| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 `U {o:
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 - XE79 fQ
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 n.2E8m/
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 iYO
wB'z
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 5uQv
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 t 3(%UB
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 >u BV
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 K$MJ# Zx^
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 lH#@^i|G
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 Fpj6Atk
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 OoAr%
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Nw9 -pQ
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 |1dEs,z\
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 WmT}t
8w{#R{w
eh({K;>
1.拟定传动方案 hRuo,FS#:
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 s=^r/Sz902
v=1.1m/s;D=350mm; BiHiVhD_
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 4
|:Q1
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 "!%w9
2.选择电动机 4i+PiD:H
1）电动机类型和结构形式 }@ O| RkY
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 0[Xt,~
2）电动机容量 L|]w3}ZT@
（1）卷筒轴的输出功率Pw (ybtXoQs
F=2800r/min; ?)Czl4J
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 .o i}S G
(2)电动机输出功率Pd Uy$U8b-ov
Pd=Pw/t )Dk0V!%N
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 Z ,|1G6f@
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： U}RS *7`
弹性联轴器 1个 WuP([8
t4=0.99; M5cOz|j/*R
滚动轴承 2对 zCBtD_@
t2=0.99; J'G`=m"-'
圆柱齿轮闭式 1对 7"a`-] Ap
t3=0.97; !^>LOH>j
V带开式传动 1幅 ,E*a$cCw
t1=0.95; 1WUFk ?p
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 9I`Mm}v@
t5=0.98; xY\*L:TwW
则 E]u'MX
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 O]Ry3j
故 F(K H-
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 .q_uJ_qu-
（3）电动机额定功率Ped s{"`=dKT
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 }Ll3AR7\
3）电动机的转速 lry& )G=5
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， rx }ujjx
可选电动机的最小转速 D<_, >{$gW
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min ;G4HMtL
可选电动机的最大转速 7/^TwNsv
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min [/+dHW|
同步转速为960r/min JL.yd H79
选定电动机型号为Y132M1－6。 "x:)$@
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 A<YZ BR_
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 a! 0?L0_W&
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 48 ~m=mI
A 5.'h<
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm k[r./xEv+t
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ^O$[Y9~*
`G ;Lz^
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 w}U5dM`
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 (v'lb!j^#
1）传动装置总传动比 H%01&u
nm=960r/min; =|6^)lt$
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 PO%yWns30o
2）分配各级传动比 ziLr }/tg
取V带传动比为 3h D2C'KD
i1=3; U&w 5&W{F}
则单级圆柱齿轮减速器比为 6XOpB^@
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 -9H!j4]T?
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。 $^NWzc
4．计算传动装置的运动和动力参数 AG$-U2ap
1）各轴转速 ltr;pc*)
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 rd"]@ ~v1
n0=nm; LKqog%,c
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 3|83Jnh
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 8Snq75Q<
(!>g8=`"
2）各轴输入功率 eX
l%Qs#Y
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 ]:E! i^C`Z
P0=Ped=4kw #hE3~+ i
轴I 的功率 #nc@!+
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw -YRL> ]1
轴II功率 (;2J(GZ:$U
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw soqNzdTB2
3）各轴转矩 T 24#gF~
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 2;?wN`}5g=
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm S!I <m&Cgc
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm IjB*myN.
二、设计带轮 o wpJ7S1~
1、计算功率 L 1Cn
P=Ped=4Kw !{] v='
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 vn%U;}
查课本表8－10，得KA=1.1; XM@- Y&c$A
计算功率 F&L? J_=
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw bJ,=yB+0
2选择普通V带型号 y8~)/)l&
n0 =960r/min zIY r0k*%
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 Acq>M^E3
d1=80~100 WH*=81)zp
3、确定带轮基准直径 dVmAMQk.g
表8－11及推荐标准值 _@~kYz
小轮直径 #g`cih=QL
d1=100mm; ]g-qWSKU
大轮直径 qi KtR
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 6m{$rBR
取标准件 Q!+{MsZ
d2=355mm; w`#0
Y9O
4、验算带速 kJ< Xq
验算带速 norc!?L
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s iB`WXU
在5~25m/s范围内 w6In{uO-Z
从动轮转速 KlqJ EtO_
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s zS"zb
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s :V-}Sde
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 p|9ECdU>;
=-0.0141 U` nS` p
5、V带基准长度和中心距 E=_B@VJknW
初定中心距 v"( '_!
