目 录 >~k"C,6
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 4> W ov
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 @ s;qmBX4
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 J.QFrIB{]+
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 2hI|] p
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 k),.
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 %2D9]L2Up
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ri k0F
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 7B,a xkr
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 :vk TV~
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 6S# e?>"+
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 s!j[Ovtx
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 UL.x*@o
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 |[}!E/7>b
h+7THMI
jRP9e
1.拟定传动方案 [~<X|_L G
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 &{c. JDO
v=1.1m/s;D=350mm; iFy_ D
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ]hL `HP
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。 89 [5a
2.选择电动机 ~SRK}5E
1）电动机类型和结构形式 ?W(>Yefk
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。 TxD,A0
2）电动机容量 s8/y|HN^
（1）卷筒轴的输出功率Pw 9zKrFqhNo
F=2800r/min; [Q2"OG@Q
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 6RLYpQ$+
(2)电动机输出功率Pd "NgfdL z
Pd=Pw/t Io81zA
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 ? 2#MU
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： L zW8)<N
弹性联轴器 1个 S_VZ^1X]
t4=0.99; =x/Ap1
滚动轴承 2对 fvDt_g9 oI
t2=0.99; Hq*\,`b&
圆柱齿轮闭式 1对 qQu}4Ye>
t3=0.97; M(a lc9tn
V带开式传动 1幅 .W#-Cl&n8
t1=0.95; b!7*bFTt
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 kIlc$:K^
t5=0.98; e bSG|F
则 &]'{N69@d?
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 +; P8QZK6
故 1'[RrJ$Q
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 k e
sg ]K
（3）电动机额定功率Ped -r6cK,WVU
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 4Y)rgLFj
3）电动机的转速 G98P<cyD
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， " +g9}g
可选电动机的最小转速 #JFTD[ 1
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min Y%FQ]Q=+
可选电动机的最大转速 %8_bh8g-
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min v\3:R,|'
同步转速为960r/min 'edd6yTd
选定电动机型号为Y132M1－6。 <,r|*pkhp~
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 &p)]Cl/`
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 ^]&uMkPN
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 sO,%Ok 1
5,I|beM
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm hGPo{>xR
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 \DG
6
@%7IZg;P6
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 QUPZe~G>L
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 v-k~Q$7~
1）传动装置总传动比 g ni=S~u
nm=960r/min; G234UjN%
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 INi9`M .h
2）分配各级传动比 eF[CiO8F2
取V带传动比为 ZPktZ
i1=3; A{[joo
则单级圆柱齿轮减速器比为 3C,G~)=
x
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 ~6HpI0i
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 yJCqP=
4．计算传动装置的运动和动力参数 ^PnXnH?
1）各轴转速 Nl[]8G};
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 0Jz5i4B
n0=nm; n9
LTrhLqp
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 3@qy}Nm
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 0zQ^ 6@
{t.5cX"[
2）各轴输入功率 D5o[z:V7"
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 P=.yXirm?
P0=Ped=4kw DqfWu*
轴I 的功率 YP^=b}
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw wLF ;nzv
轴II功率 ~$I9%z 7@
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw w\"~ *(M
3）各轴转矩 p#5U[@TK
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm lO
(MF
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm @/MI
Oxg[
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm g*]hmkYe9
二、设计带轮 Vs[A
1、计算功率 Q[j'FtP%
P=Ped=4Kw Dl
a }-A:
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 pyvH [
查课本表8－10，得KA=1.1; WH>= *\
计算功率 ~4 ~c+^PF
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw I~^t\iujs
2选择普通V带型号 jGg,)~)Y
n0 =960r/min y:Wq;xEiDo
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 7Ei,L[{\i#
d1=80~100 wbIgZ]o!/;
3、确定带轮基准直径 @ q9 8ac*{
表8－11及推荐标准值 R[C+?qux
小轮直径 xRX2u_f$<
d1=100mm; S!Alno
大轮直径 #x?Ku\ts
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 3V(]*\L
取标准件 *^ ZJ &.
