| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 w_56y8Pd4
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 C.92FiC
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 W%g*sc *+
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 %MjoY_<:_
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ;AEfU^[
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 F(HfXY3
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 z5fE<=<X_W
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 Sr aZxuPg>
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Zok{ndO@|f
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 J2W-l{`r<
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 ^U_T< x8{
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 [b3!H{b#
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 :]-oo*xP
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 6^"QABc
2nB99L{6
|
;tH?E
1.拟定传动方案 sxREk99lL
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 (gBKC]zvz3
v=1.1m/s;D=350mm; 'c s(gc 0
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) !LN8=u.
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。 !2LX+*;
2.选择电动机 ~wb1sn3
1）电动机类型和结构形式 fc9;ZX7
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。 O^@8Drgc
2）电动机容量
7=6:ZSI
（1）卷筒轴的输出功率Pw 9* )&hhBs,
F=2800r/min; lYx _8x2
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 03 @a G
(2)电动机输出功率Pd `> : 5[Y
Pd=Pw/t h:%,>I%{
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 y7,fFUKl
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： +lym8n~-O
弹性联轴器 1个 \]tBwa
t4=0.99; l76 =6Vtb
滚动轴承 2对 A5XMA|2_
t2=0.99; ?,vLRq.
圆柱齿轮闭式 1对 x>#{C,Fi
t3=0.97; a('0l2e<u9
V带开式传动 1幅 ^{+ry<rS>
t1=0.95; =A"Abmx|
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 4era5=
t5=0.98; 5p0~A N)
则 KUI{Z I
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 @j46Ig4~b
故 <XdnVe1
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ,-pE/3|(
（3）电动机额定功率Ped HGQ</5Z
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 |p|Zv H
3）电动机的转速 8 1,N92T5
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， :5t4KcQ
可选电动机的最小转速 nQF& ^1n
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min HXLnj Xoe
可选电动机的最大转速 = L!&Z
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min I\@r ~]+y
同步转速为960r/min %rW}x[M%w?
选定电动机型号为Y132M1－6。 8Y`Lq$u
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 4>gfLK\R:
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 m xv ?PP
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 (Z ) ,gxt
BhJ>G%
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm c#OxI*,+/
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 4 2Z:J 0
@.t +
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 :@L7RZ`_
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 7+jxf[(XQ
1）传动装置总传动比 |L<JOQ
nm=960r/min; EmNVQ1w
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 %_!/4^smE
2）分配各级传动比 |+cz\+
取V带传动比为 k6tCfq;
i1=3; Xb _
V\b0
则单级圆柱齿轮减速器比为 S <mZs;
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 -X.#Y6(
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 e={O&9Z
4．计算传动装置的运动和动力参数 X`8<;l
1）各轴转速 '}OdF *L
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 XcJ5KTn
n0=nm; 9jal D
X
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min m <gdyY
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min _J,**AZ~z
a BA oS n
2）各轴输入功率 TegdB|y7O
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 ]cRvdUGv
P0=Ped=4kw pH' T x>
轴I 的功率 M K#
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw IFLphm5
轴II功率 HSruue8
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw 1 iH@vd
3）各轴转矩 :5kDc"
=Z|
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm WB jJ)vCA.
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm Jz8P':6 [
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm ]3,'U(!+
二、设计带轮 7 [Us.V@
1、计算功率 [@K'}\U^+
P=Ped=4Kw S>lP?2J
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 z ~H1f$}
查课本表8－10，得KA=1.1; x?i
wtZ@
计算功率 {z o GwB
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw `_J&*Kk5
2选择普通V带型号 gwaSgV$z
n0 =960r/min 1j2U,_-
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 @]Q4K%1^"
d1=80~100 ?q!4 REM
3、确定带轮基准直径 `I7s|9-=
表8－11及推荐标准值 '/GB 8L
小轮直径 X}#vt?mu
d1=100mm; 8@3=SO
大轮直径 2 a@X-Di
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ^gVQ6=z%
取标准件 b: (+d"S
d2=355mm; 7w73,r/D8A
4、验算带速 $1=7^v[U
验算带速 9/"&6,
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s dv.
