目 录 p#['CqP8
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 h_O6Z2J1
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 |UA)s3Uhxb
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 D]NfA2B7
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 >]DnEF&
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 & ,KxE(C
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 +Usy
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 dEz7 @T
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 IhIPy~Hgt
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 u 3&9R)J1
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 _0Mt*]L }
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 "?_r?~sJx
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 9NX/OctFa'
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 HvhP9_MB
~_XJ v
Knd2s~S
1.拟定传动方案 sA(
e
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 xMck A<E
v=1.1m/s;D=350mm; DB1F_! 9
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) |2oCEb1
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。 'IR2H{Q
2.选择电动机 (%`R{Y
1)电动机类型和结构形式 pf_(?\oz>
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。 l$j/Ye]
2)电动机容量 {+n0t1
(1)卷筒轴的输出功率Pw W<W5ih,#
F=2800r/min; RtE2%d$JT
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 /wF*@ /PTH
(2)电动机输出功率Pd KJ/
*BBf
Pd=Pw/t !G`7T
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 #q[k"x=c
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: P, (#'
W
弹性联轴器 1个 o;d><
t4=0.99; pA
,xDs@37
滚动轴承 2对 C(t>ZR
t2=0.99; (5-4`:1ux
圆柱齿轮闭式 1对 =Zg%& J
t3=0.97; zjuU*$A4
V带开式传动 1幅 Lm-yTMNPn
t1=0.95; X`REhvT
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 D #<)q)
t5=0.98; m[k@\xS4e
则 /hNZ7\|P
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 ENmfbJ4d~
故 ]VarO'
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 w=ZSyT-i
(3)电动机额定功率Ped L=Pz0
由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 epWTZV(1x
3)电动机的转速 8&gr}r-
5
为了便于选择电动事,先推算电动机转速的可选范围。由表2-1查得V带传动常用传动比范围2~4,单级圆柱齿轮传动比范围3~6, 8IX:XDEQ
可选电动机的最小转速 DH3.4EUWS
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min SHc<`M'+
可选电动机的最大转速 Xup"gYTZQ
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min Zx%ib8|j
同步转速为960r/min &mG1V
选定电动机型号为Y132M1-6。 {$dq7m(
4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 Kbdjd p
由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 =.*+c\
外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 6/A#P$G
BtPUUy.
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm gj\'1(Ju
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 &}YJ"o[I
9>@@W#TK~
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 &zGf`Zi6*%
3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 dKKh ^D`~
1)传动装置总传动比 Z= 'DV1A$,
nm=960r/min; Sr9)i8x{
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 I04GQql
2)分配各级传动比 X =sC8E dx
取V带传动比为 s>pOfXIx
i1=3; CG`s@5y>5
则单级圆柱齿轮减速器比为 BA1|%:.
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312
PT`];C(he
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。 uQ} 0hs
4.计算传动装置的运动和动力参数 3 &aBU[
1)各轴转速 H(MCY3t
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 ?Aewp$Bj
n0=nm; K`BNSdEN>
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 7wO0d/l_
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min U',.'"m
]VYv>o`2
2)各轴输入功率 *@E Itj `
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 7tEK&+H`
P0=Ped=4kw 3!+N}[$iy
轴I 的功率 Q|!}&=
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw m|7lDfpb
轴II功率 gK`o;` ^
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw NI@$"
3)各轴转矩 X2Z
E9b
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm lbRm(W(
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm N33{vx
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm y .+d3
二、设计带轮 9PU9BYBG
1、计算功率 t
Q0vX@I<v
P=Ped=4Kw ~miRnW*x
一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 %(9BWO
查课本表8-10,得KA=1.1; kLr6j-X
计算功率 &_DRrp0CN
Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw mt0ZD}E
2选择普通V带型号 .U66Uet>RX
n0 =960r/min ?|&plf|
根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 \Mujx3Fmvx
d1=80~100 Ab"mX0n
3、确定带轮基准直径 OG M9e!
