目 录 daY^{u3
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 Eki7bT@ /
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 Op\l
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 5 -5qm[.;
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 FV!
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 FzFY2h;n]B
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 UIIunA9
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 Hg*6I%D[So
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 \[ +ZKj:
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 (E\ 7Ui0 Q
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 Kc}FMu
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 I]jVnQ>&
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 F#O.i,
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 a:H}c9 $%
u
L/*,[}'
2Q-kD?PO,
1.拟定传动方案 P=(\3ok
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 }7wQFKME
v=1.1m/s;D=350mm; !@p@u;djJ
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) @1^iWM j
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 /'!F \ kz
2.选择电动机 &*T57tE
1）电动机类型和结构形式 xa5I{<<U
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 UTHGjE
2）电动机容量 BVC\~j
j
（1）卷筒轴的输出功率Pw b"/P
F=2800r/min; &yp_wW-
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 qwiM .b5
(2)电动机输出功率Pd zA\DI]:+
Pd=Pw/t !NZFo S~
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 O`rA qO0F
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： q#c \
弹性联轴器 1个 \6 2|w HX
t4=0.99; UXR$ 7< D+
滚动轴承 2对 0waQw7
E
t2=0.99; Qm^N}>e
圆柱齿轮闭式 1对 ,d&~#W]
t3=0.97; . m@Sk`s
V带开式传动 1幅 kYmkKl_
t1=0.95; vb\ UP&Ip
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 p V <18CaJ
t5=0.98; m aXQG&.F
则 P0 hC4Sxf
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 6]CY[qEaR$
故 SI4M<'fK
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 )LKutN?tBy
（3）电动机额定功率Ped %dhnp9'
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 pR; AqDQ
3）电动机的转速 !1-:1Whz8
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， J XbG|L
可选电动机的最小转速 {6 C! ^ 5
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min
LmseY(i
N
可选电动机的最大转速 vsRn \Y
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min <vhlT#p
同步转速为960r/min G#
.z((Rj
选定电动机型号为Y132M1－6。 3 05()
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 e M*@}3
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 '\[GquK ;P
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。
" q0lh
# q 6jE
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 118A6qyi
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 h/QZcA
Go= MG:`
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 qI5_@[S*
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 diaLw
1）传动装置总传动比 FI Io{ru
nm=960r/min; qVx4 t"%L>
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 _r?H by<b
2）分配各级传动比 &Plc
取V带传动比为 ![0\m2~iv
i1=3; G ZDyw9
则单级圆柱齿轮减速器比为 !c[?$ #W4
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Nw/4z$].J
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。 u?& P6|J&
4．计算传动装置的运动和动力参数 5,Mc` IIK1
1）各轴转速 wC}anq>>
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 eYO wdTrq
n0=nm; ,KdD owc
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 0h _ 9
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ?<%GY dus
}} J?, >g
2）各轴输入功率 P>9F(#u_(F
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 `gDpb.=Y
P0=Ped=4kw [h
{zT)[
轴I 的功率 ~+/IzckrG
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 9l]+ rs +
轴II功率 Rr{mD#+
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw X6) -1.T&
3）各轴转矩 W_Z%CB jcT
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 1~zzQ:jAZ
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 1I{vB eMj
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm iV58 m
二、设计带轮 $ BXZFC_1S
1、计算功率 yT.h[yv"w
P=Ped=4Kw +C' u!^ )
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 %iPWg
查课本表8－10，得KA=1.1; FAX|.!US*p
计算功率 !KKkw4
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw nD@/,kw"
2选择普通V带型号 ; :4&nJ*qG
n0 =960r/min EZ:pcnL {
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 m(i8 4~
d1=80~100 1hp`.!3]H
3、确定带轮基准直径 2!Yq9,`
表8－11及推荐标准值 ]w`)"{j5m
小轮直径 ikX"f?Q;S2
d1=100mm; o $;t
大轮直径 ^~9fQJNs
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm q^; SZ^yW5
取标准件 6<u =hhL
d2=355mm; -K eo q
4、验算带速 8Wqh 8$
验算带速 O]3$$uI=QE
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s t(AW2{% }
在5~25m/s范围内 w I8
从动轮转速 b
5<&hN4g
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s U6cpj
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s hjf!FY*F
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 c%+/TO
=-0.0141 xvw @'|
5、V带基准长度和中心距 1yC_/Va1
初定中心距 ;-sZaU;
中心距的范围 nW b*u
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm . );~H #
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm C@ d*t?
