| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 Kt3 ]r:&J
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 !*@sX7H
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 wio}<Y6Xz
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 8e3I@mv
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 .# [==
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 & KS*rHgt?
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 vMB`TpZ
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 `gFE/i18
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Dw6mSsC/
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 -%eBip,'yl
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 j6_tFJT
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 U4*Q;A#
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Gn8'h
TM
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 _#]/d3*Z}
P 4|p[V8
X|w[:[P
1.拟定传动方案 swh8-_[ 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 U2D2?#
v=1.1m/s;D=350mm; <yHa[c`L
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) J@vL,C)E6
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。 [R~ `6
2.选择电动机 }[gk9uM_7
1）电动机类型和结构形式 $ |V @3`0
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。 k ED1s's
2）电动机容量 BQ7p <{G
（1）卷筒轴的输出功率Pw {5,
]7 =]
F=2800r/min; }; ;Thfd
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 *VPj BzcH
(2)电动机输出功率Pd @jxAU7!
Pd=Pw/t Z/f%$~Ch
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 hmQ ;!9
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： 5v`[c+@F
弹性联轴器 1个 e(~9JP9
t4=0.99; Z=&cBv4Fs
滚动轴承 2对 mhDC1lXF
t2=0.99; G (o9*m1
圆柱齿轮闭式 1对 BHZCM^
t3=0.97; GWv w<`4
V带开式传动 1幅 3 \B 28m
t1=0.95; ,&5\`
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 tvlrUp
t5=0.98; }@XokRk
则 ~>"m`Q&[
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 y k{8O.g
故 fZ5zsm' N
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 %Y:"5fH
（3）电动机额定功率Ped $,)PO
Z
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 !5}u \
3）电动机的转速 U7do,jCoa
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， 5mYX#//:
可选电动机的最小转速 DQ*T2 *L
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min {)?:d6"
可选电动机的最大转速 fR$_=WWN>h
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min "-T[D9(A
同步转速为960r/min x,% %^(
选定电动机型号为Y132M1－6。 d^(7\lw|
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 fFYfb4o
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 + ;LO|!
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 {T L.2
h%%ryQQ&<
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm s W^e D;
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 <c77GimD?
uSgR|b;R]
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 0 ;O e&Y
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 N xW
Dw
1）传动装置总传动比 n(h9I'V8)F
nm=960r/min; j"F?^0aR,Q
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 h4#y'E!,Z
2）分配各级传动比 \5iM r[s
取V带传动比为 {)jTq? ?
i1=3; [p+ -]V
则单级圆柱齿轮减速器比为 BICG@
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 %;eD. If}
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。 VtN1 [}
4．计算传动装置的运动和动力参数 d@XXqCR<
1）各轴转速 T T@ U_^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 (hJ& `Tt
n0=nm; &.l^> #
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min mPL0s
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min yiw4<]{IX
2Onp{,'}
2）各轴输入功率 X`6"^
xme
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 N<PDQ
P0=Ped=4kw ({OQ
JBC
轴I 的功率 /rIyW?& f
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw re~T,PPM
轴II功率 85T"(Hh T
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw uc>":V
3）各轴转矩 V1&qgAy~
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm \i'Z(1
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm X- ZZLl#
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm ^6On^k[|fw
二、设计带轮 '^.`mT'P
1、计算功率 )_YB8jUR-X
P=Ped=4Kw D3B]
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 f DwK5?
查课本表8－10，得KA=1.1; BW:HKH.k
计算功率 `/O AgV"`
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw >qz#&
2选择普通V带型号 O 9C&1A|lA
n0 =960r/min %s! | ,Cu
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 h UC157
d1=80~100 PjD9D.
