目 录 <g4[p^A
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 CfMCc:8mL
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 &?)?
w-$p
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 2uln)]
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ZJ
Ke}F`l
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 i3[%]_eP.
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 D{) K00mm
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 P56B~M_
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 :U!@
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 5zf bI
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 a(Fx1`}
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 + <4gJoI
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 iS]4F_|vd
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ah9P
C7[
*?v_AZ
b:6NVHb%
1.拟定传动方案 V }?MP-.c
为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和传动方案,可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 ??u*qO:p
v=1.1m/s;D=350mm; Z,Z4Sp
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) "!F%X%/
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机,因此传动装置总传动比约为17或25。 yPXa
2.选择电动机 ;ifPqLkO
1)电动机类型和结构形式 5z~O3QX
按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 B}U:c]
2)电动机容量 }gR!]Cs)^
(1)卷筒轴的输出功率Pw *&nIxb60b{
F=2800r/min; Z&![W@m@0N
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 MX)mm^A
(2)电动机输出功率Pd Ww&r
Pd=Pw/t JLn)U4>z w
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 )kpNg:2p
式中,t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4查得: uK;&L?WB
弹性联轴器 1个 6a!b20IZh
t4=0.99; qOs'Ljx6l
滚动轴承 2对 "pInb5F
t2=0.99; h%UM<TZ]"
圆柱齿轮闭式 1对 z55g'+Kab
t3=0.97; =v:}{~M^$
V带开式传动 1幅 w =2; QJ<
t1=0.95; :6[G;F7s
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 JUpb*B_z
t5=0.98; S\dG>F>S
则 !(8)'<t9
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98=0.8762 ;#XF.l,u
故 F(DM$5z[
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 >*]dB| 2
(3)电动机额定功率Ped -SlAt$IJ
由第二十章表20-1选取电动机额定功率ped=4KW。 zb,YYE1
3)电动机的转速 {TVQ]G%'b
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, !~_6S*~
可选电动机的最小转速 'A{B[
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min wvcj*{7[
可选电动机的最大转速 m88(f2Ch
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min JKY
同步转速为960r/min $g&_7SJ@
选定电动机型号为Y132M1-6。 +k{l]-)1
4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 O[j$n
由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的方根技术数据和 }Dx5W9Ri"
外形、安装尺寸,并列表刻录备用。 @>q4hYF
.Mxt
F\
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 8'-E>+L
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 "BA&
fi
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 Xk?Y
3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 5h[<!f=
1)传动装置总传动比 ^~kfo|
nm=960r/min; RHu4cK!5
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 k[a5D/b
2)分配各级传动比 ?`3G5at)9f
取V带传动比为 Z\S'HNU
i1=3; x }.&?m
则单级圆柱齿轮减速器比为 *]>~lO1
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 (gEz<}Av.
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。 @g]>D
4.计算传动装置的运动和动力参数 '-V[tyE
1)各轴转速 Z5`U+ (
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 bo
&QKK
n0=nm; T!1Np'12zF
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min nn8uFISb
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ekCt1^5Y
IXU~&5&J
2)各轴输入功率 $]~|W3\G
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率,即 LM*m>n*
P0=Ped=4kw c8oE,-~
轴I 的功率 A"wso[{
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw A",Xn/d
轴II功率 F>
b<t.yV
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw yHs'E4V`$
3)各轴转矩 mMtva}=*
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm :1gcLsF
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ge[&og/$
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm ',s{N9
