| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 FU K3)lT
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 73A)lU.
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 bSwWszd~
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 v;#=e$%}MO
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 `?\tUO2_T
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 Nb2Qp
K
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 UnDgu4#R`A
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 +!-~yf#RE
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 F,Xo|jjj
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 x Ha=3n
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 y@bcYOh3
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 _?7#MWe&
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 3 Rg}+[b
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 z!QDTIb
'+'CbWgY
3XiO@jzre
1.拟定传动方案 $v.C0 x
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 Z{IU y
v=1.1m/s;D=350mm; NW|f7
ItX
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) p5=|Y^g !
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。 B
(/U3}w-
2.选择电动机 PMs z`
1）电动机类型和结构形式 +eQ e%U
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。 "o!{5 1!'
2）电动机容量 :Br5a34q
（1）卷筒轴的输出功率Pw gsar[gZ
F=2800r/min; $ZPX]2D4B#
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 $!vxVs9 n
(2)电动机输出功率Pd j83? m
Pd=Pw/t HC {XX>F^
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 mAgF73,3
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： O40+M)e]
弹性联轴器 1个 qpoV]#iW
t4=0.99; 8GPIZh'0 h
滚动轴承 2对 6SJ"Tni8
t2=0.99; _eSd nHWx
圆柱齿轮闭式 1对 ,?UM;^
t3=0.97; i[C~5}%
V带开式传动 1幅 S&O3HC
t1=0.95; 1L7{p>;-dO
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 DVZdClAL
t5=0.98; yn
AB
则 {>3\ N0e5
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 o!TQk{0
故 e;bYaM4 UX
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ( w (
（3）电动机额定功率Ped _R|Ify#J
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 <mA'X V,
3）电动机的转速 RT /o$$
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， f8 /'%$N
可选电动机的最小转速 D(W,yq~7uY
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 4nfu6Dq
可选电动机的最大转速 +.B<Hd
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min @K223?c8l
同步转速为960r/min cHA7Kg !
选定电动机型号为Y132M1－6。 ->z54 T
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 PupM/?57
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 6dH }]~a
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 mM.*b@d-
k;PAh>8
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm KAA-G2%M
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 j!~l,::$"X
uf<@ruN
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 ~\p]~qQ\K
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 $\o {_?}1
1）传动装置总传动比
@4d)R
nm=960r/min; zIC;7 5#
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 UEs7''6RM
2）分配各级传动比 "@@I!RwA
取V带传动比为 YG:3Fhx0~
i1=3; ,&PE6h n
则单级圆柱齿轮减速器比为 ?PA$Ur21lw
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 x_=n-lAF
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。 O-]mebTvw
4．计算传动装置的运动和动力参数 C fEmT8sa
1）各轴转速 Q'l^9Bz
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 (Y BMsh
n0=nm; vzzE-(\\e
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min !?f 5>Bl
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min C`=p + 2I]
j hY ToMq
2）各轴输入功率 pA.J@,>`}
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 $C TSnlPq
P0=Ped=4kw
j1?j6s
轴I 的功率 cUqn<Z<n
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw \} 6;Kf}\
轴II功率 M wb/jTp
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw c0c|z
Ym
3）各轴转矩 d\MLOXnLq;
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm WH ?}~u9
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm K/ m3
