| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 zjh&?G]:G
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 S\Qh#y FT
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 nm*!#hx
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 /n7F]Ok'*
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 Y#c11q Z
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 Y. yM 1 z
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 I0O)MR<
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 piO+K!C0n:
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 y^zVb\"4
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 P _t8=d
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 J%xp1/= 2
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 9 il!w
g?
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 c?d+> 5"VX
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 hX=+%^c%_A
TUZ-4{kV"
B4&@PX"'>,
1.拟定传动方案 1uv"5`%s
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 d
{moU\W
v=1.1m/s;D=350mm; /'G'GQrr
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 3l>P>[<o
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。 +U^dllL7
2.选择电动机 L5cNC Wpo
1）电动机类型和结构形式 &I?1(t~hT
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。 )xP]rOT
2）电动机容量 &P!^k0NJR
（1）卷筒轴的输出功率Pw B l'
F=2800r/min; Z8k O*LYv
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 `S<uh9/
(2)电动机输出功率Pd P _Zf(`j J
Pd=Pw/t '[5tc fG#z
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 iTbmD
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： _Ux>BJ mP
弹性联轴器 1个 2=!/)hw}
t4=0.99; . xX xjl
滚动轴承 2对 >Q+a'bd w
t2=0.99; Q%QpG)E
圆柱齿轮闭式 1对 )TyL3Z\>(
t3=0.97; nH % /
V带开式传动 1幅
guSgTUJ}
t1=0.95; u[ s +YGS
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 jzEimKDE's
t5=0.98; C-_u; NEu
则 7= T0Sa*;
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 &)fPz -s
故 uz Z|w+3O
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 43:~kCF[s
（3）电动机额定功率Ped DfV_08
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 ]$nJn+85@b
3）电动机的转速 z]P |%
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， gNs@Q !
可选电动机的最小转速 wC=IN
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min v 1 oS f
可选电动机的最大转速 #) >>f
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min # JuO
同步转速为960r/min LAf!y"A#
选定电动机型号为Y132M1－6。 R) @ k|
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸
_BtlO(0&
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 LC[, K
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 K]kL?-A#'
x 6,S#p
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm PU?kQZU~)
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 qg.[M *
{Fb) Z"8]
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 34 8Bu 7':
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 c
q3C N@
1）传动装置总传动比 ~Zaxn~u:
nm=960r/min; ^5,ASU
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 J4lE7aFDA~
2）分配各级传动比 @[
:s P
取V带传动比为 0U`Ic_.
i1=3; KD Qux
则单级圆柱齿轮减速器比为 8%
1hfj
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Z/beROW )
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。 ] vT
4．计算传动装置的运动和动力参数 <,rjU*"
1）各轴转速 Ubn5tN
MK
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 >%[(C*Cks
n0=nm; O IewG5O
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 'd6hQ4Vw4
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 8zVXQ!'
}E/L:
2）各轴输入功率 *~ &W?i
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 $AsM 9D<BE
P0=Ped=4kw ZklidHL');
轴I 的功率 m"x~Fj vd
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw $ (zJ
轴II功率 -BoN}xE4
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw :hJhEQH(9
3）各轴转矩 ^@[[,1"K
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm })!n1k t
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm aL=VNZ!Pqc
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm }JlQQ
二、设计带轮 eyAg\uui h
1、计算功率 /
m?Z!
P=Ped=4Kw y/i"o-}}~|
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 mup3ua]!
