目 录 24J c`%7,=
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 Ix bQ6
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 n ]g"H
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 aE~T!h
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 mG[jR*JW
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 jg]KE8(
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ZiPeP
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 #Z1%XCt
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 d6n_Hpxw^
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 yr xX[Hg?@
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 =Kj{wA
O
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 gX" -3w
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ) +N{D=YM
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ~Dt$}l-9
i^DMnvV.
}u8(7
1.拟定传动方案 3t -STk?
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 }H
~-oYMu
v=1.1m/s;D=350mm; d88A.Z3w
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) (\ab%M
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 q/@2=$]hH3
2.选择电动机 |enLv12Gm
1）电动机类型和结构形式 Jl_W6gY"Z
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。 bMK X9`*o
2）电动机容量 f2e;N[D
（1）卷筒轴的输出功率Pw d5^^h< '
F=2800r/min; Y % ;J/4dd
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 qur2t8gnxq
(2)电动机输出功率Pd [q|W*[B:@
Pd=Pw/t v~ SM"ky#
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 e@P(+.Ke
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： +,,(8=5 g
弹性联轴器 1个 lp(2"$nQ
t4=0.99; rt^~
I \V
滚动轴承 2对 _eGYwBm
t2=0.99; r R6}
圆柱齿轮闭式 1对 O50_qu33ju
t3=0.97; }|| u {[
V带开式传动 1幅 LK Df V
t1=0.95; c F
5|Pf
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ?z>J7 }w*=
t5=0.98; lJ;Wi
则 sJZ2e6?n
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 *QQeK# $s
故 t*hy"e{*a
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 =mXC,<]
（3）电动机额定功率Ped Y\9}LgIvr
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 h^g0|p5
3）电动机的转速 h/ n(
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， b-
- tl@H
可选电动机的最小转速 eA7
Iv{M
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min +ydd"`
可选电动机的最大转速 1 !_p
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min H$Kc~# =
同步转速为960r/min 1_t+lJI9j
选定电动机型号为Y132M1－6。 P!]uJ8bi
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 P o58@g
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 %W~w\mT
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 0!,u o\`
~Yk n|$_"I
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm kqCsEtm]
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 Z5Lmg
u@dvF zc
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 o MJ `_
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 l Xa/5QKC
1）传动装置总传动比 '4uu@?!dVk
nm=960r/min; u9~5U9]O%6
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 \96\!7$@O
2）分配各级传动比 .=;IdLO,Bf
取V带传动比为 #csP.z3^y
i1=3; O &<p
8
则单级圆柱齿轮减速器比为 1dLc/, |
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 %[|^ 7
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。 &IN%2c
4．计算传动装置的运动和动力参数 j Mn,N9Mf
1）各轴转速 E[t0b5h
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 k&ooV4#f6
n0=nm; @$jV"Y
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 9nN1f@Y
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min lQ?jdi
~)f^y!PM Q
2）各轴输入功率 bg Ux &3
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 z x%WV@O9
P0=Ped=4kw %_W4\
轴I 的功率 DURWE,W>
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw o#p%IGG`
轴II功率 o,WjM[e
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw Bh& pZcm|
3）各轴转矩 ^:-GPr
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 3tZIL
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm iv >MIdI m
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 3`cA!ZVQ
二、设计带轮 l^	d
1、计算功率 1<G+KC[F
P=Ped=4Kw o{y}c->
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 K ~mUO
查课本表8－10，得KA=1.1; jae9!W i
计算功率 I Id4w~|
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw O?X [&t
2选择普通V带型号 MoFM'a9
n0 =960r/min &1Ndi<Y^
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 Wu{=Qjg Y
d1=80~100
;v.[aq
3、确定带轮基准直径 VVDN3
表8－11及推荐标准值 j"nOxs
小轮直径 83c2y;|8
d1=100mm; ]"_c-=
大轮直径 H<Sf 0>OA
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ` sKyvPtG
取标准件 M,fL(b; 2
d2=355mm; {K.H09Y
4、验算带速 l?*DGW(t{
验算带速 a%r!55.
