目 录 [l44,!Z&
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 # dA9v7
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 t 2x2_;a
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 MrjgV+P}[
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 `vjn,2S}
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 I+2#k\y
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 g y5 ^ JL
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 {E =BFs
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 d*$L$1 S
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 5PY4PT=G
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 /c HUqn30a
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 OSoIH`t A
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Me 5Xd|
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 f$>KTb({B
R7\T.;8+
A1 Ru&fd!
1.拟定传动方案 *^ y,Gg/
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 B]2m(0Y>>v
v=1.1m/s;D=350mm; <+y%k~("
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ycq+C8J+Ep
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。 ! $u:[T_8
2.选择电动机 0oK_u Y
4g
1）电动机类型和结构形式 E)3Ah!
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。 :$6mS[@|
2）电动机容量 :+_uyp2V
（1）卷筒轴的输出功率Pw Bnp\G h
F=2800r/min; p=!12t
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 #| pn,/
(2)电动机输出功率Pd Z tl?*zL
Pd=Pw/t Mz7qC3Z
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 +D+v j|fn
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： } ~NM\rm
弹性联轴器 1个 gV}c4>v(
t4=0.99; &]"Z x0t5%
滚动轴承 2对 ^(kmF UV,Z
t2=0.99; @.&KRAZ
圆柱齿轮闭式 1对 |LV}kG(2
t3=0.97; 9dVHh? E
V带开式传动 1幅 p[Zk;AT~
t1=0.95; sU(<L0
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ~4+ICCbH
t5=0.98; Mfn^v:Q#
则 VUon>XQ
G
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 /
Q| Z&-c
故 |A.nP9 hW
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 $^e(?P q
（3）电动机额定功率Ped |&"/u7^
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 s%QCd U ]
3）电动机的转速 |.z4 VJi4
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， `pb=y}
可选电动机的最小转速 cYgd 1
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min CKnPMvmz
可选电动机的最大转速 4|&_i)S-Y
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min .wV-g:2
同步转速为960r/min (: P#l&f
选定电动机型号为Y132M1－6。 LC7%Bfn!
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 $D='NzE/
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 -x{@D{Q%
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 X2|&\G9c
5O(U1
*
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm C{:U<q
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 llN /
7{tU'`P>
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 n-9a 0_{k
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 pocXQEg$]
1）传动装置总传动比 \_(|$Dhq
nm=960r/min; .6!cHL3ln
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 B)*1[Jf{4
2）分配各级传动比 }hE!0q~MfM
取V带传动比为 ]z!Df\I
i1=3; bE ,#,
则单级圆柱齿轮减速器比为 4/V;g%0uN;
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Sd F+ b+P]
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。 #<y/m*Ota
4．计算传动装置的运动和动力参数 0Bt>JbGs4
1）各轴转速 n &!q9CR`
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 Mtl`A'KQ/K
n0=nm; I<Cm$8O?
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 1p K(tm
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min P2&0bNY
mPF<2 :)wv
2）各轴输入功率 yIf^vx_G
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 Zt&
7p
P0=Ped=4kw #
0d7
轴I 的功率 HzL~B#
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw u+y3 ( 0
轴II功率 ; ?q-]J?
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw n<P&|RTZ
3）各轴转矩 Rh!m1Q(-
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm *0vRVlYf
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 6"[J[7up
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm FJq g,
二、设计带轮 Jz 4;7/
1、计算功率 /U,(u9bq
P=Ped=4Kw 6B]i}nFH{+
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 p-m\0tQ
查课本表8－10，得KA=1.1; Ci 'V
计算功率 o=RxQk1N
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw ] *U+nG
2选择普通V带型号 _>a`dp.19
n0 =960r/min Adet5m.|[8
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 H2xDC_Fs
d1=80~100 \irKM8]LJ
3、确定带轮基准直径 39m8iI%w[
表8－11及推荐标准值 Lxn -M5RPQ
小轮直径 @#*{*
S8
d1=100mm; )Y &B63]B
大轮直径 k%8kt4\wn6
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm <>( v~a]
取标准件 KzX)6 |g{"
d2=355mm; ([ | ^3tM
4、验算带速 Q@|"xKa
验算带速 7Le- f
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s d04gmc&*
在5~25m/s范围内 {3SK|J`
从动轮转速 m^zD']
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 8#R%jjr%T
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s oB @)!'
