目 录 Q.DtC
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 UfOF's_'<
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 F?T3fINR
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 0p*(<8D}
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 HZkC3$
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 `k
a!`nfo
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ;rV0
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 B&O931E7
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 FxTOc@<
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 *&% kkbA
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 N6Vn/7I5%
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 $s)G0/~W
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 R`:Y&)c_$
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 UqsVqi
h(
:G9.}V rU
& t+03c8g!
1.拟定传动方案 6}K|eUak/
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 4%KNHeaN
v=1.1m/s;D=350mm; *jCXH<?R
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) <6Y o%xt
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}kx;!*b
2.选择电动机 eeoIf4]
1）电动机类型和结构形式 % )i?\(/
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。 0^? 3hK
2）电动机容量 BYqDC<Fq
（1）卷筒轴的输出功率Pw 1Ty{k^ %
F=2800r/min; hE/gul?|_
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 s~Ni\ SF
(2)电动机输出功率Pd %$~?DDNM
Pd=Pw/t "F7g8vu
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 KNic$: i
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： qg 4:Vq
弹性联轴器 1个 S=0zP36kH:
t4=0.99; \XCs(lNh
滚动轴承 2对 I o|NL6[
t2=0.99; sc@v\J;k
圆柱齿轮闭式 1对 53= VIN]
t3=0.97; V#ZF0a]
V带开式传动 1幅 >wNE!Oa*B
t1=0.95; W&A22jO.1
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 F7E # x
t5=0.98; /E2/3z
则 Q 6`oo/
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 S@k4k^Vg
故 |z<E%`u%
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 x&8HBF'
（3）电动机额定功率Ped JrQd7
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 |p4F^! 9
3）电动机的转速 ` 9(TqcE
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， w[^s) 1
可选电动机的最小转速 NJ/6_e
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min yxf|Njo0
可选电动机的最大转速 RnE=T /VZJ
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min d(jd{L4d
同步转速为960r/min aW$sd)
选定电动机型号为Y132M1－6。 </>;PnzE
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 Xjt/ G):L
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 ~]*P/'-{#
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 1 xm8w$%
;$ D*,W
*
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm nr
Jl>H
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 m*6C *M
q~^Jd=cB\
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 I8d#AVF2
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ^8,HJG,!
1）传动装置总传动比 ex
@e-<
nm=960r/min; 9fp1*d
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 ryy".'v
2）分配各级传动比 wN-3@
取V带传动比为 %G1kkcdH<
i1=3; I dgha9K
则单级圆柱齿轮减速器比为 t7pe)i,)
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 /XEUJC4
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。 Ob$| IH8.
4．计算传动装置的运动和动力参数 3 R1v0
1）各轴转速 4eMNKIsvY$
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 Bd*:y qi
n0=nm; ?B.>VnYZ/a
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min /~ yk
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min cY
^>`
})#6 BN
2）各轴输入功率 R=yn4>I
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 HP}d`C5<R
P0=Ped=4kw 6nV]Ec~3[
轴I 的功率 >T[1=;o]
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw rH "&
轴II功率 g]PmmK_L
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw 5(R ./
3）各轴转矩 i1v0J->
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 78&ja w*1A
