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2009-06-22 09:37 |
目 录 zjh&?G]:G 设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 S\Qh#yFT 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 9il!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 L5cNCWpo 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 Bl' F=2800r/min; Z8kO*LYv Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 `S<uh9/ (2)电动机输出功率Pd P _Zf(`jJ 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>BJmP 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 uzZ|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 v1 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#' x6,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 348Bu7': 3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 c
q3CN@ 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; KDQux 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~Fjvd P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw $(zJ 轴II功率 -BoN}xE4 P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw :hJhEQH(9 3)各轴转矩 ^@[[,1"K T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm })!n1kt T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm aL=VNZ!Pqc T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm }JlQQ 二、设计带轮 eyAg\uuih 1、计算功率 /
m?Z! P=Ped=4Kw y/i"o-}}~| 一班制,工作8小时,载荷平稳,原动机为笼型交流电动机 mup3ua]! 查课本表8-10,得KA=1.1; ~s5Sk#.z5 计算功率 7d4RtdI Pc=KA*P=1.1*4=4.4kw "lmiGR*u 2选择普通V带型号 qHHWe<}OT n0 =960r/min (1jkZ^7 根据Pc=4.4Kw,n0=960r/min,由图13-15(205页)查得坐标点位于A型 v"$; aJ d1=80~100 PL8akA# 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 Dl"y| a0=350mm; ?ke C 初算带长 Nvew^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; *yX_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 lW2qVR 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 <)&ykcB 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
^ 1ERz:\ 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<S9 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 &@Q3CCDS 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 QA%GK4F70 J+;.t&5R $""[(
d?0 %mq]M @M,_mX Sb`>IlT\# 五、轴校核: 1{~9:U Q o#T,vu0s qmK!d<4 A6sBObw; V^0*S=N `KL`^UqR
V`%m~#Me USbiI% xJ3#k; n*;I2 FV] DB*IVg
0VbZBLe =tP|sYR]^ 6zDJdE'Es 9+/<[w7 J0>Q+Y We9mkwK7C 2`lit@u&u 圆周力Ft=2T/d1 `@`CZg 径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Mpj3<vj d=mz=2.5*101=252.5mm T&!>lqU!J Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N R1SEv$ Fr=5852.5*tan20=2031.9N D~1nh%x_ 1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Q!"Li 由Fr2*L-Fr*L/2=0 L7KHs'c* 得Fr2=Fr/2=1015.9N R#r?<Ofw4 <y!BO 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 RuHJk\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|]c4 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~ ir\ 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%z0 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.t5,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 lv{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) 2O4UytN Ot(EDa9}IJ 由附表选6207型轴承 ofN|%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 eyy&JjVs 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。 kkqrlJO| 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 /eZAAH 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!sf5U 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 kg+"Ta[9
aS:17+! >.~^( c_&iGQ L
+-B,466 Nw=60.0241r/min O!uX:TE|Q T4._S:~ 9%iqequ a\^DthZ!;| tNfku Pp#!yMxBr _ ?=bW 1+Ja4`o,iS Gz$DsaG ^yjc"r%B .2Gn)dZU x@ (91f Pw=3.08Kw >.QD:_@: V=.lpj9m +-`Q}~s+ rzY7f: ' a+,)rY9 Vh4z+JOC u6cWLVt /?HRq ?n b8Y1 .y"# 3v5]L3 !dSY?1>U< vpTS>!i LYv+Sv Y
KeOH 19&!#z |OuZaCJG !j(v-pQf" +X"TiA7{j 效率t=0.8762 FpCj$y~3 ;]+kC Pd = 3.5150 BX2&tQSp @N"h,(^ Ped=4Kw LKftNSkg" 1&U'pp|T s%;18V:pi ]:Ocu--
nD!C9G#oS C`7HC2Is )xlNj$(x5n '+Ts IJh axonqSf auaFP-$`f %nVnK6[sox J1yy6Wq3[ 5{[3I|m{ h$4V5V #](ML:! zxTm`Dh;[ &3S;5{7_e ;m@>v?zE oI/@w uA*Op45 l4v)tV~ ,TeDJ\k J rYpZ.Nh ^7~=+0cF] i=15.9936 OCY7Bls4 l?Bv9k.^? JwxI8Pi*y /QD}_lh;, i1=3 1h"0B Z:)\j. i2=5.3312 !A&Vg # hRtnO|Z6 3sHC1+ d #y{eV$Q =DGaK0n RkP7}ZA; n0=960r/min Eki7bT@/ n1=320r/min ,t(y~Z
wJ n2=60.0241r/min h&;\ _dIv{L! ([`-*Hy UIIunA9 Hg*6I%D[So P0=4Kw HaJD2wvr 6n45]? P1=3.8Kw |P>>
^,iUn J:5%ff~r\ P2=3.6491Kw }m\ onHUi]yYu{ 4}LGE> T0=39.7917Nm ].7)^ T1=113.4063Nm `b# w3 2 T2=589.5878Nm \/S?.P#L~ a~:'OW:Q =DcKHL(m 4$1sBY/ D{PO!WzW po\Q Me KA=1.1 htkn#s~= ,hYUxh45 Pc=4.4Kw *~:4&$ |!flR? OU rR^VW^|f 6 @'v6 1' Cf@WjgR
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-B* = V &'TZU"_ 预紧力 h.l^f>,/ FQ=274.3N onI%Jl sq /q^)thJ~ SDwTGQ/0 LPc)-t|p" anxgD?<+B d1=28mm >7V96jL$Y c>6dlWTqX d2=45mm MX2]Q V|gW%Z,j ZX'q-JUv f YL10YLd10 LP-~; 7l/.fSW ?#YheML? a\pOgIp 7jL+c~ opU=49b K!Te*?b %IL]
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