| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 +Hp`(^(
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 eZ0-O /_i
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 iOL/u)
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 _A0X[}^ K
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 *O\lR-z!k
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 >+>N/`BG
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ,dVJAV7v
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ! CJ *zZ*
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 1'8-+ ?r
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 ,mC=MpfzJ
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 5w+&plIJ
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 h~z}NP
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ~[~#PO
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 kg,\l9AM
c%(Nd i
>hV 2p/D
1.拟定传动方案 8#o2 qQ2+
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 Sq:J'%/z
v=1.1m/s;D=350mm; Kltqe5
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) w ykaf
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。 cqW(9A|8
2.选择电动机 Z)@[N
6\?
1）电动机类型和结构形式 ) |AxQPd
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。 5r~hs6H
2）电动机容量 s#")hMJQ
（1）卷筒轴的输出功率Pw iun_z$I<+Z
F=2800r/min; BN FYUcVP
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 3f~znO
(2)电动机输出功率Pd ]D=fvvST
Pd=Pw/t >J_ P[v
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 XD_!5+\H1
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： |`{$E go:
弹性联轴器 1个 6:`[ Fi
t4=0.99; Gi2Fjq/Y
滚动轴承 2对 2~B5?(g
t2=0.99; QXl~a%lB
圆柱齿轮闭式 1对 mG0_&'"YIG
t3=0.97; |zd5P
V带开式传动 1幅 XdOntP *a
t1=0.95; 6K=}n] n
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 N%1nii
t5=0.98; D";c lP05K
则 zAJC-YC 6
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 02T'B&&~
故 $+Z2q<UT
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 6E^9>
（3）电动机额定功率Ped aVr =7PeF
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 ]#G1
]U
3）电动机的转速 +Z"[2Dm
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， wx!2/I>
可选电动机的最小转速 ! T8sWMY
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min |B64%w>Y
可选电动机的最大转速 o=xM aA
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min {SRD\&J[
同步转速为960r/min ,]das
选定电动机型号为Y132M1－6。 ' m-5
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 ?U1Nm~'UZ
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和
:m/qR74+"
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 P 6=5:-Hh
[qk c6sqo
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm pr,1pqiAf
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 yMD0Tj5ZQ
-7%dg Y(
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 z3>4 xn{
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 zG^$-L.n
1）传动装置总传动比 `gJ$fTi&
nm=960r/min; 5l%g3F
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 3v `@**
2）分配各级传动比 o& $l ik
取V带传动比为 G-sQL'L[U
i1=3; }9;mtMR$
则单级圆柱齿轮减速器比为 yw89*:A6
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 XJ" x Mv
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。 Re'3 bs:+
4．计算传动装置的运动和动力参数 \0 &$ n
1）各轴转速 t3K9 |8<
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 U^q S[HM
n0=nm; N3oa!PE
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ZW@cw }
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 6Lg#co}9
<i`s)L
2）各轴输入功率 <54KWC86)J
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 x;LO{S4Z
P0=Ped=4kw G{Uqp'=G
轴I 的功率 h%v qt~0
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw <yvo<R^30
轴II功率 ?wn <F}UH
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw lZ <D,&
3）各轴转矩 MfKru,LSh
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm ;M\Cw.%![
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm Be< bBKQb
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm (|3?wX'2U
二、设计带轮 M8y|L m}o
1、计算功率 9F~5H t
P=Ped=4Kw wjT#D|soI
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 \]\ h ,Y8
查课本表8－10，得KA=1.1; &>K|F >7q
计算功率 l\d[S]
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw e :_[0#
2选择普通V带型号 N.SV*G
@
n0 =960r/min f rV_5yK'
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 D}-HWJQA3
d1=80~100 #Pg ?T%('`
3、确定带轮基准直径 wi[FBLB/8
表8－11及推荐标准值 9[`\ZGWD
小轮直径 #$!^1yO
d1=100mm; w]N;HlU
大轮直径 .f!:@fX>=
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm m"AyO"}I5
取标准件 &?}h)U#:
d2=355mm; ]5MT-qU
4、验算带速 l-Dg m
验算带速 zgn`@y 2
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s ]I;owk,
在5~25m/s范围内 .t{uzDM
从动轮转速 IA}.{zY~|
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s .v9i|E=<~
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s DQ0 UY
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ;$qc@)Uwp
=-0.0141
;CV'
5、V带基准长度和中心距 2+R] q35-
初定中心距 (dV 7N
中心距的范围 %(s2{$3
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm l^$U~OB8k
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm F:.8O ,%u
a0=350mm; Y'R/|:YL@
初算带长 y'JJ#7O=
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ] xIgP%
Lc = 1461.2mm P;|63" U
选定基准长度 :&E~~EUW
表8-7,表8-8查得 d/YQ6oKU
Ld=1600mm; Uf ?+oc'{
定中心距 6r[ pOl:
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm "ZmxHMf
a=420mm; &iy7It
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm +]hc!s8
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm xq%BR[1
6、验算小带轮包角 D? H|O[
验算包角 qi8AK(v
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a = 2} bQW
145.2107 >120度 故合格 zXwdU5 8
7、求V带根数Z +hlR
由式（13-15）得 VH L[Y
查得 n1=960r/min , d1=120mm A!$sO p
查表13-3 P0=0.95 +5kQ;D{+
由式13-9得传动比 i/C0
(!
