目 录 O{LWQ"@y
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 { 5h6nYu
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 N'|zPFk g
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3
03_tt7
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 L,Uqt,
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 !d%OoRSU'
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 N\ GBjr-d
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 R6CxNPRJ
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Of Y>~d
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 :6B k<
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 LV'v7 2yUH
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 %xkqiI3Ff
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ld`oIEj!P_
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 42
8kC,
LWf+H 4iZ}
,SS@]9A &
1.拟定传动方案 X]Sr]M^EK
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 "7iHTV
v=1.1m/s;D=350mm; 3E:wyf)i"
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) CKrh14ul
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。 o^7}H{AE
2.选择电动机 3v5]L3
1）电动机类型和结构形式 \MX>=
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。 ^MDBJ0
I.
2）电动机容量 ogDyrY}]
（1）卷筒轴的输出功率Pw GfPe0&h
F=2800r/min; \O72PC+
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 js'* :*7
(2)电动机输出功率Pd V=\&eS4^"
Pd=Pw/t w%j 6zsTz
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 e,|"9OK
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： %GjF;dJ
弹性联轴器 1个 l'?/$?'e_Z
t4=0.99; ?Tt/,Hl?D
滚动轴承 2对 ,$7LMTVDrE
t2=0.99; 1&U' pp|T
圆柱齿轮闭式 1对 ]={ :VsnL
t3=0.97; $Ob]JAf}
V带开式传动 1幅 IiS1ubNtZ
t1=0.95; nEyP Nm )
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 5|wQeosXxI
t5=0.98; c"77<Db$
则 pA"pt~6
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 B5P++aQ
故 b]Oc6zR,,~
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Fu!:8Wp!(
（3）电动机额定功率Ped 5{[3I|m {
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 Vr`UF0_3q
3）电动机的转速 hFyN|Dqhds
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， @N1ta-D#
可选电动机的最小转速 9{?<.%
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min NS mo(c >5
可选电动机的最大转速 c{s<W}3Ds
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min *
vEG %Y
同步转速为960r/min >0T0K`o
选定电动机型号为Y132M1－6。 u,4,s[
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 5rfGMk <
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 ^~eT# Y8
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 , N5Rdgzk
-GH#nF3G
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm qeH#c=DQ
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 Vy&F{T;$
C7eaio W$
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 P g|q{fc
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 x.>z2.
1）传动装置总传动比 X}h{xl
nm=960r/min; MoO
jM&9
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 LHR%dt|M
2）分配各级传动比 HOtays,#<}
取V带传动比为 {;=+#QK/
i1=3; f.Q ?-M
则单级圆柱齿轮减速器比为 nu4GK}xI
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Q^ bG1p//.
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。 |o|0qG@g
4．计算传动装置的运动和动力参数 +SZ#s :#SE
1）各轴转速 S'B7C>i`#N
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 3,S5> ~R=
n0=nm; v=iz*2+X
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min n[ AJ'A{
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min Ab cmI*y
DyYl97+Z?
2）各轴输入功率 <b{Le{QJ*
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 VL7zU->
P0=Ped=4kw W(a=ev2sa
轴I 的功率 /XtxgO\T.
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw on\0i{0l8
轴II功率 NrhU70y
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw SN\;&(?G
3）各轴转矩 X;6&:%ZL@^
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Xp4pN{h e
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 52{jq18&
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm ){L`hQ*=w
二、设计带轮 oC^-" (#
1、计算功率 ,hYUxh45
P=Ped=4Kw /8 Ca8Ju
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 !
FhN(L[=j
查课本表8－10，得KA=1.1; HVh+ Z k
计算功率 Cq}LKiu
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw vAHJP$ x
2选择普通V带型号 <?2[]h:wp
n0 =960r/min I>C;$Lp]
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 i [T!{<
d1=80~100 *-Z JF6
3、确定带轮基准直径 "e@JMS
表8－11及推荐标准值 M)i2)]F S
小轮直径 Mp7r`A,6
d1=100mm; lH T ?