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm h'J|K^na
二、设计带轮 LZPuDf~/
1、计算功率 -aRU]kIf
P=Ped=4Kw &uP~rEJl+
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 7*j
(*
查课本表8－10，得KA=1.1; rqv))Zo`
计算功率 6-`|:[Q~
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw HS'Vi9
2选择普通V带型号 -yxOBq
n0 =960r/min 4%WzIzRb
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 tqAd$:L
d1=80~100 s?8<50s
3、确定带轮基准直径 4=uhh
表8－11及推荐标准值 &<zd.~N"
小轮直径 $ VAx:Y|
d1=100mm; 0![
+Q4"
大轮直径 T|&[7%F3"
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm f)]%.>
取标准件 h%WE=\,Qp
d2=355mm; 5<I
4、验算带速 wB'zuPAK6
验算带速 `[o)<<}
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s ) 9,
在5~25m/s范围内 %B.D^]S1:
从动轮转速 Va Z!.#(P
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s f}guv~K
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s Y_`- 9'&
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Y`+=p@2O2o
=-0.0141 'mI'dG
5、V带基准长度和中心距 [m^+,%m5]
初定中心距 j4=(H:c~E
中心距的范围 Pxn,Qw*
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm sL E #q+W
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm
2VW}9O
a0=350mm; Q{e\}wN
初算带长 kyR*D1N&)
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 I ZQHu h
Lc = 1461.2mm FP[!BUOf"
选定基准长度 E .1J 2Ne
表8-7,表8-8查得 a^ ,( v
Ld=1600mm; 5s(1[ (
定中心距 ;lYHQQd!,
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm u!1{Vt87
a=420mm; j*xV!DqC
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm Ym;*Y !~[
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 8H[:>;S I
6、验算小带轮包角 z;@*r}H
验算包角 y
q tKy
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a -i- ? .:
145.2107 >120度 故合格 \EseGgd21
7、求V带根数Z 0!v ->Dk
由式（13-15）得 H@]MXP[_
查得 n1=960r/min , d1=120mm )O:0 ]=#))
查表13-3 P0=0.95 "RIZV
由式13-9得传动比 phO;c;y}
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 zbJT&@z
查表（13-4）得 g^zs,4pPU<
!! Z?[rj
由包角145.21度 O12eH
查表13-5得Ka=0.92 yCCrK@{oo
KL=0.99 vloF::1
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 )8g(:`w
8、作用在带上的压力F FLEo*9u>b
查表13-1得q=0.10 /dnCwFXf
故由13-17得单根V带初拉力 }1IpON
1;VHM'
三、轴 hMtf.3S7c
初做轴直径： Sp@-p9#
轴I和轴II选用45#钢 c=110 ;;&}5jcV
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm sVex
(X
取d1=28mm k{t`|BnPKB
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm m.,U:>
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 ID/ F
取YL10YLd10联轴器 [=~ pe|8:
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 $ImrOf^qt
取d2=45mm Y))NK'B5
四、齿轮 / *0K92NB
1、齿轮强度 Bj7gQ%>H4
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 %D * OO{
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。 X1~1&:V,<
因 ， 4[N^>qt =
SH1=1.1， SH2=1.1 Ci rZ+o
， GgKEP,O
， 5ZBK Ru
因： ， ，SF=1.3 oY, %Iq
所以 i~r l o ^
kZ"BBJ6w
d ^`?ed\1
2、按齿面接触强度设计 +@r*}
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 ({o'd=nO
小齿轮上的转矩 p) +k=b
按 计算中心距 J`2"KzR0w"
u=i=5.333 !F?XLekTi
mm Z@r.pRr'
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 W 5R\Q,x6
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 j)q\9#sI/(
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 2it?$8#i
齿宽b= )+fh-Ui
b1=70mm,b2=60mm cv`~y'?D
3、验算弯曲强度 X]'7Ov
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 A<y nIs<
按式（11-8）轮齿弯曲强度 M'/aZ#
b
TiH) 5
B/n[m@O
4、齿轮圆周速度 $kQ~d8 O
{^N[("`
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 ~ar=P mYV7
KZeQ47|
$.bBFWk
h\'n**f_x
4
uQT5
ZzX~&95G
."Y
e\>k
/Ju;MeE9
五、轴校核： x|vqNZ\F
|n] d34E
nWHa .H#
T' ~! 9Q
J4 \ qEO
Sr?# S
C$5[X7'
z0do;_x]E
!Xph_SQ!B=
&
j+oJasI
wKsT7c'
$r3i2N-I
7>~5jYP
&e8s65`
:Q@&5!]>d
/g4f`$a
/Js7`r=Rx
9rA=pH%<>B
圆周力Ft=2T/d1 _H/8_[xk
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Tq~=TSD
d=mz=2.5*101=252.5mm -uy `!A
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N pn^ d]rou?
Fr=5852.5*tan20=2031.9N R`~z0 d.
