目 录 7hwl[knyB
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 iU3)4(R
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 7Gb1[3
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3
AoB~ZWq
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 gZ% wm Y
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 u&/[sq x
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 \?uaHX`1
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 m8'B7|s
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 37GJ}%Qs
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 vFz%#zk>
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 '{=dEEi
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 jY>|>]4X
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 +]Ca_`
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 $ZX^JWq
kx,9n )
i(R&Q;{E^
1.拟定传动方案 PhBdm '
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 EOJ k7
v=1.1m/s;D=350mm; B;xw @:H
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) [=M0%"
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 Lt ; !q b.
2.选择电动机 / *3[9,
1）电动机类型和结构形式 ^9 *FYV
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。
T d tn-
2）电动机容量 tYV%izE
（1）卷筒轴的输出功率Pw :Awnj!KNCc
F=2800r/min; ^.bYLF
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 "#bL/b'{
(2)电动机输出功率Pd Pw:(X0@
Pd=Pw/t RDU,yTHq
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 _~!*|<A_
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： 3C'`c=
弹性联轴器 1个 G8xM]'y
t4=0.99; -L e:%q2
滚动轴承 2对 * :t]|$;E\
t2=0.99; P Z5BtDm
圆柱齿轮闭式 1对 XVw aX2=L
t3=0.97; #h L<9j
V带开式传动 1幅 ,Q|[Yr
t1=0.95; 2>~{.4PI
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 86Q\G.h7
t5=0.98; }G^Bc4@b
则 \2cbZQx
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 !wH7;tU
故 2 mM0\ja
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 9>~UqP9
（3）电动机额定功率Ped dm3cQ<0
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 Mf0!-bu
3）电动机的转速 K07SbL7g!p
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， }`k >6B
可选电动机的最小转速 gQy {OU
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min mq~ rD)T
可选电动机的最大转速 ;)Rvk&J5
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min _r!''@ B
同步转速为960r/min A:Y]< jt
选定电动机型号为Y132M1－6。 oXw} K((|
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 {l&6= z
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 <3\t J
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 5`m RrEA
c +Pg[1-
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm # Sfz^
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 n]&/? 6}
:@LFNcWE
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 |~mq+:44+
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 O+Z[bis`
1）传动装置总传动比 9( ;lcOz
nm=960r/min; )@ DT^#zR
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 p)}iUU2N
2）分配各级传动比 `_{'qqRhe
取V带传动比为 PA F2=
i1=3; ?>47!):-*
则单级圆柱齿轮减速器比为 j^A0[:2
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Bvx%|:R
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。 1M&n=s
_
4．计算传动装置的运动和动力参数 i9}n\r0=c
1）各轴转速 d R2#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 ~7PPB|XY
n0=nm; FG8genCH@
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 7aTo! T
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min c_b^t09
"kyy>H9)
2）各轴输入功率 ]9z{
95
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 b6=.6?H@4f
P0=Ped=4kw S 3nA}1R
轴I 的功率 n y6-_mA]
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 2%g)0[1
轴II功率 C:/c a)
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw 8.D$J
3）各轴转矩 @
?y(\>
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm BBw]>*
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm @ -pi
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm =]x FHw8A
二、设计带轮 Z[8 {V
1、计算功率 qe!`LeT#
P=Ped=4Kw cad 1eOT'
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 k^gnOU ;
查课本表8－10，得KA=1.1; yBO88rfh>
计算功率 D6Ov]E:fa
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw C/dqCUX:
2选择普通V带型号 kK!An!9 C
n0 =960r/min E ugt~j3
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 *ie#9jA
d1=80~100 G`E%uyjG$j
3、确定带轮基准直径 a E.T%xR
表8－11及推荐标准值 ehj&A+Ip
小轮直径 K9
d1=100mm; &,Dh*)k
大轮直径 8YFfnk
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm u {=(] n
取标准件 c>d+q9M
d2=355mm; %t M]|!yw
4、验算带速 }_}C ^
验算带速 M9*7r\hqYV
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s En 3Q %
在5~25m/s范围内 7d I+aJ
从动轮转速 R(@7$
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s $Hqm 09w
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s hf P} +on%
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 J!%Yy\G
=-0.0141 Y1EN|!WZ
5、V带基准长度和中心距 ~Bn#A kL
初定中心距 C)`ZI8
中心距的范围 1g{`1[.QO
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm n5"rSgUtE
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 4\<[y ]pv
a0=350mm; tDFN
*#(
初算带长 D8slSX`6j
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 nU%rSASu
Lc = 1461.2mm [>&Nhn0 iY
选定基准长度 _ ={*<E
表8-7,表8-8查得 $ 6atr-Pb
Ld=1600mm; 9ET2uDZpL
定中心距 *>rpcS<l
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm [qlq& ?"
