目 录 #)S }z+I
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 +(Y\w^@%H
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 H s )]
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 oI -Fr0!
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 2- L-=0
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 2M+RA}dX
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ]MYbx)v)
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 vE9"1M
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 q t OuA
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 :fmV||Q
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 9-n]_AF`0
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 `G ":y[Q
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 J.rS@Z`~7
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 |!K&h( J|
No\#N/1@P
#4|RaI| .
1.拟定传动方案 !$HuH6_[
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 q[/g3D\G
v=1.1m/s;D=350mm; pXNhU88
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) Oi?Q^ISxP
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 <@`K^g;W
2.选择电动机 I&|8
qx#
1）电动机类型和结构形式 u&p8S#e
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 =3,<(F5Y[
2）电动机容量 =x w:@(]{
（1）卷筒轴的输出功率Pw g{DOQA
F=2800r/min; NH/jkt&F[
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 leHKBu'd
(2)电动机输出功率Pd h`fZ 8|yw
Pd=Pw/t 5%S5*c6B D
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 b5g^{bzwu
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： j 1 'H| 4
弹性联轴器 1个 kk126?V]_
t4=0.99; IF>v
-Z
滚动轴承 2对 ;\"Nekd|
t2=0.99; fx 0 8>r
圆柱齿轮闭式 1对 \yymp70w
t3=0.97; N+SA$wG
V带开式传动 1幅 >`3 0 ib
t1=0.95; y~_x
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 Bptt"
t5=0.98; XF{2'x_R
则 D vEI I'-h
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 j,,#B4b
故 j+< !4 0#
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 >VjtKSN
（3）电动机额定功率Ped \^F6)COy
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 )P1N X"A
3）电动机的转速 >&<D.lx
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， yPbOiA*lHz
可选电动机的最小转速 tSDp>0yZ3
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min oi3Ix7
可选电动机的最大转速 UL7%6v{'*
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min TuMZHB7h;
同步转速为960r/min XSZjuQ<[3
选定电动机型号为Y132M1－6。 uJ*|SSN~
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 w*SF Q_6YE
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 r~;.8qs
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 VAxk?P0j6
0A ~f
^
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm :+DA zjwO<
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 HV3wU EI3
/-pop]L
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 (K"t</]
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 y(#F&^|
1）传动装置总传动比 p|Fhh\,*`X
nm=960r/min; qfY=! |O
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 _ )^n[_E
2）分配各级传动比 Qe/=(P<
取V带传动比为 9]8M {L
i1=3; q33!X!br
则单级圆柱齿轮减速器比为 CQY/q@7
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 YpZ 9h@,
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。 qpc2;3*7
4．计算传动装置的运动和动力参数 P3XP=G`E
1）各轴转速 ~w%Z Bp
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 Q ^V`%+
n0=nm; y+iuA@WCv
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min B<'V7#L_
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min w1A&p
K[ TMTn
2）各轴输入功率 =09j1:''<d
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 OEGAwP? F
P0=Ped=4kw d0Kg,HB
轴I 的功率 zT+yZA.L
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw Zr 2QeLQC(
轴II功率 zck |jhJ6
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw W%Zyt:H`
3）各轴转矩 PuABS >.;
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm j'0*|f ^z
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm XWy
iS\
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm |V~P6o(/
二、设计带轮 yM D* >8/
1、计算功率 8QZk0O
P=Ped=4Kw t_VHw'~"
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 !%M-w0vC9
查课本表8－10，得KA=1.1; " Gn; Q-@
计算功率 )J88gMk+
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw R ;V (D3
2选择普通V带型号 $kz5)vj "
n0 =960r/min ptq{$Y{_
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 O-2H!58$)
d1=80~100 !V-SV`+X
3、确定带轮基准直径 u!`C:C'
表8－11及推荐标准值 GRV 9s9^
小轮直径 S@"=,Xj M
d1=100mm; |95/'a*
大轮直径 'IW+"o
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm w./EJk KI
取标准件 `Zi #rr|)L
d2=355mm; OB^ 2NL~Q~
4、验算带速 a!^wc,
验算带速 H62*8y8
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s Pd;ClMa%
在5~25m/s范围内 w+$g Y ?%
从动轮转速 yEqmB4^-
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s X5/{Mx`8Oz
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s J+ |ohA
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 B+DRe 8
=-0.0141 C[&&.w8Pm
5、V带基准长度和中心距 NU( /Yit
初定中心距 R39R$\
中心距的范围 M>J ADt_]
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm hCvn(f
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm rYS D-Kq
a0=350mm; E 6@ ;e-]j
初算带长 Y #Vy:x[
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 1DcarF
Lc = 1461.2mm .- Lqo=o\
选定基准长度 YPy))>Q>cK
表8-7,表8-8查得 enz Q}^
Ld=1600mm; bv4cw#5z$9
定中心距 mfN@tMp
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm D5m\u$~V
a=420mm; r=Q5=(hn
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm Z%{f[|h9}
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm g&vEc1LNo
6、验算小带轮包角 u .=; A#
验算包角 *vO'Z &
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ?BZ ][~n-Q
145.2107 >120度 故合格 UQcmHZ+lf
7、求V带根数Z 19u? ^w
由式（13-15）得 <"+C<[n.
