| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 Q_*_?yf
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 ,O=a*%0rt
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ocwG7J\W
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 !=Y;h[J.p
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 mIZwAKo
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 y#ON|c
/
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 oC*ees
g_
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 %k f>&b,Mi
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 ~>G]_H]?
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 WV ;=@ v
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 [ {[N( g&d
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 W:&R~R
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 wbbqt0un
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 x9>\(-uU
G tv,Izt
pvWau1ArNq
1.拟定传动方案 OQ/<-+<w
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 @54*.q$
v=1.1m/s;D=350mm; *E>.)B i
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ofc.zwH
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。 U3;aLQ*
2.选择电动机 -P=g3Q i
1）电动机类型和结构形式 `Y?t@dd
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。 TmRx KrRs
2）电动机容量 n_[i0x7#
（1）卷筒轴的输出功率Pw ,cTgR78'
F=2800r/min; Ob +9W
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 x
FJg
(2)电动机输出功率Pd .r|*Ch#;P
Pd=Pw/t ]rd/;kg.S
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5
V+MK'<#B
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： \L!uHAE2a
弹性联轴器 1个 `%K`gYhG1
t4=0.99; m/&i9A
滚动轴承 2对 :LJ7ru2
t2=0.99; <~Q i67I
圆柱齿轮闭式 1对 -xmf'c9P
t3=0.97; '3tw<k!1{.
V带开式传动 1幅 Gu(lI ~
t1=0.95; AG" l1wz
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 W+>wu%[L
t5=0.98; j28 _Hh T
则 OTvROJP
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 Ry;$^.7%
故 Rz <OF^Iy
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 V*n==Nb5L
（3）电动机额定功率Ped s PYX~G&T
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 <zfe }0
3）电动机的转速 Eyh| a. )-
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， #mc!Wt 10
可选电动机的最小转速 }Ag|gF!_
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 'E]A.3-Mt
可选电动机的最大转速 ND]S(C"?
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min O;XG^s@5
同步转速为960r/min /F [+13C
选定电动机型号为Y132M1－6。 ,cHU) j
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 K!{5 [G
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 W*T{,M@Y
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 {XY3Xo
SBKeb|H8
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ?qH F}k|
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 97~K!'/^+y
:x eLt;
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 <bmLy_":
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 q=c/B(II!
1）传动装置总传动比 a0_(eO -S
nm=960r/min; s${_K* g6
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 T-L5zu
2）分配各级传动比 |"k&fkS$
取V带传动比为 ]
pPz@@xx
i1=3; B!,yfTk]
则单级圆柱齿轮减速器比为 :X>DkRP
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 <)#kq1b?
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。 ym%s lg
4．计算传动装置的运动和动力参数 $C_M&O}
1）各轴转速 ?C;JJ#Ho
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 rg& +
n0=nm; \2DE ==M)P
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min g'lT
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min E20&hc5 8
\KM|f9 -b
2）各轴输入功率 xfHyC'?
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 &TT":FPR
P0=Ped=4kw }=@zj6AC
轴I 的功率 !oMt_k X
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw X ,
Z eD
轴II功率 tHI *,
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw D s -`
3）各轴转矩 =MS u3<y,
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Z;<ep@gy~
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 7kz- V.
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm pCt}66k}
二、设计带轮 P^I Y:
-s
1、计算功率 sbla`6Fb
P=Ped=4Kw 0=[0| `x
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 Q=+8/b
查课本表8－10，得KA=1.1; J?jeYW
计算功率 @ >O&Cpt
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw \i Z1W
2选择普通V带型号 6E+=Xi
n0 =960r/min .hN3`>* V
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 4
X` ^{~
d1=80~100 JSjYC0e
3、确定带轮基准直径 9~Xg#{
表8－11及推荐标准值 ?)cJZ>$!w
小轮直径 .c R*P<3O
d1=100mm; (!n-Age
大轮直径 N$Hqa^!'T
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ryEvm WYu
取标准件 3
jh|y,
d2=355mm; D4 4I"TgqD
4、验算带速 ^Kw(& v
验算带速 ;D&wh
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 4 (m3c< 'P
在5~25m/s范围内 ` u=<c
从动轮转速 %HEmi;
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s F*<Ws;j
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s |Ow$n
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 l$`G:% qHj
=-0.0141 r5)f82 pQ
5、V带基准长度和中心距 m|dF 3 0~A
初定中心距 Wf1-" Q
中心距的范围 0*{p Oe/u
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm >@Khm"/T
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm yS"0/Rm}
a0=350mm; a}D&$yz2
初算带长 y Hw!#gWM
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 }rxFS
<j
Lc = 1461.2mm S A3Y:(
选定基准长度 4` 0;^K.
