目 录 ~F5JN ^5Y
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 G dZ_
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 5~(.:R X:q
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 Cj~45)r
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 /18Z4TA
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 =+ um:*a.
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 LxqK@Q<B
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 5rG&Z5
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 qk}(E#.>F\
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 kOfq6[JC
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 HI}$Z =C
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Qd~M;L O"i
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 C;m 7 ~R
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 mHTZ:84
J?/.|Y]e
- [-LR }u
1.拟定传动方案 B<.XowT'
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 ml7nt 0{
v=1.1m/s;D=350mm; !]bXHT&!R
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) e&&;"^@-
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。 W}+f}/&l
2.选择电动机 iUuG}rqj
1）电动机类型和结构形式 )9_j r(s
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。 u15-|i{y7
2）电动机容量 XD\R D
（1）卷筒轴的输出功率Pw }@IRRe Q
F=2800r/min; - w41Bvz0
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 H nvE\t9`
(2)电动机输出功率Pd c*nH =
Pd=Pw/t ?h `Ned0P
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 tT7< V{i4
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： }5n((7@X
弹性联轴器 1个 F|._'i+B!
t4=0.99; !\{&^,y
滚动轴承 2对 AF{k^^|H
t2=0.99; e'<pw^I\
圆柱齿轮闭式 1对 qw A N=3@
t3=0.97; ; n2|pC^
V带开式传动 1幅 D;bQ"P-m47
t1=0.95; r4Ygy/%
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 i4T U}. h8
t5=0.98; w, 0tY=h6
则 ]+\@_1<ZI
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 JL~Q E-pvD
故 \ iL&Aq}BO
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 mT57NP
（3）电动机额定功率Ped OHnHSb'?\
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 0x'-\)v>3
3）电动机的转速 B`Q.<Lqu
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*bfq?E a
可选电动机的最小转速 4XL*e+UfJ
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min $)|
l#'r
可选电动机的最大转速 #8;|_RU
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min DM6oMT
同步转速为960r/min 5qco 4@8
选定电动机型号为Y132M1－6。 NLDmZra
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 4 !l bwqo
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 RVN"lDGA
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 fFXG;Q8&
IY|;}mIF
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm `n8) o %E9
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 9GS<d.#Nvc
s~$kzEtjjU
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 SsjO1F
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ,hK0F3?H>
1）传动装置总传动比 D={|&:`L e
nm=960r/min; kr 7f<;rmJ
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 8WWRKP1V
2）分配各级传动比 z602(mxGg
取V带传动比为 J'.:l} g!1
i1=3; 5EIhCbA
则单级圆柱齿轮减速器比为 p7(x k6W
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 7Z>u|L($m
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 76[aOC 2Ad
4．计算传动装置的运动和动力参数 Ygn"7
1）各轴转速 p}.P^ `~j
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 CAY^ `K!
n0=nm; ]sO} )
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min YZ\$b= -
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min =mCUuY#
KdF QlQaj
2）各轴输入功率 "f fwh
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 u;DF$
P0=Ped=4kw +-,Q>`
轴I 的功率 'j$iS W&
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 0 TSj]{[
轴II功率 NTi JEzW}
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw yhEU *\:
3）各轴转矩 ZeK*M PxQ
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm '9GHmtdO,
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm TJ`E/=J!
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm g'Ft5fQ"o/
二、设计带轮 '#t"^E2$
1、计算功率 IDzP<u8v
P=Ped=4Kw !.L%kw7z
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 +IVVs Vp
查课本表8－10，得KA=1.1; /exV6D r
计算功率 uf`o\wqU
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 8_f0P8R!y
2选择普通V带型号 -w 2 !k
n0 =960r/min RrLQM!~
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 :R HNV
d1=80~100 a#! Vi93
3、确定带轮基准直径 HeG GAjc
表8－11及推荐标准值 x{ ~-YzWho
小轮直径 qYIBP?`g
d1=100mm; !`,6E`Y#
大轮直径 ,{itnKJC
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ?TE#4}p|
取标准件 7* ^\mycv
d2=355mm; 65ijzZL;
4、验算带速 2DTH|Yv
验算带速 m *P~X*St
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s ^]wm Y
在5~25m/s范围内 -+|0LXo
从动轮转速 $a\q<fN}
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s QfU
0*W?r
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s yhQo1e>
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 wias ]u|
=-0.0141 Ym& _IOx
5、V带基准长度和中心距 4,FkA_k
初定中心距 zo@>~G3$9
中心距的范围 w[PW-m^`
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm / c/!13|
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm L7n->8Qk
a0=350mm; B_`A[0H
初算带长 @[zPN[z .