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s lfj5?y
在5~25m/s范围内 96 ^aI1:
从动轮转速 I uxf`sd
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s J.yM@wPS>
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 6= ; :[
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 #r9+thyC
=-0.0141 [1vm~ w'
5、V带基准长度和中心距 fLe~X!#HF
初定中心距 C{bxPILw
中心距的范围 /u$'=!<b;
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm kxhsDD$@p
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm ARu_S
B
a0=350mm; NVb}uH*i
初算带长 R@K\
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 6nk }k]Ji
Lc = 1461.2mm e Jo" Z
选定基准长度 ,4H? + |!
表8-7,表8-8查得 ,LA'^I?
Ld=1600mm; (C.
$w
定中心距 y5sH7`2+5
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm .~o{i_JH
a=420mm; FFqK tj' s
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm v8-My1toV
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm =v<w29P(g
6、验算小带轮包角 ;3/}"yG<p
验算包角 h q 7f "`
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a {}$rN@OM$
145.2107 >120度 故合格 G^ GIHdo
7、求V带根数Z @4;'>yr(
由式（13-15）得 IMWt!#vuY
查得 n1=960r/min , d1=120mm %"f85VfZ
查表13-3 P0=0.95 5b:1+5i F-
由式13-9得传动比 ZhY{,sy?QO
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 zls^JTE
查表（13-4）得 pX _
4;L|Ua
由包角145.21度 4C`RxQJM
查表13-5得Ka=0.92 >2s 6Y
KL=0.99 -
jZAvb
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 &^$@LH3
8、作用在带上的压力F gg`{kN^r.a
查表13-1得q=0.10 %d+Fq=<
故由13-17得单根V带初拉力 4dbX!0u1l
9YI@c_1 Q
三、轴 TIJH} Ri
初做轴直径：
\uT lwS
轴I和轴II选用45#钢 c=110 g}hUCx(
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm \r
IOnZ.WK
取d1=28mm l?) >"^
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm sR/Y v
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 *R+M#l9D`
取YL10YLd10联轴器 ={xRNNUj_
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 _- vlN
取d2=45mm DP f].i#
四、齿轮 K ar !
1、齿轮强度 %/3+:}@G
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 WuE]pm]c
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 uM$b/3%s
因 ， 1#N`elm
SH1=1.1， SH2=1.1 8d*S9p,/
， m u9,vH
， gN}$$vS
因： ， ，SF=1.3 d rAJ-ii
所以 `mcb 0
jlb8<xIC]
X}'rPz\Lu
2、按齿面接触强度设计
# om Gj&
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 eM!Oc$C8[
小齿轮上的转矩 R>"pJbS;L
按 计算中心距 GOxP{d?
u=i=5.333 6/cm TT $i
mm }N9PV/a
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 o%Q9]=%!
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 U>kaQ54/
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm <&[`
+
齿宽b= nrE.0Ue1
b1=70mm,b2=60mm 7J3A]>qU
3、验算弯曲强度 2XyyU}.$
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 rWWp P<
按式（11-8）轮齿弯曲强度 Jhj ]`$J
IgJG,!>h
\GHj_r
4、齿轮圆周速度 n=b!c@f4
Pj q9BK9p
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 @B0fRG y
<,O| fY%
gGNo!'o
0>m$e(Z
BT(eU*m-
0<uL0FOT
A
PSkW9 H
DPY+{5q2
五、轴校核： 0Bgj.?l
?ZTA3mV?+
|9i [* ]
iaMl>ua
(Qw >P42J
xX%{i0E
uWMS n
0XljFQ
iPCn-DoIS
KD\%B5Jy
&9gI?b8
d?5oJ'JU
= <A0;
v#9i|
l^ tRy_T:-
T
g(\7Kq
a"}ndrc*
,W 'P8C
圆周力Ft=2T/d1 @@3 NSKA
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 [fwk[qFa
d=mz=2.5*101=252.5mm ?w' 03lr%
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 4<<eqxI$|
Fr=5852.5*tan20=2031.9N qz)KCEs
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 'o= DGm2H
由Fr2*L-Fr*L/2=0 ?;w`hA3ei
得Fr2=Fr/2=1015.9N |U'` Sc
<2O# !bX1
2、求水平平面的支承力 h w `pi6
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ,ZYPffu<*
Lf.Ia *R:
1D1kjM^Bo
3、画垂直面弯矩图 HOPl0fY$L
L=40/2+40/2+90＋10=140mm .LM|@OeaD!
