| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 N6wea]
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 P3|_R HIb
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 P7GuFn/p~2
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 UhuEE
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 C?@vB M}
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 1iWo* +5
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 y,{=*2Yt
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 dQ6:c7hp>D
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 q$)$?"
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 2E~WcB
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 #<ppiu$
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 S9~X#tpKe
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 C^ngdba\
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 +_Nr a
V<~.:G$3H
%lVc7L 2]
1.拟定传动方案 m0xL'g6F
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 $hexJzX
v=1.1m/s;D=350mm; N@D]Q&;+(T
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) \lj.vzD-A
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 R=uzm=&nR
2.选择电动机 {)j~5m.,/o
1）电动机类型和结构形式 hdky:2^3
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 [RtTi <F^
2）电动机容量 6&8 ([J
（1）卷筒轴的输出功率Pw }SL&Y `Y]
F=2800r/min; VO#x+u]/
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 g)7~vm2/,
(2)电动机输出功率Pd qYD$ _a
Pd=Pw/t lJaR,,
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 zTtn`j$
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： npsDy&
弹性联轴器 1个 on?<3 eED
t4=0.99; 5,/rh,?
滚动轴承 2对 A-5xgp,
t2=0.99; x*}41;j}C
圆柱齿轮闭式 1对 yW: :`
t3=0.97; ^)$(Fe<
V带开式传动 1幅 &)UZ9r`z
t1=0.95; Dq=&K,5 ;
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 8 MIn~
t5=0.98; t%@sz
则 { Ju
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 ckR>ps[ u
故 P2y`d 9,Q
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 K9 {3,!1
（3）电动机额定功率Ped ra87~kj<
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 YU=Q`y[k
3）电动机的转速 Ul"9zTH
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， ;U7o)A;
可选电动机的最小转速 R]{zGFnx
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min &72
( <
可选电动机的最大转速 "Zk# bQ2j
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min _v~c3y).
同步转速为960r/min Gn*cphb
选定电动机型号为Y132M1－6。 xJCMxt2Y
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 xBba&A]=
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 ,1xX`:
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 Be ~__pd
jA<(#lm;
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm A0m j!P 9
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 @9,=|kxK
m+66x {M2c
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 UZ csMM KH
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 T@K=
* p
1）传动装置总传动比 <x&0a$I
nm=960r/min; 0tA~Y26
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 z1dSZ0NoA
2）分配各级传动比 h%4aL38
取V带传动比为 !VLk|6mn
i1=3; F4M )x`
则单级圆柱齿轮减速器比为 P{T\zT
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 y]3`U
UvXD
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。 \<e?
4．计算传动装置的运动和动力参数 0. pZlv
1）各轴转速 U-F\3a;&
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 IP?15l w
n0=nm; %}.4c8
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min MP/@Mf\<E
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 3H^0v$S
HgGwV;W
2）各轴输入功率 ? <F=*eS
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 I{bDa'rX
P0=Ped=4kw $,Eb(j
轴I 的功率 3(2WO^zX {
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw /Pbytu);ds
轴II功率 + 6noQYe
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw GG0H 3MSc
3）各轴转矩 q? R^~r
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 3!l+) g
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm IOfxx>=3
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm .j
et0w
二、设计带轮 I45 kPfu
1、计算功率 D =+md
P=Ped=4Kw /"+CH\)
E
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 `Wl_yC_*G;
查课本表8－10，得KA=1.1; G_m $?0\
计算功率 H bI'n,+
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw
saRYd{%+
2选择普通V带型号 a/\SPXQ/9
n0 =960r/min n%faD
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 |mM K9OEu
d1=80~100 |?c L>]t
3、确定带轮基准直径 M2kvj'WWq
表8－11及推荐标准值 , 59G6o
小轮直径 ._E 6?
d1=100mm; | 2Vhj<6
大轮直径 c>|1%}"?
