目 录 CWM_J9f
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 |kkg1M#
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 Wj31mV
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 el^WBC3
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 5U %a$.yr
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ?h'd\.j{
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 *W=R:Bl!
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 T &kr IZw
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Y+_t50 S
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 UU]a).rz
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 r
WPoR/M
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 hIMD2
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 DsF<P@O 6
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 x8E!Ko](
I?%iJ%
.'^Pg
1.拟定传动方案 OG}m+K&<
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 F<A[S "
v=1.1m/s;D=350mm; `'M}.q,k~
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) |fg{F pc
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 I]Jz[{~1
2.选择电动机 44(l1xEN+
1）电动机类型和结构形式 ^j Z4tH3K
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 haIH `S Y
2）电动机容量 B]5G"4,
（1）卷筒轴的输出功率Pw ^%k[YJtB=i
F=2800r/min; NU$? BiB?R
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 rP 7f~"L
(2)电动机输出功率Pd ,xsFBNCC
Pd=Pw/t }o MY
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 u. L{3gkT
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： gN/6%,H}
弹性联轴器 1个 5t ~p99#?
t4=0.99; O %?d0K
滚动轴承 2对 !_My]>S
t2=0.99; zeG_H} [2&
圆柱齿轮闭式 1对 Id; YIycXe
t3=0.97; q\a'pp9d
V带开式传动 1幅 Kn+m9
t1=0.95; ;UG]ckV-
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 x*2' I
t5=0.98; U<H<
!NV
则 ]Sgc 42hk
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 P n|*(sTl
故 MC&sM-/
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ?oO<PR}y
（3）电动机额定功率Ped \<K@t=/
6
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 l2LUcI$ x
3）电动机的转速 (r+#}z}
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， pv #uLo
可选电动机的最小转速 N++jI (
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 9 8AX=%8
可选电动机的最大转速 TwZASn]o
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ^q=D!g
同步转速为960r/min bhWH
选定电动机型号为Y132M1－6。 iI(7{$y
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 l.Qv9Ll|b
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 DYKJ Vn7w
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 NWq>Z!x`
0kdPr:B Q0
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm k{q4Zz[
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 <Fa]k'<^)
2p o>%Cp
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 Eax^1 |6
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 \KJ\> 2Y
1）传动装置总传动比 qvH7 otA
nm=960r/min; $<(FZb=
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 bijE]:<AE7
2）分配各级传动比 !$i*u-%4
取V带传动比为 |nFg"W
i1=3; P: gN"f6
则单级圆柱齿轮减速器比为 %@jL? u
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 [j]3='2}G
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。 |3A/Og
4．计算传动装置的运动和动力参数 sw'?&:<"Ow
1）各轴转速 ] %y3*N@AZ
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]SX2kk(2
n0=nm; ] _ WB^
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min Nl S/PWc6(
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min =E?!!EIq.
;/Z9M"!u[
2）各轴输入功率 (!@
Q\P
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 }(/")i4h
P0=Ped=4kw }yfSF|\
轴I 的功率 1dy>a=W
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ?Q ]{P]
轴II功率 6:v$g
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw !5;A.f
3）各轴转矩 UtebSQ+h\
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Q8kdX6NMd&
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm K2u $1OKv
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm ;QA`2$Ow
二、设计带轮 UE[5Bw?4X
1、计算功率 VQQtxHTC3
P=Ped=4Kw U? }>A5H
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 =&J 7
'nDP
查课本表8－10，得KA=1.1; 0 =2D 90
计算功率 MifP ZQ
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw dvAvG. ;U
2选择普通V带型号 ;;9W/m~]
n0 =960r/min %6vf~oG
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 Uo!#p'<w)p
d1=80~100 &{Zt(%\ '
3、确定带轮基准直径 YB^[HE\#y
表8－11及推荐标准值 f<`is+"
小轮直径 j}2,|9ne
d1=100mm; {q[l4_
大轮直径 *[-% .=[7
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm %YI Xk1
取标准件 yH'vhtop
d2=355mm; a19yw]hF5
4、验算带速 b0A*zQA_)
验算带速 ]5+db0
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s J 5Nz<
在5~25m/s范围内 \Qh{uk[
从动轮转速 +$hqwNh@Z@
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s d Q5_=( 9
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s =Mb1)^m
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 1@j0kTJ~m
=-0.0141 $\0%" S
5、V带基准长度和中心距 ^=H. .pr
初定中心距 ~JJuM
中心距的范围 |hp_<F9.
