| n125796141 |
2009-06-22 09:37 |
目 录 {&nDm$KTD
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 wi f1|! aL
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 t6~~s
iQI'
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 rfV{+^T;
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 w=tha F.
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 0RN 7hpf&`
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 K~~LJU3
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 d,o|> e$
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 ! )(To
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 e/$M6l$Q*4
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 ~l*[=0}
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 [o.#$ (
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 9!6u Yf+
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 DN;$ ->>
0,6! 6>BOT
v 1 f^gde
1.拟定传动方案 (i-L:
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 bUc ++M
v=1.1m/s;D=350mm; ;.7]zn.X]2
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 1 czU$!MV
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 3lgD,_&
2.选择电动机 i"n1E@
1）电动机类型和结构形式 'r} y{` 3M
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 +B4 i,]lCx
2）电动机容量 T^Hq 5Oy
（1）卷筒轴的输出功率Pw }U**)"
F=2800r/min; 9/O\769"'
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 \4uj!LgTb
(2)电动机输出功率Pd kMg[YQ]OC
Pd=Pw/t )Zrn?K M
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 MF +F8h>/
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： @Z tvpL}e
弹性联轴器 1个 p K)!o
t4=0.99; ;kD
Rm'(
滚动轴承 2对 DK#Tr: 7
t2=0.99; Qi|k,1A 0
圆柱齿轮闭式 1对 f5'vjWJ30
t3=0.97; U hSaqq
V带开式传动 1幅 R)%I9M,
t1=0.95; m21H68y
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 }j YVB|2
t5=0.98; \_/dfmlIZ
则 _"82W^W i
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 jr^btVOI#\
故 !)FKF7'
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 2D"aAI<P
（3）电动机额定功率Ped 'Kd-A:K2g
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 u`u{\
xN9
3）电动机的转速 "f-HOd\=
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， 5B;; {GR
可选电动机的最小转速 nsu RG
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min gVs@T'
可选电动机的最大转速 Lo}zT-F
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min C%"aj^u
同步转速为960r/min _hEr,IX=J
选定电动机型号为Y132M1－6。 {G{ >Qa|
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 8#RL2)7Uy`
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 RIFTF
R
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 H 1$n6J
:71St '
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm P5v;o9B &
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 *4c5b'u
BxesoB
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 LmP p t3[
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 xU
|8.,@
1）传动装置总传动比 "MyMByomQ
nm=960r/min; {}BAQ9|q
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 B\+uRiD8w
2）分配各级传动比 E opb##o
取V带传动比为 B x|h)e9
i1=3; mnU8i=v0 A
则单级圆柱齿轮减速器比为 2FR 5RG
oD
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 fRp(&%8E
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。 1? ,C d
4．计算传动装置的运动和动力参数 fPG3$<Zr
1）各轴转速 MaZS|Zei[
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 YAd%d|Q
n0=nm; W4)bEWO+q
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 5JS*6|IbD{
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ~Sx\>wBlc
CM)V^k*
2）各轴输入功率 l$m}aQ% h
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 i$CF*%+t
P0=Ped=4kw 40 zO4
轴I 的功率 ~gg&G~ ET
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw rv2;)3/*
轴II功率 Nwk^r75l q
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw Qki?