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 BAm H2"
Lc = 1461.2mm QEUg=*3W=
选定基准长度 JS&l
h
表8-7,表8-8查得 L)Un9&4L
Ld=1600mm; 9]|[z{v'>l
定中心距
+aP %H
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm @Z@yI2#e
a=420mm; j@UW[ ,UI
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm I$qL=
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm u9mMkzgSkP
6、验算小带轮包角 3dadeu ^{A
验算包角 z(1h ^.
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a QHMXQyr(
145.2107 >120度 故合格 pl fz)x3
7、求V带根数Z , X$S4>
由式（13-15）得 _PNU*E%s<
查得 n1=960r/min , d1=120mm hpWAQ#%oHm
查表13-3 P0=0.95 *PL+)2ob
由式13-9得传动比 aH"tSgi
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 4CX *
查表（13-4）得 J [LGa:``
!6< 2JNf
由包角145.21度 o>U%3-+T^J
查表13-5得Ka=0.92 Yz-b~D/=}
KL=0.99 ?/#HTg)!B
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 q#sMew\{
8、作用在带上的压力F Gjy'30IF
查表13-1得q=0.10 \iowAo$
故由13-17得单根V带初拉力 = \X<UA}
f=/ S]o4/3
三、轴 JEJ] '3
初做轴直径： wZfR>|f
轴I和轴II选用45#钢 c=110 &e,xN;
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm >Cd%tIie*
取d1=28mm pVbX#3
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm Ht sa<t F
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 4 Iy\
取YL10YLd10联轴器 Zpu>T2Tp
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 VJ_E]}H
取d2=45mm Qt>yRt
四、齿轮 puXJ:yo(
1、齿轮强度 y0(k7D|\
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 ;=h^"et
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。 %HYC-TF#
因 ， 8(Z*Vz uu
SH1=1.1， SH2=1.1 P7u5Ykc*
， hC6$>tl
， C8&)-v|
因： ， ，SF=1.3 k(VA5upCs
所以 {R1jysG tD
6"_FjS3Sl
;PS [ VdV
2、按齿面接触强度设计 *vBcT.|,
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 []LNNO],X
小齿轮上的转矩 BIcE3}dS8
按 计算中心距 HCHC~FNd
u=i=5.333 KsUsj3J
mm >xP $A{
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ( ''`Ce
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 f0 wQn09
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Hk6Dwe[y
齿宽b= zhN'@Wj' _
b1=70mm,b2=60mm hrcR"OZ~X
3、验算弯曲强度 H%faRUonz
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 d(To)ly.
按式（11-8）轮齿弯曲强度 2@e<II2ha8
[%QJ6
R
)?8A\<E
4、齿轮圆周速度 1Ete;r%5=
u :m]-'
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 -u{k
jr!x)yd
!Rsx)
&NGlkn
hsfVKlw-
`?Y/:4
9 .%{M#j
c>DA R
五、轴校核： pazFVzT
vhhsOga
q~l&EH0
I OIGLtB
+Do7rl
C@Wm+E ~;8
{W0]0_mI(
Uyi_B.:`
}B0V$
gCwg ;c-
p=7kFv
9B*SWWAj
q"]-CGAa
elP`5BuN
u4. -AY {
J@yy2AZnO
;o8cfD .z
2V F|T 'h
圆周力Ft=2T/d1 P5aHLNit
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 uM qo)J@s
d=mz=2.5*101=252.5mm JLg_oK6
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N Qiw Zk<rb
Fr=5852.5*tan20=2031.9N V?5_J%
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 M }@^8
由Fr2*L-Fr*L/2=0 tnKzg21%
得Fr2=Fr/2=1015.9N UGR5ILf
Txw,B2e)>
2、求水平平面的支承力 +o_`k!
