目 录 Y 5M>&}N
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 Q5b~5a
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 `uo'w:Q
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 #0V$KC*>
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 (P&~PJH
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ^kA^> vi
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 u^&2T(xG i
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 [R:\
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 t= J WD2
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 eAR]~
NiW
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 9 &a&O
Z{
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 % 9B r
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 AC :cV='
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 m08:EX P
z'OY6
UT!gAU
1.拟定传动方案 N' [bA
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 Ad !=
*n
v=1.1m/s;D=350mm; f.SV-{O_
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) r^3/Ltd5/
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 L>V Z-j
2.选择电动机 %GG:F^X#
1）电动机类型和结构形式 .4DX/~F
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 0]% 0wbY1
2）电动机容量 @y?<Kv}s
（1）卷筒轴的输出功率Pw ,w&8 &wj
F=2800r/min; c@H:?s!0R
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000
KKpO <TO
(2)电动机输出功率Pd [ aC7
Pd=Pw/t FrXFm+8
F
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 =8FV&|fP
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： g$+u;ER5
弹性联轴器 1个 t:y}
7un
t4=0.99; ,Yx"3i,
滚动轴承 2对 xDv5'IGBb
t2=0.99; el
GP2x#:
圆柱齿轮闭式 1对 ]gI>ay"\QA
t3=0.97; tg%s#lLeH
V带开式传动 1幅 4pNIsjl}
t1=0.95; 3>LyEXOW
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 d67Q@ ')00
t5=0.98; k+Ew+j1_
则 n/*BK;
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 )\ fA y
故 FgA'X<
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 rz/^_dV
（3）电动机额定功率Ped 8/ lv, m#
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 9gFb=&1k
3）电动机的转速
i=67
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， }2dz];bR
可选电动机的最小转速 t [gz#'
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min ' *h y!f]
可选电动机的最大转速 LvP{"K;
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min *6uZ"4rb.
同步转速为960r/min Oa7x(wS
选定电动机型号为Y132M1－6。 9e^HTUFbG
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 z@ @w?>*
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 :5 XNV6^|
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 llG^ +*Y8t
.1F(-mLd
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm xDtq@Rb}
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 QUa_gYp0v
)nJo\HFXv
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 pPr/r& r
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 b'i-/l$
1）传动装置总传动比 Ml &Cr
nm=960r/min; (S ~|hk^
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 BGAqg=nDV
2）分配各级传动比 )C >4? )
取V带传动比为 qf7:Q?+.|
i1=3; S0X %IG
则单级圆柱齿轮减速器比为 l+# l\q%l
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 iCA!=%M@D
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。 m( Hb! RT
4．计算传动装置的运动和动力参数 ~` J/618
1）各轴转速 NpS*]vSO
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 -9 Iz$ (>a
n0=nm; MF+J3)
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min m~KG B"
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ZM)Y Rdh
{a>a?fVU
2）各轴输入功率 'k|?M
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 {\tHS+]
P0=Ped=4kw HK~uu5j
轴I 的功率 Bvbv ~7g (
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw R <kh3T
轴II功率 \W^Mo>l
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw .}KY*y
3）各轴转矩 S@Rw+#QE
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm ^Y mq<*X
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm "T>74bj_|Q
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm OyTE d5\3
二、设计带轮 Q)"L 8v
v
1、计算功率 ~( %TQY5
P=Ped=4Kw }1EfyR
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 a3o4> 9
查课本表8－10，得KA=1.1; 8;'fWV?
U
计算功率 dV{N,;z
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw b"`Vn,
2选择普通V带型号 QBi&Q%p iy
n0 =960r/min kbij Zj{
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 j\V9o 9D
d1=80~100 [3Qu @;"&
3、确定带轮基准直径 AEjkqG4qv
表8－11及推荐标准值 NzRpI5\.
小轮直径 M ,0@@:
d1=100mm; VUfV=&D-*g
大轮直径 Qg
dHIMY
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm &?.k-:iN
取标准件 SoS GQ& k
d2=355mm; etY/K0
4、验算带速 7nh,j <~;2
验算带速 +.i?UHNB
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s ;d"F'd
在5~25m/s范围内 < 8yv(
从动轮转速 |T53m;D
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 6#NptXB
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s wKe$(>d "L
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 *G{%]\s?
