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2009-06-22 09:37 |
目 录 `r e]Q0IO
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 {mY<R`Ee
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 2+M(!FHfy
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 BQ{Gp 2N
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 O+%Y1=S[WQ
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 dE!{=u(!i
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 0N$tSTo.-<
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ;n$j?n+|
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 fQi7e5
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 j*t>CB4
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 bAms-cXm
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 /M b?dVwA
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 \u ?z:mV
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 UeV2`zIg`
2hdi)C,7Y
h@=H7oV7k
1.拟定传动方案 4j|]=58
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 LH@)((bi4v
v=1.1m/s;D=350mm; ; 29q
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ;ZPAnd:pb
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。 `~vqu69MF9
2.选择电动机 &>\E
>mJ
1）电动机类型和结构形式 ,LKY?=T$z
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。 5<w"iqZ\?N
2）电动机容量 $j0] + vT
（1）卷筒轴的输出功率Pw "(5A 5>
F=2800r/min; )` -b\8uw
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 9_V'P]@
(2)电动机输出功率Pd p)vyZY[
Pd=Pw/t zk=5uKcPE
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 ,u^i0uOg
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： V9z/yN o
弹性联轴器 1个 mV^+`GWvo
t4=0.99; d y N`9
滚动轴承 2对 &?YbAo_K
t2=0.99; mj=$[ y(
圆柱齿轮闭式 1对 lfG]^id'
t3=0.97; XFeHkU`C
V带开式传动 1幅 s`GwRH<#
t1=0.95; Sq8 ` )$\
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 .>DqdtP [
t5=0.98; +Wh0Of
则 O&!>C7
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 Qc#<RbLL
故 3$[!BPLFO
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 9Slx.9f
（3）电动机额定功率Ped XSC._)ztEE
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 [U@#whE O
3）电动机的转速 + !Q <gWb
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， M%pxv6?""{
可选电动机的最小转速 M@EML
@~
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min j: B ?0~=
可选电动机的最大转速 Tu95 qL~^
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min U1G"T(;s:
同步转速为960r/min ^ +tAgK2
选定电动机型号为Y132M1－6。 pt<!b0G
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 ^M6xRkI
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 E9TWLB5A)(
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ?ORG< 11a
GhpVi<FL
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm / =&HunaxI
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 *>,8+S33r{
K n%[&
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 }wRHNBaEB
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 I!3qb-.Q
1）传动装置总传动比 :S' P
lH
nm=960r/min; 4^\5]d!
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 ]8FSs/4
2）分配各级传动比 .<5 66g}VP
取V带传动比为 $K>'aI;|
i1=3; Rl90uF]8
则单级圆柱齿轮减速器比为 kbS+ 3#+
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 *-"DZ
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 C1_':-4
4．计算传动装置的运动和动力参数 [F{q.mZj
1）各轴转速 gB b+Q,
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 5:v "^"S z
n0=nm; NF+ ^
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min %_C!3kKv ~
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min W,dqk= n
,?g}- >ZB
2）各轴输入功率 {#"[h1
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 >KXSb@
P0=Ped=4kw W@U<GF1
轴I 的功率 !\w@b`Iv8
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw e@N@8i"q5
轴II功率 OhMnG@@
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw E wDFU K
3）各轴转矩 W(U:D ?e
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm t@(S=i7}-
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 2k}~"!e1
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm KY 085Fvs
二、设计带轮
'Vq_/g!?1
1、计算功率 2VO bj7F
P=Ped=4Kw r5y p
j T^
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 @%Y$@ Qb{
查课本表8－10，得KA=1.1; uFPJ}m[>5
计算功率 iV<4#aB g
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw I- oY@ l`
2选择普通V带型号 d$.t0-lC
n0 =960r/min :uwB)G
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 5n,?&+*L
d1=80~100 O6JH )Ka"S
3、确定带轮基准直径 Yzo_ ZvL
表8－11及推荐标准值 /4x3dwXW@
小轮直径 +b@KS"3h
d1=100mm; d +0(H
大轮直径 T^FeahA7;
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 1=Npq=d
取标准件 L[v-5 u)
d2=355mm; N Qb! ?w
4、验算带速 ^yLiyR e\
验算带速 5-rG 8
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s +M@p)pyu
在5~25m/s范围内 |VC|@ Q
从动轮转速 G&ZpQ)
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s AcC'hr.N+
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s &oi*]:<FNe
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857
:)7{$OR&
=-0.0141 J* V@huF
5、V带基准长度和中心距 2|a@,TW}-
初定中心距 |S0]qt?
