| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 ~Ym*QSD
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 d0|{/4IWw;
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 #O,w{S
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 n[qnrk*3
%
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 _3N,oCRm
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 0bJT0_
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 n9 FA` e
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ^_ V0irv
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 ;;rx)|\<R
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 uPN^o.,/.
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 d2US~.;>l
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 $FIJI^Kd7
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 TOgH~R=
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ]TUoXU2<x
3D5adI<aq"
bA$ElKT
1.拟定传动方案 7mv([}Va
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 >ifys)w g>
v=1.1m/s;D=350mm; IG;=
|
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) aO ?KRn
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。 H8B.c%_|U
2.选择电动机 `mYp?N jR_
1）电动机类型和结构形式 X t:j~cVA
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。 C~K/yLCAi
2）电动机容量 Yt:%)&50}-
（1）卷筒轴的输出功率Pw "?<`]WG\
F=2800r/min; Au/'|%2#(
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ,1! Y!,xy
(2)电动机输出功率Pd qJK9C `T%
Pd=Pw/t n!~QC
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 hBcklI
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： Sx Bo%
弹性联轴器 1个 j 5[ >HL
t4=0.99; NU {eoqaT
滚动轴承 2对 =%> E8)Jb
t2=0.99; ?$<~cD" Sw
圆柱齿轮闭式 1对 < 0S\P=\
t3=0.97; $ntC{a>&
V带开式传动 1幅 ,,I K}
t1=0.95; RLLL=?W@
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 (r'NB
t5=0.98; $Op:-aW&
则 ,O^kZ}b
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 -s le7 k
故 ~"wnlG-:
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 8F)9.s,*
（3）电动机额定功率Ped LS# _K -
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 Q' ib7R;V,
3）电动机的转速 {S%;By&[
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， /z)8k4
可选电动机的最小转速 AGVipI #
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min kZ:~m1dd
可选电动机的最大转速 6OQ\f,h @
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min 9 NU-1vd~
同步转速为960r/min 1OqVNp%K
选定电动机型号为Y132M1－6。 (V/! 0Lj
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 bOV]!) o
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 91T[@p
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 w#bdb;
`@:k*d
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ms+gq
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 [f$pq5f='
{w99 ~?
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 1JI7P?\B
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 !+Sd%2o
1）传动装置总传动比 $uK[[k~=S
nm=960r/min; IZ . b
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 :ZM=P3QZ
2）分配各级传动比 ,qdZ6bv,]|
取V带传动比为 XR#?gx .}
i1=3;
Zzr
则单级圆柱齿轮减速器比为 gvP.\,U
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 3);W gh6
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 'w\Gd7 E
4．计算传动装置的运动和动力参数 b& pL}o?/k
1）各轴转速 q }9n.
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 a -5 #8
n0=nm; l~*d0E-$
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min uv7tbI"r
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ZQ#AE VI,
lst nxi%x
2）各轴输入功率 g8Zf("
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 GsE
=5A8
P0=Ped=4kw (*! 4O>]
轴I 的功率 L7.LFWq$S
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ?T[K{t;~jo
轴II功率 twPD'X!r
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw \ &Oc}]
3）各轴转矩 E0Kt4%b
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Jqt|' G3
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm +n<;);h
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm S'AS,'EnY
二、设计带轮 I {u+=0^Y
1、计算功率 hB]<li)"C
P=Ped=4Kw .[o?qCsw
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 t ~]tw
查课本表8－10，得KA=1.1; -/6Ms%O
计算功率 sH)40QmO{
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw QPsvc6ds
2选择普通V带型号 BUEV+SZ4
n0 =960r/min Hb9r.;r<EW
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 5cC) &}I
d1=80~100 95 X6V
3、确定带轮基准直径 T7 XbbU
表8－11及推荐标准值 a[V 4EX1E
小轮直径 3#c0p790
d1=100mm; 1Q?? R }
大轮直径 jR,3 -JQ
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm
kS(v|d
取标准件 Kdd5ysTQ
d2=355mm; lO^YAOY
4、验算带速 Jd/XEs?<q
验算带速 CLY>M`%?+p
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s ltG|#(
在5~25m/s范围内 g6<D 1r
从动轮转速 @>hXh
+!2h
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s )'t&LWS~
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s i.>d#S
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 =:v5`
:
=-0.0141 EoHrXv
5、V带基准长度和中心距 QU^?a~r
初定中心距 =doOt 7Rj
中心距的范围
$T }Dn[.