表8-11及推荐标准值 Cb{n4xKW6
小轮直径 P3due|4M
d1=100mm; ?=UIx24W
大轮直径 C< :F<[H
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm LC!ZeW35
取标准件 -y@5% _-
d2=355mm; yf2I%\p}
4、验算带速 JOR ?xCc
验算带速 <])w@QOA#
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s AADvk_R
在5~25m/s范围内 %(EUZu2
从动轮转速 :HJ@/s!J
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 5M.KF;P
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s |bHId!d
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 cY}Nr#%s@U
=-0.0141 :6,qp?/
5、V带基准长度和中心距 \Oku<5
初定中心距 :+Pl~X"_
中心距的范围 Ik9 2='Z
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm ""j(wUp-W
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 5]Wkk~a
a0=350mm; !kPZuU`T
初算带长 ?pT\Ft V
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 $WOiXLyCk
Lc = 1461.2mm n*4N%yI^m5
选定基准长度 SqiLp!Y`
表8-7,表8-8查得 JD\:bI
Ld=1600mm; A.mIqu,:
定中心距 \"E-z.wW=
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm M5SAlj
a=420mm;
IX|2yu4
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm oNgu-&
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm }F*u
9E
6、验算小带轮包角 ~[J&n-bJU
验算包角 IT`r&;5
=180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a g@&@]63
145.2107 >120度 故合格 [@Db7]nG
7、求V带根数Z /r4QDwu
由式(13-15)得 ozs
xqN
查得 n1=960r/min , d1=120mm w85PRruW
查表13-3 P0=0.95 2|fN*Wm
由式13-9得传动比 -?8;-h, h
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 .K`^n\T
t
查表(13-4)得 =uZOpeviQ
;2m<#~@0
由包角145.21度 %N"9'g>
查表13-5得Ka=0.92 l!B)1
KL=0.99 iU5Aj:U3
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Ax#$z
8、作用在带上的压力F &{s`=IeN
查表13-1得q=0.10 0n<t/74
故由13-17得单根V带初拉力 5"f')MKUV9
ZaCUc Px
三、轴 +^St"GWY
初做轴直径: ^-CQ9r*
轴I和轴II选用45#钢 c=110 ))M; .b.D
d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm ^9})@,(D
取d1=28mm ]-o0HY2
d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm 49o5"M(
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 -U6" Ce
取YL10YLd10联轴器 JRMe(,u
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 W$x'+t5H
取d2=45mm R<}Yf[TQ
四、齿轮 @:'swO/\<
1、齿轮强度 09Sy-
je*/
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 Rt$Q*`u
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。 E(i<3U"4h[
因 , =O
qw`jw
SH1=1.1, SH2=1.1 {DPobyvwFk
, C<!%VHs
, B!vI^W
因: , ,SF=1.3 ~E2xIhV
所以 )V!dmVQq{g
c\.8hd=<
IxY%d}[uo
2、按齿面接触强度设计 8ODrW!o
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 G)A5;u\P9
小齿轮上的转矩 P^-tGo!
