| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 m+{K^kr[
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 }),w1/#5u8
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 H_ !4>G@
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 Glq85S
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 $I# q
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 04%S+y.6&Y
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 .,~(%#Wl$
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 f"7M^1)h2%
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 w#JJXXQI
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 . *$OQA
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 2Nxm@B` {
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ,< <4*
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 q1y/x@
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 $qF0ltUQ
6OiSK@<Hk
G
a;.a
1.拟定传动方案 vvB(r!
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 ?6c-7QV
v=1.1m/s;D=350mm; 2 n b:)
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) E$a ?LFa6
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。 e&MC|US=\
2.选择电动机 >vrxP8_
1）电动机类型和结构形式 *'"T$ib
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 k" k J_(
2）电动机容量 C 8#@+ Q.
（1）卷筒轴的输出功率Pw o ]Jv;Iy@?
F=2800r/min; 4RKW
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 VN4yn| f/
(2)电动机输出功率Pd 2>} xhQJ
Pd=Pw/t o }Tz"bN
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 H7+X&#s%
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： 7z\ m;
1
弹性联轴器 1个 RWgDD;&_[a
t4=0.99; Sz{O2 l Y
滚动轴承 2对 c/L>>t
t2=0.99; Md)zEj`\
圆柱齿轮闭式 1对 _qvK*nE
t3=0.97; A392=:N+Q
V带开式传动 1幅 I"AYWo?
t1=0.95; 5e p /h5*/
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 O_$d I*RK
t5=0.98; c8) /:xxl
则 *BD=O@
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 W$JebW<z(
故 kE.x+2
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 l 5Y/Ok0,
（3）电动机额定功率Ped = k}SD96
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 M)?dEgU}M
3）电动机的转速 : FAH\
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， k&#a\OJ7u
可选电动机的最小转速 #6 + FY+/
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min
gB\T[R V
可选电动机的最大转速 ggt DN{t
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min [=uo1%
同步转速为960r/min
zJa)* N
选定电动机型号为Y132M1－6。 [LT ^sb
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 nmlPX7!{$
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 GZ!| }$ 8
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 Zn:R
PMk*
) T907I|
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm zW w2V}U!
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 & a!BD/
/)N@ M
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 I~PDaZP
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 R8*Q$rH<
1）传动装置总传动比 u{&B^ s)k.
nm=960r/min; ^IZ)#1U
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 nM=e]qH
2）分配各级传动比 ?:^mBb) T
取V带传动比为 Y9SGRV(
i1=3; PYB+FcR6?n
则单级圆柱齿轮减速器比为 IWVlrGyM
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 B;Nl~Y| \
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。 (VvKGh
4．计算传动装置的运动和动力参数 g1(Xg.
1）各轴转速 K.tlo^#^B[
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 q<e&0u4
n0=nm; +]>+a<x*%
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min R~L0 {`
0
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ,F+B Wot4
lJykyyCY+
2）各轴输入功率 .=9 s1 ~]
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 -0o[f53}p
P0=Ped=4kw q^8EOAvnZ
轴I 的功率 fnzy5+9"
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 78n}rT%k1
轴II功率 !y jo
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw z
`8cOK-
3）各轴转矩 RK d
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 9z
m|Lbj
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 1Wg-x0R
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm i< (s}wg
二、设计带轮 J.*XXM- V
1、计算功率 l2v_?j-)x
P=Ped=4Kw qg z*'_S
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 \`'K lF2
查课本表8－10，得KA=1.1; 4}v@C|.p
计算功率 bTmL5}n
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw
&'|B =7
2选择普通V带型号
a<XCNTaVT
n0 =960r/min 'iSAAwT2aj
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 6,Hqb<(
d1=80~100 }pNX@C#De
3、确定带轮基准直径 @ }F Awv^f
表8－11及推荐标准值 xtV[p4U
小轮直径 +\`vq"e
d1=100mm; 4YG/` P
大轮直径 uE_c4Hp
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 33l>{(y
取标准件 %:6?Y%`*[
d2=355mm; _c J[
FP1
4、验算带速 ul7o%Hs
验算带速 r2*<\ax
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s noVa=aU^
在5~25m/s范围内 v vu<:16
从动轮转速
GrJ#.
