| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 hq4&<Zr(
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 .Bj WZj
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 lP=,|xFra
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 qKSR5 #
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 rHk(@T.]
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 eP (*.
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 _)@G,E33f@
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 U| yt
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 O0y0'P-rJq
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 46M=R-7=
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 RrLj5 Jq
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ZKW1HL ]m
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ?taC
!{
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 5xT, O
iTevl>p!
Sj)?!
1.拟定传动方案 (4z_2a(Dl,
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 BgN^].z&
v=1.1m/s;D=350mm; ;+DMv5A "
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) Obu 6k[BE.
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。 qAp <OJ
2.选择电动机 l`75 BR
1）电动机类型和结构形式 &n]v
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。 4i SN.nxIZ
2）电动机容量 DmWa!5
（1）卷筒轴的输出功率Pw lB_4 j c
F=2800r/min; Nnn~7
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 "4KyJ;RA*
(2)电动机输出功率Pd UQ hD8Z'I.
Pd=Pw/t -~sW@u)O
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 >q')%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： 'oGMr=gp<&
弹性联轴器 1个 x`2dN/wDhf
t4=0.99; b L.Xb y<Y
滚动轴承 2对 0(C[][a*u
t2=0.99; c.Izm+9k
圆柱齿轮闭式 1对
w@mCQ$
t3=0.97; oGXc u?ft
V带开式传动 1幅 6I mW |%
t1=0.95; ^^V +0 l
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 8\)4wa z$
t5=0.98; !#1UTa
则 l d%#. ~Q
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 >!PM5%G
故 ?y%Mm09
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 <%4pvn8d?&
（3）电动机额定功率Ped Oo!]{[}7
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 F)l1%F Cm
3）电动机的转速 D41. $t[
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， -R$ Q`Xw
可选电动机的最小转速 e MOp}.zt|
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 5s0`T]X-
可选电动机的最大转速 +CQIm!Sp
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min `^g-2~
同步转速为960r/min G=Xas"|
选定电动机型号为Y132M1－6。 ?+c-m+;wj
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 AHa]=ka>
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 u#ocx[
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ieO w&
I]#x0 ?D
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm fTy{ `}>
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 j<?k$ 8H
:p1_ij]ND
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 f'j<v
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 @q|c|X:I
1）传动装置总传动比 ip|l3m$ Mi
nm=960r/min; * P12d
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 So NgDFD
2）分配各级传动比 YyY?<<z%
取V带传动比为 \ 6Y%z
i1=3; 43`Atw`\
则单级圆柱齿轮减速器比为 0LWV. OIIC
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 xM&`>`;^e
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。 Q9g^'a
4．计算传动装置的运动和动力参数 k
c L
+
1）各轴转速 P?=}}DI
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 o3'Za'N.
n0=nm;
4f213h
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min Fp+f ZU
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min pW<l 9W
9KL)5_6 M
2）各轴输入功率 ` b)i;m
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 C7l4X8\w
P0=Ped=4kw ;0dl
轴I 的功率 $ 3Sm?
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 9 b &HqkXX
轴II功率 aqP"Y9l
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw . N5$ s2t
3）各轴转矩 O2~Q(q'
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Jb!s#g
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ZjgfkZAS
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm |x ir93 |
二、设计带轮 AHplvksb
1、计算功率 _]kw |[)
P=Ped=4Kw g|{Ru
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 aslb^
查课本表8－10，得KA=1.1; P9gAt4i
计算功率 p+F>+OQ*
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw |zp}u (N
2选择普通V带型号 AR)A <
n0 =960r/min kI ^Pu
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 1[(/{CClB
d1=80~100 wEix 8Ow*
3、确定带轮基准直径 JF9r[%
表8－11及推荐标准值 XAUHF-"WE
小轮直径 qc/)l~]?g{
d1=100mm; ^B' N\[
大轮直径 jGn2Q L
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm -aM7>YR
取标准件 BK foeN)%
d2=355mm; #PMi6q~Z
4、验算带速 :
UDh{GQ*
验算带速 eq4Yc*|9
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s
`_.(qg
在5~25m/s范围内 u:}yE^8 @
从动轮转速 q} p
(p( N
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s TxmK mZ u
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s b59NMGn
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 }\.Z{h:t
?