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm qix$ } (P
取标准件 @=7[ KM b
d2=355mm; f};RtRo2
4、验算带速 L[s`8u<_)z
验算带速 3u 'VPF2
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s =:M/hM)#
在5~25m/s范围内 z|F38(%JJN
从动轮转速 sH' IA~7
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 6%a9%I s!O
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ?v
z[Zi
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 %jE0Z4\
=-0.0141 8|L U=p`y'
5、V带基准长度和中心距 C3K":JB
初定中心距 8aqH;|fG}
中心距的范围 I!?)}d
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm n #l~B@
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm `@<~VWe5
a0=350mm; \N% L-%^
初算带长 [59g] ')
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 D03QisH=
Lc = 1461.2mm B:>>D/O
选定基准长度 s||c#+j"8
表8-7,表8-8查得 mz2 v2ma
Ld=1600mm; {'-^CoR
定中心距 S`Xx('!/|
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm # ZC9=
a=420mm; 2@6Qif xd@
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm aBd>.]l?
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ` t>A~.f
6、验算小带轮包角 Ez/>3:;
验算包角 zNO,vR[\
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a !C;$5(k
145.2107 >120度 故合格 c Cx_tGR"
7、求V带根数Z 0;L.h|R T(
由式（13-15）得 r Q-,mq
查得 n1=960r/min , d1=120mm o
zM n8@R
查表13-3 P0=0.95 k|^YYi= xF
由式13-9得传动比 kz"QS.${
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 to{7B7t>q
查表（13-4）得 |})v,
o B
N I:3hfs
由包角145.21度 JA$RY
查表13-5得Ka=0.92 G+1i~&uV
KL=0.99 5^97#;Q;J"
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 kxLWk%V
8、作用在带上的压力F vd [?73:C
查表13-1得q=0.10 )zydD=,bu
故由13-17得单根V带初拉力 `)tIXMn
NdmwQJ7e"
三、轴 z?Cez*.h>
初做轴直径： 6VtN4c .Q
轴I和轴II选用45#钢 c=110 Ck:+F+7_v
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm aM4-quaG]
取d1=28mm g_JSg H!4
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm G-TD9OgZ
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 3ESrd"W=
取YL10YLd10联轴器 b(Yxsy{U
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 Yw6uh4
取d2=45mm 6@x^,SA
四、齿轮 R:`)*=rL%
1、齿轮强度 I uC7Hx`z
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 q $=[v
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 wg4Ol*y'
因 ， C^fn[plL
SH1=1.1， SH2=1.1 o;u~Yg
， FY)US>
， N<O<wtXI j
因： ， ，SF=1.3 cEIs9;
所以 k+zskfo
t xiX1o!/L
#fDM{f0]R
2、按齿面接触强度设计 `<6FCn4{X
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 >uxA ti\
小齿轮上的转矩 nwVW'M]r
按 计算中心距 hGcu(kAC,
u=i=5.333 (W.G&VSn)
mm TU*Y?D
L
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 Wjli(sT#-
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 VV/aec8
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm =z4J[8bb
齿宽b= x@@bC=iY$
b1=70mm,b2=60mm r)Ja\ ;
3、验算弯曲强度 8v)iOPmDC
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 : m<#\!?
按式（11-8）轮齿弯曲强度 + (Jh $b_
y@<&A~Cl^
Hb[P|pPT
4、齿轮圆周速度 S4pEBbV^n
L9]d$ r"
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 C%|m[,Gx
U_RWqKL
p*U!94Pb
KV! (
pwRCfR)" X
JL [!8NyU
i]Bu7Fuu
6m@B.+1
五、轴校核： XRTiC #6
SX&Q5:
orn U8H`
T kVqv v
i7e_ ~K
hrGX65>
F\jawoO9
tns4 e\
{&a6<y #-
#|T2`uYotf
P26"z))~d
Pj_*,L`mZ
-e>Z!0
!JBj%| !
[ c
XS k
hVl@7 B~
>I',%v\?@
c& K` t
圆周力Ft=2T/d1 JIsi
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 IG:2<G
d=mz=2.5*101=252.5mm 6
$`l
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N v57<b&p26
Fr=5852.5*tan20=2031.9N zRgAmX/g
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 50`|#zF^#
由Fr2*L-Fr*L/2=0 QP<.~^ao
得Fr2=Fr/2=1015.9N *U$%mZS]1
8A}<-?>
2、求水平平面的支承力 2%*\XP t)
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N yF1p^>*ak&
13*S<\
TM|P wY
3、画垂直面弯矩图 q,> C^p|2b
L=40/2+40/2+90＋10=140mm /}
h"f5
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm qln A7cK!
