| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 iO 7s zi
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 +7r?vo1
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 `+@r0:G&v
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 - @t L]]
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 v;d3uunqv
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 C#P7@ JE
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 [E9)Da_)i
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 JdX!#\O
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 (1)b> 6
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 o':K4r;
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 rs,:pU
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 *.!532 7
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 |N:kf&]b
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 p%IVWeZnx
w QojmmQ
Nh1,
w
1.拟定传动方案 "89L ^I
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 3V3 q
vd
v=1.1m/s;D=350mm; O}X @QG2_
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) >Y;[+#H[
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。 '}E"M db
2.选择电动机 ,soXX_Y>
1）电动机类型和结构形式 -gpHg
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。 <"nF`'olV
2）电动机容量 ~LJt lJ
0
（1）卷筒轴的输出功率Pw Vs(D(d,
F=2800r/min; 8?h&FbmB
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 jm,:jkr
(2)电动机输出功率Pd F **/T
Pd=Pw/t `Db%:l^e
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 &;%, Axc
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： '%*/iH6<U{
弹性联轴器 1个 D{^CJ :n
t4=0.99; .5iXOS0
G
滚动轴承 2对 G4G<Ow)`
t2=0.99; +q] kpkG!
圆柱齿轮闭式 1对 s"(F({J
t3=0.97; O ;m [
V带开式传动 1幅 9XX:_9|I
t1=0.95; a@m
64l)
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 Xvxj-\ -
t5=0.98; p?sFX$S
则 4q\gFFV4
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762
A{)p#K8
故 7e6;
|?
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 9a]h;r8,9z
（3）电动机额定功率Ped 'S 6JpWG1
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 P>_ r6C
3）电动机的转速 ltOsl-OpR
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， J1Oe`my
可选电动机的最小转速 "
l >tFa
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 8jz7t:0
可选电动机的最大转速 }ssL;q
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min S&MF; E6
同步转速为960r/min T) MZ`dM
选定电动机型号为Y132M1－6。 `}~ NZ
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 y (Tb= :
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 x, #?
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 'v%v*Ujf[
AP0z~e
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm YeB)]$'?u`
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 1=mb2A
:@^T^
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 {r_x\VC=p
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 D}nIF7r2N
1）传动装置总传动比 h:4F?'W
nm=960r/min; a4Y43 n
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 B }
2）分配各级传动比 sH :_sOV*
取V带传动比为 ~[ :C l
i1=3; 4Vv$ bbu+
则单级圆柱齿轮减速器比为 $8fJ DN
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 =[YjIWr#o
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 :F?L,I,K
4．计算传动装置的运动和动力参数 !%>(O@~"|
1）各轴转速 ,XsBm+Q(
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 1U8/.x|
n0=nm; b.QL\$ a
&
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min d1u6*&@lf
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 0E/16@6=
Pk )H(,
2）各轴输入功率 (gF{S* `
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 {3K`yDF
P0=Ped=4kw sEcg;LFp
轴I 的功率 +H
"j-:E@t
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw zj7?2
轴II功率 #Bhc W"@
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw !Er)|YP
3）各轴转矩 @'JA3V}
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm C ,[q#D4
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm V~S(cO[vj
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm DB.)/(zWQ
二、设计带轮 b}Wm-]|+
1、计算功率 Gr !@ih^
P=Ped=4Kw dW V m'd
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 Z1R{'@Y0Z
查课本表8－10，得KA=1.1; {hBnEj^@
计算功率 . 12H/F
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw KvtJ t ql;
2选择普通V带型号 }cERCS\t
n0 =960r/min %KW NY(m
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 0 ;2ApYks
d1=80~100 5 8gkE94
3、确定带轮基准直径 QI6=[
表8－11及推荐标准值 [}Y_O*C !
