机械工程课程设计
一、
二、传动装置的设计
1.传动方案的拟定及说明
采用普通V和圆柱直齿轮组合,满足传动要求,同时由于带传动具有良好的缓冲及吸震能力,机构简单,成本低,易于维护和使用。
2.选择电动机
(1)电动机的类型和结构形式按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y系列三相异步电动机。
(2)传动装置的总效率:由《课程设计指导书》表2-3查得:V带传动η1=0.96,滚动轴承η2=0.99,圆柱齿轮闭式与开式传动分别为η3=0.97,η4=0.96 。因此总效率η =0.96×0.99^3×0.97×0.96=0.8674
(3)电动机功率Pd=Pw/η=6.2/0.8674=7.148kw
(4)确定电动机的转速:查表 2.2得:普通V带传动比i=2~4,圆柱齿轮i=3~5,单级圆柱减速器i=3~5,则总传动比i=18~100 。转速nd=i×n=(18~100)×50=(900~5000)r/min
查表的电动机型号为:Y132S2-2
3.传动比分配
!!!总传动比误差为±5%,单向回转,轻微撞击
根据电动机满载转速n可得总传动比i。i=nm/n=2900/50=58
总传动比i=i1×i2×i3.得i1=3.45 i2=4.1 i3=4.1
4.运动条件及运动参数分析计算
(1)各轴输入功率
P1=Pd=7.148kw
P2=P1η1=7.148×0.96=6.862kw
P3=P2η2η3=6.862×0.99×0.97=6.590kw
P4=P3η2η4=6.590×0.99×0.96=6.263kw
(2)各轴转速
Ⅰ:n1=nm=2900r/min
Ⅱ:n2=n1/i1=2900/3.45=840.580r/min
Ⅲ:n3=n2/i2=840.580/4.1=205.019r/min
Ⅳ:n4=n3/i3=205.019/4.1=50.005r/min
(3)各轴转矩
Td=9550Pd/nm=9550×7.148/2900=23.539N.m
电动机输出转矩:Ⅰ T1=Td=23.539N.m
各轴输入转矩:Ⅱ T2=T1×η1×i1=23.539×0.96×3.45=77.962N.m
ⅢT3=T2×η2×η3×i2=77.962×0.99×0.97×4.1=306.952N.m
Ⅳt4=T3×η2×η4×i3=306.952×0.99×0.96×4.1=1196.083N.m
三、传动零件的设计
1.V带传动设计
(1)因为载荷变化较小且工作时间为8h/天,查《设计基础》表13-8得工作情况系数KA=1.1
Pc=KA×P=1.1×7.148=7.863kw
(2)选择V带型号
查《设计基础》219页图13-15得选A型普通V带。
(3)确定带轮直径 d1,d2
查表13-9得d1应不小于75mm,取d1=100mm,ε=0.01
d2=d1×i1×(1-ε)=100×3.45×0.99=341.55mm 取d2=355mm
大轮转速n2=nm×d1×(1-ε) /d2=2900x100x0.99/355=808.732r/min
误差为3.809%<5%,误差较小,允许。
(4)验算带速
V=π×d1×nm/(60x1000)=3.14x100x2900/(60x1000)=15.177m/s 在5~25m/s范围内,因此带适合。
(5)求V带基准长度Ld和实际中心距a
初步选定中心距a0=1.5(d1+d2)=1.5x(100+355)=682.5mm
取a0=700mm,符合0.7(d1+d2) <a0<2(d1+d2)
带长
L0=2a0+π(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4a0=2x700+3.14x(100+355)/2+(355-100)^2/(4x700)=2137.57mm
查表13-2,选用Ld=2240mm
实际中心距a≈a0+(Ld-L0)/2=700+(2240-2137.57)/2=751.215mm=752mm
(6)验算小带轮的包角α1
α1=180°-(d2-d1)x57.3°/a=180°-(355-100)x57.3°/751.215=160.55°>120°,合格。
(7)确定V带根数z
传动比i=d2/d1(1-ε)=355/100(1-0.01)=3.59,查表13-5得ΔP0=0.34kw
由n1=2900r/min,d1=100mm查表13-3得P0=2.05kw
由α1=160.55°查表13-7Ka=0.95,由Ld=2240mm查表13-2得Kl=1.06得z=Pc/{(P0+ΔP0)KaKl}=7.863/{(2.05+0.34)x0.95x1.06}=3.45,
取4根,即z=4
(8)求作用在呆两年轴上的压力Fq
查表13-1得q=0.1Kg/m
得Fq=(500Pc/zv)x(2.5/Ka-1)+qv2=(500x7.863/4/15.177)x(2.5/0.95-1)+0.1x15.772=110.57N
(9)带轮结构设计(略)
2.齿轮传动设计计算
减速器齿轮设计:
电动机驱动,单向回转,载荷有轻微冲击。
(1)选定齿轮材料及精度等级
齿轮的材料,精度和齿数选择,因传递功率不大,转速不高,材料按