>j"
3）各轴转矩 593!;2/@
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm E|W7IgS
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm i\=I` Yn+
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm dEam|
二、设计带轮 o 9d|X Y_
1、计算功率 t"YN:y8-
P=Ped=4Kw | Gr @Mi5
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 [<nd+3E
查课本表8－10，得KA=1.1; c-4z8T#M^
计算功率 \xmDkWzE
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw p:3w8#)MZ
2选择普通V带型号 '30J J0
n0 =960r/min SME]C ') 7
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型
#p-\Y7f
d1=80~100 gOy{ RE
3、确定带轮基准直径 @?&
i
表8－11及推荐标准值 BJ{?S{"6%G
小轮直径 l)V646-O,~
d1=100mm; 1D%E})B6
大轮直径 UI*&@!%bzp
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm l|M|;5TW
取标准件
\8USFN~(Y
d2=355mm; Mo4c8wp&SM
4、验算带速 iDYm4sY
验算带速 9f sc>9
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s e1hf{:&/G@
在5~25m/s范围内 Q+Eqaz`
从动轮转速 D!i|KI /
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s juxAyds
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s >2NsBS(
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 5[~ C!t;
=-0.0141
!$<Kp6
5、V带基准长度和中心距 ::@ JL
初定中心距 m<!CF3g
中心距的范围 >]2 ^5C ;
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm hPUZ{#;n
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm jH<,dG:{
a0=350mm; ,2 P /[ :
初算带长 H7f
Xg
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ,<[x9 "3\
Lc = 1461.2mm {vu r9L
选定基准长度 ?i}wm`
表8-7,表8-8查得 GqgJ ]m
Ld=1600mm; !>Q{co'
定中心距 `!ZkWF6
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm b(> G
a=420mm; ^[v>B@p* {
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm }MtORqK
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm mFE7#OM
6、验算小带轮包角 lE3&8~2
验算包角 {f Mo#`9=
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ,/[1hhP@
145.2107 >120度 故合格 4+4&}8FH
7、求V带根数Z J$-1odL0Z
由式（13-15）得 m*v@L4t( 1
查得 n1=960r/min , d1=120mm rK4
pYo
查表13-3 P0=0.95 i(xL-&{
由式13-9得传动比 ?yA
2N;
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 2t7=GA+j
查表（13-4）得 {(h !JeQ
D c] J3 r
由包角145.21度 8'u,}b)
查表13-5得Ka=0.92 GD!!xt
KL=0.99 d!"gb ,ec
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 ?l`|j *
8、作用在带上的压力F FQcm = d_s
查表13-1得q=0.10 %t$) sg]
故由13-17得单根V带初拉力 pWKI^S
zF&_9VNk=c
三、轴 T? ,Q=.
初做轴直径： P +,YWp
轴I和轴II选用45#钢 c=110 nDNK}O~'
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm kZ!&3G9>-
取d1=28mm %}{.U
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm KCn#*[
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 > Qh#pn*
取YL10YLd10联轴器 ~:-V<r,pe
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 iF1zLI<A
取d2=45mm IOl0=+p
四、齿轮 zZS,<Z
1、齿轮强度 j)}TZx4~
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 b+$- f:mj
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 s$/ Z+"f(
因 ， :oJ!9\5
SH1=1.1， SH2=1.1 2F:X:f
， ShOB "J-
， h5[. G!
因： ， ，SF=1.3 FO qD
所以 3;Tsjv}
t0)hd X
U"K%ip:Wd
2、按齿面接触强度设计 Fh.Z sPn,m
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 4*Z>-<W=
小齿轮上的转矩 fjS#
按 计算中心距 5 ~"m$/yE
u=i=5.333 Q>\9/D jUp
mm 5WI0[ 7
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 &I/C^/F&
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 J#G\7'?{
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm r7 v 1q
齿宽b= 8 HdjZ!
b1=70mm,b2=60mm 7] 17?s]t,
3、验算弯曲强度 wodf f_l
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 'z Qp64]F
按式（11-8）轮齿弯曲强度 |LE*R@|3$
l I+KT_|L
1@`mpm#Y
4、齿轮圆周速度 Fw6x
(j"
~93+Oxg
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 d'p@[1/
</qli-fXB}
)(`,!s,8)
!(qaudX{>k
]ov"&,J
Yd<q4VJR
_({K6adb
$9< P3J 1
五、轴校核： 7XiR)jYo*
wU5= '
.p\<niu7
AO0aOX8_+D
;3N>m| ?D=
IaRq6=[
aP +)
Ga $EM
2L?Pw
XNB4K jT
Ndqhc
yv.(Oy
YnX6U 1/^
c +]5[6
FQikFy(YY
G+j cR; s
qISzn04
[214b=
圆周力Ft=2T/d1 =/qj vY
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 N`!=z++G
d=mz=2.5*101=252.5mm #W=H)6
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N )R"deb=s
Fr=5852.5*tan20=2031.9N PD@@4@^
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 7a'@NgiGg
由Fr2*L-Fr*L/2=0 RyN?Sn5)
得Fr2=Fr/2=1015.9N Ck^jgB.7
iC Z1ARi
2、求水平平面的支承力 (ysDs[? \
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N M9dUo7
MNsgD3
G:?l;+P1
3、画垂直面弯矩图 "(SZ;y
L=40/2+40/2+90＋10=140mm :X ~{,J
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ='GY:. N
aG/L'weR
&io*pmUm6
4、画水平面弯矩图 ] iVoF N}^
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm X4:SH> U!