J/ 3$I
Xtloyph
4、画水平面弯矩图 aMVq%{ U
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm s< Fp17
Xq<_r^
+~= j3U
R&$fWV;'
5、求合成弯矩图 @}Q!K*
-w f>N:
oS} f r?
U$S{j&?
6、求轴传递转矩 #N%j9
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ' Hs*
\}X[0ct2!
c]i;0j? Dl
,gM:s}l!dJ
oKH+Q6S:
Z$B%V t
y7R=zkd
C9
\c f'Hj}
&aa3BgxyE
4j'`, a=
}Oqt=W m
- P "
TKiYEh
URt+MTU[
Z3=N= xY]
`C$QR
8
EWY'E;0@5
3}fhU{-c
`U|zNizO
WJ LqH<
{wg q>cb
7、求危险截面的当量弯矩 KD\sU6
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 &pR 8sySu
轴的扭切应力是脉动循环应力 fL("MDt
取折合系数a=0.6代入上式可得 l|iOdKr h
l2YA /9.
8、计算危险截面处轴的直径 lR9uD9D r
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 I?Z"YR+MQ
由表13-3查得许用弯曲应力 ， u } +?'B)
所以 JIHIKH-#
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 B|8|f(tsSa
故d=1.04*25.4=26.42mm [LUqF?K&
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 G
\Nnw==v
所以此轴选d=40mm,安全 )heHERbJ
六、轴承的选择 a.RYR q4o
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 y y[ Y=
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N `%EcQ}Nr
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） # K/JU{"
因为大修期三年，可更换一次轴承 nR w f;K
所以取三年 O{Mn\ M6
由公式 bI_MF/r''
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) m(^N8k1K;
（深沟球轴承系列） _OS, zZ0
(ss,x CF
由附表选6207型轴承 1L!jI2~x}
七、键的选择 W-Vc 6cq
选普通平键A型 ? STO#<a
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ~jmI`X/
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm Mn<s9ITS-
由公式 }T AG7U*
所以 /L5:/Z
选变通平键，铸铁键 jA[")RVG
Zm7, O8
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。
U0srwt97S
八、减速器附件的选择 lC ,~_Yb
1、通气器： pn) {v
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 7s!rer>
2、油面指示器： '
I !/I
选用油标尺，规格M16 eH[ i<Z
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 yy&L& v'
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 !^v~hD$_q
5、窥视孔及视孔盖 fn y6`_O
选用板结构的视孔盖 98 ]pkqp4
九、润滑与密封： v-^tj}jA
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： U~t!
xU}J6 Tv
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。 7zJ2n/`m*
2、滚动轴承的润滑 +dRRMyxe4
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。 =6i+K.}e
3、润滑油的选择 @LDs$"f9=
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 *K@O3n
L-AN15润滑油 m/(/!MVy
4、密封方式选取： ;ceg:- Zqo
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。 Jn IG;/
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 Dhfor+Epy
设计小结： kC 6Y?g
二、课程设计总结 3 bjCa\ "
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。 LnN:;h
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。 f wMYEj
H~SU: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。 L U`)
csxn" Dz\
特别感谢—程莉老师。 1$6
u
>!{8)ti
参考资料目录 m({ q<&]Qp
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； 8bO+[" c
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； i[{*(Y$L
[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； VM\\. L
[3]《设计手册软件》，网络上下载； J$s p6 g>K
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn \Y!=O=za]
yOvV"x]
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n2=60.0241r/min r(n>N0:0Ls
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P0=4Kw 0Q
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P1=3.8Kw L` rrT
N1 vA>(2A
P2=3.6491Kw B LZ<"npn
j``Ku@/x0
rO/Sj <0^
T0=39.7917Nm * $1F|G
T1=113.4063Nm U2Ky4UFm
T2=589.5878Nm X?`mYoe
[w+1<ou;j
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