=-0.0141 "tU,.U
5、V带基准长度和中心距 Vdb X4^V
初定中心距 kO' NT :
中心距的范围 4nD U-P#f
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm ,Y27uey{wa
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm =R||c
a0=350mm; 6z1>(Za7>
初算带长 a(K ^/BT
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 MMyJAGh
^G
Lc = 1461.2mm aeTVcq
选定基准长度 x| A{|oFC
表8-7,表8-8查得 @l& >C#K\
Ld=1600mm;
}&/_ S
定中心距 $McbVn)~f
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm O`'r:&#W
a=420mm; -hP>;~*4
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm % g=SkQ&d
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm <):= mr7
6、验算小带轮包角 b,-qy JW6
验算包角 E3 a j
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a gP>`DPgb^
145.2107 >120度 故合格 ? VHOh9|AT
7、求V带根数Z oGqbk x
由式（13-15）得 /\UFJ
查得 n1=960r/min , d1=120mm @x/D8HK2
查表13-3 P0=0.95 yxL(mt8
由式13-9得传动比 zr1A4%S"
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 E9v_6d[
查表（13-4）得 76 RFu@k
qBcwM=R3P
由包角145.21度 J4q_}^/2w
查表13-5得Ka=0.92 O" ,*N
KL=0.99 "tg ?V
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 tF~D! t@
8、作用在带上的压力F TCetd#;R
查表13-1得q=0.10 vjO@"2YEw
故由13-17得单根V带初拉力 qI5`:P H%n
0m&W: c
三、轴 NT<vs"<B
初做轴直径： ^mCKRWOP'
轴I和轴II选用45#钢 c=110 G q9pJ
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm \"?5C Hz*
取d1=28mm y-^m
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm Eh/Z4 pz T
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 +:#UU ;W
取YL10YLd10联轴器 oTLpq:9J
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 qfl #ki`,
取d2=45mm KBy *QA
四、齿轮 /m(v5v7(
1、齿轮强度 ;A;FR3=)
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 kr>H,%3~
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。 OCN@P+L3q
因 ， T6fm`uL&L
SH1=1.1， SH2=1.1 }q D0-
， 9 Aq\1QC
， NX9K%J
因： ， ，SF=1.3 RG V}c#
所以 E e 15Y$1
6z ,nt
WHKe\8zWq
2、按齿面接触强度设计 u# ~q86k
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 F%^)oQT+c
小齿轮上的转矩 P QA}_o
按 计算中心距 X>4qL'b:z
u=i=5.333 +/4wioGm
mm 8 a, pDE
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 o2e gNTG
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 # f-pkeaeq
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm UTR`jXCg
齿宽b= 5VhJ*^R`y
b1=70mm,b2=60mm m o
3、验算弯曲强度 )H| cri~D
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 wC`+^>WFo
按式（11-8）轮齿弯曲强度 kYnp$8
$ v0beN6MG
<%GfF![v
4、齿轮圆周速度 X &s"}Hf
d_aHUmI^"
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 9L9qLF5 t
^< wn
^&Wa?
m.
;?. w!|6
nC ( <eL
}(/\ vTn*1
?` T-A\A=
x nvG5
五、轴校核： w~wg [d
jU0E=;1
iWp
6^g
Q]hl+C$d"/
j`:D BO&)\
l _g JC.
y ]D[JX[
Nn='9s9F?}
0I['UL^!F
=>htX(k}
:b`ywSp`
Q.} guI\
X;7h y0Y
iOJ5KXrAO
7r o&Q%
9>9,
)18C(V-x
bZW dd6
圆周力Ft=2T/d1 o1Nfn'!3/>
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 oe<DP7e
d=mz=2.5*101=252.5mm hMnm>
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 3*= _vl3
Fr=5852.5*tan20=2031.9N i !;9A6D
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 <rxtdI"3
由Fr2*L-Fr*L/2=0 )=pa *
得Fr2=Fr/2=1015.9N 6_g:2=6S
}inV)QQ
2、求水平平面的支承力 l KG' KR.