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm {DGnh1
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm WEugm603
a0=350mm; 9TOq A4
初算带长 zv P>8[
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 /hb dQm
Lc = 1461.2mm "Bbd[ZI8
选定基准长度 Qx}hiv/
表8-7,表8-8查得 &+F}$8,
Ld=1600mm; u1i
?L'
定中心距 nM&Ud Kf3
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm .ID9Xd$fky
a=420mm; /c-%+Xd
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm ZuQ\Pyx
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm &Kc 'g H
6、验算小带轮包角 e.pq6D5
验算包角 \I`g[nT|
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a @k,}>Tk
145.2107 >120度 故合格 (
G# W6
7、求V带根数Z XYsU)(;j
由式（13-15）得 =OF]xpI'&a
查得 n1=960r/min , d1=120mm @c#M^:9Dc
查表13-3 P0=0.95 ,O ]AB
由式13-9得传动比 9q
f= P3
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 LuW^Ga"E
查表（13-4）得 lC(g&(\{
tR% &.,2
由包角145.21度 Y]Y ]"y$1
查表13-5得Ka=0.92 Luu.p <
KL=0.99 : yC|Q)
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 07tSXl5!
8、作用在带上的压力F W8{zV_TBm
查表13-1得q=0.10 )MJ y
故由13-17得单根V带初拉力 04cNi~@m
1brKs- z
三、轴 dX:#KdK
初做轴直径： [xsiSt?6
轴I和轴II选用45#钢 c=110 `d i/nv)
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm h9L/.>CX
取d1=28mm P _3U4J
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm vAp?Zl? g
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 v&*}O
取YL10YLd10联轴器
j 8"2K^h=
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 j>t*k!db
取d2=45mm 8cyC\Rs
四、齿轮 o|0QstS Cl
1、齿轮强度 Ffp<|2T2_
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 = 3Hv
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 @ag*zl
因 ， 2DbM48\E
SH1=1.1， SH2=1.1 xg2
&
， bP ,_H
， D1VM_O
因： ， ，SF=1.3 Jz6 , 2,LN
所以 iNAaTU
-P3;7_}]:h
Tx'ctd#Y
2、按齿面接触强度设计 X}gnO83
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 y3vm+tJc{
小齿轮上的转矩 rv?d3QqIC
按 计算中心距 fCxF3m(O
u=i=5.333 {b6g!sE
mm SMdkD]{g
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 |6.1uRF E2
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ib%x&?||
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm SZ m)`r\A
齿宽b= @0>3))
b1=70mm,b2=60mm K2GcU_*t
3、验算弯曲强度 op%?V :
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 [d_sd
按式（11-8）轮齿弯曲强度 _("&jfn
)tV^)n[w
eL+L
{Ac
4、齿轮圆周速度 KVrK:W--p
!bHM:!6^
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 dn1Tu6f;|
nBVknyMFNF
_Vq7Gxy$R
hoQ?8}r:
\#A=twp
igW>C2J
:t A|g
mJ%r2$/*
五、轴校核： RO"*&o'K'
nd] Av VS
7BX%z$_)A
drQioH-
U&|$B |[
U "qO&;m
jnoFNIW
LEJ7. 82
-^ (NIl'
N 3};M~\
diLjUC`69
%-4e8d74/
Yb|zE
|7CH
DT=!