二、设计带轮 D6:"k
2
1、计算功率 qz
}PTx
P=Ped=4Kw fl71{jJ_
一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 {PkPKp
查课本表8-10,得KA=1.1; {W%/?d9m
计算功率 A&`7 l5~X
Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw jF6[+bW<
2选择普通V带型号 n:[LsbTk
n0 =960r/min %iD'2e:
根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 v;:. k,E0
d1=80~100 Bw4PxJs-
3、确定带轮基准直径 ,%]xT>kH
表8-11及推荐标准值 Z`yW2ON$'
小轮直径 ;|.IUXEgcF
d1=100mm; @\Yu?_a
大轮直径 T;pe7"
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm +.|8W !h`1
取标准件 e[%g'}D:-
d2=355mm; LLJsBHi-
4、验算带速 u<nPJeE
验算带速 AUwIF/>F(]
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s a*?,wmzl
在5~25m/s范围内 _;u@xl=
从动轮转速 t**o<p#)f
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s ^:]~6p#
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s }tPI#[cfK
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 gro@+^DmT
=-0.0141 YCu9dBeVS
5、V带基准长度和中心距 h9j/mUwV
初定中心距 |^t8ct?x~
中心距的范围 -MItZ
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm BZRC0^-C@
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm `AxhA.&V
a0=350mm; nX-%qc"
初算带长 LYp=o8JW|
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 Z{
b($po
Lc = 1461.2mm >@StKj
选定基准长度 zP#%ya:I
表8-7,表8-8查得 |d=MX>i|G
Ld=1600mm; )Tj\ym-Vl
定中心距 p Yaq1_<+
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm ntEf-x<
a=420mm; '>"-e'1m(
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm ^r0mx{i&
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ccJ!N
6、验算小带轮包角 +)-`$N
验算包角 AV^Sla7|_
=180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a % yP*Vp,W
145.2107 >120度 故合格 e X q}0-*f
7、求V带根数Z |T^c(RpOE
由式(13-15)得 ee{8C~
查得 n1=960r/min , d1=120mm ;c;PNihg
查表13-3 P0=0.95 U#1,]a\
由式13-9得传动比 f
iu?mb=*
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 mqb6 MnK -
查表(13-4)得 V-%Am
d`&F
由包角145.21度 )gP0+W!u
查表13-5得Ka=0.92 gv,8Wo
KL=0.99 BjIKs~CT
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 -%t2_g,
8、作用在带上的压力F K\`>'C2_V
查表13-1得q=0.10 RNn5,W
故由13-17得单根V带初拉力 Ye) F{WqZ#
"1Oe
bo2
三、轴 2q,> *B?
初做轴直径: FZ^j|2.L*
轴I和轴II选用45#钢 c=110 &
!I$
d1=110*(3.8/320)^(1/3)=25.096mm }0?\H)/edP
取d1=28mm CN, oH4IU
d2=110*(3.65/60)^(1/3)=43.262mm )I`Ma6bX
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 ',P E25Z
取YL10YLd10联轴器 {expx<+4F
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 {@w!kl~8
取d2=45mm ~kW[d1'c
四、齿轮 E/_I$<,_y
1、齿轮强度 jsOid5bs
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 2RC|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。 _r&,n\
T
因 , N9A#@c0O
SH1=1.1, SH2=1.1 wio}<Y6Xz
, O#962\
, Juqe%he`
因: , ,SF=1.3 uWE
:3
所以 H~Fb=.h]U
a2'f#[as
,aBo
p#
2、按齿面接触强度设计 o)pso\;
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5,齿宽系数 3.?kxac
小齿轮上的转矩 ht1d[
按 计算中心距 HM(S}>
u=i=5.333 M$0-!$RY
mm A%$ZB9#zQ
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ckTk2xPQ
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m=2.5 <4|/AF*>
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm [|!A3o
齿宽b= U2D2?#
b1=70mm,b2=60mm <yHa[c`L
3、验算弯曲强度 C[xY 0<^B
齿形系数YF1=2.57,YF2=2.18 ,=@%XMS
按式(11-8)轮齿弯曲强度 b,Vg3BS
F$k^px
s}3`%?,6y
4、齿轮圆周速度 Z>si%Npm\
~d072qUos
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。
/$ : w8
X5gI'u
:_f5(N*{5o
<_N<L\
:7P/ZC%
NB|yLkoDyI
DZ7<-SFU
9$[PAjwk
五、轴校核: Z=&cBv4Fs
mhDC1lXF
.*(xkJI3
+-*Ww5Zti
zY=eeG+4s
"A]Xe[oS
UTLuzm
-0>gq$/N=^
Sd |=*X
p?v. 42R:z
Lq6R_udp
1z5Oi u
s9)U",
z?DI4O#Up
+\_c*'K>
NrK.DY4
5Y(<T~
N a$eeM
圆周力Ft=2T/d1 MoX~ZewWR
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 e>] gCa
d=mz=2.5*101=252.5mm o#~Lb9`@U
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ]~K&b96(
Fr=5852.5*tan20=2031.9N f)x(sk
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 . \t8s0A
由Fr2*L-Fr*L/2=0 k:QeZn(
得Fr2=Fr/2=1015.9N !jTtMx
+ ;LO|!