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm %V>Ss9;/8
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm t4a/\{/#9|
a0=350mm; qH3|x08
初算带长 BrdHTk= Vy
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 `kn 'RZR
Lc = 1461.2mm L"w% ew
选定基准长度 yA8e"$
表8-7,表8-8查得 x-Kq=LFy.
Ld=1600mm; V t {uG
定中心距 "Dc6kn^}3
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Q -!,yCu
a=420mm; |a(%a43fC
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm TTS.wBpR,
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Oie0cz:>:
6、验算小带轮包角 ,X[l C\1a
验算包角 +bG^SH2ke
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a YceX)
145.2107 >120度 故合格 g:l5,j .K
7、求V带根数Z }=1#ANM1
由式（13-15）得 2 ;I j~~
查得 n1=960r/min , d1=120mm Svs!C+:le
查表13-3 P0=0.95 @WV}VKm
由式13-9得传动比 HA?<j|M
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 kEH(\3,l
查表（13-4）得 3yWu-U \k
i?.7o*w8
由包角145.21度 bbDl?m&bq
查表13-5得Ka=0.92 *o}LI6_u
KL=0.99 W 6_~.m"b
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 z|w @eQ",
8、作用在带上的压力F 1Na*7|
查表13-1得q=0.10 Y:GSjq
故由13-17得单根V带初拉力 )ZU)$dJ>V
v99gI%TA'
三、轴 aZ [
aZU
初做轴直径： Lci SQ
R!
轴I和轴II选用45#钢 c=110 $\S;f"IM.
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm e)pQh& uD
取d1=28mm w4m -DR5
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm =J2\"6BnzA
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 :L~{Q>o
取YL10YLd10联轴器 b51{sL
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 :[;]6;
取d2=45mm IFrq\H0
四、齿轮 ::k>V\;
1、齿轮强度 3 34UMH__
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 ^6tcB* #A
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 HgHhc&-
因 ， E\3fL"lM
SH1=1.1， SH2=1.1 [(Z sQ K
， *Y4h26
， ^
:%"Z&
因： ， ，SF=1.3 s:_M+_7_
所以 Q_ zGs6
+(v<_#wR-
8db J'
2、按齿面接触强度设计 H3$~S '
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 4 1w*<{Lk
小齿轮上的转矩 ZG=B'4W
按 计算中心距 +Dg%ec
u=i=5.333 3~zK :(
mm !ke_?+ 8sY
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 tVSURYA8
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 c,cc avv{I
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm
%9D$N
齿宽b= !$ $|zB%
b1=70mm,b2=60mm W<J".2 D
3、验算弯曲强度 W/z\j/Rgc
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 *?;<buJb?