查得 n1=960r/min , d1=120mm JAz;_wS(k
查表13-3 P0=0.95 Fb' wC
由式13-9得传动比 :Y3?,
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 Ma daxx
查表（13-4）得 nu<!/O
j1kc&(
由包角145.21度 [E~TYk;
查表13-5得Ka=0.92 L>b,}w
KL=0.99 %$x FnGb
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 `@ D4?8_
8、作用在带上的压力F .Cus t
查表13-1得q=0.10 R4(8]oUW
故由13-17得单根V带初拉力 9p4U\hx
3Q}Y?rkJ5
三、轴 ;LE
@Ezx
初做轴直径： OJ 5 !+#>
轴I和轴II选用45#钢 c=110 ? $ c
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm <Y2!c,"
取d1=28mm Vgn1I(Gj 4
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm fO>~V1
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 | ]cDz
取YL10YLd10联轴器 OP}p; (
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 5,ahKB8
取d2=45mm vB*oI~<
四、齿轮 )x &@j4,
1、齿轮强度 8w[ EyVHA
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 se HbwO3 b
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。 gu[dw3L
因 ， r![JPhei
SH1=1.1， SH2=1.1 r&sOM_BU F
， : Qo
， Y` ?X Fy:
因： ， ，SF=1.3 u(Sz$eV
所以 ~{G: ,|`
F:S>\wG,
CH it
2、按齿面接触强度设计 u g"<\"
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 veg!mY2&
小齿轮上的转矩 ok2~B._+;
按 计算中心距 H`lD@q'S
u=i=5.333 by[i"!RCu
mm f94jMzH9z
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 D])YP0|}
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 gdE `UZ\
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm So.P @CCd
齿宽b= `j}d=zZ
b1=70mm,b2=60mm DF|s,J`98
3、验算弯曲强度 yG G B
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 _C,@eu"9V
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ;OU>AnWr(&
T}Vpy`
ZCFf@2&z8
4、齿轮圆周速度 A=d$ir
K[
|;m`874
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 dHF$T3 3It
R 0HVLQI
Wd 56B+
>-5 Gt
)NmlV99q
etMh=/NFV
g^ $ 11
,]_(-tyN|
五、轴校核： 6*aa[,>
g)?g7{&?>?
aC~n :0 v
k +#l;<\2
]Bd3d%
]'!xc9KGR
{hRie+
FEZ"\|I|
oX lxPN3 9
vd7N&c9
fb.\V]K
W#jZRviyq!
W({ TC
wEnuUC4j
~/jxB)t
O< tnM<"(
4!~
.6cp3
\btR^;_\A
圆周力Ft=2T/d1 ,mjfZ*N
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 h>Uid
&:?
d=mz=2.5*101=252.5mm ca/o#9:N`:
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N hQ}7Z&O
Fr=5852.5*tan20=2031.9N }{wTlR.]