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 ;"m ,:5%
由Fr2*L-Fr*L/2=0 pt}X>ph{
得Fr2=Fr/2=1015.9N EE W_gFn
10U9ZC
2、求水平平面的支承力 QMpoa5ZQG
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 9*(aU z9j
E)fglYWs2
v 7x:dcV
3、画垂直面弯矩图 AoI /n4T^
L=40/2+40/2+90＋10=140mm }:~x7|~s:
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ,11H.E
Z
*VZ5B<I c
,1"KHv
4、画水平面弯矩图 NSDv ;|f
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 0p\@!Z H
~((w?Yy"v
wg]j+r@
t0T"@t# c
5、求合成弯矩图 ,c)uX#1
,9o"43D:a|
v7`HQvQEz=
;/rX Qe1
6、求轴传递转矩 r'*}TM'8
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 5>\/[I/!
Zc`BiLzrIG
M )2`+/4
k'5?M
v3jg~ "!
n= u &uqA*
s K5r$Dbr
Q(oN/y3,
O~^ "
Sh8"F@P8
1cD ! :[
'4#}e[e
K]0JC/R6(@
W0]gLw9*
V:c;-)(
)}?#
M L>[^F
= {xE!"
uPl\I6k
D'Y-6W3
O|M{-)
7、求危险截面的当量弯矩 SrK) t.oK
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 k>g _Z`%<
轴的扭切应力是脉动循环应力 O6G0
取折合系数a=0.6代入上式可得 hs$GN]
I]EbodAyZ,
8、计算危险截面处轴的直径 HEM9E&rL
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 aiu5}%U
由表13-3查得许用弯曲应力 ， E`uY1B[c
所以 E }nH1
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 Kiu_JzD
故d=1.04*25.4=26.42mm 9uA>N
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 EpX&R,Rxk
所以此轴选d=40mm,安全 cbT7C G
六、轴承的选择 ,~]tg77
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 pv Gf\pu
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N "*srx]
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） K$E3QVa
因为大修期三年，可更换一次轴承 q;][5
所以取三年 L$E{ycn
由公式 Z
Z:}AQ
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) +yD`3`
E
（深沟球轴承系列） $NZ-{d Y{
?I~()]k5
由附表选6207型轴承 6U R2IxbE
七、键的选择 n+A?"`6*#
选普通平键A型 YLzx<~E4a
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 wlqpn(XR
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm &b%zQ4%d-`
由公式 U_n9]Z
所以 `u
teg=
选变通平键，铸铁键 !~rY1T~
9|gr0&#~j
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 mSb# Nn6W
八、减速器附件的选择 "q.\>M Cv
1、通气器： h _+dT
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 E4~<V=2l
2、油面指示器： e3nYbWBy]
选用油标尺，规格M16 8)10o,#L
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 6& !PmKFO.
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 9{5& ^RbCp
5、窥视孔及视孔盖 2;D uHO1
选用板结构的视孔盖 < v@9#c
九、润滑与密封： |n,<1QY
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： Z: sg}
4hTMbS_;
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。 )W;o<:x3
2、滚动轴承的润滑 V4'YWdTi
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。 rPLm5ni
3、润滑油的选择 (2^gVz=j
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 Y STv\y
L-AN15润滑油 "2) H'<
4、密封方式选取： ~nh:s|l6%M
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。 <FcG
oGK
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 '+?"iVVo
设计小结： %}Ss,XJ
二、课程设计总结 0 Tx{3#
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。 1+jAz`nA:T
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。 Of[XKFn_
odjT:Vr
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。 d(: 8M
J Nt^ (z
特别感谢—程莉老师。 S~;4*7+?:
X[&Wkr8x '
参考资料目录 UQ C=g
[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； #t: S.A@
[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； N343qU
[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； -- %N8L;e
[3]《设计手册软件》，网络上下载； $_o-~F2i5
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn \KQ71yqY
ZjQ
|Wx
A P7Yuv`
Rv$[)`&T
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Nw=60.0241r/min G IT> L
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T1=113.4063Nm S {;sUGcu
T2=589.5878Nm k 8UO9r[
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