| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录
yG0Wr=/<?
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 hfY
Ieb#91
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 O_f|R1G5z
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 s0Ii;7fA{
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 @o+T<}kW X
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 [Cz.K?+#M
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 lLHHuQpuj
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 DytOS}/^9
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 7"f$;CN ?~
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 m_H$fioha,
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 ,q#^ _/?
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 R g &6J#h
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 x8T5aS
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 x5m
.MQ J
%E7+W{?*1
*seKph+' c
1.拟定传动方案 66=6;77
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 b?o T|@
v=1.1m/s;D=350mm; wLD/#Hfi7
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ~?vm97l
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。 +1p>:cih
2.选择电动机 J+&AtGq]u
1）电动机类型和结构形式 J`O4]XRY
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*h V
2）电动机容量 q*A2>0O
（1）卷筒轴的输出功率Pw K0]'v>AWr
F=2800r/min; hQBeM7$F_
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ? 9i7+Y"
(2)电动机输出功率Pd I
TJ>[c]x
Pd=Pw/t kq:,}f c;B
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 Bh*~I_T a>
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： `h S<F"
j
弹性联轴器 1个 #hd<5+$U}l
t4=0.99; UhY
)rezh
滚动轴承 2对 'N5qX>Ob
t2=0.99; NV;5T3
圆柱齿轮闭式 1对 R*TCo EKO
t3=0.97; Ii*v(`2b
V带开式传动 1幅 6!b A~"N
t1=0.95; -p ) l63
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 "h7-n wm
t5=0.98; !{s $V2_
则 fB"3R-H?O
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 5%?La`C9[
故 m[oe$yH
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ?9!tMRb
（3）电动机额定功率Ped c ~YD|l
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 qPE(Lt1
3）电动机的转速 @D"#B @j
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， X >%2\S
可选电动机的最小转速 ~<v.WP<:
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min \\hZlCV,
可选电动机的最大转速 p>K'6lCa
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min B0 q![
同步转速为960r/min 35RH|ci&
选定电动机型号为Y132M1－6。 <4{@g]0R V
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 S97.O@V!$
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 =JO|m5z8>
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ~c?yHpZx%
#TW$J/Jb
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm r=L9x/r
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 >Fx $R ty
cw"x0 RS
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 DGHX:Ft#
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 (:+IS
W
1）传动装置总传动比 |,dMF2ADc
nm=960r/min; a4 `@z:l
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 }~QB2&3
2）分配各级传动比 .2x ypL8(
取V带传动比为 #yr19 i ?
i1=3; {k?Y :
则单级圆柱齿轮减速器比为 FbFUZ^Zj
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 A$XjzT R
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。 Q(]-\ L'
4．计算传动装置的运动和动力参数 9d[0i#` :q
1）各轴转速 Q^MB%L;D
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 D<++6HN&#
n0=nm; '12|:t&7
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 4#2iL+
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 0BaL!^>
@%\ANM$S
2）各轴输入功率 F|P2\SPL
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 y\0^c5}
P0=Ped=4kw E=QL4*?
轴I 的功率 p+8]H
%
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw
6{ 7O
轴II功率 Jh466;
E
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw HENCQ_Wra
3）各轴转矩 _a<PUdP
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm GV[%P
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm B. P64"w
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm *?K` T^LS
二、设计带轮 W^=89I4]
1、计算功率 5\4>H6
P=Ped=4Kw 2OT6*+D
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 VsZ_So;
查课本表8－10，得KA=1.1; rM=Hd/ki5
计算功率 [qZ4+xF,,
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw ItaJgtsV
2选择普通V带型号 <}mT[;:"
n0 =960r/min q!ZmF1sU
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 %BG5[ XQ7
d1=80~100 @nT8[v
3、确定带轮基准直径 r?X^*o9
表8－11及推荐标准值 ] @8= e'V
小轮直径 $Ilr.6';
d1=100mm; YD+C1*c!
大轮直径 s lI)"+6
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ,@!d%rL:4]
取标准件 I9Sh~vTm=u
d2=355mm; {VNeh
4、验算带速 KdR&OB m
验算带速 kW:!$MX!