a=420mm; YML o~j4J
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 0w Xfu"E{
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm \tLJ( <8
6、验算小带轮包角 h;f5@#F
验算包角 ')I/D4v
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 7 qA);N
145.2107 >120度 故合格
f]q3E[?/
7、求V带根数Z Q?n} ~(% &
由式（13-15）得 Zu:cF+h l
查得 n1=960r/min , d1=120mm i} ypEp
查表13-3 P0=0.95 h>$,97EU
由式13-9得传动比 ]"q[hF*PM
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ~;#J&V@D
查表（13-4）得 z~+_sTu
UZMo(rG.]{
由包角145.21度 qO[6?q=c:
查表13-5得Ka=0.92 d z &| 3o
KL=0.99 yAR'' >
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 U *, 8 ,C
8、作用在带上的压力F B` <(qPD
查表13-1得q=0.10 =PAvPj&}e
故由13-17得单根V带初拉力 E*>tFw&[
Ki}PO`s
三、轴 bP&o] ?dN
初做轴直径： JT&CJ&#[h
轴I和轴II选用45#钢 c=110 75w QH*
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm c>{X( Z=2
取d1=28mm 1F -o3\
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm nCh9IF[BL/
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 }b2U o&][
取YL10YLd10联轴器 iyU@|^B"Wa
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 @JE:\
取d2=45mm rAIX(2@cR_
四、齿轮 Fp4eGuWH#
1、齿轮强度 M kko1T=6
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 inZMq(_@$
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。 F}<&@ 7kF
因 ， UF=5k~7<b
SH1=1.1， SH2=1.1 I(P|` "
， W!.UMmw`
， $$<9t qA
因： ， ，SF=1.3 >BMJA:j
所以 7<x0LW
4O9HoX#-?
Q#urx^ aw
2、按齿面接触强度设计 VXZd RsV8T
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 t #MU2b
小齿轮上的转矩 )FT~gl%
按 计算中心距 a+)Yk8%KY
u=i=5.333 %>Z=#1h/a
mm m LPQ5`_
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 wd~e3%JM
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 djqSW9
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm wJ1qJ!s@
齿宽b= |;6FhDW+'
b1=70mm,b2=60mm ,;;M69c[
x
3、验算弯曲强度 \K`AO{ D@
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 4otB1{
按式（11-8）轮齿弯曲强度 *'`ByS
z
4Qz9#*"^
!sEI|47{
4、齿轮圆周速度 b.47KJz t
[{6]i J
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 jr~ +}|@{
;"!dq)
VaJX,Q
rl'Yy O}2
*W y0hnr;]
l6 Ze6X I
})T}e7>T
($ 7>\"+Tl
五、轴校核： g~h`wv '
]x:>~0/L
}C"EkT!F
u]@``Zb|
G'MYTq
5aL0N
;T/W7=4CZ
|iLeOztuE
$ n(?oyf
YUfuS3sX}
j^llO1i/
cInzwdh7
?T7`E q
LDBxw
yrR<F5xge
-kq=W_
j,/OzVm9
tQ5gmj
圆周力Ft=2T/d1 ^(V!vI*
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 vpv PRw J
d=mz=2.5*101=252.5mm & oZI. Qeo
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N h#^IT
Fr=5852.5*tan20=2031.9N d~g
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 }%| (G[
由Fr2*L-Fr*L/2=0 f5
w n`a~h
得Fr2=Fr/2=1015.9N Os*,@N3 t
@,CCwiF'q
2、求水平平面的支承力 q Xt 2 m
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ?q7V B
c;Hf +n
*^=`HE89S
3、画垂直面弯矩图 [`=|^2n?