d2=355mm; .tdaj6x
4、验算带速 F@]9 oF
验算带速 ,4Q1[K35B
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s M_I.Y1|
在5~25m/s范围内 _#UiY
ffa*
从动轮转速 fY4I(~Q
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 3`JLb]6
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s V-{3)6I$hG
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 = 9Ow !(!@
=-0.0141 6"h,0rR
5、V带基准长度和中心距 ag_ *Z\
初定中心距 \aN*x
中心距的范围 NmuzAZr
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm |)+ s, LT5
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm X[ 6#J
a0=350mm; bu ? 4$O
初算带长 !K8Kw
W|X
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 J dM0f!3
Lc = 1461.2mm x>cl$41!W
选定基准长度 Vk tc
表8-7,表8-8查得 'mELW)S
Ld=1600mm; d-sT +4o}
定中心距 W? F Q
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Ybk ydc
a=420mm; K8=jk U
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm WYUel4Z
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 'OA CbYgG
6、验算小带轮包角 `j1b5& N;7
验算包角 y}F;~H~P
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a k-Z :z?M
145.2107 >120度 故合格 Ao U Pq
7、求V带根数Z lR >p
由式（13-15）得 +a'LdEp
查得 n1=960r/min , d1=120mm /szwVA
查表13-3 P0=0.95 ELN1F0TneH
由式13-9得传动比 ;e"dxAUe!^
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 Op'&c0l
查表（13-4）得 5|jsv) M+
= yFOH~_
由包角145.21度 IAHQT < ]
查表13-5得Ka=0.92 : 5X^ t
KL=0.99 }G)2HTaZ
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 dq{+-XaEk
8、作用在带上的压力F EzeU-!|W
查表13-1得q=0.10 SDc8\ms
故由13-17得单根V带初拉力 j"A< qI
B1V+CP3t
三、轴 l* $~Y0
初做轴直径： 3xz|d`A
轴I和轴II选用45#钢 c=110 LVNA`|>
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm 2lCgUe)N
取d1=28mm b['v0x
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm fm ^J-
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 L)n_
Q
取YL10YLd10联轴器 =.qX u+
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 bt};Pn{3
取d2=45mm A"O\ u=!
四、齿轮 rE Me=>^
1、齿轮强度 RW<10:
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 VRZqY7j}g
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 HUChg{[
因 ， 0v,fY 2$c
SH1=1.1， SH2=1.1 BM{*5Lf
， nMJ ( tQ
， g%V#Z`*|
因： ， ，SF=1.3 sd"eu
所以 R, s}<N$
va:<W H
ifNyVE Hy
2、按齿面接触强度设计 T/.U Mw
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 =A*a9c 2
小齿轮上的转矩 2^=8~I!n&
按 计算中心距 )MF 4b ][
u=i=5.333 id9 XwWV
mm \:g\?[
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 W ' ~s
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 E 4'z
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ${rWDZ0Z
齿宽b= f62rm[
b1=70mm,b2=60mm ~"_!O+Pj
3、验算弯曲强度 +\*b?x
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 }Q*J!OH
按式（11-8）轮齿弯曲强度 '"+G n52#
A.mFa 1lH
,6X__Z#rGT
4、齿轮圆周速度 -\USDi(
xkR S?Q g
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 B9Mp3[
+V(^ " Z~
spTz}p^\O
XdmpfUR,13
[y}h
Td|u-9OM
c|(J%@B)
Lyf5Yf([-
五、轴校核： 8AuE:=?,,
(7N!Jvg9
a 6gPJF[Jo
4JU 2x
1Jdx#K
~-[!>1!%
} K@m4`T
P(FlU]q
J<0d"'
Phk3J v
= |``d-
8V}| (b#
$U. |
D/Ok
t#@z_Mn\
G[JWG
I]i(
B+D
F\&{ >&
圆周力Ft=2T/d1 J}[[tl
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 fI`gF^u(
d=mz=2.5*101=252.5mm :aBxyS*}G
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N (sQXfeMz
Fr=5852.5*tan20=2031.9N : .-z!