表8-7,表8-8查得 f[M"EMy
Ld=1600mm; ST4(|K
定中心距 $y4M#yv
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm HjPH
a=420mm; *<3iE eO/R
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm nP)-Y#`~7
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm mg/]4)SF
6、验算小带轮包角 _ ^3@PM>
验算包角 _Fvsi3d/
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a Sl~ C0eO
145.2107 >120度 故合格 [r~~=b7*[
7、求V带根数Z )XZ,bz*jn
由式（13-15）得 :O#gJob-%s
查得 n1=960r/min , d1=120mm P#9-bYNU
查表13-3 P0=0.95 Es,0'\m&
由式13-9得传动比 Xa\]ua_
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 Cj=J;^vf
查表（13-4）得 N>T=L0`
y7
<(,uT
由包角145.21度 <sF!]R&4
查表13-5得Ka=0.92 l?N`V2SuR
KL=0.99 ],# ZPUn
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 ri;r7Y9V9`
8、作用在带上的压力F /3;=xZq
查表13-1得q=0.10 M, Po54u
故由13-17得单根V带初拉力 |O^V)b Zmx
w7 [0
三、轴 kfIbgya
初做轴直径： t"FRLC
轴I和轴II选用45#钢 c=110 wf^cyCR0
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm yl|R:/2V
取d1=28mm ,9+nfj
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm <C2c" =b
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 5"] aZMua
取YL10YLd10联轴器 |HT)/UZ|
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 @V*au:
取d2=45mm sV;qpD XX
四、齿轮 !vi4*
@:
1、齿轮强度 &s_}u%iC
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 `jt(DK B+J
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。 ]oo|o1H87
因 ， IrUpExJ
SH1=1.1， SH2=1.1 .j y)>"h0
， <: H
， -1dI Zy
因： ， ，SF=1.3 [ )B@
所以 sVNo\
c l q
<$-
1j8 /4:
2、按齿面接触强度设计 thR|h+B
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 1"N/ZK F-x
小齿轮上的转矩 F12S(5Z0%
按 计算中心距 B&to&|jf
u=i=5.333 15RI(BN
mm !;6W!%t.|
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 *
N2#{eF&]
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 &FT5w T
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ;g!xQvcR
齿宽b= q
oKQEG 2
b1=70mm,b2=60mm 1j_aH#Fz:
3、验算弯曲强度 m3 x!*9h
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 t>fA!K%{
按式（11-8）轮齿弯曲强度 })Ix . !p
9} IVNZc
ajg7xF{l)
4、齿轮圆周速度 !:R^}pMhIk
jKe$&.q@
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 m(Pz7U.Q
:C}KI)
U<#$w{d:
=+kvL2nx-
pO@k@J Z
T(t
<Ay?c
exGhk t~
F=' jmiVJ
五、轴校核： c=uBT K*
_oYA;O
`*. r'k2R
VhJyWH%(
woC
FN1W
10a=Y G
W_Ws3L1;N
OdtbVF~
BHiw!S<
6jQ&dN{=qB
o)$Q] N##
o%9Ua9|RR
;RTrRh0v
BdRE*9.0
R
oF
]y$V/Ij=qK
>8.v.; `
1GyA QHx,
圆周力Ft=2T/d1 fS'k;r*r
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 h<!khWFS
d=mz=2.5*101=252.5mm V8| q"UX
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N vi()1LS/!