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ijcF[bm E
a$iDn_{
Qo]qs+
4、画水平面弯矩图 TrgKl2xfx
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm N3Q
.4?
z9
r^E (GmW
^!O !HMX0
o*~=NoR
5、求合成弯矩图 4 F -<j!
r_8;aPL
`Y!8,( 5#
=Y^K
6、求轴传递转矩 ^;{uop"DS
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm L*rCUv `
Q"!GdKM
G ` eU
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1(i%nX<U
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<hEI
z X+i2,
t3v_o4`&
7、求危险截面的当量弯矩 =R M]/O9
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 YoK )fh$
轴的扭切应力是脉动循环应力 "ChJR[4@
取折合系数a=0.6代入上式可得 {EVy.F
cUw$F{|W
8、计算危险截面处轴的直径 yr.sfPnJK
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 R%9,.g <
由表13-3查得许用弯曲应力 ， _Wp.s]D [
所以 Lv)1
)'v0
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 LOwd mj
故d=1.04*25.4=26.42mm ! P$[$W
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 pz{ ]O_px
所以此轴选d=40mm,安全 bq8h ?Q
六、轴承的选择 M`*
BS
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 cQ`0d3
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N ~?iQnQYI
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） @' P ay)P
因为大修期三年，可更换一次轴承 S*7 6V" ")
所以取三年 `O%O[
由公式 k2#|^N
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) w)R5@
@C*
（深沟球轴承系列） 4~;M\h
[{>1wJ Pdj
由附表选6207型轴承 y M-k]_
七、键的选择 0q]0+o*%
选普通平键A型 =?\%E[j
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 n7/&NiHxv/
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm I%<pS ,p
由公式 X] W(
所以 }YM[aq?6
选变通平键，铸铁键 g`2O h5dA
9pWSvalw9
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 {DUtdu[
八、减速器附件的选择
<LJb,l"
1、通气器： {#pw r WG
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 *q[;-E(fZ#
2、油面指示器： ^HE@ [b
选用油标尺，规格M16 (Y^tky$9
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 hL}ZPHA
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 I; G(Wj
5、窥视孔及视孔盖 _S-@|9\&#
选用板结构的视孔盖 ['K}p24,
九、润滑与密封： =u.23#.
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： }iU pBn
O{U j
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 T gbq4xR(
2、滚动轴承的润滑 *!dA/sid
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 #]gmM
3、润滑油的选择 M7&G9S GZ
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 Nn U`u.$D
L-AN15润滑油 9E[==2TO
4、密封方式选取： &$l#0?Kc^
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。 /f AAQ7
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 59+KOQul6
设计小结： N8J(RR9O
二、课程设计总结 h b 8L[ 4
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。 uW!saT5o
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。 3od16{YH
B^d di
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。 ki1j~q
)V_;]9<wt
特别感谢—程莉老师。 _,d<9 Y)
Ji6.-[:
参考资料目录 \F""G,AWq{
[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； hMV >5Y[s
[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； dT (i*E\j
[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； !?+q 7 U
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ~-R2mAUK
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn !aL=R)G&e
<vD(,| |
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T1=113.4063Nm h%ys: :\zF
T2=589.5878Nm YRX^ fZ-b
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KA=1.1 }3X/"2SW^
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