77q
在5~25m/s范围内 ,ei9 ?9J1
从动轮转速 \>$zxC_
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s M^ * ~?9
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s w w|fqx?
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 t[|rp&xG
=-0.0141 l>*X+Tp A,
5、V带基准长度和中心距 zlLZ8b+
初定中心距 U&"L9o`2
中心距的范围 jdG'sITv
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm =p|IWn{P
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm u^Cl s!C
a0=350mm; gwB,*.z
初算带长 \d:Q%S
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 T4x%3-4 ;
Lc = 1461.2mm O+!4KNN.-
选定基准长度 kQI'kL8>
表8-7,表8-8查得 $mxG-'x %K
Ld=1600mm; ,DEq"VW_
定中心距 }w)}=WmD
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm KXMf2)p a
a=420mm; .*NPoW4Kv
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm #>yOp *
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm
:%sG'_d
6、验算小带轮包角 g?v/ u:v>W
验算包角 `n,RC2yo
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a +At [[
145.2107 >120度 故合格 2Ys=/mh
7、求V带根数Z /
0$ !.
由式（13-15）得 {]Mwuqn
查得 n1=960r/min , d1=120mm
n\9IRuYO
查表13-3 P0=0.95 Pjq'c+4.yL
由式13-9得传动比 q?frt3o
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 gZHgL7@
查表（13-4）得 \= ({T_j4
t <Sa ;[+
由包角145.21度 o4: e1
查表13-5得Ka=0.92 ~xzr8 P
KL=0.99 !ak760*A
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 7 @\ i5
8、作用在带上的压力F u znqq }
查表13-1得q=0.10 T T 3 6Y
故由13-17得单根V带初拉力 Acl K9+V
=" G2I\
三、轴 NxJnU<g-
初做轴直径： $,Q] GIC
轴I和轴II选用45#钢 c=110 H8g 6ZCU~
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm lDBAei3iB
取d1=28mm 'Rnzu0<lF
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm Bor_(eL^
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 /nv*OKS|
取YL10YLd10联轴器 Sv=e|!3f[k
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 Y'1
KH}sH
取d2=45mm wMgF *
四、齿轮 f 0@*>
1、齿轮强度 XX-(>B0L
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 |FFz $'8)
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 Q~.t8g/
因 ， #P!<u Lc%
SH1=1.1， SH2=1.1 lpPPI+|4N
， /7#MJH5b6
， _KloX{a
因： ， ，SF=1.3 Qu<6X@+5
所以 O\uIIu y
l4mRNYv)z
v`L]dY4,
2、按齿面接触强度设计 ).HA #!SE
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 ].Bx"L!B
小齿轮上的转矩 5{W Aw !
按 计算中心距 k|>yFc
u=i=5.333 C ]B P}MY<
mm ^?]-Q*w3Qs
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 q%M~gp1
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ]}Ys4(}
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm PN99 R]K0g
齿宽b= zrSYLG
b1=70mm,b2=60mm s[eSPSFZ
3、验算弯曲强度 Y>C0 5?>
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 QSzht$ 8
按式（11-8）轮齿弯曲强度 izcjI.3e,
'>"blfix8
5"G-r._
4、齿轮圆周速度 sWs e
(_2
Yx,E5}-
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 mw^ >dv?
%hmRh~/&
]jI<Js* F
2 ::YR?
I*N v|HST
PepR ]ym
' A+L
#
y:Gn58\o
五、轴校核： 5~UW=
IDf\! QG x
[;yH.wn#5
f`; w@gR`=
?vbAaRg50s
%MGt3)
B R
UpD4'!<buV
&N= vs
tBJ4lb
F#L1~\7
Tc"J(GWG
T(Yp90'6
LibQlNW\
6`6 / 2C$%
}pf|GdL
qAd=i0{N
9MO=f^f-
圆周力Ft=2T/d1 o_b3G
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 "l-#v|
54
d=mz=2.5*101=252.5mm #^] vhnbN
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 2<!IYEyT
Fr=5852.5*tan20=2031.9N K/P w;{}
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 S[7^#O.)
