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2009-06-22 09:37 |
目 录 Pm^N0L9?q 设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 />Vx*^u8Hz 传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ~n^G<iXLp 电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 yXA f 传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 &a_kJ)J 传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 qffSq](D. 轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 c@-K 联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 Z9 m;@<% 滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 E`fssd~ 键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 ^|GtO. 减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 'd^gRH<z 润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 .w_`d'} 设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 7J;~&x 参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 5ek%d =Rx?6% Bh,)5E^m 1.拟定传动方案 +MZO%4 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 /iy*3P,` v=1.1m/s;D=350mm; I'9s=~VfY, nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 8Wx@[! 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。 ;3|Lw<D5; 2.选择电动机 6b]d| 1)电动机类型和结构形式 :6$4K"^1 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。 (+LR u1z 2)电动机容量 |3:=qpT- (1)卷筒轴的输出功率Pw $xtE+EV.p F=2800r/min; g#bu_E61B Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 cNo4UZvr (2)电动机输出功率Pd 9G&l qfX: Pd=Pw/t :"P hkR 传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 I?Jii8|W9 式中,t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4查得: @'r`(o3z!Z 弹性联轴器 1个 pOVghllO t4=0.99; *:T>~ilF 滚动轴承 2对 ^T&u!{82j t2=0.99; #* gU[9U~ 圆柱齿轮闭式 1对 )fMX!#KP t3=0.97; nqxq@.L2 V带开式传动 1幅 )~.&bEm\ t1=0.95; FPMSaN P 卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 vvsNWA t5=0.98; kE_@5t7O{
则 gLaO#cQ% t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 nn)`eR& 故 %wjB)Mae Pd=Pw/t=3.08/0.8762 JXY!c\, (3)电动机额定功率Ped nG^M 2)(8 由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 6Sb'Otw. 3)电动机的转速 BY4 R@) 为了便于选择电动事,先推算电动机转速的可选范围。由表2-1查得V带传动常用传动比范围2~4,单级圆柱齿轮传动比范围3~6, sMfFm@\ N 可选电动机的最小转速 "dK|]w8 Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min OHP3T(Q5 可选电动机的最大转速 7 xp1\j0 Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min kh?#={]Z 同步转速为960r/min QK?2E 选定电动机型号为Y132M1-6。 3KG) 6)1* 4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 Y!a+#N! 由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 moVa'1ul 外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 }&(E#*>x Q}Ze-JIL$ 电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm w{r(F` Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 => uVp 7zg)h 大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 :nKsZ1b X 3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 mF*?e/ 1)传动装置总传动比 _PyW=Tj nm=960r/min; Tw}?(\ya i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 Z9"{f)T 2)分配各级传动比 I[g?Ju > 取V带传动比为 !qTpQ5Dm i1=3; Q+N7:o!;<b 则单级圆柱齿轮减速器比为 %;<k(5bhGJ i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 ~"JE![XR 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。 qP;{3FSkAF 4.计算传动装置的运动和动力参数 )l!J$X+R 1)各轴转速
wsf Hd<Z_ 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 r;cI}' n0=nm; bIb6yVnHi n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min Iuu<2#gb8" n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ~jp!"f %UUp=I 2)各轴输入功率 ;/?Z<[B 按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 qXrt0s[ P0=Ped=4kw N"Y K@)*Q 轴I 的功率 bl"
(<TM P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw $ ]W[y= 轴II功率 `qf\3JT\ P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw a%Z4_ToLZ 3)各轴转矩 {k_ PMl0G T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm K-2o9No?j` T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm XlPK3^'N)h T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm &TP:yA[ 二、设计带轮 $PatHY@h 1、计算功率 X+dR<GN+YX P=Ped=4Kw 9?u9wuH 一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 Em~7D]Y 查课本表8-10,得KA=1.1; t4f
(Y,v 计算功率 bU;}!iVc] Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw c!\.[2n 2选择普通V带型号 (
oQ'4,F n0 =960r/min -Q<z1vz 根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 bGZhUEq d1=80~100 22)0zY%\ 3、确定带轮基准直径 pau*kMu^} 表8-11及推荐标准值 a&$Zpf!! 小轮直径 Smq r
q d1=100mm; 6Gs{nFw 大轮直径 K-2.E d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 4*0:bhhhf_ 取标准件 v2/yw, d2=355mm; zyaW3th 4、验算带速 )ZT6:) 验算带速 [NHg&R H v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s opm?':Qst 在5~25m/s范围内 6uu^A9x 从动轮转速 \ V[;t- n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s x`]Ofr' n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s zb"rMzCH 从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Ho|o,XvLv =-0.0141 XMt
u "K 5、V带基准长度和中心距 F;IP3tD 初定中心距 NFB*1_m 中心距的范围 CTl(_g amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm qq