L=40/2+40/2+90＋10=140mm WfhQi; r
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm `8 xmM A_l
28d :
<6mXlK3N0
4、画水平面弯矩图 oPk 2ac
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm /e|`m u%
2etcSU(y>
<#7}'@
I/| )?
5、求合成弯矩图 |D$U{5}Mv
8n?P'iM
n/p M[gI
9 :!n'mn
6、求轴传递转矩 t .j q]L
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ~uq J@#o{
W6K]jIQ
16ke CG\
P{)&#HXUVb
/cJ$`
pN
_Jj|g9b
=NSLx 2:T
`; (/W h
:)q/8 0@
A_{QY&%m
Fw!5hR`,
CP7Zin1S/w
-J:](p
%HL@ O]ftS
LdU, 32
ti`z:8n7
~fA dOh
k^C ;"awh
3.Ni%FF`
c<A@Op"A
" h_n/}r=
7、求危险截面的当量弯矩 Y%^&aac Z
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 WWrD r
轴的扭切应力是脉动循环应力 _&XT
=SW}
取折合系数a=0.6代入上式可得 >J 3N,f
:QUZ 7^u
8、计算危险截面处轴的直径 ~Msee+ZZ :
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 = k2+ VI
由表13-3查得许用弯曲应力 ， 7w @.)@5
所以 nDiD7:e7=
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 M7eO5
故d=1.04*25.4=26.42mm oE "!
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 6IPhy.8
所以此轴选d=40mm,安全 kkyn>Wxv
六、轴承的选择 6%U1%;
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 I = qd\
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N Z A1?'
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） +;Q &
因为大修期三年，可更换一次轴承 ^( N+s?
所以取三年 } -V .upl
由公式 mmwwz
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) B tBy.bR
（深沟球轴承系列） k#JFDw\
m1]rLeeEt
由附表选6207型轴承 l"I Bt:
七、键的选择 WT'P[RU2
选普通平键A型 ,BW ^j.7
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 +SrE
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm , *e^,|#
由公式 xPQO}wKa
所以 _UjAct]6
选变通平键，铸铁键 wjq f u /
qq[2h~6P]
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 E0ud<'3<
八、减速器附件的选择 udp& U+L
1、通气器： >]T (}S~
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 /'TzHO9_`
2、油面指示器： fS1N(RZ 1
选用油标尺，规格M16 P6i4Dr
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳
S N?jxQ
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 Z)P x6\?+
5、窥视孔及视孔盖 tI*u"%#t
选用板结构的视孔盖 DcSL f4A
九、润滑与密封： K&BlWXT
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： O5Yk=-_m
/:ma}qG y
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。 0Hff/~J
2、滚动轴承的润滑 !ye%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。 ;L(W'+
3、润滑油的选择 nP 2 rN_:4
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 >^| \wy
L-AN15润滑油 6}C4 SZ
4、密封方式选取： Eqp?cKrj i
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。 [xO^\oQa=c
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 f@\
k_
设计小结： "}7K>|a
二、课程设计总结 TjD`< 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。 2?Q IK3"v
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。 C.8]~MP
pUwx`"DrR
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。 pS E"] N
}`5%2i G
特别感谢—程莉老师。 *N\U{)b\
9m!4 U2N,s
参考资料目录 @,M !&l
[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； 9S=9m[#y'
[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； s,K @t_J
[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； 0J@)?,V-.
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 1kb?y4xeJ
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn $o/ ?R]h
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T1=113.4063Nm pjjs'A*y
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输送带拉力 F=2800 N D0"+E*
输送带速度 V=1.1 m/s A.z~wu%(
滚筒直径 D=350 mm BB>7%~3f
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