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2009-06-22 09:37 |
目 录 ?)-#\z=6G 设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 ID_#a9N 传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 !B*l'OJw 电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 c1Rn1M,2k 传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 o=]\Jy 传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 5^5hhm4 轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 m;4qs#qCg? 联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 E4QLXx6Wa& 滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 iNCT( N~. 键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 7g7[a/Bts 减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 uh<e-;vU 润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 /:Q 设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 +0l-zd\ 参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 d1qvS@ -F$v`|(O+ %lK/2- 1.拟定传动方案 `GU Gy. b 为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和传动方案,可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 |Cm6RH$( v=1.1m/s;D=350mm; 4{lrtNd~K nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 4JO[yN 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。 1c\KRK4 2.选择电动机 C~-.zQ$ 1)电动机类型和结构形式 $Ph#pM( 按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 VPr`[XPXb 2)电动机容量 oQiRjDLx (1)卷筒轴的输出功率Pw .du2;`[$r F=2800r/min; e>T;'7HSS" Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 <kCOg8<y
: (2)电动机输出功率Pd A\w"!tNM| Pd=Pw/t k>)Uyw$! 传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 8l l}" 式中,t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4查得: e>2KW5. 弹性联轴器 1个 C=Tq/L w t4=0.99; >ZwDcuJ~Lz 滚动轴承 2对 \0veld t2=0.99; 7G+E+A5o& 圆柱齿轮闭式 1对 Al1}Ir t3=0.97; 3}}8ukq V带开式传动 1幅 9RPZj>ezjA t1=0.95; %M,^)lRP 卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 &+]-e;[ t5=0.98; =D&XE*qkZ 则 %-KgR t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 8ZF!}kb0F 故 wEF"'T Pd=Pw/t=3.08/0.8762 [XhG7Ly (3)电动机额定功率Ped Yosfk\D 由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 D>-srzw 3)电动机的转速 ZmDM=qN 为了便于选择电动事,先推算电动机转速的可选范围。由表2-1查得V带传动常用传动比范围2~4,单级圆柱齿轮传动比范围3~6, pkf$%{"e 可选电动机的最小转速 H+
7HD|GE Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min J9/EJ'My 可选电动机的最大转速 - -\eYVh[ Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min jf.WmiDC 同步转速为960r/min ^;sE)L6 选定电动机型号为Y132M1-6。 H0f] Swh0a 4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 =pBr_pGz= 由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 q 2P_37 外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 e>m+@4*sn kni{1Gr 电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm cGyR_8:2cv Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 Pm]lr|Q{I P(UY}oU 大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 Q?bCQZ{-Lh 3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 n/{ pQ&B 1)传动装置总传动比 ?_B'#,tI nm=960r/min; ^-Rqlr,F; i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 o)GesgxFa5 2)分配各级传动比 ~d3|zlh 取V带传动比为 "A*;V i1=3; q|}O-A*wa 则单级圆柱齿轮减速器比为 o!lKP> i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 VU1Wr| 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。 Xf[;^?]X 4.计算传动装置的运动和动力参数 EiDnUL(W7h 1)各轴转速 J|F!$m{ 电动机轴为0轴,减速器高速轴为Ⅰ轴,低速轴为Ⅱ轴,各轴转速为 <MKXFV n0=nm; @?jbah# n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min V,%K"b= n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ::_bEmk icQQLSU5 2)各轴输入功率 1gnLKf c 按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 d)3jkHYEjj P0=Ped=4kw =te4p@ 轴I 的功率 OnH3Ss$ P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw JAM]neKiX 轴II功率 *&tTiv{^ P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw iL!4r]~H 3)各轴转矩 uzI-1@` T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm AV4fN@BX T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm KG4zjQf T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm ;<*%BtD? 二、设计带轮 HRyhq;C 1、计算功率 Z&4L/// P=Ped=4Kw =4sx(< 一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 xLb=^Xjec 查课本表8-10,得KA=1.1; `t\\O 计算功率 ~xv3R Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw g{
