| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 Da.v yp
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 wEk9(|
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 UJO+7h'
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ?=6zgb"9-
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 *<J**FhcMu
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 nfd^'}$]
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 kIQMIL0+
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 B<i1UJ 5
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 NVP~`sxiZ
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 a &j
H9
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 S#jE1 EN
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 yVS Jn>l!
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 VEJ Tw
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 xHHG|
u
m%akx@{WL
F&Q:1`y
1.拟定传动方案 azN<]u@.
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 K@+&5\y]
v=1.1m/s;D=350mm; t~e.LxN
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ~zi& u46
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 }6`#u :OZ
2.选择电动机 IU&n!5d$)|
1）电动机类型和结构形式 od$Cm5
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。 RxcX \:
2）电动机容量 l{6fR(d ?
（1）卷筒轴的输出功率Pw ZjbMk 3Y
F=2800r/min; =ayl~"bW
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 fi`*r\
(2)电动机输出功率Pd &!_ >J0
Pd=Pw/t $5(co)C
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 GkVV%0;&J1
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： z;D[7tT
弹性联轴器 1个 uPt({ H
t4=0.99;
dCN4aY[d
滚动轴承 2对 ;=aj)lemCr
t2=0.99; WUZusW5s
圆柱齿轮闭式 1对 |G } qY5_
t3=0.97; eWE7 >kwh
V带开式传动 1幅 p v%`aQ]o{
t1=0.95; Iy'a2@
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ZE#A?5lb
t5=0.98; 5V8W SnO
则 5@6F8:x }V
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 c#Y/?F2p
故 #,lJ>mTe4
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 G,3.'S,7
（3）电动机额定功率Ped *i?#hTw
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 AKu]c-
3）电动机的转速 TZ3"u@ 06
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， <BEM`2B
可选电动机的最小转速 7\H jQ7__
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 6C7|e0 0v
可选电动机的最大转速 LB$#]
Z
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min n Hz Xp:"
同步转速为960r/min \ 2#7B8
选定电动机型号为Y132M1－6。 lp+Uo x
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 wO.T"x%X
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 QbrR=[8b
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 clyZD`*
K+|G9
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm > &tmdE
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 #\1)Tu%-
Klrd|;C
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 E?v:7p<
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 _D.4=2@|l8
1）传动装置总传动比 ON [F
nm=960r/min; 1# }}:
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 Zm x[:-
2）分配各级传动比 h\-3Y U
取V带传动比为 ;2N:
=Rv
i1=3; uidoz
f2}
则单级圆柱齿轮减速器比为 @5} (Y( @
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 T$!Pkdh
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 L+ K,Y:D!W
4．计算传动装置的运动和动力参数 ;r?s7b/>
1）各轴转速 40=*Ul U-
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 > v#6SDg
n0=nm; 9KCeKT>v
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ;suY
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 6v?tZ&,
G
?'I-_9u
2）各轴输入功率 =[do([ A
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 Kt3T~k
P0=Ped=4kw #u"$\[ G
轴I 的功率 &[b(Lx|i