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 7KL@[
53WCF[
s
w{e |
3、画垂直面弯矩图 X m3r)Bm'3
L=40/2+40/2+90＋10=140mm M;9s
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm >Og| *g
OJiwI)a9
'P)c'uqd#
4、画水平面弯矩图 Jq?Fi'2F%
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm M $f6. j
xVk5%
}0, dG4Oo=
b/? )_pg
5、求合成弯矩图 "!ks7 :}v
83J6 3Xa
W*B=j[w
>t{-_4Yv?
6、求轴传递转矩 [k f6bf@
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm %n 6NVi_[
P$Q,t2$ A
}N&? 8s=
vXm'ARj
u+^KP>rM(
b]
0 9qfnQG
-^3uQa<zN^
WLA&K ]
UA|\D]xe
n?;h-KKO:
(D:-p:q.
3N 5@<:2`
F ^Bk @
E J(36h
@lWYc `>}
5'( T*"
H+Aidsn
5mS/,fs@
"j&'R#$&d
S+"Bq:u"
7、求危险截面的当量弯矩 \d*ts(/a*
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 ?GlXxx=eV
轴的扭切应力是脉动循环应力 9c%CCZ
取折合系数a=0.6代入上式可得 5KP \ #Y
pKno~jja
8、计算危险截面处轴的直径 /EG'I{ oC
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 F]t=5
-O<
由表13-3查得许用弯曲应力 ， :d pw r 9)
所以 wqi0%Cu*
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 li,rPUCt
故d=1.04*25.4=26.42mm :%Oz:YxC/
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 684d&\(s
所以此轴选d=40mm,安全 Bgn%d4W;G
六、轴承的选择 q#@r*hl
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 l4dG=x}M]
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N |} .}q
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） @%G?Nht]o
因为大修期三年，可更换一次轴承 "}wO<O6[
所以取三年 ,<Z,- 0S
由公式 ([
-i5
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) ec`re+1r
（深沟球轴承系列） R7U%v"F>`
O@4 J=P=w
由附表选6207型轴承 rwVp}H G
七、键的选择 M9afg$;.xe
选普通平键A型 JXMH7
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 .#-F@0a
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm -jy0Kl/p
由公式 ma+AFCi
所以 ca,W:9#.xn
选变通平键，铸铁键 :o .+<_ &
1]eRragm"
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 N'WC!K.e
八、减速器附件的选择 NPrLM5
1、通气器： 'A^q)hpax
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 pu+Q3NfR
2、油面指示器： SJ<v< B
选用油标尺，规格M16 92t.@!m`
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 !yxqOT-
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ;Xy=;Z.]i
5、窥视孔及视孔盖 dzBP< Xyh
选用板结构的视孔盖 D4,>g )B
九、润滑与密封： pA8As
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： =u ?a P}zc
~!5=o{wy
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 @aZ Tx/
2、滚动轴承的润滑 * 70 ZAo4
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 *<! q@r<d
3、润滑油的选择 W.?/p ~
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 Z i.' V
L-AN15润滑油 g+4y^x(X@1
4、密封方式选取： qSB&Q 0T
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 4|E^
#C
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 a!E22k?((z
设计小结： 4$[o; t>
二、课程设计总结 3_Xu3hNH!
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。 g WGDm~+
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。 No} U[u.O
N
UX |
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。 a
\1QnCy
&.\7='$F
特别感谢—程莉老师。 Leb|YX
E SIP+
参考资料目录 >e>3:~&2
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； =I546($
[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； 8zD>t~N2C
[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； fDf[:A,8
[3]《设计手册软件》，网络上下载； \ agZ D+
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn LW T\1#
nYj rEy)Q
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P2=3.6491Kw 6("_}9ZOc
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T0=39.7917Nm p!UR;xHI\
T1=113.4063Nm P 45Irir
T2=589.5878Nm hXTfmFy{n
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sO .MUj;
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