a0=350mm; bi/ AQ^
初算带长 J_ NY:B
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 P1C{G'cR
Lc = 1461.2mm iMjoa tt
选定基准长度 K</EVt,U~
表8-7,表8-8查得 1Xzgm0OS;
Ld=1600mm; 0,~||H{
定中心距 /5:2g# S4
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm IUf& *'_
a=420mm; /Js A[}.6
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm >x?x3 #SX
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm
C 2t]
6、验算小带轮包角 la4
#2>#WZ
验算包角 cD.afy
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a corNw+|/w
145.2107 >120度 故合格 }a O6%
7、求V带根数Z e~oh%l^C72
由式（13-15）得 &s6;2G&L$
查得 n1=960r/min , d1=120mm HQ /D )D
查表13-3 P0=0.95 GdN9bA&,
由式13-9得传动比 ]#k=VKdV
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 Z9wKjxu+
查表（13-4）得 9K!kU 6Gh
!0-K B#
由包角145.21度 W ( 5XcP(
查表13-5得Ka=0.92 `PY=B$?{4
KL=0.99 :1asY:)vNP
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Me 5Xd|
8、作用在带上的压力F CP0;< }k
查表13-1得q=0.10 90wGS_P04
故由13-17得单根V带初拉力 J.;! l
i%@blz:_Y
三、轴 gn//]|#H+
初做轴直径： 5Ve`j,`=<
轴I和轴II选用45#钢 c=110 K_! R
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm b~$ 8<\
取d1=28mm @7HHi~1JK
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm '\B0#z3
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 \LG0
取YL10YLd10联轴器 >\br8=R
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 Q M('bbN
取d2=45mm dNu?O>=
四、齿轮 X9
N4
1、齿轮强度 ^>Vl@cW0uz
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 7 D(Eo{ue
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。 VLPPEV-u
因 ， C5Vlqc;
SH1=1.1， SH2=1.1 !zVjbYWY
， 'XJqh|G
， 0Q7|2{
因： ， ，SF=1.3 jn
+*G<NJ
所以 *I:a \o~$[
lvAKL>qX
_u3%16,o
2、按齿面接触强度设计 " D,}|
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 e 0<Wed
小齿轮上的转矩 q2 b>Z6!5
按 计算中心距 iE0x7x P_
u=i=5.333 \@[Y ~:
mm Sx:JuK@
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 P5KpFL `B
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 P b-4$n2c
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm E4$y|Ni"
齿宽b= qTrM*/m:]L
b1=70mm,b2=60mm 5B Jn_<
3、验算弯曲强度 CKnPMvmz
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 1B#iJZ}
按式（11-8）轮齿弯曲强度 U5
ia| V
9Y:Iha`$ w
A vww @$
4、齿轮圆周速度 Cxd^i
uZM %F)
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 <a&w$ Zc/
%Rt
5$+dNT
+~>cAWZq_
tkYPfUvTE
D GL=\
:q c?FQ
;
ov<vSc<u
<(t{C8>g%
五、轴校核： H: nO\]
H|S hi /
!K-qoBqKM
2 g~W})e
g"~`\ xhx
AJ >$`=
O5MV&Zb(
)<%CI#s#
ef7 BG(
;VzdlCZ@
jM-7
27 i-B\r
? o&goiM
Q/@ pcU
Kum" }ux
]s0GAp"
A{dqB
LSR0yCU
圆周力Ft=2T/d1 f 8\D AN
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 %ikPz~(
d=mz=2.5*101=252.5mm JqUft=p5
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N j115:f
Fr=5852.5*tan20=2031.9N qm<-(Qc (W
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 e7y,zcbv
由Fr2*L-Fr*L/2=0 >;]S+^dXY
得Fr2=Fr/2=1015.9N Y[| 9
+T
Aj]/A
2、求水平平面的支承力 k0&FUO
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N od$$g(
6-~ZOMlV
l9]nrT1Hy
3、画垂直面弯矩图 V["'eJA,,
L=40/2+40/2+90＋10=140mm '9 'f\
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm _>a`dp.19
XI:+EeM?