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 ,)rZAI
由Fr2*L-Fr*L/2=0 ?(/j< ,m^
得Fr2=Fr/2=1015.9N O(D5A?tv!
7XVzd]jH
2、求水平平面的支承力 FfxX)p1t
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N &xBK\
,d>X/kd|o
Vv yrty
3、画垂直面弯矩图 ?)mhJ/IT
L=40/2+40/2+90＋10=140mm jxnQG A
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm -M:hlwha
J(EaE2
ewAH'H]o
4、画水平面弯矩图 JU'WiR
bcb
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm ?VZ11?u
Dpdn%8+Z
i,'Ka[6
O[(?.9
5、求合成弯矩图 g>!:U6K
Z[k#AgC)
lbB.*oQ
;;YcuzQI3
6、求轴传递转矩 lP@)
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm fys5-1@-p
P^8^1-b
Z\|u9DO
WXLe,7y
uS,p|}Q&
Jm %ynW
$AA~]'O>6:
(}{_]X|e
>,>;)B@J
G pdv]SON{
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\6SMn6a4
,pyQP^u-
b8N[. "~:
(!ZQ
<AI>8j6#B
t{R5
E U
a{]g+tGH
='dLsh4P2N
cW)Oi^q%o2
7、求危险截面的当量弯矩 *.m{jgi1X
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 ]{IR&{EI-
轴的扭切应力是脉动循环应力 ~LawF_]6
取折合系数a=0.6代入上式可得 }rz dm9
B*?ZE4`
8、计算危险截面处轴的直径 `E 3:;|
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 X0y?<G1( a
由表13-3查得许用弯曲应力 ， /[a |DUoHO
所以 D q/3E- y5
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 [1z{T(dh
故d=1.04*25.4=26.42mm {q&@nm40
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 r=fE8[,
所以此轴选d=40mm,安全 8yE!7$Mj
六、轴承的选择 >j50
;</
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 7$(_j<o`
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N jrm0@K+<IA
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） bK3B3r#$
因为大修期三年，可更换一次轴承 ?^LG
hdR
所以取三年 {
EA2
由公式 w$gS j/
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) )K{o<m~WAo
（深沟球轴承系列） .aNO( /kO
.Qd}.E G
由附表选6207型轴承 h zaLx8L
七、键的选择 UhsO\ 9}qH
选普通平键A型 z *6$&sS\>
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 fd4;mc1T
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm RK?jtb=&A
由公式 3PsxOb+
所以 a*Rz<08
选变通平键，铸铁键 hIR@^\?
kr^ 0% A
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 ^~^mR#<P$
八、减速器附件的选择 6 |QTS|!
1、通气器： KzV.+f
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 YM i/uy
2、油面指示器： 7g-Dfg.w
选用油标尺，规格M16 _zdNL wE[
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 dIma {uv
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 s~L`53A
5、窥视孔及视孔盖 ZQ|5W6c
选用板结构的视孔盖 a;%I\w;2
九、润滑与密封： ;:P7}v fz!
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 8Bq- 0=E
iBucT"d]
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。 ^D >fis
2、滚动轴承的润滑 d$}&nV/A)
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。 UanEzx%
3、润滑油的选择 2zhn`m
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 ( }G !np
L-AN15润滑油 hj e! w`
4、密封方式选取： i&JpM] N
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。 nh<Z1 tMU
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 L ${m/@9
设计小结： G%;kGi`m
二、课程设计总结 1DUb
[ W8
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。 x.ba|:5
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。 fTcY"A,2
mB~~_]M
N
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。 ) #a7'Ba
n , CD
特别感谢—程莉老师。 +s ULo
"v5ElYG
参考资料目录 rkq#7
[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； tj[ c#@[B
[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； i0\)%H:z
[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； iA9 E ^
[3]《设计手册软件》，网络上下载； E4=q h1d
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn ;= a_B1"9u
uxb:^d?D!
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T1=113.4063Nm -x*2t;%z{U
T2=589.5878Nm JL^2l$up
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>n*\ bXf
KA=1.1 Z-X ?JA\&
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