中心距的范围 Tgxxm
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 2Cy">Exl
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm WGy3SV )
a0=350mm; !l2=J/LJj
初算带长 Wp5w}8g
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 :yPA6O 4
Lc = 1461.2mm MZ9{*y[z
选定基准长度 U9N1 )3/u
表8-7,表8-8查得 dt -EY
Ld=1600mm; c;RB!`9"
定中心距 9hoTxWpmy
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm *hugQh ]a
a=420mm; ~r(/)w\
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm
-w7g}
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Hzos$1DJ
6、验算小带轮包角 T2Duz,
验算包角 8M9LY9C
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a TF0D QP
145.2107 >120度 故合格 "XvM1G&s`
7、求V带根数Z sqKLz
由式（13-15）得 G3 h&nH,>
查得 n1=960r/min , d1=120mm _4!SO5T
查表13-3 P0=0.95 #~ikR.-+Eq
由式13-9得传动比 k2]Q~
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 b
\pjjb[
查表（13-4）得 mv%Zh1khn/
2y_R05 O0
由包角145.21度 zpPzXQv]/
查表13-5得Ka=0.92 ZmT
N
KL=0.99 e G8Z n<:s
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 ^Ob#B!=
8、作用在带上的压力F ' 3 n?1x
查表13-1得q=0.10 ;{@jj0h;
故由13-17得单根V带初拉力 f[S$ Gu4-
fDq`.ZW)s
三、轴 [X9s\H
初做轴直径： V%kZ-P*
轴I和轴II选用45#钢 c=110 oh>X/uj
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm ZH@ BHg|}H
取d1=28mm hSBR9g
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm y7&8P8R
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 & DUt`Dr w
取YL10YLd10联轴器 d5b \kR r
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 Yh^~4S?
取d2=45mm y2XeD=_'
四、齿轮 BkZmE ,
1、齿轮强度 cwe@W PE2
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 Er 4P
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。 {9 PeBc
因 ， qa|"kRCO
SH1=1.1， SH2=1.1 S7/0B4[
， wF@mHv
， \&|zD"*
因： ， ，SF=1.3 $
N7J :Q
所以 'yrU_k ,h
!;[cm|< E
QvPG
6A]T
2、按齿面接触强度设计 vmV<PK-
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 )_7OHV *3
小齿轮上的转矩 ]GSs{'Uh B
按 计算中心距 s :4<wmu4=
u=i=5.333 `63?FzT y
mm X?RnP3t~
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 %`o3YR
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ao@"j}c
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm f,e7;u z%
齿宽b= S6J7^'h
b1=70mm,b2=60mm =Wb!j18]
3、验算弯曲强度 9/La _ :K
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 5LPyPL L
按式（11-8）轮齿弯曲强度 vCPiT2 G
upD 2vtU
=z= $S]qN
4、齿轮圆周速度 (3H'!P7 |~
3,7SGt
r
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 EQ;,b4k?&g
im }=
_~^JRC[q
Ym)8L.
w]BZgF.
