目 录 '< U[;H9\
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 L2Q p6A6S
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 WA)lk>(+
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 V0wC@?
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 fjzr8vU}C
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6
4pOc`
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 1tK6lrhj
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ;Ef)7GE@\[
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 TQyFF/K
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 WLA_YMlA
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 Q'V,?#
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 1OJD\w c
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 1QdB`8in
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 OYCF x2{
vU=k8
f+(w(~O
1.拟定传动方案 ;z=C^'
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 :/?R9JVI
v=1.1m/s;D=350mm; . LVOaxT
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) Y)-)NLLG;n
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。 zz''FmedF
2.选择电动机 3 %{'Uh,
1）电动机类型和结构形式 eWt>^]H~
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。 s(DaPhL6Qm
2）电动机容量 H'(o}cn7~
（1）卷筒轴的输出功率Pw 1=cfk#
F=2800r/min; fCo2".Tk
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 #._6lESK
(2)电动机输出功率Pd 4~J1pcBno%
Pd=Pw/t BsG[#4KM:
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 Ns] 9-D
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： ri_6 wbPp
弹性联轴器 1个 b|C,b"$N0
t4=0.99; 0 GLB3I >
滚动轴承 2对 .J!
$,O@
t2=0.99; TuhL :
圆柱齿轮闭式 1对 ;`Ch2b1+
t3=0.97; 0}3'h#33=
V带开式传动 1幅 "r(p K@h
t1=0.95; V,%5
hl'&
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 {?M*ZRO'
t5=0.98; Hw-oh?=
则 k*+ZLrT
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 o+WrIAR
故 KPvYq?F>4
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 +c2=*IA/
（3）电动机额定功率Ped s)ajy^6'M
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 'S-"*:$,u
3）电动机的转速 C4K&flk]
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， ?;kc% Rz
可选电动机的最小转速 [Z&s0 f1Qb
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min U d? d.
可选电动机的最大转速 i!-sbwd7
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ktJLp Z<0O
同步转速为960r/min 9w< _XXQ
选定电动机型号为Y132M1－6。 GHrT?zEX
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 .0/Z'.c 8
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 \.-y
LS.
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 Y:Tt$EQ
Q `fA)6U
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ~Am
%%$
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ,,-3p#P bw
zU= [Kc=$
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 tTxo:+xg
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ' F<e )D?
1）传动装置总传动比 %Q4w9d
nm=960r/min; 4o8HEq!
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 -m-WUox4"
2）分配各级传动比 /9^0YC;Y*
取V带传动比为 DY27' `n6
i1=3; -5B([jHgR
则单级圆柱齿轮减速器比为 \crmNH)3
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 <%5uzlp
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。 K#yH\ fn8
4．计算传动装置的运动和动力参数 9Qd'=JQl
1）各轴转速 VL1z$<vVXt
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 @WE$% d r
n0=nm; YLd%"H $n
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min WkmS
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min im\Ws./
6E& &0'm
2）各轴输入功率 O/"&?)[v
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 Hs!CJ(0 "y
P0=Ped=4kw `Hu ;Gdj=
轴I 的功率 aM1JG$+7 G
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw :Bc;.%
轴II功率 )[Cm*Xxa$
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw N%i<DsK.u6
3）各轴转矩 7q1l9:VYE
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm $h
f\ #'J
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 5~5ypQj
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 9_dsiM7CT
二、设计带轮 z W&W`(
1、计算功率 cK/odOi
P=Ped=4Kw Z@u mbyM
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 a
OHA G
查课本表8－10，得KA=1.1; 6 lFs N2
计算功率 q+Q)IVaU81
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 4x >e7Kf
2选择普通V带型号 .U
{JI\
n0 =960r/min
/PS]AM
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 f>PU# D@B
d1=80~100 ,5WDYk-
3、确定带轮基准直径 r4zS, J;,
表8－11及推荐标准值 Kj 5f:{Ur
小轮直径 ?uv%E*TU
d1=100mm; }_TdXY
#w\
大轮直径 )QT+;P.