小轮直径 @T&w
n k
d1=100mm; ~o8x3`CoF
大轮直径 X?n($z/ {
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm !_+ok$"d
取标准件 `WlQ<QEi
d2=355mm; ,*g.?q@W2
4、验算带速 0EBHR Y_F
验算带速 :p.f zL6X
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s lcE U K
在5~25m/s范围内 -k,?cEjCs
从动轮转速 F tay8m@f
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s !X+}W[Ic^
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ivJTE
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Ed>n/)Sm
=-0.0141 M b(hdS90
5、V带基准长度和中心距 KKM!( $A
初定中心距 K<?[^\
中心距的范围 &-p!Lg&D
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm QHw{@*
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm G u# wH
a0=350mm; t9[%o=N~lD
初算带长
7!^Zsp^ +
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ]`TX%Qni
Lc = 1461.2mm >o! 5)\F
选定基准长度 u~\ NL{
表8-7,表8-8查得 =[IKwmCX
Ld=1600mm; `{'h+v`
定中心距 F7U$ 7(I2G
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm oZ!+._9
a=420mm; .MW/XnCYs4
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm `a]feAl
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Tu-I".d+
6、验算小带轮包角 f P;2qho
验算包角 4\(|V
fy
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ;-!O +c
145.2107 >120度 故合格 y.?Q
7、求V带根数Z 9R JFj?^"
由式（13-15）得 ; 8u5
查得 n1=960r/min , d1=120mm mZ4I}_\,
查表13-3 P0=0.95 &|c] U/_w
由式13-9得传动比 js)I %Z
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 yr34&M(a
查表（13-4）得 s -),Pv |
MTeCmFe0;
由包角145.21度 tnFhL&
查表13-5得Ka=0.92 -k }&{v
KL=0.99 <<+Hs/ ]
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 !k=~a]
8、作用在带上的压力F 77~l~EX
查表13-1得q=0.10 <O9.GHV1v
故由13-17得单根V带初拉力 F/0x` l
& 6~AY :0r
三、轴 r9$7P?zm
初做轴直径： lv\^@9r
轴I和轴II选用45#钢 c=110 Oy~X@A
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm Df= zrs["
取d1=28mm sr`)l& t?
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm Tg/r V5@ka
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 o3> D~9
取YL10YLd10联轴器 >@L^^ -r
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 L+TM3* a*
取d2=45mm $d%NF c&
四、齿轮 5vj tF4}7!
1、齿轮强度 99&PY[f:{
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 $/;<~Pzi
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 I>45xVA
因 ， mY/x|)MmM
SH1=1.1， SH2=1.1 IC@-`S#F
， ;Ak 6*Sr
， I=o/1:[-
因： ， ，SF=1.3 Dv-ubki
所以 =- 8y =
hwdZP=X
Xsv^GmP+
2、按齿面接触强度设计 (vr
v -4
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 ,P$Crs[
小齿轮上的转矩 MU5#ph
按 计算中心距 6'QlC+E
u=i=5.333 @-5V~i tW
mm =1h> N/VJ
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 qjV hBu7A
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 Q ^\f,E\S
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm r[y3@SE5
齿宽b= +*P;Vb6 D
b1=70mm,b2=60mm vV 7L
:>
3、验算弯曲强度 C9}m-N
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 !Zma\Ip
按式（11-8）轮齿弯曲强度 Z<n%~z^
+ hKH\]
8i'EO6
4、齿轮圆周速度 YztW1GvI
PvB-Cqc
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 d@,3P) ?
Y"Y +U`Qt
sH{ 4 .tw
%<Te&6NU'
u!K5jqP
>KMTxHE`+
wf=M|
#}_
O^yD b
五、轴校核： e x`mu E
TWAt)Q"J
GK-__Y.
3# r ` e
VA0p1AD
@I,:(<6
(L7 @ez
)k'4]=d
<
o
9] 2
Zf ub+A
]^
"BLbDZ@
v0 5B7^1@_
R2!_)Rpf
*^b<CZd9
wUBug
&fu J%
3 h~U)mg
% V3xO%
圆周力Ft=2T/d1 ww(.
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 S((\KL,
d=mz=2.5*101=252.5mm i!9|R)c
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N a}#Jcy!e
Fr=5852.5*tan20=2031.9N ss>p
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 <fm0B3i?