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s Q}%tt=KD
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 2F_
R/{D
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 SDJH;c0
=-0.0141 A//?6O Jx?
5、V带基准长度和中心距 8@K^|xeQ
初定中心距 $j`
$[tX6l
中心距的范围 uq7T{7~<
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm T(X:Yw
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm y+mElG$F
a0=350mm; U)jUq_LX
初算带长 *3{J#Q6fk3
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ^%bBW6eZ
Lc = 1461.2mm ^i%A7pg
选定基准长度 AMlV%U#
表8-7,表8-8查得 <)m%*9{
Ld=1600mm; Dk)}|GJ()"
定中心距 G"s0GpvQ
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm tn<6:@T
a=420mm; :Z`4j
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm oN2=DYC41
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm AY2:[ 5cm
6、验算小带轮包角 ,TC~~EWq
验算包角 ?qH F}k|
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a TYS\95<
145.2107 >120度 故合格 :x eLt;
7、求V带根数Z a<Uqyilm
由式（13-15）得 QX0 Y>&$ )
查得 n1=960r/min , d1=120mm Ub)I66
查表13-3 P0=0.95 jp<VK<s]
由式13-9得传动比 [, f)9v)
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 4 rB8Nm1
查表（13-4）得 e1 a*'T$z
tm)*2lH6
由包角145.21度 R9dP ,<2
查表13-5得Ka=0.92 [B /0-(?
KL=0.99 4,1oU|fz
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Dx+ K +(
8、作用在带上的压力F 3;/?q
查表13-1得q=0.10 w+UV"\!G)Q
故由13-17得单根V带初拉力 SE `l(-t L
Q7Ij4
三、轴 rY 70 ^<z
初做轴直径： %`\]Y']R
轴I和轴II选用45#钢 c=110 }5gr5g\OtP
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm Aka^e\Y@6*
取d1=28mm Qlz Q]:dWC
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm C ?7X"~ ~
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 R{3CW^1
取YL10YLd10联轴器 = HE
m)
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 gg]~2f
取d2=45mm X %4h(7;v
四、齿轮 <MZi< Z`
1、齿轮强度
$Ub}p[L
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 0'yyfz
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 ~mH+DV3
因 ， J+2R&3;_O
SH1=1.1， SH2=1.1 P z473d
， 0n5UKtB
， - V=arm\#z
因： ， ，SF=1.3 g _ M-F
所以 TE Tsg5#
Q4%IxR?
?0J0I j,
2、按齿面接触强度设计 zqGYOm$r
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 XZO<dhZX:
小齿轮上的转矩 i$O#%12l
按 计算中心距 JuJ5qIal
u=i=5.333 `Cj,HI_/*
mm 3 7>MJ
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 lIq~~cv)
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 7Po/_%
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm /=M.-MU2
齿宽b= 3wNN<R
b1=70mm,b2=60mm s^Pm nFR
3、验算弯曲强度 oNSz& )LP
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 >B~?dT m
按式（11-8）轮齿弯曲强度 Ihef$,
# U`&jBU
Gg +Y fY_
4、齿轮圆周速度 liG~y|
Qa?Q bHc
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 y''V"Be
):E'`ZP!F
IMR$x(g=
F
+~:0Dx v W
oZvG3_H4 .
j?J=w=.Nx
DZAH" sb
WFdem/\kX
五、轴校核： )`R ZkCe
2o}8W7y
6cZ C
=0Y'f](2eW
%#Q
#N,fw
Y D+QX@
"b;k.Fx
(QhAGk&lu
fa J8 zX
E M~7 #Y
A>y#}^l]
@f'AWeJ2
%J3lK]bv(
2c*2\93>
7x:F!0 :
u"joCZ7`kG
dK7 ^
.?7So3
圆周力Ft=2T/d1 :if5z2PE/
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 *Ag, kW"
d=mz=2.5*101=252.5mm n]Ebwznt-
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N Z~B+*HF
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 33S`aJ
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 th;]Vo
由Fr2*L-Fr*L/2=0 )S"o{N3B
得Fr2=Fr/2=1015.9N \ !6t
k .ww-nH
2、求水平平面的支承力 n/ :Z{
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N
2fbvU
m';|}z'
; vhnA$'a
3、画垂直面弯矩图 4>d[qr*<
L=40/2+40/2+90＋10=140mm vV2o[\o^
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm [kQ"6wh8
<`b|L9
O/'f$ Zj36
4、画水平面弯矩图 7YSuB9{M
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm M |aQ)ivh3
96 k(X LR
zh?xIpY
8cequAD
5、求合成弯矩图 f2 VpeJ<p
y0lL Fe~
ZO]E@?Oav
:
,|=Q}
6、求轴传递转矩 LjX&' ,
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ~6=Wq64
~p0 e=u
9, }fx+^
jAsh
k$Nx6?8E
4h[2C6
\+`
k{!iDZr&f,
B/[hi%~
S;G"L$&\
QLxXp
i@sCMCu6
P DNt4=C
wK/}E h\^
\Or]5ogT'
|Sy}d[VKsZ
dpl"}+
mJU>f-l
|YMzp8Da(
@*AYm-k
) >- D={
LD7? .