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw JCjV,
轴II功率 yU|=)p5
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw T3bYj|rh=
3）各轴转矩 z"\<GmvB
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 'r'+$ D7
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm VPvQ]}g6k
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm q"0 _Px9P
二、设计带轮 6DVHJ+WTV
1、计算功率 ,8[R0wsBaz
P=Ped=4Kw +OaBA>Jh9
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 Ve\.7s
查课本表8－10，得KA=1.1; lk4U/:
计算功率 fA)4'7UT
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw TUN6`/"
2选择普通V带型号 ^6@6BYf)
n0 =960r/min G? +0#?'Y
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 v 8U&{pD,
d1=80~100 p'4ZcCW?f
3、确定带轮基准直径 XyYP!<].C
表8－11及推荐标准值 ST1; i5
小轮直径 @yNC Wa~N
d1=100mm; (j&7 `9<5
大轮直径 _ |G ') 9
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm uWLf9D "
取标准件 SoHw9FtS
d2=355mm; .A F94OlE/
4、验算带速 KBI36=UV
验算带速 ,a3M*}Y ~3
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 9~v#]Q}Z}4
在5~25m/s范围内 .h-k*F0Ga)
从动轮转速 x-T7
tr&(
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s xzw2~(lo
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s H2{&da@D5
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 {!*dk
V
=-0.0141 *5mJA -[B+
5、V带基准长度和中心距 \iH\N/
初定中心距 PmA_cP7~
中心距的范围 %G igRA@no
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 2,r jy|R`
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm ` svOPB4C'
a0=350mm; OouR4
初算带长 mW )C=X%
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 P E MuIYm$
Lc = 1461.2mm u vyv y
选定基准长度 ;y.<I&
表8-7,表8-8查得 42Cc`a%U
Ld=1600mm; i9^m;Y)^I
定中心距 Zr|\T7w 3
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm oz'^.+uv E
a=420mm; m^;A]0h+
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm FT h/1"a
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm OSkBBo]~z
6、验算小带轮包角 )2?A|f8
验算包角 ]Z>zf]<
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a yHmN O*(
145.2107 >120度 故合格 @rlL'|&X*
7、求V带根数Z -^,wQW:o)
由式（13-15）得 $yZ(ws
查得 n1=960r/min , d1=120mm sDS0cc6e
查表13-3 P0=0.95 `7Dj}vVu
由式13-9得传动比 O7xBMqMf
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 R 5Cy%
查表（13-4）得 ^ 2 0x\K
(*G'~gSX
由包角145.21度 e
ls&_BPE
查表13-5得Ka=0.92 |"Fm<
KL=0.99 IWnyqt(k
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 JT*Pm"}
8、作用在带上的压力F rm!.J0
X
查表13-1得q=0.10 s/OXZ<C|
故由13-17得单根V带初拉力 8_uh2`+Bvb
}J] P` v
三、轴 E akS(Q?
初做轴直径： ?sbM= oo
轴I和轴II选用45#钢 c=110 q D > D
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm k6??+b:rE
取d1=28mm 1#jvr_ ga
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm (=w ff5U
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 M5l*D'GE]
取YL10YLd10联轴器 *Bx' g|
u
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 &: Sb$+z
取d2=45mm fc9gi4y9
四、齿轮 z<s4-GJ)?
1、齿轮强度 * TR ~ >|
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 hionR)R4
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。 E']Gh
因 ， %M;{+90p>t
SH1=1.1， SH2=1.1 {#%;Hq P
， p&(~c/0
， P8;f^3V(+/
因： ， ，SF=1.3 ii]'XBSVd
所以 }{@RO./)[
0%5x&vx'S
-~imxPmZ
2、按齿面接触强度设计 OvW/{
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 me/ae{
小齿轮上的转矩 7x :j4
按 计算中心距 5A*'@F r'G
u=i=5.333 ( r )fx
mm fY9/u =
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 7`6JK
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 rFR2c?j8
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm _\2^s&iJh
齿宽b= b{K w.?85
b1=70mm,b2=60mm 7<c&)No;
3、验算弯曲强度 1" >]w2je:
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 /WI HG0D
按式（11-8）轮齿弯曲强度 \^% 5!