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 W9{;HGWS
=-0.0141 txm6[Io
5、V带基准长度和中心距 H]*B5Jv~
初定中心距 "$b{EYq6
中心距的范围 9=FH2|Z
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 4=%,0.yt
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm -GCU6U|
a0=350mm; $m-C6xC/
初算带长 lYS "
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 aK(e%Ed t"
Lc = 1461.2mm >l=jJTJ;q
选定基准长度 P8H2v_)X&
表8-7,表8-8查得 Q );}1'c
Ld=1600mm; A/&u /?*C
定中心距 O>I%O^
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm G^z>2P
a=420mm; Dw 5Ze
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm < WbO&;%
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm i-#D c (9
6、验算小带轮包角 VZe' 6?#
验算包角 %{UW!/
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ]ncK M?'O
145.2107 >120度 故合格 ~]Av$S
7、求V带根数Z /XA *:8~!
由式（13-15）得 \ [M4[Qlq
查得 n1=960r/min , d1=120mm }A[5\V^D*
查表13-3 P0=0.95 R&:Qy7"
由式13-9得传动比 P(o>UDy
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 0+)1K U)I
查表（13-4）得 DjiI*HLNR
"uj@!SEs`?
由包角145.21度 6J eAXj1g+
查表13-5得Ka=0.92 ]dV $H
KL=0.99 I) 9 ,
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 O;&5>
W,Z
8、作用在带上的压力F #Uep|A
查表13-1得q=0.10 +QOK]NJN
故由13-17得单根V带初拉力 n
4co s
{9) HB:
三、轴 Q'hs,t1<
初做轴直径： UZ6y3%G3^
轴I和轴II选用45#钢 c=110 W<TfDEEa
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm qv >l
取d1=28mm " \]]?&
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm Au{ b1n
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 <u1` o`|-
取YL10YLd10联轴器 qP zxP @4
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 T-iQ!D~
取d2=45mm \@T;/Pj{[
四、齿轮 e2> AL
1、齿轮强度 Q ~n%c7
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 *.VNyay
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。 91nB?8ZE6,
因 ， cXr_,>k
SH1=1.1， SH2=1.1 d DAl n+
， 4Me3{!HJ z
， m( %PZ*s
因： ， ，SF=1.3 V&/Cb&~Uw
所以 b.8T<@a
( ^_I Ny*
| Ho}
D ~
2、按齿面接触强度设计 S)'&+HamI
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 bb +iUV|Do
小齿轮上的转矩 g706*o)h
按 计算中心距 glkH??S
u=i=5.333 !/! Fc'A
mm ux 17q>G
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 w4&\-S#
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 SLH;iqPT
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 1zCgPiAem
齿宽b= 0Pt% ( ^
b1=70mm,b2=60mm <^W5UU#Pg
3、验算弯曲强度 vIZF I
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 `D$RL*C;M`
按式（11-8）轮齿弯曲强度 [ A]
+Azc
|TF6&$>d
r
Cz, XYV
4、齿轮圆周速度 5yj6Maq J
92N `Q}
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 \ NKw,`/
d6 9dC*>
;
0M"T[c
N-Bw&hEZ
a1Q W0d
ta'wX
WY5HmNX3E
t\v~ A0
五、轴校核： sWKdqs
X+N8r^&
+=nWB=iCb
,,Ivey!kL
m,}GP^<1i
g; 7u-nP
kjOkPp
?N@[R];
[8Z
!dj
$' ::5 1
e nw*[D !
b d C
Q]$ pg 5O
ep*8*GmP
{M\n
Lzcea+*uw
\6ais K
`lt[Q>Z
圆周力Ft=2T/d1 [| N73m,&
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 r8[)C cv
d=mz=2.5*101=252.5mm s k3 AwG;A
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N /bo`@ !-#
Fr=5852.5*tan20=2031.9N #3A|Z=,5
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2
\]dvwN3x
由Fr2*L-Fr*L/2=0 M 5`hMfg
得Fr2=Fr/2=1015.9N 2lqy <o
PSyUC#;
2、求水平平面的支承力 0Fsa&<{6?