WZn"I& Z
4、画水平面弯矩图 \irKM8]LJ
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 39m8iI%w[
^?_MIS`4N
d}
5
PdEPDyFk h
5、求合成弯矩图 E^Ch;)j|
] yQqx*
2kOaKH[(q
2s=zT5
6、求轴传递转矩 k.})3~F-
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm h+7U'+|%A
G0kF[8Am
<Qr*!-Kc6
;pS+S0U
G ({5Lj gW
m;nH
v
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C 8do8$
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`9k\~D=D~
GY5JPl
N"0>)tG
I *f @M}
7、求危险截面的当量弯矩 a^^OI|?
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 =*.S<K o)
轴的扭切应力是脉动循环应力 tR 4+]K
取折合系数a=0.6代入上式可得 OlptO60{ ]
mwn$ey&QE
8、计算危险截面处轴的直径
z).&0K
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 Ic^
(6
由表13-3查得许用弯曲应力 ， }A[5\V^D*
所以 R&:Qy7"
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 P(o>UDy
故d=1.04*25.4=26.42mm 0+)1K U)I
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 DjiI*HLNR
所以此轴选d=40mm,安全 "uj@!SEs`?
六、轴承的选择 oA:`=f%\
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 FW)~e*@8=
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N In ;P33'p
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） i7rk%q
因为大修期三年，可更换一次轴承 eYn/F~5-
所以取三年 >6W #v[
由公式 :c Er{U8
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) }jP/XO1f
（深沟球轴承系列） D(Q]ddUi'
DGw*BN%`
由附表选6207型轴承 '*Tt$0#o
七、键的选择 .]a`-Ofn
选普通平键A型 loHMQK y@
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 {lUaN0O:
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm ;>fM?ae5
由公式 R:e cLbC
所以 t0?t Xe.B
选变通平键，铸铁键 (dx~l MI
^; }Y ZBy
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 {qU;>;(
八、减速器附件的选择 )4hA Fy6l
1、通气器： cBU3Q<^
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 H(O |y2
2、油面指示器： 'Q=(1a11
选用油标尺，规格M16 L s3r( Tf
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 yMmUOIxk\
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 q0['!G%["
5、窥视孔及视孔盖 >z% WW&Z'
选用板结构的视孔盖 0zsmZ]b5E
九、润滑与密封： [r9HYju =
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 5{IbKj|
ELg$tc
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。 -6X+:r`>u
2、滚动轴承的润滑 M"msLz
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。 SL\15`[{
3、润滑油的选择 C*1 1?B[
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 [M:<!QXw
L-AN15润滑油 FBOgaI83G
4、密封方式选取： ^>eV}I5ak
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。 pX$ X8z%
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 vIZF I
设计小结： `D$RL*C;M`
二、课程设计总结 ^X"x,8}&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。 mtw{7 E
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。 !kH 1|
jfam/LL{V
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。 2E!Q5 l!j
\J;]g\&I"
特别感谢—程莉老师。 Hq?dqg' %~
H:WuMw D4
参考资料目录 aN6HO
[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； xK5~9StP
[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； N|
P?!G-=
[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； )wdd"*hv
[3]《设计手册软件》，网络上下载； =rkW325O
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn ^i8(/iwdJE
Um*&S.y
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T0=39.7917Nm (OA4H1DL^
T1=113.4063Nm oYt 34@{?
T2=589.5878Nm PTqia!
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KA=1.1 J0oeCb
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输送带速度 V=1.1 m/s \d;)U4__!
滚筒直径 D=350 mm Ug+ K:YUq
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