目 录 M.)z;[3O
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 [=Nv=d<[p
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 q%/.+g2-\
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 H&k&mRi
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ;9J6)zg !n
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 jC?l :m?
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 NPa4I7`A
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 puEu)m^
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Rx.5;2 m
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 _ph1( ! H$
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 UKB/>:R
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 vJx( lU`Y
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 |B^Picu
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 tBsvi%F
L` rrT
FS('*w&bP
1.拟定传动方案 j4=\MK
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 >29c[O"[
v=1.1m/s;D=350mm; QNXS.! \P
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) /&c>*4)
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。 X >]<rEh
2.选择电动机 %y)hYLOJ
1）电动机类型和结构形式 1h )K3cC
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。 #AO}JP
2）电动机容量 $" 0`2C
（1）卷筒轴的输出功率Pw wg:\$_Og
F=2800r/min; uOd1:\%*
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 Zl]@ ;*u
(2)电动机输出功率Pd x{rjngp2
Pd=Pw/t 8# 1 o
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 %\!0*(8
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： N7X(gh2h
弹性联轴器 1个 nmuU*o L
t4=0.99; `P*w ZKlW
滚动轴承 2对 ~1S,[5u|s
t2=0.99; " `a,/h'
圆柱齿轮闭式 1对 RYl\Q,#
t3=0.97; jz\>VYi(7
V带开式传动 1幅 f&$$*a
t1=0.95; k6\&[BQs
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 7|!Zx-}
t5=0.98; w2r* $Q
则 3 rLc\rK
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 h 3 J&
故 ]2[\E~^KU
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 XuU>.T$] c
（3）电动机额定功率Ped Z 2$S'}F
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 IiX2O(*ZE
3）电动机的转速 iqsR]mab
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， m/,8\+
可选电动机的最小转速 _u~`Rl A
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min C]na4yE 8
可选电动机的最大转速 wDBU+Z
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min {L M Q
同步转速为960r/min (8 / &
选定电动机型号为Y132M1－6。 {D [z>I;D
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 +)_DaL
E
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 MOuEsm;
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 7sVO?:bj}
)|Ka'\xr
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm .9<euPrz
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 Y"m}=\4{
`vf]C'
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 ~C?)-
]bF
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 4:kDBV;v
1）传动装置总传动比 $5Rx>$~+d
nm=960r/min; h6tYy_(G
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 o$ }$Z&LK
2）分配各级传动比 ;iUO1t)^
取V带传动比为 ykxAm\O
i1=3; (!Fu5m=<8
则单级圆柱齿轮减速器比为 (Q.I DDlr
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 \GGyz {i
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。 _0Y?(}
4．计算传动装置的运动和动力参数 w@,v$4Oi
1）各轴转速 x3nUKQtk:8
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 un)PW&~E
n0=nm; >;fn,9w
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min Hig.` P
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min J d,9<m $
RXO5p d
2）各轴输入功率 ?H8dyQ5"
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 ?MvL}o\|
P0=Ped=4kw jk% H+<FU`
轴I 的功率 lKS 2OOYC`
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw uaha)W;'9
轴II功率 M L7 vP
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ]Z [0xs
3）各轴转矩 }%0X7'
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm ._&SS,I5VZ
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ! 'Hd:oD<
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm &(|x-OT
二、设计带轮 Lo=n)cV 1,
1、计算功率 yFTN/MFt
P=Ped=4Kw H9WXp&
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 >g {b'Xx
查课本表8－10，得KA=1.1; =pnQ?2Og
计算功率 &@D\4b,?nm
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw )C rsm&
2选择普通V带型号 -N A2+].
n0 =960r/min @r\{iSg&g.
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 df&.!7_R`
d1=80~100 "2PT]!