查课本表8－10，得KA=1.1; ~s 5Sk#.z5
计算功率 7d4R tdI
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw "lmiGR* u
2选择普通V带型号 qHHWe<}OT
n0 =960r/min (1jkZ^7
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 v"$; aJ
d1=80~100 PL8 akA#
3、确定带轮基准直径 s}?98?tYB
表8－11及推荐标准值 {g
)kT_
小轮直径 K}Z'!+ <U
d1=100mm; /+IR^WG#C}
大轮直径 le[5a=e(
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm wk5a &
取标准件 f%@Y
XGf
d2=355mm; y|lP.N/
4、验算带速 6Jj)[ R\5=
验算带速 np>*O }r*
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s |
c8u
在5~25m/s范围内 ~RMOEH.o
从动轮转速 MPGQ4v i&
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s BO[A1'>
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s Qu;AU/Q<([
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 f O(.I
=-0.0141 `$#64UZ>U1
5、V带基准长度和中心距 #o^E1cI
初定中心距 G3OQbqn
中心距的范围 T%]:
tDa
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm JTs.NY
<z
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm D l" y|
a0=350mm; ?ke C
初算带长 Nv ew^c)x
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 _@RW7iP>
Lc = 1461.2mm 8vP d~te
选定基准长度 6>vj({,1Y*
表8-7,表8-8查得 ipyO&v
Ld=1600mm; *y X_dgC>[
定中心距 h\ ybh
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm sP&E{{<QTF
a=420mm; 43VuH
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm Em?skUnG,
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ~O|0.)71]
6、验算小带轮包角 2KzKNe(
验算包角 DV.MvFV
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a !nYAyjf
145.2107 >120度 故合格 >l7
o/*4
7、求V带根数Z
&#)3 v8
由式（13-15）得 - 0Q!:5EC
查得 n1=960r/min , d1=120mm lW2q V R
查表13-3 P0=0.95 6zI?K4o
由式13-9得传动比 J{ 1O\i
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 7u}r^+6_o
查表（13-4）得 6Q>w\@lF
]pGr'T~Gj
由包角145.21度 &\(YmY
查表13-5得Ka=0.92 +tA rH
C]
KL=0.99 u*U?VZ5
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Xgl>kJy<#
8、作用在带上的压力F [[|;Wr} 2
查表13-1得q=0.10 IQ~()/;3d
故由13-17得单根V带初拉力 b"Ulc}$/&
U?rfE(!
三、轴 jQdfFR
初做轴直径： 8<G@s`*
轴I和轴II选用45#钢 c=110 :,u+[0-S
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm kjmF-\
取d1=28mm ,L^L uw'7
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm Op0
#9W
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 vSyN_ AB?$
取YL10YLd10联轴器 'nLv0.7*
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ]#q dA(Kl
取d2=45mm @s[bRp`gd
四、齿轮 aL`pvsnF
1、齿轮强度 <)&yk cB
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 {.2C>p
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。 YA|*$$
因 ， [_~U<
SH1=1.1， SH2=1.1 n/6A@C
， +Q '|->#
， |~/{lE=I
因： ， ，SF=1.3 z/ i3
所以 2<O
hO
^
1E Rz:\
Twk zX|
2、按齿面接触强度设计 HR}c9wy,q\
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 *kIJv?%_}
小齿轮上的转矩 vrbS-Z<S 9
按 计算中心距 8e-{S~@W
u=i=5.333 vS0P] AUo
mm 9}\T?6?8pX
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 \}2Wd`kD
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 "K@os<
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm q@\D5F%
>
齿宽b= |#sP1w'l]
b1=70mm,b2=60mm &@Q3CC DS
3、验算弯曲强度 ooq>/OI0
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 FxUH ?%w
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ALG
# )$|
<)}*S
OO$<Wgh
4、齿轮圆周速度 ;aF / <r
9-@w(kMu
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 @fY!@xSf
Soa.thP
Q A%GK4F70
J+;.t&5R
$""[(
d?0
%mq ]M
@M,_m X
Sb`>IlT\#
五、轴校核： 1{~9:U Q
o#T,vu0s
qmK!d<4
A6sBObw;
V^0*S=N
`KL`^UqR
V`%m~#Me
USbiI %
xJ 3#k;
n*;I2 FV]
DB*IVg
0V bZBLe
=tP|s YR]^
6zDJdE'Es
9+/<[w7
J0>Q+Y
We9mkwK7C
2`lit@u&u
圆周力Ft=2T/d1 `@ `CZg
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Mpj3<vj
d=mz=2.5*101=252.5mm T&!>lqU!J
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N R1S Ev$
Fr=5852.5*tan20=2031.9N D~1nh%x_