EXTQ:HSES
>&2n\HR\
~:lN("9OI
5、求合成弯矩图 dnUiNs8
k6W
[//
rD SUhO{V
Xu#K<#V
6、求轴传递转矩 A]"IQ-
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm dEM=U;
$4*k=+wS
LzJNQ d'
5$p 7y:
Hze~oAP+
L
BP|
{`CmE/`{
\3 v}:E+3
dGBVkb4]T
[X|KXlNfm
a#:K"Mf.
d 1bx5 U
oN6 '%
S`?c s^?
Ik74%x7G`
YXWlg %s
-?&s6XA%#
U:o(% dk
gzD NMM
0"to]=
.kkrU
7、求危险截面的当量弯矩 vD*9b.*
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 }c~o3t(7`b
轴的扭切应力是脉动循环应力 SvD^'(
x
取折合系数a=0.6代入上式可得 V}UYr Va#9
~)&im.Q4
8、计算危险截面处轴的直径 '
;PHuMY#X
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 X0QLT:J b
由表13-3查得许用弯曲应力 ， c_YP #U
所以 $ "G=r(MW
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 4(FEfde=
故d=1.04*25.4=26.42mm >m;*Zk`
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ]aF!0Fln~
所以此轴选d=40mm,安全 m=uW:~
六、轴承的选择 /}=Bi-
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 9:tn! <^=I
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N }yW*vy6`
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） p:n.:GZ =y
因为大修期三年，可更换一次轴承 iCrLZ" $M
所以取三年 %+,7=Wt-
由公式 B Ctm05
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) zU1[+JJY"{
（深沟球轴承系列） :>'4@{'
eQvdi| 6
由附表选6207型轴承 !{,
`h<
七、键的选择 8P#jC$<
选普通平键A型 L)Iv] u
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 Q7-d ]xJ^
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm y! lE GA7
由公式 sjISVJ?
所以 ;.<0ln V
选变通平键，铸铁键 T@ecWRro
}JKK"d}U
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 WKB8k-.]ww
八、减速器附件的选择 ]VU a $$
1、通气器： 09psqXU@I
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 sC=fXCGW\p
2、油面指示器： Y79{v nlGk
选用油标尺，规格M16 LgX"Qk&Ca
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 3LaqEj
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 CI };$4W~
5、窥视孔及视孔盖 .^%!X!r
选用板结构的视孔盖 .s)z? 3 1
九、润滑与密封： M!e$h?vB
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： s28r j6q
>pV|c\
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。 X_0Ta_u?T
2、滚动轴承的润滑 9.
7XRxR^
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。 rprtp5C g
3、润滑油的选择 `T]1u4^E
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 rg^
L-AN15润滑油 C/w!Y)nB=
4、密封方式选取： xxlYn9ke
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。 lQolE P.pc
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 #l!Sz2 47
设计小结： x3JX}yCX
二、课程设计总结 )fo9Qw e
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。 *Q@%< R
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。 +Xg]@IS-eg
f;k'dqlv
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。 ~HH# aXh*
O#e' .n!rI
特别感谢—程莉老师。 <opBOZ
d
g`}+K U
参考资料目录 5+gSpg]i
[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； x[,HK{U|t
[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； Xy>+r[$D:
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； , c%>M^d
[3]《设计手册软件》，网络上下载； WzC_M>_
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn ~9OART='
)4hb% U
KKz{a{ePY%
XkWO -L
O+Zt*jN;
Nw=60.0241r/min wi]F\ q"Y^
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Pd = 3.5150 pg\Ylk" T
3x=f}SO&
Ped=4Kw (p2jigP7a[
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P0=4Kw 3ur L*Fw,
ku=o$I8K
P1=3.8Kw M=Y} w?
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P2=3.6491Kw f A HK<G4
A=LyN$ %
zKycd*X
T0=39.7917Nm *=OU ~68)C
T1=113.4063Nm 1'q llkT
T2=589.5878Nm pBW|d\8
a1lF8; [
[ D[&aA
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输送带速度 V=1.1 m/s rhU]b $A
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