目 录 :Hb`vH3 x
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 ' A+L
#
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 y:Gn58\o
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 }^Sk.: ;n3
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ]8"U)fzmc.
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 aso8,mpZuA
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 7jxx,#I:
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 bb jEQby
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 8G$ BQ
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 8JQ\eF$ma
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 7l/ZRz }1
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ZX o;E
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 "doiD=b
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 0=U|7%dOL
&R bP N^
KkTE -$ -
1.拟定传动方案 u^MRKLn
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 qe(gKKA%q
v=1.1m/s;D=350mm; /9gn)q2f(
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) }pf|GdL
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。 qAd=i0{N
2.选择电动机 KX;JX*)J
1）电动机类型和结构形式 .9Cy<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。 >r\GB#\5
2）电动机容量 m3o -p
（1）卷筒轴的输出功率Pw oR~d<^z(
F=2800r/min; 7BINqVS&
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 co\Il]`R/
(2)电动机输出功率Pd N.q*jY= X|
Pd=Pw/t sm Ql^
6 a
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 .vy@uT,
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： o
o'7
弹性联轴器 1个 ^>ir&$
t4=0.99; PC L
;Z
滚动轴承 2对 ?M|1'`!c8
t2=0.99; EN [T3 Y
圆柱齿轮闭式 1对 Bt bU?t
t3=0.97; g-UCvY
I
V带开式传动 1幅 i\^4EQ
t1=0.95; :2 M&C+f[
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 _#r00Ze
t5=0.98; -n[(0n3c
则 vR!g1gI23
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 ilK*Xo
故 +a N8l1
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Cy/VH"G=
（3）电动机额定功率Ped *k8?$(
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 -8FUR~ WJ
3）电动机的转速 6| B9kh}
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， w< Xwz`O
可选电动机的最小转速 ^Y+C!I
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min @q>Hl`a
可选电动机的最大转速 `#l3a
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min x$o^;2Z
同步转速为960r/min ?$)5NQB%
选定电动机型号为Y132M1－6。 \$.{*f
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 3TCRCz
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 !dGu0wE
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 *5k40?w
2YKa <?_
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm `?N0?;
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 dTK0lgkUE
&*7KQd
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 z# o''
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 M$Z2 "F;
1）传动装置总传动比 @j}%{Km]Y
nm=960r/min; X|Y(* $?D7
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 P$k*!j_W
2）分配各级传动比 D@68_sn
取V带传动比为 ,I5SAd|dX
i1=3; lTq"j?#E]m
则单级圆柱齿轮减速器比为 300w\9fn&
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 <C(o0u& /
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。 ;XawEG7" U
4．计算传动装置的运动和动力参数
HrsG^x
1）各轴转速 r#4/~a5i~
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 UWKgf? _
n0=nm; rq8 d}wj
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min "#o..?K
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min z
dgS@g
; T WLo_
2）各轴输入功率 p+V#86(3
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 "t.` /4R2w
P0=Ped=4kw =gQ9>An
轴I 的功率 -GCo`PR?b
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw Su2{ nNC>
轴II功率 6^'BTd
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw I@9'd$YY
3）各轴转矩 6u+aP
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm (XVBH 1p"
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ]$lt
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm vsj4? 0 =
二、设计带轮 6ABK)m-y
1、计算功率 *l+Dbm,u
P=Ped=4Kw X^ Is-[OvE
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 p8!T)
? |
查课本表8－10，得KA=1.1; :N F4[c
计算功率 87 s *lS
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw v wEbGx
2选择普通V带型号 R03 Te gwA
n0 =960r/min :HO5
T
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 &2`p #riAS
d1=80~100 rtj`FH??11
3、确定带轮基准直径 R^*baiXVI
表8－11及推荐标准值 }<0N )dpT
小轮直径 )e,O+w"
d1=100mm; |R0f--;
大轮直径 Q# B0JT1
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm [Vo5$w
取标准件 u##th8h4U
d2=355mm; m|aK_
4、验算带速 D=#RQ-
验算带速 ai/|qYf
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s !, m
在5~25m/s范围内 :dSda, !z
从动轮转速 P"Al*{: J
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s sF{aG6u
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s EsMX #1>/m
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 wfmM`4Y
=-0.0141 =n5'~1?X?