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Q!"L i
由Fr2*L-Fr*L/2=0 L7KHs'c*
得Fr2=Fr/2=1015.9N R#r?<Ofw4
<y!B O
2、求水平平面的支承力 5!5P\o
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N @^P=jXi<
w,l1&=d
jR48 .W
3、画垂直面弯矩图 RuH Jk\T+
L=40/2+40/2+90＋10=140mm G U!XD!!&
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm Qn<< &i~
vI+ PL(T@
Q0r_+0[7j
4、画水平面弯矩图 jeJGxfi i
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm {g);HnmPN
1di?@F2f
wPW9 bu
*m|] c 4
5、求合成弯矩图 <:ZN
B0YY7od
]];7ozS)X
U %KoG-#
6、求轴传递转矩 Z|j8:Ohz
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 3)T5}_
c\R! z&y~
i r\
LN7 ;Yr
MjLyB^ M
8Mp
FUHjY
nGP>M#F
8..itty
f[%iRfUFw
]])i"oew
1r8]EaI
ZkK +?:9
&QE* V
=,(Ba'
+}:c+Z<
Ds-%\@p
zKI(yC
CE?R/uNo{
>Cf]uiR
PPmZ[N9(;
7、求危险截面的当量弯矩 @4&sL] (q
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 #_H=pNWe
轴的扭切应力是脉动循环应力 air{1="<-
取折合系数a=0.6代入上式可得 ))+R*k%
'9b <r7\@
8、计算危险截面处轴的直径 M , <%j
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 'QkL%z 0
由表13-3查得许用弯曲应力 ， x-q er-
所以 L6',s4
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 7-(tTBH
故d=1.04*25.4=26.42mm {wd.aUB
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 <;acWT?(
所以此轴选d=40mm,安全 PAqziq.
六、轴承的选择 M.t 5,NJ
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 L1aN"KGMF
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N txliZ|.O
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 5#iv[c
因为大修期三年，可更换一次轴承 {E@@14]g
所以取三年 l v{Qn~\y&
由公式 xo?f90+(
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) []u!piW
（深沟球轴承系列） 2O4U ytN
Ot(EDa9}IJ
由附表选6207型轴承 o fN|%g /
七、键的选择 6KV&E8Gn
选普通平键A型 '1bdBx\< .
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ey y&JjV s
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm }z[ O_S,X
由公式 r{Xh]U&>k
所以 (z"Cwa@e
选变通平键，铸铁键 8)sqj =
JSO> rpO
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 kkqrl JO|
八、减速器附件的选择 D?9 =q
1、通气器： `oq
3G }
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 A 8&%G8d
2、油面指示器： om@` NW
选用油标尺，规格M16 U^Hymgb%
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ,A_itRHH
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 "WK.sBFz4
5、窥视孔及视孔盖 o%CBSm]
选用板结构的视孔盖 ah~7T~
九、润滑与密封： "< [D1E\
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： eZf-i1lJ
Kf(% aDYq
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。 9t;aJFI
2、滚动轴承的润滑 /eZA AH
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。 EjvxfqPv
3、润滑油的选择 Is-Kz}4L
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 W"z!sf5 U
L-AN15润滑油 G!%1<SLi.
4、密封方式选取： E7y<iaA{~
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。 +dR$;!WB3
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 8a"aJYj
设计小结： (}bP`[@rX!
二、课程设计总结 Rqu ;;VI[
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 Cm>8r5LG
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 [f^~Z'TIN/
u5%.T0
P
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 %!x\ |@C
d(R3![:
特别感谢—程莉老师。 =q>eoXp
>WG$!o +R
参考资料目录 |1;0q<Ka
[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； !)
LMn
[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； `N2zeFG
[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； "jb?P$
[3]《设计手册软件》，网络上下载； m<r. sq&;
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn k g+"Ta[9
aS:17+!
> .~^(
c_&iGQ
L
+-B,466
Nw=60.0241r/min O!uX:TE|Q
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P1=3.8Kw |P>>
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P2=3.6491Kw }m\
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4}L GE>
T0=39.7917Nm ].7)^
T1=113.4063Nm `b# w3 2
T2=589.5878Nm \/S?.P#L~
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