目 录 KicPW}_
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 wd 86 y
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 "kH Ft|%@
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 lyZ[t P S
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 $w%n\t>B
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 uv>T8(w
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 fZ8at
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 %z9eVkPI~
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 EkWi pF(
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 (4ueO~jb $
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 \l$gcFXb
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 5 ctH=t0
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 \ r4Q S
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 HH`G/(a
n\CQ-*;l
$;@L PE
1.拟定传动方案 b 3$aPwv
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 e[ `u:
v=1.1m/s;D=350mm; BC}+yS
\
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) e(t,~(
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。 b d!|/L k
2.选择电动机
B6| g2Tt
1）电动机类型和结构形式 z^xrB$8
u
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 f/!^QL{
2）电动机容量 X0IXj%\N
（1）卷筒轴的输出功率Pw s rX" vF
F=2800r/min; ~QVN^8WPg
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 (+_i^SqK
(2)电动机输出功率Pd "otks\I<
Pd=Pw/t "'M>%m u
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 ze5Hg'f
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： E Ux kYl
弹性联轴器 1个 MJxTzQE
t4=0.99; RfM
uWo:
滚动轴承 2对 <[N"W82p
t2=0.99; _4H}OGZI
圆柱齿轮闭式 1对 ^&nC)T<w
t3=0.97; y:\ ^[y IQ
V带开式传动 1幅 +1`Zu$|
t1=0.95; _!m_s5{
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 >=< qAkk
t5=0.98; HkH!B.H]
则 X[F<sxw
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 O^tH43 C
故 Z33&FUU
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 @I`X{oAA
（3）电动机额定功率Ped OIT9.c0h
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 o\Ocu> :
3）电动机的转速 lP9XqQ(
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， A(!nT=0o
可选电动机的最小转速 Y ;JP r
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min ! y1]S .;
可选电动机的最大转速 ;THb6Jz/+
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min J?Y1G<&
同步转速为960r/min %&D,| Yl6
选定电动机型号为Y132M1－6。 N{lj"C]L
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 <4caG2~q
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 7.-g=Rcz
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 cy R K&J
pt`^4}
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm }8+rrzMUB
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 MT`gCvoF4P
I(i/|S&^
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 hWzjn5w3
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 sk0N=5SB-
1）传动装置总传动比 ;=&D_jGf]
nm=960r/min; =N _7DT
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 vrS)VJg`
2）分配各级传动比 QFg,pTj
取V带传动比为 41pk )8~pt
i1=3; &) '5_#S
则单级圆柱齿轮减速器比为 jGM+
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 t>W^^'=E
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。 XDtr{r6z
4．计算传动装置的运动和动力参数 ?A!Lh,
1）各轴转速 ."N `X\
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 y;0k |C
n0=nm; UKIDFDn6_
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min t}Z*2=DO
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min OokBi 02b
y:FxX8S$'e
2）各轴输入功率 W YHr'xJ
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 lq4vX^S
P0=Ped=4kw {l /]+8G^
轴I 的功率 eSV_.uvsb
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw $O n
轴II功率 c5>'1 L
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ^8_`IT
3）各轴转矩 KNR_upO8
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 6mawcK:7
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm >DHpD?Pm!
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm f
zu#!