大轮直径 :
-te
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 5lVDYmh
取标准件 ]geO%m
d2=355mm; j]M $>2;
4、验算带速 ppmDmi~X
验算带速 ;~tKNytD`B
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 7o'kdY Jzo
在5~25m/s范围内 ro|d B
从动轮转速 7 K %Ac
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s s-3vp
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s k
32 Jz.\B
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 G %Wjtrpj
=-0.0141 Z _ak 4C
5、V带基准长度和中心距 z;2kKQZm
初定中心距 sMs 0*B -[
中心距的范围 M,3sK!`>
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm P9SyQbcK
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm D}&U3?g=
a0=350mm; k`'^ e/
初算带长 f*aYS
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 Bd31>
%6
Lc = 1461.2mm O{%yO=`r
选定基准长度 Rm & i"
表8-7,表8-8查得 ? R#-gvX%
Ld=1600mm; ,4)zn6tC
定中心距 j1_CA5V
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm bmGIxB Rq
a=420mm; TO- [6Pq#
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm roVGS{4T\
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm pbl;n|
6、验算小带轮包角 L: }hZf{p*
验算包角 X SpX6 fq
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a &Plc
145.2107 >120度 故合格 ![0\m2~iv
7、求V带根数Z Pz: ,q~
由式（13-15）得 !c[?$ #W4
查得 n1=960r/min , d1=120mm Nw/4z$].J
查表13-3 P0=0.95 u?& P6|J&
由式13-9得传动比 5,Mc` IIK1
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 wC}anq>>
查表（13-4）得 eYO wdTrq
,KdD owc
由包角145.21度 kL*
DU`
查表13-5得Ka=0.92 7: )=
KL=0.99 ^"(C Zvq
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 |'aGj
8、作用在带上的压力F bLhTgss] (
查表13-1得q=0.10 2ed$5.D
故由13-17得单根V带初拉力 .-awl1 W
(1^AzE%U+Z
三、轴 RpOGY{[)[
初做轴直径： gp`$/ ci
轴I和轴II选用45#钢 c=110 h.l^f>, /
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm onI%Jl sq
取d1=28mm /q^)thJ~
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm g=XvqD<
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 )+O I}
取YL10YLd10联轴器 wqk D
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致
{^a"T'+
取d2=45mm | (JxtQqQg
四、齿轮 G3
rTzMO
1、齿轮强度 iVTC"v
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 Nj rF":'Y
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。 l=GcgxD+"d
因 ， u!hY
bCB
SH1=1.1， SH2=1.1 C& BR yo
， 3LN+gXmU
， Tvqq# ;I
因： ， ，SF=1.3 I 8TqK
所以 DvB!- |ek
sC1Mwx
PV$)k>H-
2、按齿面接触强度设计 z kt`7Pg;J
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 Z$LWZ g
小齿轮上的转矩 d uFVh8
按 计算中心距 1LYz
X;H1
u=i=5.333 (0dy,GRN
mm +pXYBwH
7Q
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ,h,OUo]LIY
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 Z}#'.y\ f
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm CT1@J-np
齿宽b= 1y'8bt~7Pf
b1=70mm,b2=60mm `?E |frz[
3、验算弯曲强度 >Q3_-yY+
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 d9e_slx
按式（11-8）轮齿弯曲强度 QxS] 6hA
=z^ 2KH
#{K}o}
4、齿轮圆周速度 ,.DTJ7H+
i^T@jg+K
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 .j^tFvN~L
|y1O M
!l NCuR/T
M$_E:u&D
7.)kG}q]
%hDx UZ#0
uDD{O~wF,
}?G([s56
五、轴校核： /Js A[}.6
3 @a hN2
QiH>!Ssw
,+2!&"zD
& pHSX
)|3BS`
wnUuoX(
t V?-
)R6h
1
lCafs IB
CWT#1L=
` ]~1pc
H=lzW_ (
de=){.7Y
.`p,pt;
E ' -lpE
T<?