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N )HX(-"c
l 3 jlKB
E Q:6R|L
3、画垂直面弯矩图 fX>y^s?y
L=40/2+40/2+90＋10=140mm J=HN~B1
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm %7?Z|'\
-D%m Ve)&+
wyLyPJv
4、画水平面弯矩图 _sY;
dS/
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm c:
(nlYZ
\m:( '^\6o
"^Y zHq6
k~fH:X~x
5、求合成弯矩图 bL+}n8B
Vjd>j; H
da@W6Ov x
_6g(C_m'T?
6、求轴传递转矩 Wv ~&Qh}
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 8NTE`l=>/
_>8Q{N\-
{
o8 NRu7@?
u1\r:q
yD@eT:lyi
oY7jj=z#T
Iv*u #]{t
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% iZM9Q&NC
K_!:oe7%
77ztDQDtM
MV07RjeS
KKWv V4u
IFhS(3 YK[
Fh|{ib
usC$NVdm
z%\&n0
7、求危险截面的当量弯矩 e^$JGh2
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 G.PRPl
轴的扭切应力是脉动循环应力 ? PpS4Rd
取折合系数a=0.6代入上式可得 2waPNb|
c5: X$k\
8、计算危险截面处轴的直径 Cl{Ar8d}
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 8(L6I%k*
由表13-3查得许用弯曲应力 ， q%dbx:y#
所以 l,zhBnD
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 &So1;RR,_M
故d=1.04*25.4=26.42mm ?GW}:'z
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 m(0X_& &?z
所以此轴选d=40mm,安全 g(,^'; j
六、轴承的选择 ia_l P
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 (t@ :dW
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N v G9>e&Be
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） G8!|Lo
因为大修期三年，可更换一次轴承 W+$G{XSr5C
所以取三年 ,]]*}4[r
由公式 $48 Z>ij?f
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) +_+j"B T
（深沟球轴承系列） M |f V7g
BRM!g9
由附表选6207型轴承 |q z%6w=
七、键的选择 DuIXv7"[
选普通平键A型 +T8MQ[(4
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 NFKvgd@
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm }r!hm?e
由公式 #<EYO
所以 %l6E0 [
选变通平键，铸铁键 e uVj,m
-Mz [S
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 iRbe$v&N
八、减速器附件的选择 OA(.&5]
1、通气器： O?cU6u;W
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 N"suR}9%
2、油面指示器： T[#q0bv
选用油标尺，规格M16 -4zV
yW
S<
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 e<[ ] W4"A
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 K[LuvS
5、窥视孔及视孔盖 h9#)Eo
选用板结构的视孔盖 x0: BxRx*
九、润滑与密封： 8ZLHN',
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： ${e V3LSC
C+[)^ 2M{
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 Bv' %$}}-
2、滚动轴承的润滑 ODhq
`? (N
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。 #V%98| "
3、润滑油的选择 y@I t#!u0
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
>]~|Nf/i
L-AN15润滑油 ^$sq U
4、密封方式选取： 'tvuw\hhL
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 k ~By ICE
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 {]Hv*{ ]
设计小结： m}\QGtJ6
二、课程设计总结 3 ?@6QcHl{
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 t(9q 6x3|e
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 u3GBAjPsIk
PMV,*`"9"A
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 B4wRwrVI>
75lh07
特别感谢—程莉老师。 %dv?n#Uf
(xRcG+3];
参考资料目录 (QJe-)0_y
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； ?Ve I lD
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； ; R[3nb9%
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； r$}C<a[U
[3]《设计手册软件》，网络上下载； \Z& Nd;o
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn 0GXY2+p}S
#j=yQrJ
_]pu"hZz4
^W, 5A;*3
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Nw=60.0241r/min ?1 a9k@[t
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T1=113.4063Nm |Ea%nghl
T2=589.5878Nm U@OdQAX
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