| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 fg^$F9@
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 YN.rj-;^+
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 WEOW6UV(
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 +Ae4LeVzc
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 <jY" +@rF
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 GUJx?V/[
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 gW$X8ECX
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 tNG0ft%a
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 }&bO;o&>
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 josc
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 j V#{8 8
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 OZB(4{vnyC
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 9jCn|+
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 hL+)XJu^J
_.KKh62CN
pmv;M`_|R
1.拟定传动方案 Z 9E[RD
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 IlN9IF\9L
v=1.1m/s;D=350mm; vB
hpD
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 3#!}W#xv
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。 &k+ jVymH
2.选择电动机 )!s f@F?
1）电动机类型和结构形式 , -rOfk\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。 x4r\cL1!
2）电动机容量 ,Tvfn`;(
（1）卷筒轴的输出功率Pw x9hkE!{8
F=2800r/min; L K-2e$1
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 DZ<q)EpC
(2)电动机输出功率Pd 9o@5:.b<j
Pd=Pw/t 9nu!| re S
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 q@1b{q#C5
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： k2(B{x}L
弹性联轴器 1个 \Z{6j& ;
t4=0.99; u!S ^lV@
滚动轴承 2对 w@ALl#z;}
t2=0.99; )*}2L _5]
圆柱齿轮闭式 1对 7_ xQa$U[
t3=0.97; 7O', X Y
V带开式传动 1幅 p6 VS<L
t1=0.95; omisfu_~E
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 4^/MDM @
t5=0.98; G~b/!clN
则 C @3a/<6m
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 HRS^91aK
故 /@h)IuW
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 b*i_'k}*<g
（3）电动机额定功率Ped )z zZYs&|
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 >NwS0j$j@
3）电动机的转速 l.[S.@\ =.
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， I.As{0cc
可选电动机的最小转速 }#]2u| G
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 2l^hnog|
可选电动机的最大转速 0&XdCoIe
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min 6b`3AAGU"
同步转速为960r/min ]06orBV
选定电动机型号为Y132M1－6。 b9`vYnLk
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 *i3\`;^=
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 V9
Z
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 zmaf@T
pbc<326X"
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm +| |y/}1
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 jNV)=s^ed[
Vcjmj
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 PggjuPPh
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 \zOo[/-<
1）传动装置总传动比 %+gK5aVab
nm=960r/min; G)5R
iRcs
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 2aj9:S
2）分配各级传动比 w1>uD]
取V带传动比为 Dfz3\|LJ
i1=3; 5A Fy6Ab
则单级圆柱齿轮减速器比为 &}}UdJ`
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 +8p4\l$ <`
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。 EGJ d:>k
4．计算传动装置的运动和动力参数 T'C ^,,if
1）各轴转速
&=ZVU\o:
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 )c432). Z
n0=nm; LKC^Y) 6o
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ' LC-/_g
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min my1FW,3
*n]f) Jc
2）各轴输入功率 +hiskV@ v
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 ^UJ B%l
P0=Ped=4kw kz=Ql|@
轴I 的功率 nev@ykP6
