目 录 vN Vox0V
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 V08?-Iz$
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 \j+1V1t9
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 x`U^OLV
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 H
>j
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 QFE :tBHe
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 =FlDb
5t{
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 {mm)ay|M
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 ?OId\'q
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 j1^I+j)
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 iyA'#bE-
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 h mvfw:Nq4
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 s0\X ^
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 "C }b%aO:
wHzEMwY_
d.3E[AJa(
1.拟定传动方案 ^tqzq0
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 Olt `:;j-
v=1.1m/s;D=350mm; !4]T XH0f
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) %u? >#
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。 3K o/{f
2.选择电动机 pqk?|BvpK_
1）电动机类型和结构形式 "K ~
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。 ,f<?;z
2）电动机容量 g=39C>
（1）卷筒轴的输出功率Pw 3Q"<<pi!~
F=2800r/min; IW> T}@
|
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 %.vQU @2A
(2)电动机输出功率Pd ;>#wU'
Pd=Pw/t 4^:\0U F
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 0 bz'&
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： _|iSF2f,X
弹性联轴器 1个 s&A}
h
t4=0.99; M:XSQ["6>V
滚动轴承 2对 wE[]6\_x1
t2=0.99; u_hD}V^x4
圆柱齿轮闭式 1对 O#b6mKPt;t
t3=0.97; wL;l Q&
V带开式传动 1幅 ! _f9NK
t1=0.95; , ">]`|?
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 .+qQYDE w
t5=0.98; h xSKG
则 =V-A@_^!c
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 t'?.8}?)I&
故 kr+D,h01
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ,3?Q(=j
（3）电动机额定功率Ped 3XL#0\im?s
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 x8wD 0D
3）电动机的转速 0Z~p%C<LW
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， AZ0;3<FfLp
可选电动机的最小转速 ADS9DiX/
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min Qi^Z11
可选电动机的最大转速 JX -'
mV`
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min 6 2'j!"xv
同步转速为960r/min ;L cVr13J/
选定电动机型号为Y132M1－6。 ?a8^1:
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 @AG n{q
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 r) HHwh{9
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 i8`Vv7LF
lU @]@_<
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm mZk]l5Lc
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 l H#u
>[MX:Yh
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 5Eg1Q
YVt
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 JM=JH
51`
1）传动装置总传动比 .JYaH?
nm=960r/min; d^RxQuA
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 cU;iUf
2）分配各级传动比 4^TG>j?M
取V带传动比为 O]lSWEe
i1=3; s8wmCzB~
则单级圆柱齿轮减速器比为 Q?e*4ba
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 6`O.!|)
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。 {kp"nl$<
4．计算传动装置的运动和动力参数 _]yn"p
1）各轴转速 : e]a$
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 H(bs$C4 F
n0=nm; b@rVo;
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min M\sN@+
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min #OIcLEn%
G;&-\0>W
2）各轴输入功率 t0o`-d(
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 a d.3A{
P0=Ped=4kw >*]Hq.& 8
轴I 的功率 @{YS}&Q /
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw |kw)KEi}H
轴II功率 3|WW o1
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw e}Cif2#d~
3）各轴转矩 \Z]UA&v_
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm NPCs('cd>?
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm >SML"+>
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm afv~r>q(-
二、设计带轮 !_`&Wks
1、计算功率 2Or'c`|
P=Ped=4Kw <Fi%iA
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 E}Y!O"CAV
查课本表8－10，得KA=1.1; R<[qGt|L
计算功率 :|_'fNd+!
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw |(pRaiJ
2选择普通V带型号 V^JV4 `o
n0 =960r/min E_k$W5
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 dls
ss\c^M
d1=80~100 ]vgB4~4#LP
3、确定带轮基准直径 7[I}*3Q'
表8－11及推荐标准值 QrfG^GID
小轮直径 L{hnU7 sY
d1=100mm; I|>^1kr8w
大轮直径 yHs- h
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm `wus\&!W
取标准件 MZlk0o2
d2=355mm; \]=7!R Q\
4、验算带速 FO!]P
验算带速 ?0)&U
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s \=uKHNP?#
在5~25m/s范围内 4"{ooy^Q
从动轮转速 ]<H&+ &!