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s }jk^M|Z"Oz
在5~25m/s范围内 FN,uD:a
从动轮转速 7J;.T%4 l
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s dY|jV}%T
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s Q` s(T
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 KJ#c(yb9zR
=-0.0141 |n|2)hC
5、V带基准长度和中心距 nWl0R=
初定中心距 l|fd,
中心距的范围 0Gs] >B4r/
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm f7W=x6Z4
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm W1!eY,1}
a0=350mm; #rC/y0niH
初算带长 y@O r2b O#
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 8)tyn'~i
Lc = 1461.2mm :Aa^afjJw
选定基准长度 6\Z^L1973
表8-7,表8-8查得 *&PgDAQ
Ld=1600mm; 1k~jVC2VA
定中心距 <|_Ey)1
6
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm A^Zs?<C-
a=420mm; \mDm *UuG
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm { Eb6.
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm > @%!r
6、验算小带轮包角 k^]~NP
验算包角 jl@8pO$
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 3TtW2h>M
145.2107 >120度 故合格 Bx qCV%9o
7、求V带根数Z BY d3 rI
由式（13-15）得 19vD(KC<
查得 n1=960r/min , d1=120mm P}I*SV0
查表13-3 P0=0.95 5jLDe~
由式13-9得传动比 ? 7+ 2i\L
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 6GN'rVr!Z
查表（13-4）得 k8JPu"R
:
L>d]Hn
由包角145.21度 W{h7+X]Y
查表13-5得Ka=0.92 DNy)\+ [
KL=0.99 S= 2,jPX2r
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 cjW]Nw
8、作用在带上的压力F Pm_=
查表13-1得q=0.10 f,#xicSB*
故由13-17得单根V带初拉力 E$wB bm
+x2xQ8#|~~
三、轴 hMQ aT-v
初做轴直径： 6u yf
轴I和轴II选用45#钢 c=110 0d2%CsMS"D
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm }VGiT~2$
取d1=28mm 24Fxx9 g
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm Qi61(lK
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 |(< L!6
取YL10YLd10联轴器 [ n2udV
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 uE$o4X
取d2=45mm 5ZVTI,4K
四、齿轮 f/x "yUq
1、齿轮强度 :]s] =q&]
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 Fk(5y)
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。 9 ?8`" v
因 ， SXEiyy[7v
SH1=1.1， SH2=1.1 D | o@(V
， =-qsz^^a-
， L DsYr]
因： ， ，SF=1.3 $#r(1 Ev
所以 E@Fen CF
[XXN0+ /
lu_Gr=#O
2、按齿面接触强度设计 '}u31V"SS
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 y#+o*(=fRE
小齿轮上的转矩 P]B#i1
按 计算中心距 sFQ|lU" n
u=i=5.333 K^H t$04
mm o__q)"^~-
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 umzYJ>2t
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 +$t% L
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm meR2"JN'
齿宽b= _ LNPB$P
b1=70mm,b2=60mm o3=kF
3、验算弯曲强度 `?x$J
6p
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 8GldVn.u
按式（11-8）轮齿弯曲强度 PS6`o
o 2
#A; Z4jK
4、齿轮圆周速度 YW<2:1A|
]aNnY?qW5
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 w>u Z$/
w|C~ {
#=(op?]
c qx1NWlY
lWvd" Vlt
$4
Uy3C+6
s? k[_|)!
k 5D'RD
五、轴校核： ]'(7T#
"ux]kfoT
}e M<A$J
$0T"YC%
e-9unnk
e6lOmgHn5
#~;8#!X
*K'ej4"u
cg0 0t+
p ^P y,
E]U0CwFtr
PU5mz.&0'
~uadivli
acQN pT
\_nmfTr!K
DWQQ615i
aG_O N0g
o '/C$E4W
圆周力Ft=2T/d1 *`Xx _
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 aLt{X) ?
d=mz=2.5*101=252.5mm Z&jb,eh2
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ?K { 1S
Fr=5852.5*tan20=2031.9N g ypq`F
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 2F g t)`{!
由Fr2*L-Fr*L/2=0 orH0M!OtS!
