目 录 .1MXQLy
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 `S Wf)1K
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 `3r *Ae
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ^!|BKH8>f%
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 u~?]/-.TY
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 J3Q.6e=7
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 G7C9 FV bR
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 bTKzwNx
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 SDV} bN
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 u=#!je
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 E/_=0t
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Yc#o GCt
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Vm&fw".J
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 [HIg\N$I8C
;4XX8W1
+98~OInySZ
1.拟定传动方案 2` t4@T
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 lbg!B4,
v=1.1m/s;D=350mm; jKQnox+=
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) cX1"<fD o
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 (XT^<#Ga
2.选择电动机 RXgi> Hz
1）电动机类型和结构形式 u 9m"{Kn V
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 vK#xA+W
2）电动机容量 P 2;j>=W
（1）卷筒轴的输出功率Pw blaxUP:
F=2800r/min; 05nG |
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 wamqeb{u
(2)电动机输出功率Pd WJe
Pd=Pw/t sBF}j.b
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 p%J,af
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： ?mRU9VY
弹性联轴器 1个 " S#0QH%5
t4=0.99; ~ mK9S^[
滚动轴承 2对 i/ oa KpPN
t2=0.99; ngEjbCV+
圆柱齿轮闭式 1对 0?SdAF[:z
t3=0.97; !=cW+= 1
V带开式传动 1幅 GC$Hp!H
t1=0.95; @?*26}qp
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ( sO;etW
t5=0.98; Y.F:1<FAtf
则 :(A]Bm3
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 lGjmw"/C
故 lh~!cOm\=E
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 C/_W>H_
（3）电动机额定功率Ped (EuHQ &<^9
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 ] 2FS =
3）电动机的转速 A#2 Fd7&
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， "=9 L7.E)
可选电动机的最小转速 v?!x,H$Qd
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 8K6yqc H
可选电动机的最大转速 .\{GU9|nO
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min Sxjwqqv
同步转速为960r/min `<y2l94tL
选定电动机型号为Y132M1－6。 *'PG@S
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 X!"ltN d
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 cl1h;w9s
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 GJ
ZT~
[P)HVFy|l
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm h&[]B*BLr
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 \ tF><
J'b *^K
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 W J=eV8Uk
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 {Z 1j >h$
1）传动装置总传动比 m}Kn!21
nm=960r/min; Y%|f<C)lx2
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 2 m[z4V@`
2）分配各级传动比 k1_f7_m
取V带传动比为 vkASp&a
i1=3; f77Jn^Dt
则单级圆柱齿轮减速器比为 B Lw ssr.
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 : )cPc7$8
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 D$I7 Gz,w{
4．计算传动装置的运动和动力参数 p_) V@ 7
1）各轴转速 qx5.LiF
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 B;2os ^*
n0=nm; !d&K,k
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min Qg<_te)\
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min &#w]
2~ |
+i4S^B/8i
2）各轴输入功率 5yuj}/PZ
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 sD_Z`1
P0=Ped=4kw lBgf' b3$
轴I 的功率 GFY Ag
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 75jq+O_:
轴II功率 /al(=zf
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw SLD%8:Zn
3）各轴转矩 i~M CY.F
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm #dtYa
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm O0i_h<T
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm uv/I`[@HK8
二、设计带轮 4=%Uv ^M
1、计算功率 S}cpYjnH8
P=Ped=4Kw C~yfuPr\B
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 Z q}w}v
查课本表8－10，得KA=1.1; $ [by)
计算功率 xw&[ 9}Y
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw .Xc, Gq{
2选择普通V带型号 +5JCbT@y
n0 =960r/min S>/p6}3]
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 h*Rh:yCR>
d1=80~100 G{pfyfF
3、确定带轮基准直径 ) ~rf x
表8－11及推荐标准值 _rR+u56y-
小轮直径 X2}\i5{
d1=100mm; dpDVEEs84
大轮直径 S1E =E5
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm [V|,O'X ~
取标准件 +\fr3@Yc
d2=355mm; 9gZMfP
4、验算带速 ! \'7j-6
验算带速 *!$4
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s h q6B
pE
在5~25m/s范围内 AE={P*g
从动轮转速 w4Qqo(
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s pEuZsQ
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s %[u6<
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 L'BDS*
=-0.0141 yM}}mypS
5、V带基准长度和中心距 GbFLu`I u
初定中心距 W2D^%;mw
中心距的范围 3l _Ko %qS
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm ( v6tE[4
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm x%pC.0%
a0=350mm; OL4I}^*,
初算带长 +dX1`%RR[
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ZR.1SA0x?O
Lc = 1461.2mm Sf);j0G,D
选定基准长度 jL(=<R(~y
表8-7,表8-8查得 D>+&= 5{
Ld=1600mm; kT&-:: ^R
定中心距 0 #pjfc `:
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm }zY)H9J~
a=420mm; |5 _bFB+&
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm |s-q+q{|
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm O$k;p<?M
6、验算小带轮包角 'Y IFHn$!