7、求危险截面的当量弯矩 $L $j
KNwf
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 hA$c.jJr.Z
轴的扭切应力是脉动循环应力 Uj
y6vgU;
取折合系数a=0.6代入上式可得 +^o3}`
[0(
E>vm
8、计算危险截面处轴的直径 +sV# Z,
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 Lcm~QF7cd
由表13-3查得许用弯曲应力 ， Zi15wE
所以 Ix%"4/z>
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 7l4InR]
故d=1.04*25.4=26.42mm @8}-0c
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 U/ v"?pg[
所以此轴选d=40mm,安全 5G
dY7t_1
六、轴承的选择 "oKj~:$
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 \ZmFH8=|f
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N [v>Z(
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） Y:#kel<
因为大修期三年，可更换一次轴承 o%9Ua9|RR
所以取三年 y"%iD`{
由公式 "m<eHz]D
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) &9GR2GY
（深沟球轴承系列） [7ek;d;'t
^+Y-=2 u:
由附表选6207型轴承 Oa3=+_C~$1
七、键的选择 'IqK M
选普通平键A型 ' /n%}=a=
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 -hJ>wGI
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm &,6y(-
由公式 0|*UeM
所以 HCn ]#
选变通平键，铸铁键 Eze DShN=J
C$]%1<-Iv]
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。
K[3D{ =
八、减速器附件的选择 d%[`=fs]|m
1、通气器： bo?3E +B
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 v;NZ"1=_
2、油面指示器： .,BD D PFB
选用油标尺，规格M16 cVv4gQD\
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 d
>wmg*J
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 bl!f5RO S(
5、窥视孔及视孔盖 6=`m
选用板结构的视孔盖 ]R3pBC"Jv
九、润滑与密封： o sgS?=8
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： `!>dbR&1
7T(OV<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。 ofJ]`]~VG
2、滚动轴承的润滑 E ]U3O>hf
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。 H--*[3".
3、润滑油的选择 =-s20mdj
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 (fI&("; t
L-AN15润滑油 GF/x;,Ae
4、密封方式选取： K E)D =P
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。 0q V*d
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 R*T Gn_J`
设计小结： R4rm>zisVX
二、课程设计总结 {dr&46$p
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。 <:yq~?
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。 1p "EE~ v
+68K[s,FD
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。 q MT.7n:
U(&nh ?
特别感谢—程莉老师。 j[=_1~u}
E( 4lu%
参考资料目录 $r QFM[
[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； 1&dsQ, VDl
[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； QmkC~kK1.
[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； ~R Lx;
[3]《设计手册软件》，网络上下载； oJ; O>J@c
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn H6 f; BS
p 31rhe
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2u H\8A+'f
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i2=5.3312 ]J]p:Y>NL
IH:C m5MV
@CUDD{1o
S $/3K q
, .F+ x}
A8Y~^wn
n0=960r/min o[ 6"XJ
n1=320r/min e2ZUl` {g
n2=60.0241r/min ,OAWGFKOp
'2{o_<m
~,7R*71
>G7U7R}R
* j :5
P0=4Kw aV, J_Q6r
5LH ]B
P1=3.8Kw Vp4]
7Wn]l!
P2=3.6491Kw ka [NYW{.
G<1mj!{Vp
Rx2 |VD
T0=39.7917Nm sg\ jC#
T1=113.4063Nm z H4#\d
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