二、设计带轮 >e]46 K
1、计算功率 Hk65c0
P=Ped=4Kw 1QfOD-lv
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 ? J ;*
查课本表8－10，得KA=1.1; (<u3<40[YN
计算功率 n+5X*~D
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 9J"Y
2选择普通V带型号 D$sG1*@s-
n0 =960r/min |]qwD,eiH,
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 =:fFu,+{
d1=80~100 un+U_|>c
3、确定带轮基准直径 AR<'Airi:
表8－11及推荐标准值 Tu m9Xa
小轮直径 Ri,8rf0u
d1=100mm; 9Y9 pKTU
大轮直径 }v0I zGKs
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 6Y#-5oE u/
取标准件 Ivw+U-Mz
d2=355mm; A+JM* eB
4、验算带速 >[4;K&$B
验算带速 7l-` k
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s =~Ac=j!q
在5~25m/s范围内 ^1&xt(G
从动轮转速 tDuQ+|~M
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s .Yxx
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s -0KQR{LI
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 HJY_l
=-0.0141 @!92Ok
5、V带基准长度和中心距 jg
~ ;s
初定中心距 F",S}cK*MH
中心距的范围 P7IxN)b7
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 1dhp/Qh
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 4KB) UPW
a0=350mm; T=8> 0D^v5
初算带长 m6qmZ2<
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 5t$ ZEp-
Lc = 1461.2mm Fm\
h883\
选定基准长度 RvL-SI%E
表8-7,表8-8查得 %ZV a{Nc
Ld=1600mm; 1goK>=-^
定中心距 'ADaz75`*r
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Qp{rAAC:
a=420mm; URW# nm?
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm "Ru H"~o
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm / jI>=:z
6、验算小带轮包角 S.o@95M
验算包角 [CH%(#>i~
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a U!@ 3['
145.2107 >120度 故合格 }r&^*"
2=
7、求V带根数Z &[BDqi
由式（13-15）得 a#X[V5|6Q
查得 n1=960r/min , d1=120mm <De2 9'},y
查表13-3 P0=0.95 6 & % c
由式13-9得传动比 P ;>8S:8
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 thk33ss:
查表（13-4）得 /eas mf]
C7%+1w'D8
由包角145.21度 HYgq@47$[
查表13-5得Ka=0.92 ]R^?Pa1Te4
KL=0.99 =G*rfV@__V
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 dMsX}=EI<
8、作用在带上的压力F xz dq E
查表13-1得q=0.10 ~4th;#'
故由13-17得单根V带初拉力 !+T9NqDv [
7Rr(YoWa
三、轴 9N>Dp N
初做轴直径： H*_:IfI!
轴I和轴II选用45#钢 c=110 w K@k}d
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm XW6>;:4k
取d1=28mm 4/S% eZB
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm -yt[0
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 Q7 `}4c )
取YL10YLd10联轴器 `.+ _}.m
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 P j_2y)^?
取d2=45mm ,.u7([SGm
四、齿轮 ~ ={8b
1、齿轮强度 C=}YKsi|R|
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 3O<:eS~
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 z65|NO6JW.
因 ， vMJv.O>HW
SH1=1.1， SH2=1.1 )*N]Q
， [3++Q-rR=
， #SQao;>
因： ， ，SF=1.3 = >)S\Dfi
所以 U/E M(y
z.{T`Pn
t&( }`W
2、按齿面接触强度设计 E zK,SN#
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 f.0~HnN g1
小齿轮上的转矩 L.bR\fE
按 计算中心距 2.O;
u=i=5.333 ~4o2!! ^tI
mm XA} !
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 7g3vh%G.
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 A P><l@
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm q#Az\B:
齿宽b= +\G/j ]3f
b1=70mm,b2=60mm WE \912j
3、验算弯曲强度 ]ERPWW;^
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 O-6848iCX
按式（11-8）轮齿弯曲强度 P6* IR|
),5^b l/
Cul^b_UmP#
4、齿轮圆周速度 HF}%O w
/02|b}{
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 z C6,m6Dv
\?&P|7N
!"B0z+O>
U/&!F
MGeHccqh2
2'tZ9m K
iZGc'y
/g2( <
五、轴校核： qcz Gv2%!