(KW
^_\S)P2c
圆周力Ft=2T/d1 r&%TKm^/
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 nA*U dr cn
d=mz=2.5*101=252.5mm H4B|c42
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N )[b\wrc
Fr=5852.5*tan20=2031.9N ` D/<*e,#
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 hY5GNYDh
由Fr2*L-Fr*L/2=0 izDfpr}s4
得Fr2=Fr/2=1015.9N : ;
z]:d
qu\cU(H|
2、求水平平面的支承力 cMs8D
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ZLDO&}
QmgO 0 0{
<)$&V*\
3、画垂直面弯矩图 $^:s)Yv
L=40/2+40/2+90＋10=140mm []lMv
ZW
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm !;3hN$5
'm=TBNQTS
knn9s0'Q
4、画水平面弯矩图 *@I/TX'\rY
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm ]l7 r M"
E3hXs6P
|)VNf .aJZ
="p,~ivrz
5、求合成弯矩图 *iX PG9XZ
{x,d9 I
n\ 'PN B
!C(U9p. 0
6、求轴传递转矩 mE\)j*Nnv
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm q2 b>Z6!5
)O],$\u
23d*;ri5
BT)PD9CN(
IM$ d~C
s%QCd U ]
|.z4 VJi4
`pb=y}
cYgd 1
kyi"U A82
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_3cE
x) j c
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`_()|; !y
"!Qi$ ]
1Ep7CV-n}
7、求危险截面的当量弯矩 \kZ@2.pN
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 j #~ S"t
轴的扭切应力是脉动循环应力 IyEfisOK?
取折合系数a=0.6代入上式可得 Y[N@ )E_G
0.S7uH%"
8、计算危险截面处轴的直径 2]y Hxo/6
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 J`4V\D}n
由表13-3查得许用弯曲应力 ， 0GW69 z
所以 -mP2}BNM
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 =Fc}T%
故d=1.04*25.4=26.42mm #kk5{*`
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 "/G] M&
所以此轴选d=40mm,安全 [!C!R$AMa
六、轴承的选择 $O&N
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 #@' B\!<@=
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N o5['5?i} /
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） L&KL]n
因为大修期三年，可更换一次轴承 p"7]zq]'
所以取三年 xS(VgP&YGO
由公式 9mW
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) {Hie% 2V
（深沟球轴承系列） `,O"^zR)z
!UR3`Xk
由附表选6207型轴承 s",G
w]8
七、键的选择 nq,:UYNJ
选普通平键A型 T_q M@/ f
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 GTi=VSGqF
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm f9OY> |a9
由公式 m70AWG
所以
!<HF764@`
选变通平键，铸铁键 \T[OF8yhW
,k1ns?i9KH
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 ~# \{'<
八、减速器附件的选择 gL~3z'$
1、通气器： \x<,Ma=D
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ^I9U<iNIL
2、油面指示器： 37biRXqLH
选用油标尺，规格M16 XTA:Y7"O
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 p(-EtxP
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 f*:N* cC
5、窥视孔及视孔盖 L{GlDoFk
选用板结构的视孔盖 !u:Fn)j
九、润滑与密封： OLWn0
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： |'lNR)5
o^/ fr&,9
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。 0}YadNb7
2、滚动轴承的润滑 3s?ZyQy
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。 P^ht$)Y
3、润滑油的选择 MskO Pg
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 Lr20xm
L-AN15润滑油 W6`_ lGTj
4、密封方式选取： x?]fHin_
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 ?&!!(dWFH
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 QkWEVL@uM
设计小结： 9ei<ou_s
二、课程设计总结 }O+S} Hbwy
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 ^$mCF%e8H
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。 N
A _8<B^
6kME m)YjT
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。 RameaFX8
3DxgfP%n
特别感谢—程莉老师。 |9F-ZH~6
aO}p"-'
参考资料目录 e\O625
[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； 9':Hh'
[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； `9k\~D=D~
[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； GY5JPl
[3]《设计手册软件》，网络上下载； N"0>)tG
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn I *f @M}
1H\5E~X
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