5、V带基准长度和中心距 kUf i
初定中心距 \#_ ymM0
中心距的范围 ?Afe }
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm gA!@oiq@
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm "Wwu Ty|
a0=350mm; 4#B'pJMw9
初算带长 S<"Fp1#"l
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 $8=|<vt
Lc = 1461.2mm @ KQ.t F*
选定基准长度 CF '&Yo
表8-7,表8-8查得 KC6Cg?y^
Ld=1600mm; gc.Lh~
定中心距 r=H?fTY<3E
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 1[!v{F%]
a=420mm; q !ZM Wg
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm o.{W_k/n
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm \VNu35* J|
6、验算小带轮包角 UT D_rQ
验算包角 l-+=Yk!X
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a h1w({<q*ov
145.2107 >120度 故合格 GJeG7xtJKl
7、求V带根数Z q>$MqKWM
由式（13-15）得 %F;BL8d
查得 n1=960r/min , d1=120mm Dr3_MWJ+
查表13-3 P0=0.95 ZZY# .
由式13-9得传动比 vYed_'_
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 bhqSqU}6~
查表（13-4）得 Lx0nLJ\
{zwH3)|Hn
由包角145.21度 "v8p<JfB`
查表13-5得Ka=0.92 s#9q3JV0
KL=0.99 \MP~}t}c
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 wjA
wJOw|
8、作用在带上的压力F Eomfa:WL
查表13-1得q=0.10 }
oPO`
故由13-17得单根V带初拉力 +>Wo:kp3
s1:Wrz? 4
三、轴 pU$k{^'UK
初做轴直径： hNN>Pd~;
轴I和轴II选用45#钢 c=110 @J[@Pu O
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm U#jz5 <r
取d1=28mm .-d'*$
yJ
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm aM}9ZurI
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 *f[ 5rr 4
取YL10YLd10联轴器 FK _ ZE>
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 Er;/ zxg9p
取d2=45mm _~<sb,W
四、齿轮 )1 s5vNVa
1、齿轮强度 ,md_eGF
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 ,
>LJpv
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。 K./qu^+k
因 ， Qs&;MW4q
SH1=1.1， SH2=1.1 n1sYD6u<&
， ]auvtm- [
， h `Lr5)B'
因： ， ，SF=1.3 [o)K1>>7
所以 lvW
T
~gDYb#p
# T=iS( i
2、按齿面接触强度设计 g) Lf^
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 Q:-T' xk@
小齿轮上的转矩 586P~C[ic
按 计算中心距 Qg4D*r\|@
u=i=5.333 .shi?aWm
mm zI`I
Q
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 {wqT$( (<
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 Q:A#4Z
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm y]db]pP5
齿宽b= k@4N7}
b1=70mm,b2=60mm F%w! I 9
3、验算弯曲强度 :u>RyKu|&R
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 j 4$nr=d.6
按式（11-8）轮齿弯曲强度 4MgN
dY 8 H2;
r w?wi}}gn
4、齿轮圆周速度 .5|[gBK
3=O [Q :8
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 (i~UH04r>s
tOIqX0dWd
x[ 0T$
`16'qc
m<CrkKfpG
&Hoc`u
m#_BF#
GwX)~.i
五、轴校核： yXNr[ 7
.?Eb{W)^br
L!}!k N:?
wWl ?c
7HPwlS
8E%LhA.
F 9%_@n
PCT&d)}
mskG2mA
7`|'Om?'
u
r$
\{h_i
FU!
"wcaJ;Os
+( LH!\{^
_^iY;&
q5f QTV
+7.|1x;C
j.=:S;
圆周力Ft=2T/d1 6n9/`D!
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 9g6$"',H
d=mz=2.5*101=252.5mm v "l).G?
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N GfONm6A
Fr=5852.5*tan20=2031.9N FL mD?nw
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 W@R7CQE@
由Fr2*L-Fr*L/2=0 UC`h o%OBF
得Fr2=Fr/2=1015.9N \K$\-]N+
:8yebOs
2、求水平平面的支承力 rJiF2 W
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N xlv(PVdn
hz/m NDE]
S{^x]h|?
3、画垂直面弯矩图 ,^9+G"H:I
L=40/2+40/2+90＋10=140mm *7A B0y0k
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm aO{@ .