=-0.0141 FB<#N+L \
5、V带基准长度和中心距 [UJC/GtjS
初定中心距 CTu#KJ?j
中心距的范围 :*GLLjS;
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm J \iyc,M<M
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm fJ!i%</V
a0=350mm; ~T<y p
初算带长 'qRK6}"T
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 bv&A)h"S
Lc = 1461.2mm EYc, "'
选定基准长度 O LAw Rha
表8-7,表8-8查得 Z
P\A
Ld=1600mm; chjXsq#Q^
定中心距 %vPs38Fks
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm e/@t U'$
a=420mm; E|u#W 3-:
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm yRQR @
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm B7"/K]dR:
6、验算小带轮包角 ;lqtw]4v
验算包角 $+` YP
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a v3 $+ l1
145.2107 >120度 故合格 ^WDAW#f*<
7、求V带根数Z v ?b9TE
由式（13-15）得 \I
r&&%
查得 n1=960r/min , d1=120mm *2O4 *Q1
查表13-3 P0=0.95 K9v@L6pY=
由式13-9得传动比 ]w!gv
/;
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 x <^vJ1
查表（13-4）得 ^4@~\#$z
# 4E@y<l$
由包角145.21度 u|m>h(O
查表13-5得Ka=0.92 w3lR8R]
KL=0.99 l?CUd7P(a
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Y40Hcc+Fx
8、作用在带上的压力F 7_r$zEP6
查表13-1得q=0.10 ZA@Q P1
故由13-17得单根V带初拉力 !6 _lD 0
C2GF
N1i
三、轴 5>.)7D%
初做轴直径： 8>.l 4:`
轴I和轴II选用45#钢 c=110 4^1B'>I
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm &Mz3CC6
取d1=28mm / H+br_D9
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm tqLn A
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 V>}@--$c-r
取YL10YLd10联轴器 h?wNmLre
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 fI"q/+
取d2=45mm k)D:lpxv
四、齿轮 O_8ERxj
g]
1、齿轮强度 {~DYf*RZ
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 d#:&Uw
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。 +pU\;x
因 ， 0ra VC=[
SH1=1.1， SH2=1.1 b9uo 6u4s
， JpN]j`
， c- z 2[a8
因： ， ，SF=1.3 ?c)PBJ+]
所以 G1MuH%4
?v L\VI9
T^h;T{H2
2、按齿面接触强度设计 O@[c*3]e
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 :A35 ?9E?
小齿轮上的转矩 [.DSY[!8U
按 计算中心距 `6V-a_8;[
u=i=5.333 uG2(NwOL
mm v)@EK6Nty
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 4,L(
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ~S}>| q$
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm <1[W Nj2[
齿宽b= q;3,}em g
b1=70mm,b2=60mm G v[W)+3f
3、验算弯曲强度 A#~"Gp
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 xQ4D| &
按式（11-8）轮齿弯曲强度 4?XX_=+F|
l c)*HYqU
<)y44x|S'
4、齿轮圆周速度 P9Hv){z
q q}EXq ^
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 %C=^
h1t%
K7}EL|Kx
KN U/Kc #
24{!j[,q@
V-a/%_D
.{D[!Dp#h
?&Si P-G
@ `2<^-r\
五、轴校核： q[{q3-W
3 #R~>c2
"~x\bSY
#.p^ S0\pw
\UFno$;mA
wVk2Fr(
u`Djle
6' W79
log{jF
?RGL0`Lg
8 }Rwf?B
>XP]NY}Po[
P\;lH"9
F7J-@T<
|RwpIe8~
Wq
7
c/ |
/b,M492
%cG6=`vR
圆周力Ft=2T/d1 A<^IG+Q,B7
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 fV * x2g7w
d=mz=2.5*101=252.5mm =-jk p
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N W >eJGZ<
Fr=5852.5*tan20=2031.9N M $#zvcp
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 x{<WJ|'B
由Fr2*L-Fr*L/2=0 ug[|'t R8
得Fr2=Fr/2=1015.9N {55{ YDqx
fI[tU(x
2、求水平平面的支承力 gT-'#K2qT
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N @uz&]~+`
T[>h6d
`g6XVa*%#
3、画垂直面弯矩图 bW<_K9"
L=40/2+40/2+90＋10=140mm OQaM4 7"
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm iZ#dS}VlJ
dgpo4'c}
3B/ GcltfM
4、画水平面弯矩图 rklr^ e
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm ;%2 /
7{f&L '