3、确定带轮基准直径 ^) (-7H
表8－11及推荐标准值 `*l aUn
小轮直径 +CM>]Ze
d1=100mm; ", p5}}/
大轮直径 ]"&](e6*
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm <2E|URo, #
取标准件 -.B lj<2ah
d2=355mm; B[I9<4}
4、验算带速 )n]" ~I^
验算带速 [!De|,u(^
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s <5? pa 3
在5~25m/s范围内 w_f.\\1r
从动轮转速 <iA\ZS:
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s Z5E; FGPb
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 8t3m$<7
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 En:>c
=-0.0141 ^v `naA(
5、V带基准长度和中心距 sH.=Fao s
初定中心距 oOLey!uZw
中心距的范围 Z\$M)e8n
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm q Jag >OY
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm W qkb1~]#Y
a0=350mm; ME$J4 2
初算带长 *s,[Uy![
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 8qqN0"{,
Lc = 1461.2mm ,3!$mQL=
选定基准长度 -72E XO=|
表8-7,表8-8查得 XC5/$3'M&
Ld=1600mm;
[}YUi>NGA
定中心距 5f{P% x(
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm .L+XV y
a=420mm; 0$]iRE;O]
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm r\d(*q3 B
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm m`l9d4p
w?
6、验算小带轮包角 V" Z8-u
验算包角 5Yhcnwdm!
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 0'Si
^>bW
145.2107 >120度 故合格 NJ)Dw`|%|)
7、求V带根数Z <:V~_j6P0
由式（13-15）得 J*[@M*R;&
查得 n1=960r/min , d1=120mm Lo~ ;pv v
查表13-3 P0=0.95 fz\Q>u'T
由式13-9得传动比 h~m,0nGO
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 %uN<^`JZ
查表（13-4）得 J09jBQ] R
4; I\% qes
由包角145.21度 g"Y _!)X
查表13-5得Ka=0.92 .G8>U XX
KL=0.99 $'%GB $.
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 b?l>vUgAg
8、作用在带上的压力F [Q0V 5P~Q'
查表13-1得q=0.10 4/Y?e UQ
故由13-17得单根V带初拉力 (Kwqa"Hk4{
X3\PVsH$K
三、轴 "~5cz0
H3v
初做轴直径： H.m]Dm,z
轴I和轴II选用45#钢 c=110 {YgU23;q
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm V2ih/mh
取d1=28mm `R$i|,9 )
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm *^uK=CH1?(
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 o GRk/@
取YL10YLd10联轴器 cv aG[NF
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 Ln4]uqMG.
取d2=45mm W!wof- 1
四、齿轮 Qz ,2PO
1、齿轮强度 ${Mz O i
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 hhze5_$_
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。 "_q~S$i^
因 ， ~= *o
SH1=1.1， SH2=1.1 Jv8:GgSg
， I&{T 4.B:U
， ?
`p/jA
因： ， ，SF=1.3 H-PVV&r
所以
xgcxA:
WM'!|lg
hBjU(}\3
2、按齿面接触强度设计 [ ,;e ,ld
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 !fzS' pkk.
小齿轮上的转矩 o]q~sJVk6
按 计算中心距 nzC *mPX8
u=i=5.333 s/tLY/U/
mm B/wD~xC?x
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 i%-yR DIX
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 |%C2 cx
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm w.q`E@ T*
齿宽b= In1W/ ?
b1=70mm,b2=60mm @G" nkB
3、验算弯曲强度 ]p`y
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 J<0{3pZY
按式（11-8）轮齿弯曲强度 dd
?6CLUu|7n
x/DV> Nfn
4、齿轮圆周速度 ,~Mf2Y#m0p
Uj7Y TB
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 0]4X/u#N
SZF 8InyF
:1A:g^n
]lwf6'
\J+a7N8m,
^I! Z)/
},8|9z#pyB
g{V(Wy T@
五、轴校核： f)*?Ji|5F
_d]{[&
p4t
^
8 }P_
1eD#-tzV
AkQ(V
, Vi_~b
3gUY13C}:p
VW*%q0i-
cb^IJA9}
28"1 ONs 3
b-_l&;NWg
I6^y` 2X
1Vy8eI`4
KR ( apO
Fqeqn[,
)Z:-qH
NPH(v`
LA6XTgcu
圆周力Ft=2T/d1 N/o?\q8
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 gX{j$]^6G8
d=mz=2.5*101=252.5mm 2H`r:x<Z-
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 9K& $8aD
Fr=5852.5*tan20=2031.9N aH"d~Y^
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 @ym:@<D
由Fr2*L-Fr*L/2=0 -9o m,U`t
得Fr2=Fr/2=1015.9N .4a|^ vT
k{ f1q>gd
2、求水平平面的支承力 >&.N_,*
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N wo&IVy@s$
spA|[\Nl
/R B%m8@;
3、画垂直面弯矩图 gv eGBi
L=40/2+40/2+90＋10=140mm &b@_ah+f
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm I%4eX0QY=z
oc"p5Y3,Os
t%mi#Gh(
4、画水平面弯矩图 XO;_F"H=
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm l iY/BkpH
r3Ol?p
UT@Qo}:
ikZYc ${
5、求合成弯矩图 c^_+<C-F
$~8gh>`]
|}77 'w :
2po8n _
6、求轴传递转矩 qg j;E=7
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm mg*iW55g
Zdrniae
ah
#`@)lU+/
b|87=1^m[
z/j*zU
`
*fY*Wy9
vm gd
VN-0hw/A
jXx~ 5
MZ)lNU l
C,ldi"|
k6 OO\=
)E",)}Nh
~I")-2"B
5#z7Hj&w
,M]W _\N~E
G9S3r3
klmbbLce
+^J& x>5
([m4 dr
UaG&HGg]!