OxTG] amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm S:/{ a0=350mm; <e;jWK 初算带长 EfFz7j&X Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 Gx.P]O 3 Lc = 1461.2mm Iq)(UfaSve 选定基准长度 S-isL4D.Z 表8-7,表8-8查得 9.xvV|Sp Ld=1600mm; rei
8LW 定中心距 Kb^>X{ a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm ^ Xm/ a=420mm; mfZ)^X amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 6XdWm amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm '#O;mBPNi 6、验算小带轮包角 _~tm7o+js 验算包角 hdo&\Q2D8 =180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a J5O.*& 145.2107 >120度 故合格 @'*eC}\E 7、求V带根数Z 2$M,*Dnr 由式(13-15)得 K'x4l,rq 查得 n1=960r/min , d1=120mm F7\BF 查表13-3 P0=0.95 ^uia`sOP4 由式13-9得传动比 B9YsA?hg i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 92ZWU2" 查表(13-4)得 w "{bp yB.G=90 由包角145.21度 $50\"mo~z 查表13-5得Ka=0.92 @!e~G'j%VD KL=0.99 os[ZIHph z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 d]8_l1O 8、作用在带上的压力F I6+2>CUGo 查表13-1得q=0.10 4AQ[igTDP 故由13-17得单根V带初拉力 7skljw( C)OG62 三、轴 'qjX$]H 初做轴直径: (qUK7$ 轴I和轴II选用45#钢 c=110 !K[/L<
Kv d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm 69Nw/$ 取d1=28mm @}(SR\~N] d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm k=?^){[We 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 EJ`Q8uz 取YL10YLd10联轴器 w#&z]O9r Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 #:#Dz.$L 取d2=45mm
r@k"4ce- 四、齿轮 dByjcTPA 1、齿轮强度 vs+QbI6>- 由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 j9:/RJS 采用软齿面,小齿轮40MnB调质,齿面硬度为260HBS,大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 s O=4IBE 因 , ZZ("-#? SH1=1.1, SH2=1.1 +oZH?N4yaM , JdiP>KXV , *hF^fxLbl 因: , ,SF=1.3 m2(E>raV6 所以 .#0H{mk ?eV_ACpZ8 -(9O6)Rs$ 2、按齿面接触强度设计 7(C x!Yb 设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 \,R!S /R# 小齿轮上的转矩 [/cIUQ 按 计算中心距 [(ygisqt u=i=5.333 mw4JQ\ mm *g_w I%l 齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 w>[T&0-N 模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 Ns<?b;aK 确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Ux}W&K/?' 齿宽b= #Ao !>qCE b1=70mm,b2=60mm _{$fA6C 3、验算弯曲强度 WL
U } 齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 1HbFtU`y~ 按式(11-8)轮齿弯曲强度 J4>;[\%m "Zcu[2, $mpO?D J~ 4、齿轮圆周速度 [jrqzB ,?(ciO) 按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 zTY;8r+ uw33:G ?Vc0) ^=+e?F`:{ uv]{1S{tb 8z}^jTM VRbQdiZ{ {x{H$ f 五、轴校核: &94W-zh E^wyD-ii/ Wp[9beI*M }pawIf4V %dW%o{ kRlA4h1u_$ X>zlb$ $UvPo0{ d1]i,C~Y 4h8*mMghs x[X`a 89HsPB1"t LZ<[ll#C {@.Vh] rN5tI.iC ashar&' XAuI7e cyQBqG 圆周力Ft=2T/d1 6B6vP%H# 径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 g"K>5Cb d=mz=2.5*101=252.5mm =&vFVIhWcf Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N %8r/oS Fr=5852.5*tan20=2031.9N b>11h 1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 VhEka# 由Fr2*L-Fr*L/2=0 ~OypE4./1 得Fr2=Fr/2=1015.9N M%`\P\A h|)vv4-d| 2、求水平平面的支承力 (9C<K< FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 4kl Ao$ $,27pkwHeW 2k5/SV
X 3、画垂直面弯矩图 F9flSeN L=40/2+40/2+90+10=140mm :a0zT#u Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm qCPmbg fex,z%}p ?LP9iY${ 4、画水平面弯矩图 GF$`BGW MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm +TJEG?o PaWr[ye u2iXJmM* t ^SzqB 5、求合成弯矩图 0
n
vSvk (zcLx;N
](jFwxU Log|%P\ 6、求轴传递转矩 ,d_Gn! T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm F]+~x/! y2|R.EU\m< q3P+9/6 <q2?S 3n;K!L%zMT =^;P#kX l.+yn91%> =E*Gb[r_7 k G0Yh2;# $E!J:Y= W!L+(!&H |`/TBQz:r cr;`Tl~}s ^Q}eatEn ec3<%+0f R.9V,R5 23]Y<->Eu< z@ 35NZn 98XVa\|tl Z u*K-ep" ??&<k 7、求危险截面的当量弯矩 3G}AH E4 从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 @.C{OSHE 轴的扭切应力是脉动循环应力 F>hZ{ 取折合系数a=0.6代入上式可得 E%N2k|%8d_ 4Y \wnwI 8、计算危险截面处轴的直径 RP4Ku9hk 轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 LW)H"6v 由表13-3查得许用弯曲应力 , Vr.Y/3N&' 所以 *#
{z 3{+ 考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 |I;$M;'r& 故d=1.04*25.4=26.42mm V@-)\RZm 由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 w?Ju5 5 所以此轴选d=40mm,安全 l@Z6do 六、轴承的选择 nw:-J1kWR 由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 7V7zGx+Z7 径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N ?#A]{l 工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) _QOZsEe 因为大修期三年,可更换一次轴承 r=.A'"Kf 所以取三年 BqK(DH^9N 由公式 iUk-' 式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) !U%T&?E l (深沟球轴承系列) cZ8.TsI~ bpAv1udX-W 由附表选6207型轴承 o`S? 七、键的选择 R\3VB NX.g 选普通平键A型 WiL2 由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 `_ %S b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm OHrY(I6 由公式 Y$K!7Kq 所以 OWp%v_y] 选变通平键,铸铁键 &C<yfRDu jEdtJEPa 所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 uP $Cj 八、减速器附件的选择 ] ]U<UJ 1、通气器: `O?T.p) 由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 B;6]NCxD 2、油面指示器: ?4H#G)F 选用油标尺,规格M16 BimjQ;jtI 3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 ]va>ex$d 4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 DB526O*
[ 5、窥视孔及视孔盖 3\O|ii 选用板结构的视孔盖 NH<gU_s8{9 九、润滑与密封: _9H*agRe 1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: /hrT 9I7\D8r 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。 lT&wO | |