1g9Q vz3
sR,]eo<p&
5、求合成弯矩图 3sc5meSu'
3v;o `Em&
<`5>;Xn=
eS fT +UL
6、求轴传递转矩 AuUT 'E@E
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm n l Xg8t^G
%Fq"4%
* c7kB}/
+l@H[r;$
OGg9e
z*ZEw
7&X U]I
K@U"^
`G2
^"v~hjM#
5tHv'@
LgRx\*[C*
/XS6X
Tk $rwTCl
mfFC@~|g
:Gqyj_|<
5p"n g8nR
QR2J;Oj_
[' R2$z
0vmMNF
rtv\Pf|
Bk a\0+
7、求危险截面的当量弯矩 XV1#/@H;
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 f}^}d "&F
轴的扭切应力是脉动循环应力 LdR}v%EH
取折合系数a=0.6代入上式可得 uzG<(Q pu
]0by6hQ
8、计算危险截面处轴的直径 iI+ kZI-
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 GBtBmV/`
由表13-3查得许用弯曲应力 ， ps"crV-W
所以 gg'lb{oG
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 pD##lkJr
故d=1.04*25.4=26.42mm dm,7OQ
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 AOWX=`J8V
所以此轴选d=40mm,安全 'Fo *h6 =
六、轴承的选择 J6Hw05%0=
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 tvP_LN MF
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N Qc\JUm]
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） X3(:)zUL
因为大修期三年，可更换一次轴承 Namw[Tg J
所以取三年 %/~6Qq
由公式 f % ZqK_CW
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) m46Q%hwV
（深沟球轴承系列） AR`X2m '
YoGnk^$
由附表选6207型轴承 6(sqS~D
七、键的选择 mj[PKEdkB
选普通平键A型 Nz#T)M GO`
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 {2R b^K
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm JTNQz
由公式 ~l}rYi>g%
所以 ->6 /L)
选变通平键，铸铁键 d, iW#,
;TF(opW:
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 &BqRy UM$F
八、减速器附件的选择 a-4'jT:
1、通气器： ;{ XKZ}
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 T2Z;)e$m_
2、油面指示器： i]Lt8DiR q
选用油标尺，规格M16 VxLq,$B76
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 l ?NRQTG
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 _Z.lr\
5、窥视孔及视孔盖 b(_PCVC
选用板结构的视孔盖 699z@>$}
九、润滑与密封： " _jIqj6C
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#FqK+{u
1s-k =3)
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。 ED"@!M`1
2、滚动轴承的润滑 mG7Wu{~=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。 ? Bq"9*q
3、润滑油的选择 l2+qP{_4
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 dD1`[%
L-AN15润滑油 O}MY:6Pe
4、密封方式选取： yrnB]$hf
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。 a~S f~ka
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 "Fy34T0N
设计小结： zPe4WE|
二、课程设计总结 ?xGxr|+a
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。 Oq(_I
b)9
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。 Vg#s
_J }ce
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。 }el. qZ
00Tm0rY
特别感谢—程莉老师。 :J@q
Xa
@4B+<,i
参考资料目录 s!~M,zsQN
[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； {lT9gJ+
[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； 3uw u}aw
[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； miCt)Qd
[3]《设计手册软件》，网络上下载； qo} -m 7
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn ?O8NyCeb7
U />f" F
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n1=320r/min |QAmN> 7U
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P2=3.6491Kw
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T0=39.7917Nm CS50wY
T1=113.4063Nm r;O{et't7y
T2=589.5878Nm [mw# a9
aZ5qq+1x
GY@Np^>[a
Kl(}s{YFn.
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E I EwrC
KA=1.1 A
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Pc=4.4Kw [DGq{(O
Y
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