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 ZgG~xl\My
由Fr2*L-Fr*L/2=0 VBix8|
得Fr2=Fr/2=1015.9N T 9%|B9FeJ
S5 u$I
2、求水平平面的支承力 NJE*/_S
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N {d*OJ/4
7M4J{}9
e ><0crb
3、画垂直面弯矩图 K:jn^JN$
L=40/2+40/2+90＋10=140mm Pzq^ x]
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm qEXN} Pq<
8#lq:
8C8S)
;
4、画水平面弯矩图 $pAJ$0=sw
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm GC7 WRA
A-:k4] {%P
yU& ;\'
g hmn3
5、求合成弯矩图 CEI"p2
%Z <{CV
HUD0
@HQI
aVHI U3
6、求轴传递转矩 tB"9%4](
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm s5{=lP
\u{4=-C.
.l_Nf9=
xl`Ai O `K
]"HaE-`%
wpYk`L r
,>rvl P
; veD?|
ih/E,B"
6
h#U,G
AK,'KO%{=
a{r"$>0
.!KsF
h,pK
P9 '`
2c
S}VS@KDO
vE'{?C=E M
,G%UU~/a
FMeBsI9pL
jw=PeT|
xmcZN3 ){+
cbyzZ#WRb
7、求危险截面的当量弯矩 l tgtD k
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 7$ lnCvm
轴的扭切应力是脉动循环应力 [ ,Go*r
取折合系数a=0.6代入上式可得 eNK
+)<PK(
$U]T8;5Q
8、计算危险截面处轴的直径 )S%t) }
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 Dho6N]86r
由表13-3查得许用弯曲应力 ， i cTpx#|=
所以 iO5g30l
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 nS%jnp#
故d=1.04*25.4=26.42mm sd\ p[MXX
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 kJ FWk
所以此轴选d=40mm,安全 i m;6$3
六、轴承的选择
SW#/;|m
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 U[f00m5{HV
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N zVw5 (Tc
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） `T [@ -
因为大修期三年，可更换一次轴承 u3+B/ 5x
所以取三年 Pn">fWRCx
由公式 e9KD mX_
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) rl%,9JD!
（深沟球轴承系列） I61S0l z/
7:u+cv
由附表选6207型轴承 q%d G>!
七、键的选择 `2 s@O>RV
选普通平键A型 N~O3KG q
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 zk8 )!Af
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 7amVnR1f
由公式 Om0$6O
所以 pVy =rS-
选变通平键，铸铁键 nFEJO&1 +
EYq?N L='
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 Xh;.T=/E|
八、减速器附件的选择 Yao}Xo 9}
1、通气器： E:pk'G0bZ
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ` sCaGCp
2、油面指示器： (CxA5u1|l
选用油标尺，规格M16 6*9 wGLE
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 YK3>M"58
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 C!5A,| DX
5、窥视孔及视孔盖 BUBx}dbCM
选用板结构的视孔盖 b]4dm c*N+
九、润滑与密封： !lgL=Ys(
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： JkAM: ,^(
.Az36wD
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。 U8Y% rFh1
2、滚动轴承的润滑 yQ[;y~W
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。 46 A sD
3、润滑油的选择 R#d~a;j
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
l!|c_
L-AN15润滑油 `uMEK>b
4、密封方式选取： ]5Uuz? :e
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。 (G"'Fb6d
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 y d 97ys
设计小结： < xy@%
二、课程设计总结 @N>7+
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。 m;OvOc,
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。 d+JK")$9C
&$~fz":1!
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。 YJ _eE
'8X>,un
特别感谢—程莉老师。 3^o(\=-JX
p`Pa;=L
参考资料目录 6$k#B ~~
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； R{#< NE
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； t/i I!}
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； AFz:%m
[3]《设计手册软件》，网络上下载； c|Iv et>3
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn a$My6Qa#
K~
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P2=3.6491Kw <Sot{_"li
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T0=39.7917Nm EW$drY@
T1=113.4063Nm A!Tl
T2=589.5878Nm BB}WfA
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