3、确定带轮基准直径 Cli:;yi&n
表8－11及推荐标准值 9 {IDw
小轮直径 bfK4ps}m*
d1=100mm; lLU8eHf\
大轮直径 NGW:hgf
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm J58S8:c
取标准件 P5lk3Zg '
d2=355mm; isFxo,R9r
4、验算带速 ?R4%z2rcW
验算带速 sR)jZpmC(
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s vXG?8Q
在5~25m/s范围内 v 8C4BuwA
从动轮转速 d\r-)VWSr"
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s Fj"/jdM
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s y!_8m#n S
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 F;BCSoO4
=-0.0141 c Ze59
5、V带基准长度和中心距 f5/ s+H!
初定中心距 4EaxU !BT
中心距的范围 \=o 0MR
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm SEH[6W3
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm b|\dHi2F T
a0=350mm; f{P?|8u
初算带长 4`") a M
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 CW]Th-xc
Lc = 1461.2mm eK}GBBdO
选定基准长度 ?MS!t6
表8-7,表8-8查得 K@ a#^lmd
Ld=1600mm; 3 {|]@ L
定中心距 @7{.err!
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm _7dp(R
a=420mm; tjx|;m7
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm PM'2zP[*W
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm `oM'H+
6、验算小带轮包角 G#A6<e/
验算包角 "F4 3q8 P
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a A8Km8"
145.2107 >120度 故合格 g1(5QWb
7、求V带根数Z 4t>"-/
由式（13-15）得 n^*,JL 9@
查得 n1=960r/min , d1=120mm {CNJlr@z
查表13-3 P0=0.95 O2"V'(
由式13-9得传动比 [a?bv7Kz
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ngI+afo
查表（13-4）得 KL$> j/qT
p"j &s
由包角145.21度 14*6+~38m&
查表13-5得Ka=0.92 [7 0 5[
KL=0.99 Y/T-q <ag8
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 cvhwd\
8、作用在带上的压力F v5U'ky :
查表13-1得q=0.10 i'\-Y]?[
故由13-17得单根V带初拉力 .tQ(q=#
'yV*eG?^&
三、轴 /XU=l0 u
初做轴直径： Kf_xKW )^
轴I和轴II选用45#钢 c=110 ai; Q,Vy
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm 2A9crL $
取d1=28mm afzx?ekdF
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm o2q-x2uB
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 7>0u
N|
取YL10YLd10联轴器 y O,J gn
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 0Ng?U+6
取d2=45mm ]>%2,+5
四、齿轮 oK$Krrs0&
1、齿轮强度 -Q &@P3x
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 5?([jAOf
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 w.#z>4#3-
因 ， k 8%@PC$
SH1=1.1， SH2=1.1 Sw5:T
， F^S]7{
， .k
+>T*c{
因： ， ，SF=1.3 pS}IU{#;
所以 1LAd5X
oN%zpz;OR
axq~56"7E
2、按齿面接触强度设计 .GL@`7"
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 2)T;N`tNw
小齿轮上的转矩 nwC*w`4
按 计算中心距 `AvK=]
u=i=5.333 A|YgA66M
mm 'cQ,;y
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 $)BPt GMGo
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 NJV kn~<
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm J9DI( `
齿宽b= -Dy <B
b1=70mm,b2=60mm _`p ^B%[
3、验算弯曲强度 p
. P#S
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 } # L_R
按式（11-8）轮齿弯曲强度 3la `S $c
\NEk B&^n
c h((u(G
4、齿轮圆周速度 X%kJ3{
UUb0[oy
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 m^3j|'mG
,^Q~w
b!{
" a,4E{7
! H{>c@i
O:pg+o&
DT)] [V^w
k;2.g$)W[c
:@ VC Kq!
五、轴校核： +"bi]^\z
pV_zePyOn
ZbjUOlE02
b18f =<#
!!)$?R;1
4[MTEBx
R[S1<m;
H$ g*
CR%h$+dzy
,d&3IhYhD
)pT5"{
(v|<"
tv
+ G[zE
u%E8&T8,
s/s&d pT *
-1d*zySL
c00rq ~<K
D %)L "5C
圆周力Ft=2T/d1 m)"(S
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 B8n[ E
d=mz=2.5*101=252.5mm NH}o`x/
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N \[.qN
Fr=5852.5*tan20=2031.9N %"fO^KA.h]
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 RWo7_X O
由Fr2*L-Fr*L/2=0 6Nh GTLI
得Fr2=Fr/2=1015.9N T]tu#h{
a
rKI< !