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 9pF@#A9p
轴II功率 t_ju[xL5B
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw E]@$,)nC
3）各轴转矩 WZh%iuI{C
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm , yd]R4M
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm }Zuk}Og9+
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm "2m (*+
二、设计带轮 u([|^~H]
1、计算功率 } X|*+<
P=Ped=4Kw @}{lp'8FYi
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 `PoFKtVX M
查课本表8－10，得KA=1.1; E^K<b7
计算功率 3aX/)v.:4
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw u$M, &Om
2选择普通V带型号 Mn> /\e
n0 =960r/min "O (N=|b
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 ?Sj >b
d1=80~100 ^ osXM `
3、确定带轮基准直径 WW B m*?U
表8－11及推荐标准值 Acix `-<
小轮直径 Vf*Z }'
d1=100mm; u2 a#qU5*
大轮直径 `>1XL 2
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm Bz+zEXBC
取标准件 'zo]
f
d2=355mm; _-+x zdGvX
4、验算带速 ](@HPAG]
验算带速 NNgpDL*
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s d94 Le/E
在5~25m/s范围内 .D8|_B
从动轮转速 'X%5i2
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s qdCcMcGt
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s V$?@
z>7
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 9\ulS2d
=-0.0141 cfZ$V^ xM
5、V带基准长度和中心距 uyqu n@q
初定中心距 Gv(?u
中心距的范围 7B@ 1[
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm ~NV 8avZ
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm :w,#RcW
a0=350mm; GZt L-
初算带长 c>b!{e@*
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 }mdk+IEt
Lc = 1461.2mm })F.Tjf*
选定基准长度 ? h |& kRq
表8-7,表8-8查得 ud
grZ/w]
Ld=1600mm; Y
n7z#bu
定中心距 }n x 5
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm x >!bvZ2
a=420mm; uB1>. Pvxb
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm %
|^V )
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm JYw_Z*L=m
6、验算小带轮包角 "p@EY|Zv%I
验算包角 q).[" fSV
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a EA``G8Vn>
145.2107 >120度 故合格 <zWMTVaC
7、求V带根数Z q@=3`yQ
由式（13-15）得 AW <"3 !@
查得 n1=960r/min , d1=120mm
eQU~A9
查表13-3 P0=0.95 T
B(K&3_D
由式13-9得传动比 `i5 \(cdl
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 j;yKL-ycB
查表（13-4）得 $< da<}b
KD* xFap
由包角145.21度 L/c`t7
查表13-5得Ka=0.92 r oM !%hb
KL=0.99 or
qL0i
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 =1r!'<"h
8、作用在带上的压力F B{ tROuN<
查表13-1得q=0.10 S&J>15oWM`
故由13-17得单根V带初拉力 ,^1B"#0{C<
$)#?4v<
三、轴 7!g "q\s
初做轴直径： -T=sY/ O
轴I和轴II选用45#钢 c=110 [pxC3{|d$
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm wx*03(|j;
取d1=28mm 34F;mr"yp
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm SVn $!t
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 JUCp#[q
取YL10YLd10联轴器 6o)RsxN eu
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 9<Ks2W.N
取d2=45mm Qf($F,)K
四、齿轮 p#0L@!,
1、齿轮强度 ]o?r( 1
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 =Cc]ugl7-
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。 c5(4rT{(m
因 ， _;mA(j
SH1=1.1， SH2=1.1 uk9!rE"
， 4 TRF -f
， | Di7 ,$c
因： ， ，SF=1.3 :MihVL F
所以 RxE.t[
kx,3[qe'S
h? Lp9 VF
2、按齿面接触强度设计 )kEH}P&
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 v^dQ%+}7>
小齿轮上的转矩 4MrUo9L$s
按 计算中心距 6~OJB !
u=i=5.333 }R! t/ 8K
mm ;(@' +"
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 "&C>=
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 $It3}?>C'
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Vg(FF "
齿宽b= ~gdnD4[G
b1=70mm,b2=60mm vA2>&YDFX
3、验算弯曲强度 \h/)un5
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 dpvEY(Ds
按式（11-8）轮齿弯曲强度 `=l o. c
q"i]&dMr
{ >Hn:jW<.