=AJ I3 'x
cP MUu9du
4、齿轮圆周速度 B^G{k 3]t
1MzOHE
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 7<VfE`Q3
S+C^7# lT
6'N!)b^-
Q{Ls r,
5-pz/%,
a4M`Bk;mb
VClw!bm
$W;IW$
五、轴校核： U-EX)S^T[{
kV Z5>D$
D?_#6i;DJ
}AfK=1yOa
R4|<Vp<U2
v#`Wf}G
tEl4 !v A
>AW=N
cnOk
8}W06k>)%
RKP->@Gs
V ;)q?ZHg
R` :NUGR
X+K$y:UZ
oa?eK
c# e_Fs
otO6<%/m
Mr( ~
*
圆周力Ft=2T/d1 B"I> mw
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 5yQv(<~*G
d=mz=2.5*101=252.5mm SS;QPWRZ
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 'go jP
Fr=5852.5*tan20=2031.9N G?]E6R
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 f6Wu+~|Y
由Fr2*L-Fr*L/2=0 `8TM<az-L
得Fr2=Fr/2=1015.9N soZ w""|v
m!:7ur:Y
2、求水平平面的支承力 (;a
O%
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N va8V{q@t'
UG>OL2m>5
v) q6
3、画垂直面弯矩图 v}]x> f
L=40/2+40/2+90＋10=140mm ?Y'S
/
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm WJU`
g
S~F:%@,*
=D4EPfQn1
4、画水平面弯矩图 y+?tU SPP
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm .VmI4V?}h
Rhx7eU#&
*ftJ (
}FMl4 _}u
5、求合成弯矩图 4T9hT~cT7
ZZE
$#@4i4TN-
=tH+e7it
6、求轴传递转矩 _:'m/K3Ee
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 2>O2#53ls0
BPrA*u }T
{7eKv+30
@\!wW-:A
DcbL$9UI
#s#z@F
2a=WT`xf ?
Lx?bO`=qg7
45j+n.9 =
! qcu-d5b
y=vH8D]%X
^ MJGY,r6b
Op)0D:BmR
bOck^1Hk y
/"CKVQ
sD{b0mZT
yekIw
@gi
Y
+ H&_Z38n
;wQWt_OtuJ
}aNi O85
7、求危险截面的当量弯矩 ;@d %<yMf@
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 6>=>Yj
轴的扭切应力是脉动循环应力 @su{Uno8/
取折合系数a=0.6代入上式可得 \;7 DS:d@
B E"nyTQ
8、计算危险截面处轴的直径 zW0AB8l
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 dWqFP
由表13-3查得许用弯曲应力 ， 9x?;;qC"m9
所以 Etu>z+P!
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 <Z m ,q}
故d=1.04*25.4=26.42mm uAvs
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 H;sQ]:.*]
所以此轴选d=40mm,安全 u\e #_*>
六、轴承的选择 P/I{q s
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 %o"Rcw|
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N rd,mbH[<C
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 7 $9fGo
因为大修期三年，可更换一次轴承 oy r2lfz*
所以取三年 .897Z|$VB
由公式 0X0D8H(7Q
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) D} .t
（深沟球轴承系列） /XSPVc<
34oL l#q*
由附表选6207型轴承 @&Nvb.5nT
七、键的选择 7
YK+TGmU^
选普通平键A型 !GIs mqVY
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 7%E1F)%
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm =O;SXzgE
由公式 \OU+Kl<
所以 N6J$z\
P
选变通平键，铸铁键 4]B3C\
v
CD&m4^X5D
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 6 gKOpa
八、减速器附件的选择 wFJK !9KA8
1、通气器： Dz50,*}J
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 okcl-q
2、油面指示器： '!2t9B8XX
选用油标尺，规格M16 c"YK+2
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 {cv;S2
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 *.*:(7`
5、窥视孔及视孔盖 .u*].As=
选用板结构的视孔盖 r\
%O$zu
九、润滑与密封： [*vN`AfE
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： Pu^~]^W)
\a6)t%u
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。 S!q}Pn
2、滚动轴承的润滑 xI<dBg|]+
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。 ;Bb5KD
3、润滑油的选择 P\ s+2/
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 .]e6TFsrO
L-AN15润滑油 Qwa"AY 5pW
4、密封方式选取： od}x7RI%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。 V[I<9xaE
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 84!4Vz^
设计小结： ? g{,MP5
二、课程设计总结 =| !~ 0O
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。 m6x. "jG
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。 2`I;f/S d
vs@:L)GW\
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。 s4$m<" ~
:'dc=C
特别感谢—程莉老师。 4:@|q :DR
.O#lab`:2
参考资料目录 N1!5J(V4
[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； BZ <z@DJp
[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； 9A Ye, R
[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； \Ep/'Tj&
[3]《设计手册软件》，网络上下载； M0zD)@
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn 2jZ}VCzRG
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T0=39.7917Nm xq Q~|
T1=113.4063Nm ,# P,B ;r~
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