tsR\c O~/
+=hiLfnE
;
k{w@L.@
0XFJ/
W} V L 3s
s2)a8 <
=ZjF5,@
`s(T (l
!vHUe*1a{
c?5e| dZz
~]B xM9
61>@-55k9
IQxY]0\uf6
ECqcK~h#E
-qz;
}5-^:}gL
74ma
圆周力Ft=2T/d1 "WR)a`$UR
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 i>i@r ;:|
d=mz=2.5*101=252.5mm lDd+.44V:
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N `|e?91@vEa
Fr=5852.5*tan20=2031.9N hu.c&Q>
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 wmdvA MN
由Fr2*L-Fr*L/2=0 j@$p(P$
得Fr2=Fr/2=1015.9N
bz'V50
L}lOA,EF
2、求水平平面的支承力 9cud CF
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N `=^;q 6f
SD paW6(_
)| @'}k+
3、画垂直面弯矩图 5xL%HX[S
L=40/2+40/2+90＋10=140mm >u#c\s
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ;o } pRC
FI{9k(
K0_/;a] |
4、画水平面弯矩图 6O8'T`F[
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm lR_ 4iyqb
[xq"[*Evv
0<75G6wd
DJP)V8]!B
5、求合成弯矩图 B]~#+rMK
}@Lbv aa
eU?SLIof[{
+[M5x[[$
6、求轴传递转矩 ujsJ;\c
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm E8#RG-ci
V}(snG,
3OTq
A $ v Cm
fvccut;K
u6h"=l {
f@&C
\
\tE2@
,9Y {x
)$V}tr!
(%]&Pe]
?<VahDBS+A
uCuXY#R+
g
&~T X
-_BS!T%r
(NrH)+)J!a
sr,8zKM)
Tx"}]AyB6
N}Ozm6Mc
m@ b~
`r;e\Cp
7、求危险截面的当量弯矩 xB"o
7,
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 'zV/4iE=
轴的扭切应力是脉动循环应力 0Pw?@uV
取折合系数a=0.6代入上式可得 uV?[eiezD0
z 17
8、计算危险截面处轴的直径 Ga0=
G&/
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 ?r C^@)
由表13-3查得许用弯曲应力 ， +o})Cs`|=A
所以 -N+'+
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 -:wC 920+
故d=1.04*25.4=26.42mm C'3/B)u}l
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 (5Q,d [B
所以此轴选d=40mm,安全 ~$ } `R=
六、轴承的选择 d54(6N%
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 zn|~{9>y
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N QHnk@ R!
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） Av[L,4A
因为大修期三年，可更换一次轴承 @(2DfrC
所以取三年 |Q2H^dU'rQ
由公式 vhiP8DQ
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) oZ;u>MeZ
（深沟球轴承系列） eKV^ia
(m|w&oA/
由附表选6207型轴承 ~L
j[xP
七、键的选择 <*u[ <
选普通平键A型 vB( tpki|
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ;i|V++$_
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 1MV\Jm
由公式 lgp- /O"T
所以 D(6d#c
选变通平键，铸铁键 X& EcQ
lAuI?/E
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 w8i"-SE
八、减速器附件的选择 dE9xan
1、通气器： Vh1{8'G Q
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 +4 U ?*:n
2、油面指示器： JI-q4L|
选用油标尺，规格M16 m'H%O-h\
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 T1yJp$yD"
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 G\3@QgyQ
5、窥视孔及视孔盖 e - vL!&;2
选用板结构的视孔盖 `Cy- * $$
九、润滑与密封： yAO Ye"d
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： hQ`g
B.DR
xv;'27mUt
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。 bQc-ryC+.
2、滚动轴承的润滑 Et{4*+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。 3uA%1
E
3、润滑油的选择 XUeBK/aQ{
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 6c-y<J+&s
L-AN15润滑油 3 " fBp
4、密封方式选取： b#cXn4< 3D
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。 L/,#: J
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 A+i|zo5p=k
设计小结： nE+OBdl
二、课程设计总结 6FuZMasr*
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。 3}{ od$3G
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 Oi# F
3>%oGb o
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 *{|{T_H:
:db:|=# T
特别感谢—程莉老师。 h , ;f6
#M$Gj>E%4
参考资料目录 p%A
s6.
[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； H(bR@Qok
[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； ^6Y4=
[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； t3%[C;@wB
[3]《设计手册软件》，网络上下载； & yFS
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn ,YzrqVY
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T0=39.7917Nm ^]iIvIp
T1=113.4063Nm e1*<9&S
T2=589.5878Nm aD
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