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm GLrHb 3@"N
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm I&^ B?"Y
二、设计带轮 H(GWC[tv
1、计算功率 5TqB&GP0
P=Ped=4Kw -\O%f)R
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 0Ah 'G
查课本表8－10，得KA=1.1; ^vPM\qP#g
计算功率 r9 G}[# DO
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw [LDsn]{
2选择普通V带型号 &,/_"N"?D
n0 =960r/min ~UA:_7#\M
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 8R<2I1xn2
d1=80~100 't'~p#$,F
3、确定带轮基准直径 { XAm3's
表8－11及推荐标准值 FGY4 u4y
小轮直径 kXK D>."E*
d1=100mm; b2]1Dfw
大轮直径 5]D"y Ay81
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ^t,sehpR:l
取标准件 <2@V$$Qg.~
d2=355mm; N=R|s$,Oy9
4、验算带速 ,$ BbJQ5
验算带速 P/ uk]5H^
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s s |L }wtc
在5~25m/s范围内 !cS
A|C
从动轮转速 ,)-7f|
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s '}3@D$YiM%
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s faH 113nc
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 yzJ
VU0s
=-0.0141 Ni "n_ Yun
5、V带基准长度和中心距 hZ6CiEJB
初定中心距 1Z-f@PoM
中心距的范围 >(nb8T|
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm w$%d"Jm#X
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm do0;"O0
(
a0=350mm; }@JPvI E
初算带长 LA?h +)
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 n HiE$Y
Lc = 1461.2mm eaSf[!24"
选定基准长度 4E\Jk 5co,
表8-7,表8-8查得 {Yp>h5nwM_
Ld=1600mm; :rr;9nMR[
定中心距 R E~:+.eB
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm a?&{eMEe}
a=420mm; rZ}y'A
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm ^=kUNyY
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm rfj>/?8!@
6、验算小带轮包角 ~@g7b`t=la
验算包角 hbfTv;=z
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a c~j")o
145.2107 >120度 故合格 )y8 u+5^
7、求V带根数Z yn &+ >{
由式（13-15）得 0V:7pSC{P
查得 n1=960r/min , d1=120mm s'/b&Idf8
查表13-3 P0=0.95 )q#1C]7m*
由式13-9得传动比 H#yBWvj*H
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 a
W 1y0
查表（13-4）得 `rt?n|*QF
ca~n fo
由包角145.21度 doeYc
查表13-5得Ka=0.92 G Zt+(q
KL=0.99 gKyYBr
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 YXe L7W
8、作用在带上的压力F x""gZzJ$L
查表13-1得q=0.10 9UF^h{X
故由13-17得单根V带初拉力 +v$,/~$tI
>;|~
z\8
三、轴 3e Owy~
初做轴直径： aE]/w1a
轴I和轴II选用45#钢 c=110 ! 2]eVO
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm jV:Krk6T<
取d1=28mm +
Xc s<+b
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm ShFC@)<lJ
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 V)HX +D>
取YL10YLd10联轴器 .aJ\^Fx
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 `| 9NxF+
取d2=45mm (A@~]N ,U/
四、齿轮 qyA%_;ReMY
1、齿轮强度 G.#`DaP
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 70sb{)
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。 Rw u
y!F
因 ， *Cs RO
SH1=1.1， SH2=1.1 xV]eEOiLM
， AC`4n|,zJ;
， os<YfMM<:/
因： ， ，SF=1.3 I.V?O}
所以 QOb+6qy:3
SEf:u
{\HEUIa]w
2、按齿面接触强度设计 6xDYEvHS
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 _tl
小齿轮上的转矩 8 K7.; t1
按 计算中心距 vUlG E
u=i=5.333 $>Y 2N5
mm gG^A6Ol%D
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 jY: )W*TXt
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 6R.% I{x'
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ]f %yeD
齿宽b= |:yWDZg[
b1=70mm,b2=60mm :K-05$K
3、验算弯曲强度 ihv=y\Jt
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 rGN Yu\\
按式（11-8）轮齿弯曲强度 "'# 18&N
!& 8nwOG
WAd5,RZ?
4、齿轮圆周速度 ]6:|-x:m
2N)siH
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 ef
!@|2
J(0E'o {ug
U,;a+z 4\
DQ#rZi3I
8[PD`*w
B^;G3+}
#o>~@.S#:0
[9hslk
五、轴校核： fu=GgD*
R]LRgfi9
b8QQS#q)V
()T l\
1" k_l.\,0
x6h';W_ 8
9 )y7K%b0
V:YN!
E~4d6~s
xE.yh#?.k
x/<eY<Vgm?