2、求水平平面的支承力 K[0z$T\
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ?wCX:? g
#\n* Qg4p
D1 v0`od'
3、画垂直面弯矩图 J5H K1
L=40/2+40/2+90＋10=140mm [u2t1^# Ol
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 9#&H'mG
QRBx}!:NZ#
qQG? k~r
4、画水平面弯矩图 ag47 $9(
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm t8h*SHD9
HiU) q
uL1lB@G@
Zl3e=sg=
5、求合成弯矩图 CM++:Y vJ
|pWu|M _'
HF_86 61 g
hhZ%{l qL
6、求轴传递转矩 ]H}2|~c
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 0'$67pY
f+n {9Hz
x 4L3Z_ _
y_Urzgm(
3Wv^{|^
0zSz[;A
Dv/7 w[F
Ry]9n.y
0:u:#))1
V,d\Wk k/
Ew| Z <(
JW^ ${4
S\:+5}
Qg(;>ops
6? KUS}nRS
F!)[H["_
wS#Uw_[
7_l
Wr
9wld d*r
:adz~L$
]k7%p>c=B
7、求危险截面的当量弯矩 {2P18&=
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 M 80Q6 K
轴的扭切应力是脉动循环应力 Y3&,U
取折合系数a=0.6代入上式可得 o ^UOkxs.
J@_^]
8、计算危险截面处轴的直径 E wFq1~
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 q@[F|EF=
由表13-3查得许用弯曲应力 ， ^GY^g-R
所以 Y!_c/ !Tx
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 h`N2M,
故d=1.04*25.4=26.42mm *p\Zc*N;%
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 YF-E1`+?<
所以此轴选d=40mm,安全 ,iP
YsW] 5
六、轴承的选择 <iU@ M31
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 7>O`UT<t4@
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N <Y?Z& rNb
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） a?r$E.W'&
因为大修期三年，可更换一次轴承 8_H BcZWs
所以取三年 zs
I?X>4
由公式 r1<*=Fs=>>
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) +<[ q"3
（深沟球轴承系列） `Tyd1!~
1Xm>nF~
由附表选6207型轴承 ROQ]sQpk
七、键的选择 j;_
选普通平键A型 +z?gf*G_W'
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 U~7udUR
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm ?VE'!DW
由公式 A~a 3bCX+"
所以 P*
0kz@
选变通平键，铸铁键 c]#}#RJ`\
! Ea! "}
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 q/I( e
八、减速器附件的选择 *|\bS "
1、通气器： s a o &
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 mL`8CO A
2、油面指示器： {X(nn.GpC
选用油标尺，规格M16 w$f_z*/
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 6X h7Bx1
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ?|W3R K ;
5、窥视孔及视孔盖 ,s 3|
选用板结构的视孔盖 PL$XXj>|:
九、润滑与密封： /K&9c
!]$C
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： m6BUKX\m
:+jg311}
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。 oOI0q_bf
2、滚动轴承的润滑 _^GBfM.
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。 /Ls|'2J<$
3、润滑油的选择 Bj \
x
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 d> ) =|
L-AN15润滑油 ff.k1%wr^
4、密封方式选取： Q34u>VkdQI
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。 F=e;[uK\
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 j`.&4.7+
设计小结： g{}<ptx]
二、课程设计总结 Y(7&3+'K
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。 w(ZZTVW-
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。 xtv%C
q`2d L)E
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。 X(BxC<!D.
@ PNgqjd
特别感谢—程莉老师。 w@,p`
\D z? h
参考资料目录 aanS^t0
[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； QlMLWi
[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 +%ckH
[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； >^g2 Tg:
[3]《设计手册软件》，网络上下载； J{\U w].|0
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn GV1Ol^
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P2=3.6491Kw rT;l#<#VE
K%%Ow
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T0=39.7917Nm wsrdBxd5
T1=113.4063Nm } Tm+gJA
T2=589.5878Nm '.pGkXyQ
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7W},5c
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