目 录 dVYY:1PS
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 >t.Lc.
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 z]r'8J c
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 jhf#
gdz%
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 hcj]T?
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 J}&U[ds p
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 0uIY6e0E
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 )2RRa^=&
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 vRH^en
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 r&m49N,d
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 rbnAC*y8'L
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16
:`N ZD
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Nd]F 33| X
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 >vp4 R`
?5J#
yn
5 "@>>"3U
1.拟定传动方案 ?tY+P`S
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 Et!J*{ s
v=1.1m/s;D=350mm; jQ;/ =9
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) cN0
*<
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。 :Bmn<2[Y;
2.选择电动机 3 nG.ah
1）电动机类型和结构形式 PkrVQH9^w
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。 A!Cby!,
2）电动机容量 'o6}g p)
（1）卷筒轴的输出功率Pw pdRM%ug
F=2800r/min; . 2$J-<O
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 /^A H/,p
(2)电动机输出功率Pd k7Bh[ ..!
Pd=Pw/t Vt(Wy
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 g5@JA^\vZT
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： 5a izWz
弹性联轴器 1个 ?VNtT/
t4=0.99; .*x:
滚动轴承 2对 ,Q56A#Y \
t2=0.99; X#t tDB
圆柱齿轮闭式 1对 ,_u7@Ix
t3=0.97; Cu8mN B{H
V带开式传动 1幅 +#MXeUX"
t1=0.95; ;Y\LsmZ;F
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 fr/EkL1Dl
t5=0.98; $KbZ4bB[Bo
则 >t3_]n1e
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 _K9`o^g%PJ
故 sNDo@u 7
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 e&;e<6l&{
（3）电动机额定功率Ped J)Y l G*
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 4%J0e'iN
3）电动机的转速 y017
B<Ou
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， :oZ<[#p"*
可选电动机的最小转速 DLrV{8%W
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min ~D9Cu>d 9
可选电动机的最大转速 U0_)J1Yp
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min 2 {&A)Z!I
同步转速为960r/min t|i N Sy3
选定电动机型号为Y132M1－6。 K>DN6{hnV;
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 d5l42^Z
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 !b+4[ xky
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 4CF;>b
f~
_=~u\ $
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm zG #5lzIu,
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 )k =KLQ\b
Qp:I[:Lr;
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 :EV.nD7
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 9,'m,2%W
1）传动装置总传动比 pq{`WgA^
nm=960r/min; $(9QnH1KY
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 K 5qCPt`'
2）分配各级传动比 6Cj7 =|L7
取V带传动比为 X( ph$,[
i1=3; XL n9NBT4K
则单级圆柱齿轮减速器比为 .J75bX5
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 & IQ=M.!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。 U*[E+Uq}:N
4．计算传动装置的运动和动力参数 8:{id>Mm^
1）各轴转速 F-/z@tM
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 `3F#k[IR
n0=nm; 3%+ ~"4&
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min #-;c!<2
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min j9 NF|
2%pED
xui
2）各轴输入功率 _Q5mPBO
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 `DY
yK?R
P0=Ped=4kw qi4P(s-i
轴I 的功率 5*%Gh&)
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw wD9K\%jIr!
轴II功率 >R F|Q
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw EH |+S
3）各轴转矩 j?2~6W/[
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Wi&v?nm
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm uxf,95<g)
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm %)lp]Y33
二、设计带轮 l53i
{o
1、计算功率 U+!RIF[Je
P=Ped=4Kw "|8oFf)l@B
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 |q w0:c=7!