按式（11-8）轮齿弯曲强度 r?{$k3Vl
"`b"PQ<x
q1 :Y]Rbe
4、齿轮圆周速度 Dj=OUo[[d
bjgf8427I
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 [;bZQ6JR
1J}i :i&
(C< ~:Y?%
.C]V==z`[4
+&LzLF.bK
)XB31^
#[.vfG
qT`sPEs;V
五、轴校核： B;SN}I
S@AHI!"h=V
DP2 ^(d<
U) tqo _
}*WNrS">S
adHZ X
{`Ekv/XWa
QPe+K61U
>Ab>"!/'K
txF)R[ dZK
Kjbz\~
l djyp Ea}
1<h j3
PJC[#>}
Z]$RO
/O"IA4O
kcy?;b; z
n^8LF9r
圆周力Ft=2T/d1 .&:GO D
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 zCrDbGvqF`
d=mz=2.5*101=252.5mm gu+c7qe
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N OiB*,TWV
Fr=5852.5*tan20=2031.9N gTz66a@i
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 R[eQ}7;+
由Fr2*L-Fr*L/2=0 \3P.G S{l
得Fr2=Fr/2=1015.9N Vp =
zWiM l.[
2、求水平平面的支承力 P;%4I mq3
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ?Ji.bnfK
tw. 2h'D
D]+0X8@kH7
3、画垂直面弯矩图 v#iKa+tx
L=40/2+40/2+90＋10=140mm |yE_M-Nc
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm s>E u[ uA
P8DT2|Z6f]
"0pH@_8o{
4、画水平面弯矩图 8'=8! V
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 1jdv<\U
#(o 'G4T
wAHW@q9CK
&5&C
5、求合成弯矩图 D#>+]}5@x
RX",Zt$q
xk}(u`:.
+MG (YP/ l
6、求轴传递转矩 ;IhkGPpWP
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm bP;cDQ(g
zx7* Bnu0
{7^7 )^@
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H-%)r&"vn
*& X.
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XAuB .)|
p#}38`
\m!swYy
#84 pRU~
nV I\Or[
7、求危险截面的当量弯矩 zuOx@T ^
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 O`e0r%SJ
轴的扭切应力是脉动循环应力 9OB[ig
取折合系数a=0.6代入上式可得 2Up 1
FFRx
3=9yR* *
8、计算危险截面处轴的直径 5#JGNxO
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 [0 7N <<
由表13-3查得许用弯曲应力 ， eWO^n>Y
所以 mLM$dk3
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 PezUG{q(
故d=1.04*25.4=26.42mm h'wOslyFa
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 Qg+0(odd
所以此轴选d=40mm,安全 {N+N4*
六、轴承的选择 Z(AI]wk3<
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 ADRjCk}I
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N =p>"PqJ/7n
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） }9fH`C/m
因为大修期三年，可更换一次轴承 }fw;{&s{z
所以取三年 nf!RB-orF
由公式 <Gzy*1 Q&
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) +~J?/
（深沟球轴承系列） .)^@[yrkz
jh.W$.Oq
由附表选6207型轴承 7G}vQ O
七、键的选择 :u#Ls,OZz
选普通平键A型 H<|I&nV
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 BDY@&vF
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm l)E
\mo
8
由公式 -!(
所以 N$J)Ow
选变通平键，铸铁键 o[*</A
}
9&5\ L
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 ~I6 Er6$C^
八、减速器附件的选择 s}A)sBsaP3
1、通气器： rAD5n, M]
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 W5*%n]s~
2、油面指示器： SV .\B
选用油标尺，规格M16 DG1
>T
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 j[YzBXd
V
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 pm Xx2T#=
5、窥视孔及视孔盖 ay#cW.,
选用板结构的视孔盖 F?'=iY<h
九、润滑与密封： Byey Uw
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： F.?`<7
{e[S?1t=l
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。 >L/Rf8j &
2、滚动轴承的润滑 ''!pvxA
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。
U7J0&
3、润滑油的选择 9}kN 9u
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 <Fb3\T L
L-AN15润滑油 Fa^5. p
4、密封方式选取： (+ >~6SE
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。 DR/qe0D
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ?_ [xpK()
设计小结： I jN3 jU
二、课程设计总结 YKLh$
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。 =nOV!!
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。 R|H9AM
~E
* =0Wh@?0
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。 Pgg6(O9}B^
PRl \W:_t
特别感谢—程莉老师。 La? q>
PaV [{ CD
参考资料目录 @lAOi1m,,
[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； =If % m9
[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； MK[l*=\s
[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； 4NbX! "0
[3]《设计手册软件》，网络上下载； )eGGA6G
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn bv0 B
n1o/-UY
CmRn
AL! ^1hCF
y4) M, +O5
Nw=60.0241r/min Y5=~>*e
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