W ?*]' 0
]A;{D~X^w
I 0/enL
五、轴校核： %*>ee[^L ,
ZTq"SQ>ym
L(a){<c
K):MT[ /"
W6b5elH@
h4j{44MT
h{ &X`$
(#4
]yTMWIx#
ql|ksios
H J&|&tT
D@M
ZTb
XT n`$}nz
yK1Z&7>J>
w( sD}YA)
nm!5L[y!0
GzJ("RE0)v
gtcU'4~
圆周力Ft=2T/d1 SiD [54OM
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 mOLP77(o
d=mz=2.5*101=252.5mm *AO^oBeY
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N YK jm_)8]w
Fr=5852.5*tan20=2031.9N xB1Oh+@i
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 *3S ./ C}
由Fr2*L-Fr*L/2=0 +/g/+B_b
得Fr2=Fr/2=1015.9N 9~6FWBt
!y8/El
2、求水平平面的支承力 wKjL}1.k
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N (6xrs_ea
k W v)+
tMWDKatb
3、画垂直面弯矩图 g3p*OYf
L=40/2+40/2+90＋10=140mm ~*Fbs! ;,
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm LuM[*_8
qusX]Tst z
3NEbCI LF
4、画水平面弯矩图 J/M_cO*U
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm [LwmzmV+F
*c\:ogd
9-<EeV_/
mk)F3[ ke
5、求合成弯矩图
vOb=>
Iz'*^{Ssm
O-rHfIxY
& E@8 z&
6、求轴传递转矩 ZDVz+L|p
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm /V66P@[>
pi >,>-Z
ogt<vn g
eOZ0L1JM!
g bP]!d:I
.xR J )9q
aS^
4dEJ
Z J:h]
?v]EXV3
B~/:["zTh&
9v=fE2`-
MHs2U N
icq!^5BzL
%P!6cyQS
!J 3dlUFRO
8IErLu }
#G[S
+|#lUXC
[ P5+}@t
{rQ SB;3
]8)nIT^ EP
7、求危险截面的当量弯矩 9oOr-9t3
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 _#6_7=g@s6
轴的扭切应力是脉动循环应力 =!rdn#K H
取折合系数a=0.6代入上式可得 d5/x2!mH 8
<:[ P&Y
8、计算危险截面处轴的直径 9#K,@X5 j
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 ~x:\xQti
由表13-3查得许用弯曲应力 ， {+CW_ce
所以 \'z&7;px
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 ('H[[YODh
故d=1.04*25.4=26.42mm UY@^KT]
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 fq-zgqF<
所以此轴选d=40mm,安全 ,+0#.N s$
六、轴承的选择 T%{qwZc+mJ
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 !j'9>G{T
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N B@P +b*%
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） aRPpDSR?l
因为大修期三年，可更换一次轴承 ,BGaJ|k
所以取三年 $a^YJY^_
由公式 qmNg Ez%
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) } 0 su[gy[
（深沟球轴承系列） q J)[2:.G
+n]z'pijb
由附表选6207型轴承 AfU~k!4`
七、键的选择 b`?$;5
选普通平键A型 1C, =1bY
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 Q8] lz}
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm zcF`Z {&+
由公式 X
rBe41
所以 *G'R+_tdE
选变通平键，铸铁键 ={HY wP ;
uB;\nj5'D
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。
: ,0F_["3
八、减速器附件的选择 m Mp(
1、通气器： 0)@7$Xhf
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 "eqN d"~
2、油面指示器： '@~\( SH
选用油标尺，规格M16 5u\#@% \6
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 +4 8a..4sN
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 O+8]y4%5
5、窥视孔及视孔盖 ii< /!B(
选用板结构的视孔盖 -&L(0?*qo
九、润滑与密封： I_QWdxn
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： nT(Lh/
,C4gA(')K
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。 [SnnOq Ww
2、滚动轴承的润滑 PubO|Mf
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。 J |$(O$hYy
3、润滑油的选择 jv8di Q.
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 /UwB6s (
L-AN15润滑油 l1<]p dLTR
4、密封方式选取： H1!u1k 1nl
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。 O r {9?;G
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 w.AF7.X`1
设计小结： A*&`cUoA
二、课程设计总结 =f{)!uW<4
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。 V:<NQd
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。 itH`
s<E
\=3fO(
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。 %jS#DVxBR
|.asg
特别感谢—程莉老师。 S"}G/lBx.
8 -f2$
参考资料目录 p\>im +0oh
[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； dV~d60jOF
[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； F . N4Q'2Z
[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； P~6Q Rm
[3]《设计手册软件》，网络上下载； at N%c sA0
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn W
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P2=3.6491Kw 4$wn8!x2|
%:DH _0
~h <<-c
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