查课本表8－10，得KA=1.1; z;qDl%AF
计算功率 [KK
|_
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw z+"$G
2选择普通V带型号 4EqThvI{
n0 =960r/min h0PDFMM<
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 H3rA
?F#+*
d1=80~100 ; R*-c m
3、确定带轮基准直径 7S{qo&j'
表8－11及推荐标准值 D^6* Cwb
小轮直径 w<9rTHG8,
d1=100mm; O@ Aaz c5K
大轮直径 .C^P6S2oJ
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm z(\a JW
取标准件 *E/Bfp1LIe
d2=355mm; uos8Mav{E
4、验算带速 4eHSAN"$
验算带速 7H3v[ f^Q
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s OXQ*Xpc
在5~25m/s范围内 ^@^8iZ
从动轮转速 T3{O+aRt
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s *I]]Ogpq=
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s G)7U &B
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 VExhN';
=-0.0141 A%8
Q}s$<s
5、V带基准长度和中心距 XJ<" S
p
初定中心距 0/Q_%
:
中心距的范围 dtR"5TL<~}
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm h[remR# 3\
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm & BPYlfB1
a0=350mm; VIp|U{
初算带长 g Q\.|'%
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 roS" q~GS,
Lc = 1461.2mm .RxT z9(
选定基准长度 ahl|N`
表8-7,表8-8查得 %>
XsKXj
Ld=1600mm; xTAfV N
定中心距 2b$>1O&2
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Orq/38:4G
a=420mm; _5p$ #U`
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm WzzA:X
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm TUp\,T^2
6、验算小带轮包角 |=}+%>y_
验算包角 hV7EjQ p
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a e@h{Ns.1-
145.2107 >120度 故合格 G+c&e:ip<
7、求V带根数Z bsQ 'kBD
由式（13-15）得 *u$aItx
查得 n1=960r/min , d1=120mm ,l >w9?0Z
查表13-3 P0=0.95 ]KFh 1
由式13-9得传动比 CF;Gy L1M
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 x@
=p
查表（13-4）得 v<1@"9EH
)U\i7[k>
由包角145.21度 oKn$g[,SJh
查表13-5得Ka=0.92 MRpMmu
KL=0.99 @D9O< x
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Al
yJ!f"Y
8、作用在带上的压力F pf8'xdExH)
查表13-1得q=0.10 L 2VwW
故由13-17得单根V带初拉力 Q ,NnB{R
\n_7+[=E
三、轴 \:m~
+o$<-
初做轴直径： *ra)u-
轴I和轴II选用45#钢 c=110 $1 ])>m_ct
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm ?\\wLZ
取d1=28mm 2U./
Yfk\
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm Mq91HmC(@
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 2O kID
WcM
取YL10YLd10联轴器 =CQfs6np:N
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 2c Xae
取d2=45mm gvc@q`_]
四、齿轮 P`Zon
1、齿轮强度 qJ;~ANwt
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 J`5VE$2M
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。 *8)?ZZMM
因 ， ?i<l7
SH1=1.1， SH2=1.1 >v,X:B?+FL
， m'2 F#{
， 8O^x~[sQ
因： ， ，SF=1.3 |Y"XxM9
所以 ?c 8~VQaQ
| l Le^FM
!> Nlp,r&~
2、按齿面接触强度设计 .w4| $.H
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 0Jv6?7]LKa
小齿轮上的转矩 `ulQ C
按 计算中心距 >)K3
u=i=5.333 P"7` : a
mm | co#X8J
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 8J,^O04<
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 B>i%:[-e
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm V_
6K ?~j
齿宽b= ^ ?e[$}
b1=70mm,b2=60mm \ gP?uJ
3、验算弯曲强度 pqg2#@F.
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 cEHpa%_5
按式（11-8）轮齿弯曲强度 _L8&.=4]i
[
&Wy $
Z*Ffdh>*:&
4、齿轮圆周速度 1'~+.92Y
E:rJi]
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 ;* 5z&1O
u4lM> (3Y}
kg Bkwp
\WE/#To
D?ic~ -&
7UBW3{d/u5
l4kqz.Z-g
@IL@|Srs8
五、轴校核： ,GWa3.&.d
<w&'E6mU
!o|
ex+z;
+!@x H];
-AnJLFY
4 4QW&qL!(
mTH[*Y,
>% "TrAt
0uKm)t/
i8<5|du&?
< c @d E
+
o< 7*
SMvlEj^
a\-5tYo`u
fCa
lR7!