[Yi;k,F:
u0o}rA
-za+Wa`vH
g-4m.;
y Tb OBl
5 R*
?W27
h
圆周力Ft=2T/d1 k =^~\$e
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 L
`\>_
d=mz=2.5*101=252.5mm o0Z~9iF&
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N uQ(C,f[6p
Fr=5852.5*tan20=2031.9N O
,9,= 2j
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 VR'R7
由Fr2*L-Fr*L/2=0 t.s;dlx[@
得Fr2=Fr/2=1015.9N l KdY!j"
_nn\O3TB
2、求水平平面的支承力 '5usPD
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N u&E$(
ZUA%ZkX=F
ji&%'h
3、画垂直面弯矩图 u/ Gk>F
L=40/2+40/2+90＋10=140mm MsD@pa
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm X2 PyFe
mw!EDJ;'
rL KwuZ
4、画水平面弯矩图 %v"qFYVX"
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm jYxmU8
" 0V8i%a
^e~m`R2fHh
*"HA=-Z;
5、求合成弯矩图 [_X.Equ
9w:F_gr
#}lq2!f6
o4U[;.?c
6、求轴传递转矩 s?9$o
Qq1
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 32S5Ai@Cd"
K^yZfpa8
\'>8 (i~
(c\i .z
wBJP8wES=
8o7% qWX
z 0F'zN 3J
k@Q >(`
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P-Ldz Vt(^
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M4
p+y2w {{
h+g grwg'
!C>'a:
8j^3_lD
wc~k4B9"
7、求危险截面的当量弯矩 l Df:~
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 -udKGrT+
轴的扭切应力是脉动循环应力 dFw>SYrpu
取折合系数a=0.6代入上式可得 0 XLoGQ=
) 2Dm{T
8、计算危险截面处轴的直径 {{+woL'C
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 T/YvCbo
由表13-3查得许用弯曲应力 ， (q+EP(Q
所以 K."h}f95
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 '"4S3Fysm
故d=1.04*25.4=26.42mm -6yFE- X/
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 :h!&.FB
所以此轴选d=40mm,安全 s4kkzTnXE3
六、轴承的选择 e< E]8GAF
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 5a^b{=#Y
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N G8hq;W4@]/
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） +H `FC
因为大修期三年，可更换一次轴承 =(\xe|
Q
所以取三年 /q\{Os rX
由公式 _ rIFwT1]
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) ZL^
svGy
（深沟球轴承系列） w.0 :#4
Ar iW&E
由附表选6207型轴承 [ KT1.5M[
七、键的选择 F =Zc _
选普通平键A型 ]fb3>HOTJ
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 @`S8d%6 P
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm SBog7An9SI
由公式 |.;LI= CT
所以 2[e^mm&.
选变通平键，铸铁键 k,M %"FLQ
lRr ={
>s
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 G&f~A;'7k
八、减速器附件的选择 |`c=`xK7'
1、通气器： NUjo5.7
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 jxdxIkAHZc
2、油面指示器： hrZ=8SrW
选用油标尺，规格M16 Q4!6|%n8v
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 )<8f3;qd
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 +:D90p$e
5、窥视孔及视孔盖 /GDG E }
选用板结构的视孔盖 cUPC8k. 1
九、润滑与密封： (;1Pgh
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： GT(nW|v
8Ug`2xS<_
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 7$HN5T\!
2、滚动轴承的润滑 0*umf .R
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。 Zyx92z9Y
3、润滑油的选择 c =Y8R/G<
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 /:o (Ghc?
L-AN15润滑油 cJQ& #u
4、密封方式选取： :4'Fq;%C
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。 o;\c$|TNU
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 &8^ch,+pD
设计小结： 9YjO
二、课程设计总结 Xj+oV
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。 Ohe* m[
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。 LnY`f -H
wEp*j+Mmce
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。 '<v_YxEn
o 2Okc><z
特别感谢—程莉老师。 <xpHlL c
H;(|&Asq>
参考资料目录 #ekz>/Im*
[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； D3i`ehh
[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； $GcVI ;a
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； 0*-nVC1
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 7Rix=*
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn 1E'/! |
w\PCBY=
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Nw=60.0241r/min k=o>DaEh(
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EV:y}
T0=39.7917Nm G_wzUk=L
T1=113.4063Nm C ^@~
T2=589.5878Nm * q8L$D
x,\PV>
hCX}*
W9{>.E?
YQ`GOP#/
,6Kx1 c
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