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 1D~B\=LL}
查表（13-4）得 NG4@L1f%
u}?{1B!
由包角145.21度 Fg2/rC:_
查表13-5得Ka=0.92 Y&i&H=U
KL=0.99 Cth<x n(Q
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 zT hut!O
8、作用在带上的压力F HEK ?z|Ne
查表13-1得q=0.10 z34+ 1d
故由13-17得单根V带初拉力 ;\T~Hc}&;
a4q02 cV
三、轴 ZCfd<NS?
初做轴直径： 1X?q 4D"
轴I和轴II选用45#钢 c=110 S7R*R}
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm = mhg@N4
取d1=28mm KF`mOSP
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm 4@M}5WJ7
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 p\]rxtm
取YL10YLd10联轴器 =]<X6!0mR
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 l @@ qpaH
取d2=45mm j?! /#'
四、齿轮 a]I~.$G
1、齿轮强度 f>? b2a2HX
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 9a'}j#mJo
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 5ai$W`6
因 ， Jb8%A@Z +
SH1=1.1， SH2=1.1 J^pq<
， \@6 V{y'Zo
， ',6d0>4 *
因： ， ，SF=1.3 pWb 8X}M
所以 VB4ir\nF
ZYz8ul$E
os+ ]ct
2、按齿面接触强度设计 ZP.~Y;Ch;-
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 *uF Iw}C/
小齿轮上的转矩 j7VaaA
按 计算中心距 2y9$ k\<xV
u=i=5.333 AxCFZf 5
mm 9['>$ON
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 >V& GL{
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 LO)QEUG
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm hWr}Uui
齿宽b= 3X1
U
b1=70mm,b2=60mm ,u.A[{@py
3、验算弯曲强度 ` >k7^!Ds
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 Z&GjG6 t
按式（11-8）轮齿弯曲强度 >i2W YT
{\
BFWGX
Gn% k#
4、齿轮圆周速度 nTz(
{q
s09 &A]G
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 e~$aJO@B.R
N F_[q(k'
&LhR0A
Qmj%otSg
er>@ - F7w
x\5\KGw16
/I0}(;^y
WAb@d=H{+>
五、轴校核： R=L-Ulhk
t\-;n:p-
pA@BW:#
F^ 7qr
M` |E)Y
AH# Dk5# G
]Q{MF- EKj
0C0ld!>r
8?t}S2n 2
)`<7qT_BM
gCW
{$d1=
K d3EZo .
p+:MZP -%(
Xm^/t#
x )e(g}n
WNiM&iU
N-Sjd%Z
+J:wAmY4
圆周力Ft=2T/d1 6b h.5|
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 >F;yfv;
d=mz=2.5*101=252.5mm v`~egE17
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ;)!);q+
Fr=5852.5*tan20=2031.9N -W)8Z.