R]od/u/$
+4t
\j<T
wB 8548C}-
圆周力Ft=2T/d1 +2E~=xX
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 CEk [&39"
d=mz=2.5*101=252.5mm #d8]cm=
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 34k(:]56|
Fr=5852.5*tan20=2031.9N
mC ]Krnx
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 _u-tRHh|A
由Fr2*L-Fr*L/2=0 v 'L"sgW6I
得Fr2=Fr/2=1015.9N SFWS<H(IN
@ &c@
2、求水平平面的支承力 Gyu = }
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N #~*v*F~3
-XECYwTh
[Qk j}
3、画垂直面弯矩图 l7ES*==&@0
L=40/2+40/2+90＋10=140mm E#w2'( t
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm %Y`)ZKh
,vi6<C\
;rJ#>7K
4、画水平面弯矩图 @ 6 jK jI
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm a6 T!)g
C 1HNcfa7
/\jRr7 Cd
\XY2s&"
5、求合成弯矩图 g[2[
zIB=
Qe[ai?iJkt
I~
SFY>s
^YPw'cZZ&
6、求轴传递转矩 o,1Fzdh6(
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm tV.96P;)/9
Ky7-6$
K!jau|FS
&)Wm r F
\LS s@\$
g
' vIVsv<p
>GDN~'}^oz
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@n=FSn6 c
VN4H+9E
( (mNB]sy
M\9p- %"L
A^7Y%
X15e~;&
bD cWPwe
7、求危险截面的当量弯矩 FJ&?My,=J
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 ErMA$UkJ
轴的扭切应力是脉动循环应力 !Ys.KDL
取折合系数a=0.6代入上式可得 W^nG\"T^
Y1F P |
8、计算危险截面处轴的直径 8J7<7Sx
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 m>?{flO
由表13-3查得许用弯曲应力 ， c/}bx52>u
所以 qxwD 4L`S
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 78+PG(Q_M
故d=1.04*25.4=26.42mm 8-R; &
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 HQ8;d9cGir
所以此轴选d=40mm,安全 xqzd X L}
六、轴承的选择 $5 l=&
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 "^iw {]~U
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N \xaK?_hv
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时）
t"'aQr
因为大修期三年，可更换一次轴承 & mvC<_1n
所以取三年 of:xj$dQ_
由公式 {#1}YGpiVM
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) j1,ir
（深沟球轴承系列） <yrl_vl{
?g' ? Ou
由附表选6207型轴承 RV:%^=V-
七、键的选择 |q\:3R_0
选普通平键A型 dj cC m5m
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 X8b= z9
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 6jtnH'E/
由公式 '`Z5 .<n7p
所以 7l3sd5
选变通平键，铸铁键 Dos`lh
h=~ TgTv
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 h{cJ S9e}
八、减速器附件的选择 Lm }:`
1、通气器： ZjXpMx,
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 paW7.~3
R
2、油面指示器： e'z[JG=
选用油标尺，规格M16 _6 |lw&o07
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 (-(sBQ a+
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 B@Q Ate7
5、窥视孔及视孔盖 v [ 4 J0
选用板结构的视孔盖 <OEu 4,~:
九、润滑与密封： W]rK* Dc
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 5l"v : Px
!7lS=D(?
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。 zj^Ys`nl
2、滚动轴承的润滑 E(oI0*S.5
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。 X)|b_ 3Z
3、润滑油的选择 }Z_w8+BZ
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 F\Gi;6a
L-AN15润滑油 PSQ5/l?\>
4、密封方式选取： j9YI6X"
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。 >8nRP%r[5,
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 yb#NB)+E@
设计小结： jR #g>MDKB
二、课程设计总结 (P[:g
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。 q(J3fjY)
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。 /JfRy%31
c?{&=,u2
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。 )q\|f_
K
-!YD}OF
特别感谢—程莉老师。 &AI/;zru
1#9 Q1@'OS
参考资料目录 nTw eQ
[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； Wej 8YF@
[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； ;k<g# She
[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； d 3AOuVUf
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ;aip1Df
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn !PI& y
8=H!&+aGh
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Nw=60.0241r/min "]81+
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n0=960r/min 5ve4 u
n1=320r/min ts
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n2=60.0241r/min \LX!n!@
N|cW Tbi
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{k. Dy92
@]$qJFXx
P0=4Kw M>H4bU(
?M'_L']N[
P1=3.8Kw Q"UWh~
So &c\Ff
P2=3.6491Kw @* a'B=7
6- H81y 3
*LnY}#
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输送带速度 V=1.1 m/s 358/t/4 {p
滚筒直径 D=350 mm pq3 A%|
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