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 0|*UeM
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 HCn ]#
由Fr2*L-Fr*L/2=0 Eze DShN=J
得Fr2=Fr/2=1015.9N C$]%1<-Iv]
K[3D{ =
2、求水平平面的支承力 d%[`=fs]|m
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N bo?3E +B
v;NZ"1=_
F"HI>t)>
3、画垂直面弯矩图 Xk$l-Zfse
L=40/2+40/2+90＋10=140mm ,EGD8$RA]
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm )b:~kuHi
V+@%(x@D_
8=zM~v)
4、画水平面弯矩图 %I2xK.8 =
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm Ty,)mx){)
}G:uzud10
"gl:4| i '
JWm^RQ
5、求合成弯矩图 Rs( CrB/M
<PuB3PEvV
s poWdRM2
E?c{02f u
6、求轴传递转矩 h1 UlLy 8
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm c#4L*$ViF
+e3WwUx
IP4b[|ef
*Yk8Mj^_h
%J A&O
& 4I q m(
lN`_0
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q MT.7n:
U(&nh ?
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E( 4lu%
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-L4G WJ~.-
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Ev |{~U
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X!A]V:8dk
c PBy(5^
R_*D7|v
7、求危险截面的当量弯矩 7[.Q.3FL
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 ?e|:6a+[f
轴的扭切应力是脉动循环应力 E<G@LT
取折合系数a=0.6代入上式可得 cZX&itVc:
xS \QKnG.
8、计算危险截面处轴的直径 w5/ X {
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 kpr eTeA]
由表13-3查得许用弯曲应力 ， {s^ryv_}
所以 $ ^D(%
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 HtXBaIl\
故d=1.04*25.4=26.42mm 5Z1Do^
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 VOK$;s'9}
所以此轴选d=40mm,安全 mW(_FS2%,
六、轴承的选择 ]Q_G /e
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 0}7Rm>
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N sluZ-,zE
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） .yh2ttf<gB
因为大修期三年，可更换一次轴承 Nb9V/2c;V
所以取三年 > FcA ,
由公式 D.Cs nfJ
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) 2?7hUaHX
（深沟球轴承系列） pz6-
hi7
1eyyu!
由附表选6207型轴承 <[f2ZS6
七、键的选择 eHyuO)(xH1
选普通平键A型 T2PFE4+Dp
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 3R[J,go
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm e^Wv*OD'
由公式 d*:qFq_
所以 f I-"8f0_
选变通平键，铸铁键 CZ%"Pqy&1L
1Y"qQp
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 H_f2:Za
八、减速器附件的选择 x 4A~MuGU
1、通气器： ?,e:c XhE2
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 _ ,1kcD u
2、油面指示器： i -vJ&}}
选用油标尺，规格M16 n ~i4yn=
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 `*9FKs
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 R M+K":p
5、窥视孔及视孔盖 5*za]
选用板结构的视孔盖 C^: &3,
九、润滑与密封： R/xCS.yl}
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： k*6eZ 7
b/}0
&VXo
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 #_sVB~sn@
2、滚动轴承的润滑 aYCzb7
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 kL2 sJX+
3、润滑油的选择 ~e~Mx=FT0
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 'wq:F?viF
L-AN15润滑油 F(fr,m3
4、密封方式选取： a2_IF,p*?
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 oOSyO D
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 4n )Mx*{
设计小结： Y6;9j= [
二、课程设计总结 ZGvNEjff
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 qc"/T16M]
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 KCT"a :\
3o/ a8
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 TmAb!
Y|F
9TS=>
特别感谢—程莉老师。 rX}==`#\
(\Zo"x;(
参考资料目录 1c~ # ]6[
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； MdjMTe s
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； +%$V?y
(
[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； HD|)D5wH|
[3]《设计手册软件》，网络上下载； LB+=?Mz V
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn 1/J*ki+?
/UyE- "S
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T1=113.4063Nm R[(,wY_1
T2=589.5878Nm xl3U
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输送带速度 V=1.1 m/s oB&s 2~
滚筒直径 D=350 mm @ J!)o d
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