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Hr=?_Un"
由Fr2*L-Fr*L/2=0 -K iI&Q
得Fr2=Fr/2=1015.9N 1h&_Q}DM
r-c1_
[Q#
2、求水平平面的支承力 8>ODt KI *
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N v c b}Gk
>2LlBLQ
biAa&
3、画垂直面弯矩图 qUG)+~g`
L=40/2+40/2+90＋10=140mm wL"
2Cm
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm w (R+p/RF
Xe<kdB3
#|acRZ9
}
4、画水平面弯矩图 *!yY7 ~#
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm Q Pp>%iE@
BPC>
2M?L++i
%CG= mTP
5、求合成弯矩图 8\e8$y3
p(S {k]ZL@
3>buZ6vh
2I1CKA:7g
6、求轴传递转矩 ^%m~V LH
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 6g%~~hX
o\:vxj+%*
to;cF6X
3Cl&1K #5
5Q@4@b{C
^h"F\vI pV
U7d 0 5y '
)r:gDd#/X
H.[t&VO
=1% <
M0"}>`1lJ
,L^ag&!4
qiyJ4 ^1
TDHS/"MbA7
!9. `zW"40
[35>T3Ku
kaZ_ra;<
3Vb/Mn!k
Zi ;7.P qL
eLN[`h J
)TyI~5>;
7、求危险截面的当量弯矩 .0#{ ?R,
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 _&/2-3]\B
轴的扭切应力是脉动循环应力 "!_,N@\t
取折合系数a=0.6代入上式可得 WEk3
4crk
-v62 s
8、计算危险截面处轴的直径 I8{ohFFo
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 QF9$SCmv
由表13-3查得许用弯曲应力 ， DO9_o 9'
所以 *| &&3&7
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 3d*wZ9qz
故d=1.04*25.4=26.42mm n O .:f
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ?4MZT5 .
所以此轴选d=40mm,安全 [HSN*LXe
六、轴承的选择 LFPYnK
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 =1Tn~)^O
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N }} w Z
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） &Vmx<w
因为大修期三年，可更换一次轴承 p#tbN5i[{7
所以取三年 g WHjI3;
由公式 ,kw:g&A
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) R#Hz%/:|A
（深沟球轴承系列） O*+,KKPt
vON1\$bu `
由附表选6207型轴承 ^<QF * !
七、键的选择 geEETb} +y
选普通平键A型 yD XW#q
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 fd *<m8
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm @sLB
_f
由公式 _cD-E.E%
所以 )SsO,E+t=U
选变通平键，铸铁键 z) XI A)i6
fGMuml?[ e
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 TrmrA$5f
八、减速器附件的选择 J#*R]LU|
1、通气器： DzE_ p-
zs
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 Ur2) ];WZ
2、油面指示器： l\1_v7s
选用油标尺，规格M16 >19j_[n@VC
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 gtw?u b
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 7F
1nBd
5、窥视孔及视孔盖 vC ISd
选用板结构的视孔盖 <-Q0s%mNj,
九、润滑与密封： U A}N
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： EK<ly"S.
%E`=c]!
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 D}A>`6W<
2、滚动轴承的润滑 = y WHm
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 |aMeh;X t
3、润滑油的选择 #JW~ &;
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 f ,QBj{M,
L-AN15润滑油 cHk ?$
4、密封方式选取： [pY jH+<
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。 mUjM5ceAXO
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ipn 0WQ G
设计小结： vK,.P:n
二、课程设计总结 !=rJ~s
F/{
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。 AG (Gtvw
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。 vD p|9VY?
e{7 "7wn=
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。 muKCCWy#
M"|({+9eG
特别感谢—程莉老师。 Y<9]7R(\;
cSWn4-B@l
参考资料目录 1]] #HTwX
[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； 9,G94.da
[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； U l%D}(,
[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； Spt;m0W90
[3]《设计手册软件》，网络上下载； Y[Kpd[)[v
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn @bO/5"X,
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Nw=60.0241r/min J\c\Ar :
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n0=960r/min kx _PMp c
n1=320r/min {%Ujp9 i
n2=60.0241r/min \NI0rL
` "JslpN
SP
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@mu2,%
?B`Yq\L)
P0=4Kw zgR@-OtFZ
I}{Xv#@o
P1=3.8Kw Y^P'slY{%
>W[#-jA_Z
P2=3.6491Kw Y%iimbBY|
SuU %x2
&}/h[v_#'
T0=39.7917Nm 0;pO QF
T1=113.4063Nm ,) JSX o
T2=589.5878Nm q|fZdTw
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