中心距的范围 d>"$^${
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 8.%a "sxr
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm +u iH0iGS
a0=350mm; 7F9g:r/^
初算带长 6!Ji>h.Ak
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 X3=Jp'p$h
Lc = 1461.2mm J gv>$u
选定基准长度 e}O -I
表8-7,表8-8查得 m6Cd^'J9^
Ld=1600mm; w4MMo
定中心距 0)Xue9AS
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm ; 7v7V
a=420mm; rIWN!@.J
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm *DI:MBJY
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm = jv$ 1
6、验算小带轮包角 KsU&<eQ
验算包角 D*r Zaqy
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ![hhPYmV
145.2107 >120度 故合格 KRR^?
7、求V带根数Z t5v)6|
由式（13-15）得 AFB 7 s z
查得 n1=960r/min , d1=120mm -0IFPL8
查表13-3 P0=0.95 W;g+ R-
由式13-9得传动比 +xdFk c
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ABe^]HlH
查表（13-4）得 TNT"2FoBd
2c`=S5
由包角145.21度 #.L0]Uqcp
查表13-5得Ka=0.92 2gR_1*|
KL=0.99 + ET
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 CU ^3L|f2N
8、作用在带上的压力F EC!Cv;'
查表13-1得q=0.10 =? *" V-l
故由13-17得单根V带初拉力 -L50kk>h
#~-&&S4a.J
三、轴 Wu;|(2I
初做轴直径：
D6!+
轴I和轴II选用45#钢 c=110 wOkJ:k
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm [W;dguh
取d1=28mm R^kv!x;h
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm ggsi`Z{j?
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 xI\s9_"Qy
取YL10YLd10联轴器 TvG:T {jwy
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ! E#.WX
取d2=45mm 4bi\$
四、齿轮 (tLQX~Ur
1、齿轮强度 '{k Nbx 51
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 $AhX@|?z
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。 N\e@$1
因 ， NITx;iC
SH1=1.1， SH2=1.1 $M< 4Bqr
， >N1]h'q>
， e^_@^(||!6
因： ， ，SF=1.3 p#BvlS=D
所以
7-g4S]r<
GJ_)Cl+5E
f\r4[gU@
2、按齿面接触强度设计 Y"rV[oe
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 )j|y.[
小齿轮上的转矩 ugPI1'f
按 计算中心距 T*~)9o
u=i=5.333 VEKITBs
mm w >BFg b?
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 Q~!hr0
ZR
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 $#W6z:
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm NWN )b&}
齿宽b= 7kpW 1tjY
b1=70mm,b2=60mm "{"2h>o#D}
3、验算弯曲强度 _`[6jhNa!
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 nGgc~E$j
按式（11-8）轮齿弯曲强度 >683 4e
)&!@O$RS8(
Cj\+u\U#
4、齿轮圆周速度 v+bjC
.p~;U|h"
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 = >%%]0
F tDA k?
|aJ6363f.
@W- f{V
(jFE{M$-
^Es)?>eah
x i,wL0{
arL&^]JnZ,
五、轴校核： ?yeC
j1X
IqKXFORiNI
[IA==B7
7lPk~0
J lGD.!`
;*H~Yb0
=u"|qD
# h|< >
K"$ky,tU
n(S-F g
$KHD S:&
< r3n?w8
m 48Y1 '4
<y O9j
=Fl4tY#X
!$# 4D&T
FY*0gp
Dy@NgHe
圆周力Ft=2T/d1 3 h4"Rv=,
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 'p]qN;`'O$
d=mz=2.5*101=252.5mm EQO7 :vb
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N P"@^'yR5WK
Fr=5852.5*tan20=2031.9N O G}&%NgH
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Y
@&nW
由Fr2*L-Fr*L/2=0 x[6 Bc
得Fr2=Fr/2=1015.9N 8}T3Fig,q
x:lf=D lA
2、求水平平面的支承力 &2pM3re/f
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ?7a[ | -
kcUt!PL
h1)\.F4G
3、画垂直面弯矩图 b"bj|qF~E
L=40/2+40/2+90＋10=140mm XX6)(
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm OAOmd
4
t }l<#X5
SX;IUvVE5
4、画水平面弯矩图 vb!KuI!:p
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm CFxs`C^
k"zHrn"$
Q NE aj\
kICYP y
5、求合成弯矩图 8, ^UQ5x
r'?&VS-Cj
kk#d-!