验算包角 +0r Mv
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a guz{DBlK
145.2107 >120度 故合格 u/Fa +S
7、求V带根数Z \(Dq=U zQI
由式（13-15）得 Q/m))!ikMt
查得 n1=960r/min , d1=120mm .;yy=
Rj
查表13-3 P0=0.95 r5jiB L~
由式13-9得传动比 {_0E f c=7
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 pi sk v [
查表（13-4）得 +-&N<U
c9-$t d&
由包角145.21度 e4p:Zb:
查表13-5得Ka=0.92 )8kcOBG^L
KL=0.99 ]:i
:QiYD
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 ,Xs%Cg_Ig
8、作用在带上的压力F )f1<-a"D|
查表13-1得q=0.10 _QbLg"O
故由13-17得单根V带初拉力 ;
Xrx>( n
3G9"La,b
三、轴 <h^'x7PkW5
初做轴直径： -}`ES]
轴I和轴II选用45#钢 c=110 YLmzMD>
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm 34-QgE
取d1=28mm #P.jl pZk
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm 5JW+&XA
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 GE]fB g
取YL10YLd10联轴器 W.iL!x.B@
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 xoF]r$sC8
取d2=45mm e:hkWcV
四、齿轮 `,i'vb`W#b
1、齿轮强度 DE|r~TQ
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 v+U (
# "
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。 oEbgyT gB
因 ， &f'\9lO
SH1=1.1， SH2=1.1 g
<^Y^~+E
， L@2%a'
， FL% GW:
因： ， ，SF=1.3 >8Wvz.Nq/
所以 ]y3V ^W#
Oe4 l`
=2
p.^mOkpt
2、按齿面接触强度设计 Zs<} { `-
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 g66=3c9</6
小齿轮上的转矩 [?x9N Q{
按 计算中心距 s|Ls
u=i=5.333 qp 4.XL
mm cE> K:3n
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ]2(vO0~
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 S> O fUrt
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm K]' 84!l
齿宽b= qb(#{Sw0
b1=70mm,b2=60mm }3 :DJ(Y
3、验算弯曲强度 wLC!vX.S
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 Os^ sOOSY
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ]UKKy2r.
qH!}oPeU'
Qw4P{>|Y
4、齿轮圆周速度 fiOc;d8
"<ow;ciJF
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 r/1:!Vu(
x3=W{Fv@4
v'Ce|.;
_a@&$NEox
95B w;U3E
o6sL~ *hQ
9C}Ie$\
\]GO*]CaV
五、轴校核： \kcJF'JFA0
< J-bDcp
i$;GEM}tv
rHPda?&H
W)JUMW2|
k%E9r'A c
<q
hNX$ t
8( 3'YNC
CN8Ge Z-G
'c 5#M,G~
Ze ~$by|9f
L,!?'.*/]
-q' n p0H
UfjLNe}wA
:0IxnK(r&
%F-/|x1#Q
I7TdBe-
{ 6Lkh
圆周力Ft=2T/d1 A] R7H1
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ,6S a
d=mz=2.5*101=252.5mm 11}sRu/
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N !Sr^4R +Z
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 3 lH#+@
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Je_Hj9#M\d
由Fr2*L-Fr*L/2=0 75i
M_e\
得Fr2=Fr/2=1015.9N k1Zu&4C \
*bRer[7y
2、求水平平面的支承力 `q* 0^}
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N &&$/>[0=.