得Fr2=Fr/2=1015.9N BK9x`Oo 2
o MkY#<Q}
2、求水平平面的支承力 F*t_lN5{
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N KTjlWxD
yr2L
lc7a@qnw
3、画垂直面弯矩图 +'KE T,
L=40/2+40/2+90＋10=140mm 7G(f1Y
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm e>9Z:vY
7'i#!5
1] Q 2qs
4、画水平面弯矩图 V< ApHb
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm OP`Jc$| 6
nVn|$ "r
exO#>th1
[C j)@OC
5、求合成弯矩图 R{uJczu
#z!Hb&Qi\
kEhm'
ITIj=!F*
6、求轴传递转矩 kgapTv>q
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm D?yE$_3>c
hr4ye`c j
r p
@
B$TChc3B
S=H_9io
E<Dh_ K
*UBP]w
$dh4T";
)w 2K&Zr0
I+"?,Ej$K
.^~ l_ LkA
xD GS`U
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7e c0Xh1
=vr Y{5!>
o9Txo
(tYU
9#&W!f*qO|
jc&/}o$K
+an^e'
7、求危险截面的当量弯矩 :Wg-@d
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 ?QMclzh*-
轴的扭切应力是脉动循环应力 E
{ KS a
取折合系数a=0.6代入上式可得 g+ }s:9
o)#q9Vk%b
8、计算危险截面处轴的直径 ,9Z2cgXwJ
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 ~ |'y+h89
由表13-3查得许用弯曲应力 ， h;% i/feFg
所以 j&dx[4|m:h
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 c K[R1 ReH
故d=1.04*25.4=26.42mm xaWGa1V'z
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ZUXse1,
所以此轴选d=40mm,安全 R+{^@M&
六、轴承的选择 ZD)0P=%
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 ESD<8 OR
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 9 ^PRX
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） B:?#l=FL
因为大修期三年，可更换一次轴承 )WVItqQKV
所以取三年 E7gHi$
由公式 &nqdl+ |G*
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) my ;
（深沟球轴承系列） p@/(.uE
/&]-I$G@
由附表选6207型轴承 [,<\RviI
七、键的选择 tw'hh@7-Y
选普通平键A型 h dd>&?p3
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ovd^,?ib
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm .Vo"A uC}
由公式 3@^>#U
所以 .!JMPf"QEI
选变通平键，铸铁键 As@ihB+(\
Hz}+SAZ
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 I9}+(6
八、减速器附件的选择 "xvtq i,R
1、通气器： {)B9Z
I{+A
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ORowx,(hX
2、油面指示器： A&<?
选用油标尺，规格M16 +/y{^} b/
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 pi`;I*f/
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 (R_CUH
5、窥视孔及视孔盖 m|]j'g?{}(
选用板结构的视孔盖 &/](HLd F
九、润滑与密封： $gVLk.
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： V@vhj R4r\
^|wT_ k\
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。 $sEB '>:
2、滚动轴承的润滑 \ Y*h
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 HE Bqv+bG
3、润滑油的选择 @Q;i. u{V
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 f.| |PH
L-AN15润滑油 pC*BA<?Rg
4、密封方式选取： +XE jXH5K
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 96c"I;\GXX
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 U;\S(s}
设计小结： m!<X8d[bD
二、课程设计总结 *( k%MTG
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 F 9MR5O"
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 Z'Kd^`mt 9
q@w{c=
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 n`% 2Mj c
bH*@,EE
特别感谢—程莉老师。 X Vw-G
}5
6m9 7_NRO
参考资料目录 '!!e+\h#
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； np\s t7&f6
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； ?*[ \UC
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； \e<mSR
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 'WK;$XQ
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn 0Cl, 8P
cVp[ Z#B
A2y6UzLYD
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Nw=60.0241r/min *z q .C
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n2=60.0241r/min &GhP vrxI?
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H8{ol6wc)6
P0=4Kw {X ~ gwoz
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P1=3.8Kw t2>fm QIQ
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P2=3.6491Kw z >m=h)9d~
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T0=39.7917Nm (R!hj w~
T1=113.4063Nm ?D`T7KSe~D
T2=589.5878Nm U_B(( Z(g
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输送带速度 V=1.1 m/s +) om^e@.
滚筒直径 D=350 mm 76Cl\rV
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