由Fr2*L-Fr*L/2=0 a}FY^4hl+
得Fr2=Fr/2=1015.9N cK\
u
PW5)") z
2、求水平平面的支承力 =NY5 5t.
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N "P|n'Mx
e -v|
PC L
;Z
3、画垂直面弯矩图 ?M|1'`!c8
L=40/2+40/2+90＋10=140mm uxDM
#
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm - G/qfd|s/
>`WfY(Lq
^ Lc\{,m
4、画水平面弯矩图 KiI+ V;o
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm J;^ PM:6
b W!
&n
OE0G*`m
7$g$p&,VX
5、求合成弯矩图 yZ[g2*1L
iSoQ1#MP)2
Dj c- f
6@8t>"}
6、求轴传递转矩 [mjie1j/<
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm |LbAW /9a
= &pLlG
-L]-u6kC[
l "}_+5
T_D] rMl
ILAn2W
a,S;JF)v
,>b>I#{
NNbdP;=:u
]OdZlZBsJ
3Ji$igL
2yg6hR
8V j'&UY
'n-y*f
t>?tWSN f
MaHP):~
K y%lu^
J+E,Ui ZU
< ]1 ,L%
EmcLW74
:zKMw=
7、求危险截面的当量弯矩 <C(o0u& /
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 Wpl/CO 5z
轴的扭切应力是脉动循环应力 &5R|{',(Y
取折合系数a=0.6代入上式可得 zM=MFKhi ~
b \`S[
8、计算危险截面处轴的直径 : p: C
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 YVDFcN9v
由表13-3查得许用弯曲应力 ， P* `*^r3
所以 ?hkOL$v<9}
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 ]'(D*4
故d=1.04*25.4=26.42mm W!? h2[
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 U3V5Jo r#
所以此轴选d=40mm,安全 / 'qoKof
六、轴承的选择 /
}$n_N\!)
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 (V jU ,'h
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 6u+aP
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） jO&*E 'pk
因为大修期三年，可更换一次轴承 oXnaL)Rk
所以取三年 18Y#=uH}
由公式 K$M+"#./
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) _#:/ ~Jp
（深沟球轴承系列） (n*:LS=0
P 7.bn
由附表选6207型轴承
pzz* >Y
七、键的选择 qtZ?
kJ
选普通平键A型 =zyA~}M2
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 nl Nk
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 2Ckx.m &
由公式 @GF B{ ;=
所以 /!?LBtqy
选变通平键，铸铁键 MWh Y&I+
zd=O;T;.
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 Xv-p7$?f
八、减速器附件的选择 ;[Mvk6^'R
1、通气器： \uJRjw+
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 w]0@V}}u$o
2、油面指示器： s;Gd`-S>d
选用油标尺，规格M16 e(? w h
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 @m#OhERv
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 y'K2#Y~1e
5、窥视孔及视孔盖 fu^W# "{
选用板结构的视孔盖 cl%+m
九、润滑与密封： x)~i`$
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： ;KlYiu
Ku75YFO,5
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。 4a-JC"
2、滚动轴承的润滑 Vb (b3
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。 C 1k< P
3、润滑油的选择 !5o j~H
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 }xk(aM_
L-AN15润滑油 VLez<Id9(
4、密封方式选取： 5G f@n/M"
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。 u=.8M`FxP
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 f82% nT
设计小结： } a9Ah:.7/
二、课程设计总结 0ra'H/>Ly
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。 Qn!mS [l
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。 _B0(1(M<2
Q 7_5
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。 zw>L0gC
LjI`$r.B
特别感谢—程莉老师。 < .6rl
Ek_ 5% n
参考资料目录 5 #K*75>
[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； }Kp!,
[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； mM,HMrgLqK
[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； 1!<t8,W4
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ><<>4(eF p
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn [ 7Lr"
8 "l
PiW3
e&}W#
.AfZ5s]/F
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Nw=60.0241r/min SYCL\b
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P2=3.6491Kw PQaTS*0SXJ
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T0=39.7917Nm [ja ^Bhu
T1=113.4063Nm 7Z>vQ f B
T2=589.5878Nm Ii0\Skb
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