$[
bNgcZ
V.
6、求轴传递转矩 =&GV\ ju
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ABGL9;.8
O0RQ}~$'m
5 ]JXXdt
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St<\qC
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X3vrD{uNU
3{z }[@N
3:S "!F
[ ]NAV
&#.&xc2sRZ
7、求危险截面的当量弯矩 _G`aI*rKsy
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 5/<Y,eZ/
轴的扭切应力是脉动循环应力 UPsh Y
取折合系数a=0.6代入上式可得 M Cz3RZ K
@ *dA<N.9
8、计算危险截面处轴的直径 _35?z"0
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 V-57BKeDz
由表13-3查得许用弯曲应力 ， nS#;<p$\
所以 N]~q@x;<)3
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 xk9]jQ7
故d=1.04*25.4=26.42mm {S c1! 2q
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 Sw ~<W%! ?
所以此轴选d=40mm,安全 3:RZ@~ u=
六、轴承的选择 3.Qwn.
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 @EvnV.
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N #PGExN3e
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） EP
@=i
因为大修期三年，可更换一次轴承 <JlKtR&nSo
所以取三年 X$<?:f-
由公式 }v{F 9dv
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) y g7z?AZ
（深沟球轴承系列） &E~7ty'
hH~Z hB
由附表选6207型轴承 4YJs4CB
七、键的选择 @eul~%B{X
选普通平键A型 Sc(2c.HO*
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 '
x|B'
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm RV~w+%f
由公式 I]h+24 _S
所以 DvGtO)5._
选变通平键，铸铁键 ,}<v: !
=+u$ZZ0+]o
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 8K$:9+OY
八、减速器附件的选择 +]
uY
1、通气器： 7be?=c)+"
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 [@(zGb8
2、油面指示器： ky*-_
选用油标尺，规格M16 kZ2+=/DYN
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 rv^j&X+EH
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ){/y -ixH
5、窥视孔及视孔盖 dW91nTQ:
选用板结构的视孔盖 6w5 4+n
九、润滑与密封： JprZ6
>
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#0z #M`
mu*wX'.'
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。 aJ2-BRn
2、滚动轴承的润滑 FQ[::*-
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。 1m&(3% #{
3、润滑油的选择 4Hu .o 7
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 Tf+B<B:
L-AN15润滑油 3) =$BSC%
4、密封方式选取： U7Ps2~x3
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 <yeG0`}t
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 {8E
hC/=
设计小结： ")TI,a `
二、课程设计总结 t4nAy)I)P
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 #<) u%)`
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 y NO5h] o
Yx,
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 g B?#T
hhwV )Z
特别感谢—程莉老师。 H4)){ \
;i1H {hB
参考资料目录 z d+8fP/UB
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； |n0 )s% 8`
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； l( "_JI
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； -O{Af
[3]《设计手册软件》，网络上下载； J)66\h=
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn }F-W OQ
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n0=960r/min xj~5/)XX|X
n1=320r/min *J&XM[t
n2=60.0241r/min ~OO&%\$k
^W+q!pYM9+
O+ ~.p
#&a-m,Y$sx
b q{":[a
P0=4Kw _7Z|=)
Pi7vuOJr8
P1=3.8Kw vs}_1o
s_xWvx8?4.
P2=3.6491Kw (lBgW z
AdMA|!|:hc
MdM^!sk&`
T0=39.7917Nm oju)8H1o#
T1=113.4063Nm /<,LM 8n
T2=589.5878Nm uH 1%diL^
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输送带速度 V=1.1 m/s b>;>*'e
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