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N nTYqZ lI,
XPX{c|]>.
P7@q v g
3、画垂直面弯矩图 %A64 Y<K
L=40/2+40/2+90＋10=140mm 1>|p1YZ"
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm Wxp^*._q3I
<cWo]T`X!
dd$\Q
4、画水平面弯矩图 O
gycP4z[
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm nC`=qu M9
(>)Y0ki}
h!)(R<
k v5D=0r
5、求合成弯矩图 N 8mK^{
AY *
:Eob"WH
VDQ& Bm JE
6、求轴传递转矩 kuUH 2:L
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm u,'c:RMV
S9xC> |<
o.j;dsZ
J/
rQ42d
,cbP yg
\3Xt\1qN4
FiFZM
^&Qaf:M
T mUn/
A)VOv`U@2
5Pv>`E2^
n}._Nb
5
KXdls(ROP
bg 7b!t1F
7GPBn}{W
4V[+6EV
1zl@$ Nt
@o>2:D1G
tM !1oWH
L- =^GNh
[% 3{mAd
7、求危险截面的当量弯矩 E7j]"\~ i
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 4$y|z{[<
5
轴的扭切应力是脉动循环应力 tb_}w@:kU
取折合系数a=0.6代入上式可得 8B WLi5R[
C0kwI*)
8、计算危险截面处轴的直径 67f#Z&r2k
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 ^
*m;![$[
由表13-3查得许用弯曲应力 ， >r{,$)H0
所以 7e u7ie6
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 lYq
R6^
故d=1.04*25.4=26.42mm 7$b78wax
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 6idYz"P %
所以此轴选d=40mm,安全 /~AajLxu3W
六、轴承的选择 &;C|=8eB
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 Yz{UP)TC
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N WI~';dK2]
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） m 2\ ZnC
因为大修期三年，可更换一次轴承 33
N5 > }
所以取三年 3pl.<;9r
由公式 |n* I}w^
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) =(@J+ Ou
（深沟球轴承系列） *UEo&B2+
*jDzh;H!w
由附表选6207型轴承 Ee 4oTU5Mb
七、键的选择 _D
z4 }:9
选普通平键A型 Q vqX3FU
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 [j:%O|h
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm bC" #.e
由公式 UG1^G07s
所以 r)h+pga5^E
选变通平键，铸铁键 u,/PJg-(!
Z=wLNm H
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 + }*]9nG
八、减速器附件的选择 4xg%OH
1、通气器： =Ermh7,
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 oSTGs@EK
2、油面指示器： GndF!#?N(
选用油标尺，规格M16 5a4;d+
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 vE&
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 3O$Q>.0 w/
5、窥视孔及视孔盖 wVw3YIN#
选用板结构的视孔盖 *Q5/d9B8TN
九、润滑与密封： cojuU=i
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： @u$4{sjgf\
Z?1.Y7Npr
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 X@ jml$ ;$
2、滚动轴承的润滑 T2^ @x9
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。 'rU 5VrK
3、润滑油的选择 WM*7p;t@)
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 8'/vW ~f
L-AN15润滑油 !a4pKN`qLY
4、密封方式选取： QBDi;Xzb+
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。 H?^Poe(=(
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 %0= |WnF-
设计小结： 8CwgV
二、课程设计总结 #@ lLx?U
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。 # l}Y1^PDd
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。 APy&~`
}!5"EL(L80
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。 !J'BAq[x
o3j4XrK
特别感谢—程莉老师。 {n2jAR9nq
_fa2ntuS=f
参考资料目录 dN;C-XF3s
[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； 62a{Ggs{
[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； JtvAi\52$
[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； Bo)w#X
[3]《设计手册软件》，网络上下载； </Q<*@p?
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn OG/R6k.
#!C/~"Y*`|
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T0=39.7917Nm oJ4OVfknD
T1=113.4063Nm q)N]*~
T2=589.5878Nm A?)nLp&Y
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