T'*.LpNP,
sv ^; nOAc
3\,TI`^C
圆周力Ft=2T/d1 H\kqmPl&
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 L#e|t0'#
d=mz=2.5*101=252.5mm ^saJfr x
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N -B V&u(
Fr=5852.5*tan20=2031.9N XU0"f!23x
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 c3lfmTT6^
由Fr2*L-Fr*L/2=0 B(MO!GNg=
得Fr2=Fr/2=1015.9N VmTk4?V4
rrSA.J{
2、求水平平面的支承力
YV 9*B
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N K@{jY\AZNx
iR#jBqXD
l1o dkNf|
3、画垂直面弯矩图 )^!-Aj \x
L=40/2+40/2+90＋10=140mm XEZ6%Q _
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ,>(M5\Z/c
eT +MN`
9w K z p
4、画水平面弯矩图 @D"1}CW
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm LFSO HJj
U hCd,
"`:#sF9 S
LM _4.J
5、求合成弯矩图 1&Y P}sg)
i=2+1 ;K
&TbnZnv
Qb# S)[6s+
6、求轴传递转矩 (oJ#`k:&n
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm A| >a
Gy
m$J'n A
4r(rWlM
7<.f &1MgI
WaMn[/{
Iz{AA-
v2@M,xbxF:
JmY i&
"<O?KO 3K
*rEW@06^\
6!Isz1.re
dbZPt~S'$
71 /6=aq>n
k LD)<D
`Ze fSmb
<1jiU %!w
E$G "R =
NM]6 o
U |4% ydG
mI`dZ3h
Dkdm~~Rr
7、求危险截面的当量弯矩 mU& J,C
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 5d4-95[ '_
轴的扭切应力是脉动循环应力 2=3iA09px
取折合系数a=0.6代入上式可得 !E7/:t4
b '{D4/
8、计算危险截面处轴的直径 ?y0 4g u6p
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 vRY4N{v(<
由表13-3查得许用弯曲应力 ， U&eLj "XZ
所以 krl yEAK=
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 cA L u
故d=1.04*25.4=26.42mm gVl#pVO`N
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 uw<Ruy
所以此轴选d=40mm,安全 er<~dqZ}]
六、轴承的选择 be@MQ}6>
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 o4Ba l^=[
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N k<f* n s
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） ,,iQG' *
因为大修期三年，可更换一次轴承 yi%B5KF~Al
所以取三年 @LmUCP~
由公式
^Ta"Uk'
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) *LhR$(F(
（深沟球轴承系列） kB:R- St
O0I/^
由附表选6207型轴承 ``\H'^{B
七、键的选择 JL$RBr
选普通平键A型 C eg6 o &^
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 \4&g5vE
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm z DK+8
由公式 fAm2ls7c
所以 [zfGDMG&
选变通平键，铸铁键 ]zm6;/ S
p*'?(o:=
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 w7W-=\Hvh
八、减速器附件的选择 &S{ F"z
1、通气器： O|/tRkDMP{
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 D *tBbV
2、油面指示器： 9PBmBP ~
选用油标尺，规格M16 1hN!
2Y:
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 {%$=^XO
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 5Tu.2.)N
5、窥视孔及视孔盖 Tv KX8 m"
选用板结构的视孔盖 qnlj~]NV
九、润滑与密封： J SL 3.J
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： Xgm7>= l
8 , =$>@u
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 )2A4vU-IR.
2、滚动轴承的润滑 prWid3}
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 g=%& p?1@E
3、润滑油的选择 r3-3*_
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 F ,bl>;{[{
L-AN15润滑油 h
Na<LZ
4、密封方式选取： rx"zqm9 }u
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 G1l(
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 g,;MV7yE
设计小结： kmS8>O
二、课程设计总结 : ?V;
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 3,[2-obmi
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 uu: )jx i
PX'LN
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 s5pY) 6)
0v_8YsZ!`$
特别感谢—程莉老师。 j.6kjQN
3%} Ma,
参考资料目录 gr;M
[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； Hj!)S&y,$
[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； 1mX*0>
[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； ^ WNJQg'
[3]《设计手册软件》，网络上下载； y AWDk0bx
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn a PC!M4#
=T-w.}27O
o;[oy#aWl_
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Nw=60.0241r/min d}ZH Y[
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