由Fr2*L-Fr*L/2=0 js<}>wD7<
得Fr2=Fr/2=1015.9N TB
SF2<
2、求水平平面的支承力
; 'g. %
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N GVl TW?5
zP$Ef7bB
m^rrbU+HM?
3、画垂直面弯矩图 a'm\6AW2)
L=40/2+40/2+90＋10=140mm o#ajBOJ
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm (fJ. o-LQ
9?~K"+-SI
%SSBXWP
4、画水平面弯矩图 >UUT9:,plA
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm &z" sT*3
G8E=E<Yg~
t9yjfyk9W
A(<"oAe|
5、求合成弯矩图 7w]NG` 7
!O-9W=NJ
d/4k F
tf+5@Zf]4
6、求轴传递转矩 [hT|]|fJS;
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm g9F4nExo
,\cO>y@
L% cr `<~
4$=ATa;x-
etHkyF
`LID*uD;_
}*ZO D1j
oA1d8*i^E
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VtOQ
*`HE$k!
xep!.k x
V9"?}cR/W;
sb7~sa&-
7、求危险截面的当量弯矩 GG@&jcp7
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 ee=d*)
轴的扭切应力是脉动循环应力 * ydU3LG7
取折合系数a=0.6代入上式可得 HAi' 0%"
qU) pBA
8、计算危险截面处轴的直径 u0vq` 5 L
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 9se ,c
由表13-3查得许用弯曲应力 ， zU7 /P|Dw+
所以 ;1&7 v
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 32N *E,
故d=1.04*25.4=26.42mm HP
/@ _qk
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 FLI0 C
所以此轴选d=40mm,安全 8@f=GJf
六、轴承的选择 ?l3PD orR
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 5l&9BS&
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 6,*o;<k[
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） aNW!Y':*
因为大修期三年，可更换一次轴承 @%5$x]^
所以取三年 ^q uv`d
由公式 YlY3C
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) :] viLw\&g
（深沟球轴承系列） pd[?TyVK;
\2K _"5
由附表选6207型轴承 cTR@
:sm
七、键的选择 e u F@SS
选普通平键A型 f [b x|6
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ezC2E/#
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 3%JPJuNVw
由公式 XA$Z 7_gu3
所以 2
P=c1;
选变通平键，铸铁键 Hz&.]yts2J
B tZycI
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 -I' @4\<
八、减速器附件的选择 h zh%ML3L
1、通气器： #hOAG_a,
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 v/4Bt2J
2、油面指示器： tyH*epa nw
选用油标尺，规格M16 !H5r+%Oo|
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 $Y mD;
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 .!\NM&E
5、窥视孔及视孔盖 fFHT`"b D:
选用板结构的视孔盖 tWNz:V
九、润滑与密封： ;34 m!\N5
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： c&Mci"n j0
er0hf2N]
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 ~ vVsxC$.
2、滚动轴承的润滑 d@:4se-q+
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。 aK%i =6j!
3、润滑油的选择 %U.aRSf/
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 gZFtV
L-AN15润滑油 Y+k)d^6r
4、密封方式选取： <V}^c/c!
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。 9K>$
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 >l\?K8jL9
设计小结： +=5D t7/|
二、课程设计总结 H !D ?;X
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。 \` |*i$
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。 %CxrXU
l>i<J1
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。 8H>: C (h
(Ut)APM
特别感谢—程莉老师。 _$+lyea
u |h T1l
参考资料目录 *g}(qjl<
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； RtrESwtR
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； 9` /\|t|V
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； wX 3x.@!:
[3]《设计手册软件》，网络上下载； =%4vrY
`
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn "g)@jqq:>
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P1=3.8Kw Hk%m`|Z
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P2=3.6491Kw j;eR9jI$T
b@@`2O3"
5DKR1z:
T0=39.7917Nm CN0&uyu#4
T1=113.4063Nm
C,:3 z
T2=589.5878Nm ;3NA ,JA#Y
O G#By6O
`-S6g^Y
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