Ag}V >i'
3Gq Js
3、画垂直面弯矩图 a
OR}
L=40/2+40/2+90＋10=140mm VaC#9Tp2X
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm Zi M#g1;
& tQHxiDX
HVz-i{M
4、画水平面弯矩图 %Y%+K5;AZ
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm nP?=uGqCBq
7Z5,(dH>
WI9'$h B\
9\3% 5B7
5、求合成弯矩图 Y M{Q)115
zf $&+E -
h95C4jBE
i,rP /A^q
6、求轴传递转矩 $UW!tg*U&
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm }`6-^lj
N%;Q[*d@/
GbUcNROr
xou 7j
W093rNF~
]*j>yj.Y'~
6CO>Tg:%
=YF\mhMQ:
5Zs" CDU
bL_s[-7
S#0y\
}#z E`IT
{l{ p
d hiLv_ /
/'
L20aN2
PN/2EmwtC
3Zg=ZnF
Cvm ZW$5Yo
|[D~7|?
w3Aq[1U0
9bgKu6-X
7、求危险截面的当量弯矩 OH5
kT$
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 g _;5"
轴的扭切应力是脉动循环应力 ^i&Qr+v
取折合系数a=0.6代入上式可得 .6!]RA5!=
9 UOx ~Ty
8、计算危险截面处轴的直径 Oz^+;P1
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 5{ #9b^
由表13-3查得许用弯曲应力 ， V)R-w`
所以 RUf,)]Vvk
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 \|R`wFn^P
故d=1.04*25.4=26.42mm M7yJ2u <Ty
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 @^Mn
PM
所以此轴选d=40mm,安全 d|on
y
六、轴承的选择 I OF~V)8k=
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 vtR<(tOu@
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N ;knSn$
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） aO
"JT
因为大修期三年，可更换一次轴承 0'^? m$
所以取三年 9^0 'VRG
由公式 .)|jBC8|}
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) *bn9j>|iv
（深沟球轴承系列） h1fJ`WT6,
%'\D _W&
由附表选6207型轴承 '7>Vmr 6
七、键的选择 $f1L<euH
选普通平键A型 U,iTURd
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 i/O!bq[o
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm _< ;#= l
由公式 ++,mM7a
所以 K!|=)G3.`
选变通平键，铸铁键 \'E _
G2a fHL<
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 @pytHN8( $
八、减速器附件的选择 7 bsW7;C
1、通气器： H=X>o.iVqi
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 =Z#tZ{"
2、油面指示器： kGc)Un?'{U
选用油标尺，规格M16 TM!R[-\
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 Y141Twjvd
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 q>Px
5、窥视孔及视孔盖 UeHS4cW
选用板结构的视孔盖 ih +kh7J-
九、润滑与密封： 7azxqa5:
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： L 8bq3Q'p
[FiXsYb.8
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。 U45/%?kE)
2、滚动轴承的润滑 7MGc+M(p
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。 _tjFb_}Q
3、润滑油的选择 P] y2W#Rs
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 Q7=J[,V: 2
L-AN15润滑油 DT 9i<kl
4、密封方式选取： N Lz$jk%=g
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。 iZSj T"l^
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 SI;G|uO;/
设计小结： &-cI|
二、课程设计总结 \Z+v\5nmO
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。 DN ^ln%#
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。 <wE2ly&x
Wc,8<Y'
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。 @
K@~4!
saRB~[6I
特别感谢—程莉老师。 `M7 ){
^f`#8G7 (
参考资料目录 -3 W 4
[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； l }O` cC
[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； i" e) LJz
[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； `J-"S<c?_
[3]《设计手册软件》，网络上下载； `Z@wWs
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn |LNXu
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|2 3 }~c,
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T1=113.4063Nm PM.SEzhm
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