2、求水平平面的支承力 R9z:K_d,
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N Pb`Uxv
pv[Gg^
|Fi{]9(G2
3、画垂直面弯矩图 bpx
^
L=40/2+40/2+90+10=140mm rLpfybu
Mav=Fr2*L/2=1015.9*140/2=71.113Nm SIridZ*%
QHDR*tB:{
!y\r.fm!A
4、画水平面弯矩图 /Bw
<?:
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm \5iMr[s
1)o6jGQ
1]A$
C==yl"w
5、求合成弯矩图 .mbqsb]&Y
-^aJ}[uaI
m!K`?P]:N
{ )-8P
6、求轴传递转矩 akA7))Q
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm OU
esL9
H[_i=X3-~
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U4.$o]58
M$48}q+
yAiO._U
7、求危险截面的当量弯矩 4_`(c1oA
从图可见a-a截面是最危险截面,其当量弯矩为 ysj5/wtO0
轴的扭切应力是脉动循环应力 bp!Jjct
取折合系数a=0.6代入上式可得 Vel}lQD
=%B5TBG
8、计算危险截面处轴的直径 4{@{VsXN
轴的材料,用45#钢,调质处理,由表14-1查得 q{ [!" ,
由表13-3查得许用弯曲应力 , e\em;GTy
所以 `*l aUn
考虑到键槽对轴的削弱,将轴的最小危险直径d加4%。 +CM>]Ze
故d=1.04*25.4=26.42mm :
eCeJ~&E
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ) ViBH\.*p
所以此轴选d=40mm,安全 L>h|1ZK
六、轴承的选择 =C2KHNc
由于无轴向载荷,所以应选深沟球轴承6000系列 _%[po%]
径向载荷Fr=2031.9N,两个轴承支撑,Fr1=2031.9/2=1015.9N [j}JCmWY
工作时间Lh=3*365*8=8760(小时) :r>^^tGT!
因为大修期三年,可更换一次轴承 T]JmnCX>:
所以取三年 v\[+
由公式 w_f.\\1r
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) XEnu0gr
(深沟球轴承系列) 1ysQvz
* bd3^mP
由附表选6207型轴承 <.mH-Y5i
七、键的选择 :KgH7s}
选普通平键A型 \BuyJskE
由表10-9按最小直径计算,最薄的齿轮计算 u0GHcpOm
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm O%3Hp.|!
由公式 vK%*5
所以 QtwQVOK
选变通平键,铸铁键 &JXb) W
64mg :ed&
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 ruQt0q,W3%
八、减速器附件的选择
vTgx7gP
1、通气器: @0'U
p
由于在外界使用,有粉尘,选用通气室采用M18 1.5 _1NK9dp:
2、油面指示器: xbBqR_H_
选用油标尺,规格M16 J\Hv42
3、起吊装置:采用箱盖吊耳,箱座吊耳 -OSj<m<
4、放油螺塞:选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 sO`
oapy
5、窥视孔及视孔盖 o K>(yC[
选用板结构的视孔盖 4EHrd;|
九、润滑与密封: Kxch.$hc,
1、齿轮的润滑:采用浸油润滑,由于低速级大齿轮的速度为: ^$50[
z)S6f79`Q
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。 PJcfiRa'jQ
2、滚动轴承的润滑 1$8@CT^m
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟,并设挡油盘,以防止轴承旁齿轮啮合时,所挤出的热油溅入轴承内部,增加轴承的阻力。 MoE&)~0u&
3、润滑油的选择 T8|5%Y
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备选用 f-G)pHm
L-AN15润滑油 1_<x%>zG
4、密封方式选取: UXlZI'|He
选用凸缘式端盖,易于调整轴承间隙,采用端盖安装毡圈油封实现密封。 :{2~s
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 IH;sVT$M
设计小结: Km;}xke6
二、课程设计总结 |DV?5>>
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。 <(q(5jG
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。 #D4
QXZyiJX}
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。 p_h/hTi
4SZ,X^]I>
特别感谢—程莉老师。 Bl*}*S PU
$8)XN-%(
参考资料目录 X3\PVsH$K
[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; N^dQX,j
[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; !JDr58
[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; iCPm7AU
[3]《设计手册软件》,网络上下载; pY`$k#5
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn \ dFE.4
w.-x2Zg},
W48RZghmx
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Nw=60.0241r/min Y>8Qj+d
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n2=60.0241r/min 2!6hB sEr
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