;OgS3> 2选择普通V带型号 /6F\]JwU n0 =960r/min 'BUfdb8d 根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 W56VA>ia d1=80~100 4\ |/S@. 3、确定带轮基准直径
.<E7Ey# 表8-11及推荐标准值 H )>3c1 小轮直径 7PuYrJ d1=100mm; #k1IrqUp 大轮直径 t%O)Ti d2=d1*3.5=100*3.5=350mm r,3\32[? 取标准件 Vc6
>i|"-O d2=355mm; aI=Q_}8- 4、验算带速 ;>/yY]F7 验算带速 ^QjkZ^<dD v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s ;at1|E* 在5~25m/s范围内 9KB}?~Nx4 从动轮转速 Z4:^#98c. n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s R+t]]n6# n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s M6 8foeeN 从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 <$pv;]n =-0.0141 $BT[fJ'k 5、V带基准长度和中心距 >$yA
,N 初定中心距 db=S*LUbl 中心距的范围 Q/]o'_[vW amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 'r(g5H1}gi amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm W'=}2Y$]u a0=350mm; jse!EtB: 初算带长 =y(*?TZH Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 l^KCsea# Lc = 1461.2mm $RB
p!7 选定基准长度 DUH DFG 表8-7,表8-8查得 -E3cS Ld=1600mm; uix/O*^ 定中心距 4\nGWi{2 a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm \YFM5l;IU a=420mm; '/OQ[f=K amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm bo@
?`5 amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Q&+)Kp]A 6、验算小带轮包角 4.uaWM)2 验算包角 s&'FaqE =180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a *-(o. !#1 145.2107 >120度 故合格 KT*>OYI 7、求V带根数Z Vy| 4k2 由式(13-15)得 s? Xgo&rS_ 查得 n1=960r/min , d1=120mm Zy.ls&<: 查表13-3 P0=0.95 i~AReJxt7 由式13-9得传动比 0*9xau{( i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ]zCD1*) 查表(13-4)得 pq\N2d D%LYQ
由包角145.21度 W'f"kM 查表13-5得Ka=0.92 "nb.!OG~( KL=0.99 ^nNpT!o z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 }N ).$ 8、作用在带上的压力F ].5q,A] 查表13-1得q=0.10 `u
R`O9)e 故由13-17得单根V带初拉力 ^E Rdf2
$cc]Av4c2 三、轴 =yM%#{t&W 初做轴直径: s$(%?,yf2 轴I和轴II选用45#钢 c=110 r:g_mMvB d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm $-~"G,;F 取d1=28mm ;"ESN)*|i d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm km][QEXs% 由于d2与联轴器联接,且联轴器为标准件,由轴II扭矩,查162页表 %W2U$I5 取YL10YLd10联轴器 T9!NuKfur Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 _uL[
Z 取d2=45mm J .TK<! 四、齿轮 S-ZN}N{,6 1、齿轮强度 1E'PSq 由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 wHQ$xO;vD' 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。 }<@-= 因 , 7fO<=ei: SH1=1.1, SH2=1.1 @V:Y%#% , EY3F9h3xM| , _dz ZS(7M6 因: , ,SF=1.3 ?*yB&(a:8 所以 7:Rt) EE2 -*~
@? :ir3u 2、按齿面接触强度设计 Ycq )$7p 设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 q#Q %p+ 小齿轮上的转矩 HC1<zW[ 按 计算中心距 rFkZ'rp74b u=i=5.333 Iz
j-,a mm k9<UDg_ Y 齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 9wGsHf8] 模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 J~ome7L 确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm s :BW}PM 齿宽b= mvc ;.+ b1=70mm,b2=60mm :8@eon} 3、验算弯曲强度 &7>]# *
齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 Yb_HvP 按式(11-8)轮齿弯曲强度