7、求危险截面的当量弯矩 A/ zAB3
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 >]B_+r0m^
轴的扭切应力是脉动循环应力 , wr5DQ
取折合系数a=0.6代入上式可得 rxx VLW
e<DcuF<ZS
8、计算危险截面处轴的直径 &gh>'z;`r
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 jz3f{~
由表13-3查得许用弯曲应力 ， UnDX .W*2
所以 dM"5obEb
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 P/S ,dhs(
故d=1.04*25.4=26.42mm :S`12*_g"
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 VaonG]Ues
所以此轴选d=40mm,安全 {DVMs|5;^
六、轴承的选择 p*jH5h cy
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 U*EBH
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N ;Gp9
? 0
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） lE+Duap:
因为大修期三年，可更换一次轴承 c*w0Jz>@.7
所以取三年 $U&p&pgH=W
由公式 uv$utu><
*
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) ;<MHl[jJD
（深沟球轴承系列） 9G1ZW=83
[:izej( \
由附表选6207型轴承 ZRGe$HaU
七、键的选择 e[Z-&'
选普通平键A型 pgUjje>#
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 >y!R}`&0^t
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm M )v='O<H8
由公式 Zirp_[KZ%
所以 D7IhNWrgj
选变通平键，铸铁键 \R
3O39[
=OrVaZ0
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 m8l!+8
八、减速器附件的选择 1k%HGQM{
1、通气器： Lm^vS u
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 y2B'0 l
2、油面指示器： "-HWw?rx/
选用油标尺，规格M16 zo
]-,u
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 t ,EMyZ
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ErQGVE;zk
5、窥视孔及视孔盖 *\0h^^|@
选用板结构的视孔盖 :VR% I;g ;
九、润滑与密封： 9+Wf*:*EW
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： eS%8WmCV9<
OJFWmZ(X
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 K,bX<~e5
2、滚动轴承的润滑 ;b|=osyT\
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 Nah\4-75&
3、润滑油的选择 qP9`p4c8i
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 YvUV9qps~
L-AN15润滑油 R2Q 1Rk#
4、密封方式选取： q:wz!~( >
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 \Jwc[R&x
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 (V}?y:)
设计小结： JGYJ;j{E]
二、课程设计总结 e\ZV^h}TQ
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 H@|m^1
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 (F*y27_u
Xa g#ZT
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 e[QEOx/-h2
B }I9+/|{
特别感谢—程莉老师。 bhKe"#m|S
.;dI&0Z
参考资料目录 TQpR'
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； r+a0.
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； Q+IB&LdE
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； %YG[?"P'
[3]《设计手册软件》，网络上下载； rLp0)Go
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn #Fh:z4
AI$\wp #aw
:?g p}.
5hDm[*83
<Ug1g0.
Nw=60.0241r/min ^ b{~]I
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h=B=
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n0=960r/min Gr#WD=I-}
n1=320r/min pj7v{H +
n2=60.0241r/min B lqISyrY
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*q+X ?3
me-uPm
fg4mP_
P0=4Kw /@I`V?Q!a
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P1=3.8Kw b7B|$T,
2+ywl}9
P2=3.6491Kw 2OQ\ z;s
F6aC'<#/
8 [D"
T0=39.7917Nm o7@C$R_#
T1=113.4063Nm bP> Kx-%q
T2=589.5878Nm Fm*npK
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输送带速度 V=1.1 m/s t{})6
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