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s q8^^H$<Db
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s &Gl wC%$S
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 MO&}r7qq
=-0.0141 hvA^n@nr
5、V带基准长度和中心距 <z]cyXv/
初定中心距 /wP@2ADB
中心距的范围 +)j$|x~(A
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm Ys@}3 \Mc
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 30XR
82P/
a0=350mm; wW#}:59}
初算带长 Bm" KOr$}-
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 >c9a0A
Lc = 1461.2mm ^zt-HDBR_
选定基准长度 {jYOs l
表8-7,表8-8查得 &m |wH4 \
Ld=1600mm; }&n<uUD H
定中心距 sYjpU
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm UG)8D5
a=420mm; w tc!>
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm q>mE<
( -M
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 2'_ :S@
6、验算小带轮包角 bty/
验算包角 } w
5 l
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a O+?<h{"
145.2107 >120度 故合格 F'B8v 3
7、求V带根数Z F{eU" ;D
由式（13-15）得 BO~PT,QrF
查得 n1=960r/min , d1=120mm MxGu> r
查表13-3 P0=0.95 o'W5|Gy
由式13-9得传动比 Q(<)KZIK
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 YN`H
BFH
查表（13-4）得 87=^J
xy
mf}O-Igte
由包角145.21度 po$ /7
查表13-5得Ka=0.92
e'0{?B
KL=0.99 e XfZ5(na
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 5dB'&8DX
8、作用在带上的压力F ai
nG6Y<O`
查表13-1得q=0.10 %n
hm
故由13-17得单根V带初拉力 5m9*85Ib
N X|v=
三、轴 B>GE 9y5
初做轴直径： ,Fi>p0bz
轴I和轴II选用45#钢 c=110 9G+V;0 Q
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm jBU4F~ 1y
取d1=28mm H63,bNS s
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm Z\HX~*,6
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 :,J}z~I,lB
取YL10YLd10联轴器 ]3g?hM6
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 &2 `F n !m
取d2=45mm Q($Z%1S
四、齿轮 ~-PjW#J%
1、齿轮强度 cG?cUw).E
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 sO.`x*
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 e 46/{4F,
因 ， 6IWxP t ~
SH1=1.1， SH2=1.1 OtGb<v<_H
， I_xX Dr
， |\U5) ,m
因： ， ，SF=1.3 'Er:a?88l
所以 q* 2 N{
1qf!DMcdZ
Fd#m<"
2、按齿面接触强度设计 ppFe-wY
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 1[j b)j1
小齿轮上的转矩 ap{2$ k ,
按 计算中心距 /r- aPJX
u=i=5.333 K^ B%/T]d
mm
~i2 1%$
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 s%2v3eb
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 e0J6Ae4V [
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm kI:}| _
齿宽b= u-tQ9ioKC
b1=70mm,b2=60mm QK+(g,)_86
3、验算弯曲强度 Zc!@0
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 *P#WDXRwd
按式（11-8）轮齿弯曲强度 Tp0b S
,}:G\u*Fu
bd<m%OM""
4、齿轮圆周速度 dlG=Vq&Y
Wd nIp!
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 S6fL>'uQ
9Ffp2NW`;
Dgx8\~(E'
xY$iz)^0&
\TF!S"V
#?XQ7Im
3 q`)*
8P"_# M?!
五、轴校核： }sx_Yj
BSkDpr1C
gt/zpiKmV
,9P:Draxs`
9 JWa$iBH@
4[BG#
$DZH QH
!H 2QjW
{O+Kw<d
J7v|vj I
:Dd$i_3=
[Tnsr (Z
ki{3IEOr}
cW{1
Pz^_
[2dn\z28
]I L;`>Gp
meCC?Y AB
Gdg )9
圆周力Ft=2T/d1 '}rRzD:
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 #BQ.R,
d=mz=2.5*101=252.5mm gN>2xnh'm
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N @rHK( 25+d
Fr=5852.5*tan20=2031.9N E d:eGm }
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 R@ wjccu
由Fr2*L-Fr*L/2=0 Qjnd6uv{I
得Fr2=Fr/2=1015.9N &bhq`>
^{\<N()R
2、求水平平面的支承力 k64."*X
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N Z lHDi!T
1pCieTz!PN
8`b`QtGf
3、画垂直面弯矩图 (o J9k[(
L=40/2+40/2+90＋10=140mm . c#y%S
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm -!)xQvagD.