:TR:tf L-S5@;" %8%|6^, 4、齿轮圆周速度 r\F2X J^ XksI .]tfj 按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 }o7- 3!{L! :@"o.8p `H>&dK|/ Y<(7u`F V_D wHq2 =EM<LjO S5, u| H :A!EjIL`# 五、轴校核: |2n*Ds' MN5}}@ ZI qXkD w+)wrJTtm UBM#~~sM 3D!7,@&>3 3)LS#= 4F0w+wJD UR=s=G| ~*y7%L4B +J;b3UE# V9}\0joM `Npo|.?= ;-Os~81o? +v5f-CBu =54D#,[B :AFU5mR4& QRKP;aYt 圆周力Ft=2T/d1 ss }-YnG 径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Qt{V&Z7 d=mz=2.5*101=252.5mm Pi |Z\j) Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N r(Z?Fs/ Fr=5852.5*tan20=2031.9N Qjnh;uBO 1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 NF4(+E9g 由Fr2*L-Fr*L/2=0 xoj,> [7 D 得Fr2=Fr/2=1015.9N ^>!&]@ KWD{_h{ R 2、求水平平面的支承力 islHtX
VE FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ]+a~/ 517wduj ~,KrL(jC 3、画垂直面弯矩图 MaD| X_g L=40/2+40/2+90+10=140mm }a,ycFt Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm 2Og5e <oT1&C{ Bsg^[~jWJu 4、画水平面弯矩图 e&:%Rr]x MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm I ~YV&12
bc~WJ+ }Rh%bf7, Yy]TU} PY 5、求合成弯矩图 1,$"'lKwt Uf7ACv)Dn _%Xp2`m AY<L8 6、求轴传递转矩 bo<.pK$ T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm E
$\nb]JQ ^q/$a2<4 ntPj9#lf [bX^_ Y P2`F"
Qsq [.xc`CF Hf1b&8&:K ??P\v0E
: *[mvF +_*NY~ LY)Wwl*wc <o3I<ci6 g{sp<w0 ;vPFRiFK 3kUb cm qLxcr/fK U&Atgv -}sMOy` xZ%3e
sp <3N\OV2 ZBx,'ph}4 7、求危险截面的当量弯矩 1R*;U8? 从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 Ei+lVLoC 轴的扭切应力是脉动循环应力 Lk$Mfm5"M 取折合系数a=0.6代入上式可得 mC\<fo-u VyYrL]OrA 8、计算危险截面处轴的直径 TC'SDDX 轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 L>WxAeyu1K 由表13-3查得许用弯曲应力 , e&8Meiv+d 所以 9
;uw3vI% 考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 +lFBH(o]X 故d=1.04*25.4=26.42mm 4Wa$>vz 由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 '-I\G6w9 所以此轴选d=40mm,安全 L[Y$ `e{zd 六、轴承的选择 |Thm5,ao 由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 lB/^ 径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N :@E^oNKa0 工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) ('j'>"1H 因为大修期三年,可更换一次轴承 z(O*DwY# 所以取三年 CK4#ZOiaa 由公式 > QN-K]YLL 式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) edpR x"_ (深沟球轴承系列) %G6x \[, Zs3xoIW7Ai 由附表选6207型轴承 AA ~7"2e 七、键的选择 HpUJ_pZ 选普通平键A型 (;9fkqm%m 由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 $I#~<bW, b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 32anmVnf 由公式 4$N,|bt 所以 =F/ R*5:T 选变通平键,铸铁键 F2Ny=H&G ;Z"Iv 所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 m432,8 K3r 八、减速器附件的选择 :nqDX 1、通气器: Y Kp@n8A 由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 S7cD}yx*[ 2、油面指示器: yU7XX+cB7 选用油标尺,规格M16 ;"9Ks. 3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 F>n_k 4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 <j#IR 5、窥视孔及视孔盖 Vi'7m3& 选用板结构的视孔盖 (~F}O 九、润滑与密封: uP8 cW([ 1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: @{3_7 &pz`gna 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。 7OXRR)]V 2、滚动轴承的润滑 3]'h(C 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。 LSXsq} 3、润滑油的选择 PV=sqLM~ 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 |)O;+e\ L-AN15润滑油 k@n L(2 4、密封方式选取: 9T`YHA'g 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。 ev/)#i#s{ 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 "av/a 设计小结: ^n4aoj 二、课程设计总结 - \ew,y 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。 ) 54cG 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。 KqaEHL qf[J-"o 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。 G2c\"[N1/ l#>A.-R*` 特别感谢—程莉老师。 _wW"Tn] ?G&J_L=@Y 参考资料目录 PIQd=%?' [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; fG.6S"|M [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;
~Z#\f5yv@ [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; UA0(
cK [3]《设计手册软件》,网络上下载; * "?,. [4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn Xo.3OER %^"i\-*|S 1O)m(0tb[ R \y
qM;2 dOgc%(kz Nw=60.0241r/min wb]Z4/j# =G'J@[d{d 6Ol)SQE, %5Elj<eHZ nvodP"iV i5*/ZA_ ,|UwZ_. <<YH4}wZ Ac
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