4、齿轮圆周速度 O%f{\Fr
a@ ^)?cH!z
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 BvS!P8
26}fB
>d (:XP6J
y@( EGfI
Z*n4$?%W
.% +anVXS
h_Ssm{C\
Ept =&mJPu
五、轴校核： 7LB%7~{<
*v$j n
@ RZbo@{~
j;I( w [@P
V 4&a+MJ@
2 sj:
&][R
Wuk !\<T{
\opcn\vW
'Ck:=V%}g
r4ljA@L
9g|99Z
G8WPXj(
klMpiy
D!8v$(#hR
SmAii}-jf
x iV!\Z}
x)pR^t7u8
p
+nh]
圆周力Ft=2T/d1 " ZL_
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Tb!F O"o
d=mz=2.5*101=252.5mm *zMt/d*<&
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N $rJgBN
Fr=5852.5*tan20=2031.9N BSL+Gjj~}
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 bYmk5 fpRG
由Fr2*L-Fr*L/2=0 RXo 6y(^
得Fr2=Fr/2=1015.9N 9e4`N"#,lI
gtIEpYN+
2、求水平平面的支承力 ,4=mlte"
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N E. *gKfL
MdFFt:y:
DXFDs=u
3、画垂直面弯矩图 MEM(uBYKOb
L=40/2+40/2+90＋10=140mm O`I}Lg]~q
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm lbGPy'h<rt
&- !$qUli
BSy{"K*M
4、画水平面弯矩图 :YPi>L5
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm pWn]$HaoG
)3O#T$h
KE~.f(
8Z y*#[-
5、求合成弯矩图 #*%? ]B=
0+[3>N y 0
?a*w6,y.
8kC$Z )
6、求轴传递转矩 .V\~#Ro$G
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ,Vl2U "
Gm &jlN
cB_9@0r[S
;$8ptB .
2
6
>9$S
IwOL1\'T4
k!G{#(++&6
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t c{l?7 P
<F AbImE}
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t~)4f.F:
}@/Ox
{ U@"]{3Qx
Y^C(<N$
EQk o mjv
7、求危险截面的当量弯矩 }_-tJ.
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 [mNu m3e
轴的扭切应力是脉动循环应力 kw} E0uY
取折合系数a=0.6代入上式可得 L pI4R
:' xZF2
8、计算危险截面处轴的直径 Ui-Y `
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 >o%X;U
3
由表13-3查得许用弯曲应力 ， )2 q
r^)
所以 oB>#P-V
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 / x]^Cqe
故d=1.04*25.4=26.42mm . gN ziDO
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 1 <m.Q*
所以此轴选d=40mm,安全 X\w["! B
六、轴承的选择 u~ VXe
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 IwS<p -
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N }eI9me@Aa
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时）
j=G
因为大修期三年，可更换一次轴承 f3^qO9R
所以取三年 j^v<rCzc (
由公式 LNrM`3%2-
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) L>&{<M_
（深沟球轴承系列） ZsCwNZR
b6H7>x
由附表选6207型轴承 t;0]d7ey'
七、键的选择 ,\1Rf.
选普通平键A型 b|may/xWH
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 Hw toa,
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm &U CtyCz
由公式 {X<_Y <
所以 XbeT x
选变通平键，铸铁键 "pcr-?L
fZS'e{V
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 .wTb/ x
八、减速器附件的选择 xRO9o3
1、通气器： F&^&"(H}
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 :oYSvK7>
2、油面指示器： U#sv.r/L}3
选用油标尺，规格M16 aqI m W
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 WX`wz>KK^
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 d_f*'M2Gv
5、窥视孔及视孔盖 ME$J?3r
选用板结构的视孔盖 wr (*RI"
九、润滑与密封： O3d Qno
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： jq _4x[
R<hsG%BS(D
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。 &B1!,joH~
2、滚动轴承的润滑 7L6^IK
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。 MSp) Jc
3、润滑油的选择 /QCg E ~
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 &oJ[ *pQ
L-AN15润滑油 |oX9SU l
4、密封方式选取： qI
tbY%
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。 ! \$4A,
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 mi5bk>o
设计小结： @Jlsx0i}}
二、课程设计总结 &|Rww\ oJ
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。 5p-vSWr !
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。 Sht3\cJ8
HCYy9
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。 [Z;H= `
3RD+;^}q 3
特别感谢—程莉老师。 6Bd:R}yZP7
T
:^OW5 d
参考资料目录 Y(ClG*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； & $#NV@
[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； R!\._m?\h
[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； W'E3_dj+
[3]《设计手册软件》，网络上下载； rJtk4hOF
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn vDR>
Q&/K
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P1=3.8Kw sN@=Ri?\
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T0=39.7917Nm 3;wOA4ur
T1=113.4063Nm KO= H!Em\l
T2=589.5878Nm ~ x g#6%<=
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