按 计算中心距 } k[gR I]
u=i=5.333 zOR
mm r)jj]$0
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 Bc{#ia
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 90%alG1>y
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm )'{:4MX
齿宽b= ^O
cM)Z6h
b1=70mm,b2=60mm `I.Uw$,P
3、验算弯曲强度 W/PZD (
齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 anj*a<C<
按式(11-8)轮齿弯曲强度 Xa._
~]71(u2
9/LI[{
4、齿轮圆周速度 Hu
.e@7
em@\S
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 lx<]v^
66"-Xf~u
;J3az`
1uTbN
?XVJ$nzW
;Ry
)^5Q
~
#Gu:
:^mfTj$
五、轴校核: &xF 2!t`
A&i
*
%p6+D-C
!=(~e':Gv
i"uAT$x e
j|f$:j
O>^0}
YShtoaCx>
_DChNX
t
7D2k2x9
jV^Dj
:U`8s#
QE7
r{
8S1%;@c
hia_CuY#
4a;8XAl
rIz"_r
D/_=rAl1
圆周力Ft=2T/d1 1!. CfQi
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 w$*t.Q*
d=mz=2.5*101=252.5mm v~:$]a8
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N kW&{0xkGR
Fr=5852.5*tan20=2031.9N c?L_n=B
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 O?omL5
由Fr2*L-Fr*L/2=0 9V&%_.Z
得Fr2=Fr/2=1015.9N x\j6=|
P)~PrTa%
2、求水平平面的支承力 2 @g'3M
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 7~[1%`
KYY~ YP
Pg%OFhA
3、画垂直面弯矩图 8Z>ZjNG
L=40/2+40/2+90+10=140mm H"8+[.xBh
Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm 4.bL>Y>c
?6@Y"5
z3g
E)%]?/w
4、画水平面弯矩图 hM2^[8
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm }et^'BkA(
F9]j{'#
Fs7/3
%&9tn0B
5、求合成弯矩图 8"+Re
[
^ MkT">
+<Ot@ luE
krm&.J
6、求轴传递转矩 s% `o
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 5:SfPAx
b9HE #*d,
@=)_PG
D.|h0gU
Zk2-U"0\o
d|5u<f5
|r5|IA
]SpUD
]J)WcM:
94"R&|
,WbO8#z+
c]O3pcU
rWF~aec
^<xpp.eY
Mq]~Ka3q7
CDei+ q
[Fe`}F}Co8
d;|Pp;dc
KcP86H52I
j2" jCv
:*TfGV
7、求危险截面的当量弯矩 Zr'VA,v
从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为
Mi.xay%
轴的扭切应力是脉动循环应力 j&)+qTV
取折合系数a=0.6代入上式可得 m6Q lIdl
UO8#8
8、计算危险截面处轴的直径 <LQwH23@
轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 /r Zj=
由表13-3查得许用弯曲应力 , & :x_
所以 LJYFz=p"
考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 e.n&Os<|<
故d=1.04*25.4=26.42mm w<N[K>
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 v"6q!
所以此轴选d=40mm,安全 sCSrwsbhv
六、轴承的选择 SfQ,uD6
由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 K[PIw}V$?:
径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N ` :Am#"j]}
工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) ZffK];D
因为大修期三年,可更换一次轴承 FkR9-X<
所以取三年 bTE%p0
由公式 &V$_u#<
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) zn&NLsA
(深沟球轴承系列) BftW<1,U^
Jj_E/c"
由附表选6207型轴承 I0sd%'Ht?
七、键的选择 { :'#Ts<
选普通平键A型 #g\O*oYaw
由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 X0+$pJ60
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm /`>BPQH`}
由公式 J7/"8S_#N
所以 6pM[.:TM
选变通平键,铸铁键 |7 ]v&?y
+DaPXZ5.
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 rePJ4i [y
八、减速器附件的选择 i]a 5cn
1、通气器: oOUL<ihe?
由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 9lNO
~8
2、油面指示器: s"?Z jV)`
选用油标尺,规格M16 m!SxX&m"G
3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 ;*5$xs&=_Z
4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 vzM8U>M
5、窥视孔及视孔盖 x
hBlv
选用板结构的视孔盖 BSYJ2
九、润滑与密封: D/^yAfI
1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: 4UT%z}[!
A}?n.MAX>
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。 [KMW*pA7
2、滚动轴承的润滑 vx62u29m
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。 HWOs
3、润滑油的选择 W0J d2 *]
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 @{3$H^
L-AN15润滑油 b(+M/O>I
4、密封方式选取: S\b[Bq
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。 $!%/Kk4M
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 |N/Grk4
设计小结: | s%--W
二、课程设计总结 C?m2R(RF
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。 m1H_kJ
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。 wO9|_.Z{
W{:^P0l
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。 i#]}k
|fqYMhA U
特别感谢—程莉老师。 >? >@&A/
EK`}?>'
参考资料目录 E7X6Shng
[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; w#mna b@
[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; kqy d3Si>
[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; ?_)b[-N!
[3]《设计手册软件》,网络上下载; /}A"F[5
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn HO[W2b
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