P^te
8a6.77 c
4、画水平面弯矩图 SdnnXEB7
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm j/t% 7,
Uh /=HNR
AXbb -GK
q0ktABB
5、求合成弯矩图 F_079~bJ
i!YfR]"}
6 IvAs-%W
8g -u
6、求轴传递转矩 (wu'FFJp#
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm d(^8#4
qc (e3x
YP,,vcut
k| OM?\
';R]`vWFe
B Ewa QvQ!
Ou[`)|>
Noj*K6
lJ3VMYVrUP
`,A OxJ:$
| uy@v 6
t?9J'.p
YeCnk:_ kg
2)IM<rf'^
l~$)>?ZD
|&K;*g|a
B
W*8
%ddH4Q/p
C]b:#S ${
18X?CoM~
A.*e8a/6X
7、求危险截面的当量弯矩 k
-G9'c~
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 O.jm{x!m
轴的扭切应力是脉动循环应力 _#\Nw0{
取折合系数a=0.6代入上式可得 $6m@gW]N
6wpW!SWD
8、计算危险截面处轴的直径 )q{qWobS0
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 8(`e\)%l 0
由表13-3查得许用弯曲应力 ， ^?{&v19m
所以 UG\2wH_
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 zWo
故d=1.04*25.4=26.42mm IhzY7U)}T
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 e(w c
[bv
所以此轴选d=40mm,安全 |ufT)+:
六、轴承的选择 .4]XR/I $
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 t D`^qMua
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N Xr^ 5Th\
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） }V ]*FCpQ
因为大修期三年，可更换一次轴承 %3dc_YPS
所以取三年 r.)n>
由公式 d"5_x]Z;
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) Q>Ct] JW&
（深沟球轴承系列） dWzf C@]
(}wPu&Is,C
由附表选6207型轴承 yl?LXc[)
七、键的选择 4U\>TFO
选普通平键A型 %UdE2 D'bC
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ;|K
}
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm xJ<RQCW$
由公式 N5)H(<}
所以 l\0PwD
选变通平键，铸铁键 . @x.
2Bi ]t%<{
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 %@ %rdrZ
八、减速器附件的选择 CnuM=S:
1、通气器： Ur 1k3
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 }WJX Q@
2、油面指示器： 1/1o T
选用油标尺，规格M16 ?1g`'q@T%
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 7kD?xHpe
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 d_(;sW"I
5、窥视孔及视孔盖 c1kV}-v
选用板结构的视孔盖 AHr^G'
九、润滑与密封： +Y*4/w[
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： lq-F*r\/~+
EO(l?Fgw]$
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。 }+lK'6
2、滚动轴承的润滑 /T
qbl^[
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。 %{'[S0 @Z
3、润滑油的选择 JK,^:tgm
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 _!|$ i
L-AN15润滑油 {R(/Usg!=
4、密封方式选取： i.^UkN{
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。 jCj8XM{c>
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 Nq9pory^
设计小结： 5O~xj:
二、课程设计总结 _s-X5 xU
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。 pqv l,G5
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。 sA O/yG
44n41.Q]
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。 us5Zi# }
&
:W6O)uY
特别感谢—程莉老师。
})!-
&Odrq#o ?R
参考资料目录 *kf%? T.
[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； LDw.2E
[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； o ;9H~E
[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； g<F+Ldgj
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 902A,*qq
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn Ts, U T L
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Nw=60.0241r/min 8DD1wK\U~
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n0=960r/min WODgG@w
n1=320r/min Dd,]Y}P
n2=60.0241r/min B{Lzgw u;
4=;`\-7!
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V#-8[G6Ra
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P1=3.8Kw M0MvOO*ad
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P2=3.6491Kw sCAWrbOe>
?CuwA-j
z`y^o*qc]
T0=39.7917Nm R ?kyJ4S
T1=113.4063Nm [Kanj/
T2=589.5878Nm cfW;gFf
LZ~}*}jy
wb-_CQ
0a's[ >-'A
4"%LgV `
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KA=1.1 h Qbz}x
?xCWg.#l4V
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输送带拉力 F=2800 N m&.LJ*uM\K
输送带速度 V=1.1 m/s X 'S s#s>g
滚筒直径 D=350 mm rf.pT+g.P
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