:0/q5_t
720)Vz T
4、画水平面弯矩图 \3Q&~j
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm Q.Aw2
0I{gJSK.,
E0/mSm"(T
) 9S>Z ZF
5、求合成弯矩图 @vMA=v7a
.0G6flD
~Xlrvb}LP
!;Jmg
6、求轴传递转矩 j& UMjI9[
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm f""`cdqAOh
huudBc
A[
Bk}><H
2S8P}$mM
%hN.ktZ/s
~O 3D[PNW~
j ,d*?'X
CAT.4GM
>|Q:g,I
9]'($:LF08
Uu 7dSU
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fZKt%m
=&dW(uyzY
[~\PQYm'
m u W!x Y
B$ KwkhMe
$hR)i
93IFcmO.H@
PS
S?|V k
q@hp.(V
7、求危险截面的当量弯矩 <e%F^#y_
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 `Y40w#?uW
轴的扭切应力是脉动循环应力 $3X-r jQtW
取折合系数a=0.6代入上式可得 ];+#i"l
-S%x
wJKM
8、计算危险截面处轴的直径 zu2HH<E
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 Q{QYB h&
由表13-3查得许用弯曲应力 ， to"' By{9
所以 W/=|/-\]/
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 OndhLLz
故d=1.04*25.4=26.42mm 3E^M?N2oc
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 H ftxS
所以此轴选d=40mm,安全 $[@0^IJq=K
六、轴承的选择 ~e@>zoM'^
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 CY?G*nS?iK
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N dz#5q-r
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） /cFzotr"9
因为大修期三年，可更换一次轴承 gLE7Edcp6V
所以取三年 RE 3Z%;'
由公式 uqyB5V 0gh
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) K yP)Qzp
（深沟球轴承系列） 7?"y{R>E
w(nHD*nm
由附表选6207型轴承 ]J2:194
七、键的选择 fR-C0"c
选普通平键A型 ,}D}oo*
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 n
uQM^2
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm lz |
64J
由公式 ']o od !
所以 qu6DQ@
~YC
选变通平键，铸铁键 vOI[Z0Lq9h
% qsvtc`
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 !wLg67X$
-
八、减速器附件的选择 ALd;$fd qf
1、通气器： smAC,-6 ]~
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 qBk``! |s]
2、油面指示器： fvo<(c#Y#
选用油标尺，规格M16 2 4\g bv<
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 J#3{S]* v_
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 7q9gngT1LA
5、窥视孔及视孔盖 u3tZ[Y2 c
选用板结构的视孔盖 ET^ |z
九、润滑与密封： f%qt)Ick
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 6\d X
cm>E[SHr
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 7_K hV
2、滚动轴承的润滑 ^ D Aa%u
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 eo#^L}
3、润滑油的选择 @fn 6<3
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 U Lmg$T&
L-AN15润滑油 \X}8 q
4、密封方式选取： i&+w _hD
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。 5a8>g
[2U
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 J>S3sP
设计小结： Sg*0[a3z
二、课程设计总结 =F%RLpNU4
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。 ;\)=f6N
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。 uf) Oy7FQ
Nofu7xiDw[
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。 ZKbDp~
_ptP[SV^j
特别感谢—程莉老师。 =LH}YUmd
Mn^zYW|(
参考资料目录 * crw^e
[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； & ,W$-[
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； 0my9l;X
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； 7t(Y;4<2
[3]《设计手册软件》，网络上下载； I
, FqN}
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn \gKdD S
X}JWf<=q
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n0=960r/min >OTl2F}4 !
n1=320r/min E7gL~4I
n2=60.0241r/min tUrNp~ve,
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Y kVRl [
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P0=4Kw ` +Xe'ey
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P1=3.8Kw }eI`Qg
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P2=3.6491Kw [}@n*D$
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>waN;&> /
T0=39.7917Nm -@#Pc#
T1=113.4063Nm oN4G1U
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