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 3E9j%sYk
取标准件 ShxX[k
d2=355mm; &*-2k-16
4、验算带速 Grv| Wuli
验算带速 n&JP/P 3Y
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s =jh:0Q<43+
在5~25m/s范围内 ["9$H L
从动轮转速 i>}z$'X
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s W1(zi P'6
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s vZsVxx99
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 E$
rSrT(
=-0.0141 06
1=pV$CJ
5、V带基准长度和中心距 %m`QnRX?D
初定中心距 : Tl?yG F
中心距的范围 $4]PN 2d&
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm GC2<K
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm $x*GvI1D
a0=350mm; .(ir2g
初算带长 3dLz =.=)'
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 '@P[fS Q
Lc = 1461.2mm &B
C#u.^!
选定基准长度 Sq QB>;/p
表8-7,表8-8查得 T~E83Jw
Ld=1600mm; ?;Qk!t2U
定中心距 %{"STbO #>
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 6h%(0=^
a=420mm; h'+ s wPh
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm xOlkG*3c
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm CXA8V"@&b/
6、验算小带轮包角 0XNb @ogo
验算包角 :z7!X.*
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 71I nYIed
145.2107 >120度 故合格 O&uOm: /(
7、求V带根数Z J^cDa|j
由式（13-15）得 I6_+3}Hm{
查得 n1=960r/min , d1=120mm lVHJ}(<'p
查表13-3 P0=0.95 FqfeH_-U
由式13-9得传动比 ej `$-hBBV
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 -u{:39y{n
查表（13-4）得 ikC;N 5Sw
DQd&:J@?
由包角145.21度 @,vSRns
查表13-5得Ka=0.92 %qMk&1
KL=0.99 " fdG5|NJe
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 V'B 6C#jT
8、作用在带上的压力F ] M/w];:
查表13-1得q=0.10 ;uy/Vc5,Y
故由13-17得单根V带初拉力 /VQ<}S[k}-
9viC3bj. o
三、轴 (;N_lF0
初做轴直径： >8Y >B)
轴I和轴II选用45#钢 c=110 D? ($R9t
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm -oj@ c
OZ
取d1=28mm p|%)uA3'/
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm '4iu0ie>D
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 |NqQKot1
取YL10YLd10联轴器 UT -=5
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 !VW#hc \A5
取d2=45mm n"Jrjv S
四、齿轮 VQyDd~Za
1、齿轮强度 J{Jxb1:c
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 WG,{:|!E
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 %/7`G-a.B
因 ， j, Y=GjfGM
SH1=1.1， SH2=1.1 9ccEF6o0=
， SFHa(JOS
， btOC\bUMfD
因： ， ，SF=1.3 ?^5x
d1>E
所以 GZ"O%: d
t0Uax-E(
/T?['#:r-)
2、按齿面接触强度设计 )9$Xfq/
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 a)]N#gx
小齿轮上的转矩 *m2 :iChY
按 计算中心距 UX6-{
RP
u=i=5.333 {pqm&PB04
mm . ._wTOSq
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 %}@^[E)
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 CzgLgh;:T
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm \6o
~ i
齿宽b= S}>rsg!
b1=70mm,b2=60mm jG t[[s
3、验算弯曲强度 I$YF5 5uB
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 1t6UI4U!$
按式（11-8）轮齿弯曲强度 P _9O8"W
'uh6?2)wG
v^vEaB
4、齿轮圆周速度 yuND0,e
/)|*Vzu
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 G 2mv6xK'
}Vt5].TA
{_ocW@@
)|:| .`H
W6Hiqu+
+f+\uObi:
)Aj~ xA
"ey~w=B$M
五、轴校核： Ig VxWh#
#/n\C
hHdC/mR
E| No$QO)
+s`n]1HC
C@K@Tf K!M
@r#> -p
^uYxeQY[
bH&[O`vf
q*2ljcb5 5
jv W/M.q4
@+\OoOK<L
ztf (.~
) +{'p 0
/0 zk &g
{1FY HM^
x X}vx hN
(HY|0Bgr
圆周力Ft=2T/d1 ^NP " m
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 / q8n_NR
d=mz=2.5*101=252.5mm 2Ddrxc>48
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N srUpG&Bcx
Fr=5852.5*tan20=2031.9N <#:"vnm$j
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 /QTG Z b
由Fr2*L-Fr*L/2=0 mgS%YG
得Fr2=Fr/2=1015.9N .t\5H< z
{<bByHT!
