ~U6" ?
初做轴直径： TQP+>nS,
轴I和轴II选用45#钢 c=110 t5.`! 3EO
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm AL$W +')
取d1=28mm } h[>U
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm v`JF\"}S
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 LA -_3UJx
取YL10YLd10联轴器 qM %O
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 \6sqyWI
%
取d2=45mm k$h [8l( <
四、齿轮 2-++i:, g
1、齿轮强度 `Da+75 f6v
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 h#i\iK&A
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。 ! [Z mV
因 ， X C DSmZ
SH1=1.1， SH2=1.1 LP:nba :
， > $\Bu]{1
， !z"Nv1!~|
因： ， ，SF=1.3 mN;+TN'?{
所以 x?"#gK`3;
#EbGL])F}
mwh{ "FL(
2、按齿面接触强度设计 = SAV|
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 8tL Hr @%%
小齿轮上的转矩 bd!U)b(}OV
按 计算中心距 o0ZIsrr
u=i=5.333 -y nBi;nH
mm 9Bz0MUbrLl
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 )MZC>:
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 & D ]p,
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm c'Z: 9?#5
齿宽b= %j7:tf=
b1=70mm,b2=60mm _%y4q%#
3、验算弯曲强度 q$[n`w-
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 ;+ azeW ^
按式（11-8）轮齿弯曲强度 +4et7
W|MWXs5'1*
m@jge)O&D
4、齿轮圆周速度 n9%]-s\Hn
_qn?2u3mnR
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 /b5>Qp
`0bP0^w
^T6S()G
VO=!8Yx[
[dB$U}SEj
+r]zs^'
}# 1/fok
yb2}_k.JG
五、轴校核： ba3*]01Yb
-)v@jlg02
\OQkZ.cU;
UMU2^$\iS
|A\a4f 'G
Vi ?q>:E:
+D&Pp0xe
^{F_ a
! zL 1;d
;AX 8aw,
os4{0Mxu
8)L*AdDAW!
5'KA'>@
Fh8lmOL;?
Kcy@$uF{2
;=4Xz\2
a0=WfeT
LzML%J62
圆周力Ft=2T/d1 ]fBUT6
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 H1/?+ N}(
d=mz=2.5*101=252.5mm QA3/
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N @n -r-Q
Fr=5852.5*tan20=2031.9N ^v&D;<&R
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 k*?I>%^6#T
由Fr2*L-Fr*L/2=0 c!#:E`
得Fr2=Fr/2=1015.9N Y}s @WJ
KC`q#&dt
2、求水平平面的支承力 _n;;][]S
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 0[Ht_qxb
k(t}^50^j
i,I B!x
3、画垂直面弯矩图 >UDd @
L=40/2+40/2+90＋10=140mm gw36Ec<M
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm asHxL!
t] aea*B
ZfrVjUB
4、画水平面弯矩图 -fS.9+k0/
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm ) ZfdQ3
c(#;_Ve2P
Fqy\CMC
A@hppaP!
5、求合成弯矩图 M_g ?<rK
3 ZEB
f>`dF?^6
#@HF<'H}mu
6、求轴传递转矩 ",6M)3{|c
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm M(x$xAiD
_{<seA
1u3, '8F
B"yFS7Rrj
fGhn+8VfX
WHXj8*]6
|a1{ve[
jTO),
v: w
.p0Clr!
Q></`QWpoB
wLK07e(
#(An6itl
'5&s=M_
4=<tWa|@9
>
pI;%'
$9Hcdbdm
)W/;=K
i&{DOI%w
, ]bB9tid
FEVEp
/|*
Y2ETOr
7、求危险截面的当量弯矩 lXcx@#~
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 a ~'a
轴的扭切应力是脉动循环应力
PRHCrHs
取折合系数a=0.6代入上式可得 KQ B3 m"
! 1e6Ss
8、计算危险截面处轴的直径 /p8dZ+X
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 9eH$XYy
由表13-3查得许用弯曲应力 ， 5[c^TJ3
所以 'Lu__NfN
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 /!c${W!sY
故d=1.04*25.4=26.42mm RzWXKBI\E]
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 &Z`#cMR{H
所以此轴选d=40mm,安全 Lhqz \ o
六、轴承的选择 +HBd
%1
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 @`gk|W3
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N h*- Pr8
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） q
FAT]{{
因为大修期三年，可更换一次轴承 ~ ]QHk?[wc
所以取三年 Hv 2De0W
由公式 EOCN&_Z;
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) ax (c#
（深沟球轴承系列） ouuuc9x]
9jw\s P@
由附表选6207型轴承 ZzSz%z_sE
七、键的选择 /pT =0=
选普通平键A型 ZjF 4v
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 u
fw ]=h)
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm U|IzXQX(
由公式 zzX_q(: S
所以 cLLbZ=`
选变通平键，铸铁键 "vOwd.(?N
ev *k*0
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 Dy:|g1>
八、减速器附件的选择 >Z'NXha
1、通气器： |&zz,+ E
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ^zQ/mo, Z
2、油面指示器： h-` }L =
选用油标尺，规格M16 c}2jmwq
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 d'NIV9P`j]
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 E>D_V@,/
5、窥视孔及视孔盖 _sTROd)Vh
选用板结构的视孔盖 y ~U #veY
九、润滑与密封： ^SF&=NpV
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： $xPaYf
(2$p{U f
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。 !WQ-=0cm
2、滚动轴承的润滑 VgZsB$Ori
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 9, :l8
3、润滑油的选择 P&*2pX:
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 Z/D x,zIR
L-AN15润滑油 D$I5z. a
4、密封方式选取： %z,m B$LY
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 ).`1+b
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 .uMn0PE
设计小结： CTq&-l:f
二、课程设计总结 f Sa"% 8%
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 #_^Lb]jk M
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 3sy (vC
0dE@c./R i
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 CYY=R'1:G{
_x(o*v[Pt
特别感谢—程莉老师。 K;?m';z0
}HFN3cq;C
参考资料目录
3KlbP
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； s %j_H
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； o$ jLzE"
[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； e g;~zv
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 5B3G
@KR
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn !Prg_6
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P2=3.6491Kw C'>|J9~Gz
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T0=39.7917Nm d2*fLEsF
T1=113.4063Nm JgxtlYjl
T2=589.5878Nm 2] z 8: a
Ow+GS{-q
"Bh}}!13
;@mS^ik")$
j
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输送带速度 V=1.1 m/s /c2w/+ _
滚筒直径 D=350 mm
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