2、求水平平面的支承力 07CGHAxJ`
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N S53[K/dZo
d"$ \fL
9^`G `D
3、画垂直面弯矩图 Ry,jPw 5<
L=40/2+40/2+90＋10=140mm k)'c$
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 8%Pj x7'<
fY \QI
=
!
XA07O[@
4、画水平面弯矩图 X|X6^}
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm HdLVXaD/
< jfi"SJu
;[&g` %-H<
je.mX /Lpj
5、求合成弯矩图 .I[uXd
BH\q m
(X
aM~M@wS
BB9 Z?}
6、求轴传递转矩 !<@Zf4m
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm G .1pg]P!
tFXG4+$D
l1a=r:WhH
A\gj\&B0"
(m})V0/`
[K,&s8N5
Ry tQNwv3
R/U"]Rc
e%#9|/uP
_<&IpT{w+
(V}D PA
Qr$ uFh/y
{}[S,L
^2XoYgv
,:j^EDCsaJ
[ p|-G*=00
27}k63 \
%/jm Q6z^
-&y{8<bu4H
{^5r5GB=*
5Tkh 6 s
7、求危险截面的当量弯矩 4,
8gf2
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 q#F ;GD
轴的扭切应力是脉动循环应力 , @8>=rT
取折合系数a=0.6代入上式可得 f?[I wA`
Ju Kj
8、计算危险截面处轴的直径 PKty'}KF
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 -(@dMY
由表13-3查得许用弯曲应力 ， &K|<7Efx
所以 mS6 L6)] S
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 =&< s*-l[
故d=1.04*25.4=26.42mm i` n,{{x&4
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 iE0A-;:5
所以此轴选d=40mm,安全 +UB+. 5P
六、轴承的选择
JstX# z
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 `dx+Qp
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N [-=PK\ B
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） lmgMR|v
因为大修期三年，可更换一次轴承 _\1 wLcFj
所以取三年 dq[j.Nmq
由公式 z{7&= $
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) s'J8E+ &5
（深沟球轴承系列） \|L@
n(0O'nS^
由附表选6207型轴承 8J7 xs6@
七、键的选择
9Ld3
选普通平键A型 & Dgho
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 "n=`{ ~F
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm D a0E)
由公式 ]+{Cy\ *kR
所以 H_3S #.
选变通平键，铸铁键 1BmevE a)
n'U*8I D
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 AM#VRRTU
八、减速器附件的选择 dyC: M ko=
1、通气器： l%oie1g l
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 j|A *rzL8
2、油面指示器： 'R C(ss1G
选用油标尺，规格M16 jxm.x[1ki^
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 -:h5Ky"
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 2kp.Ljt@
5、窥视孔及视孔盖 9N:Bu'j&/
选用板结构的视孔盖 &gw. &/t
九、润滑与密封： z
AacX@
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： (dLt$<F
BOQ2;@:3
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 {+0]diD
2、滚动轴承的润滑 'p80X^g
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 +^iUY%pm
3、润滑油的选择 h7)^$Hd
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 k3da*vwE
L-AN15润滑油 _>9|"seR
4、密封方式选取： a]>gDDF
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。 |<96 H8
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 h/ ?8F^C#v
设计小结： 47ppyh6@
二、课程设计总结 RF U(wek
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。 ),(ejRP'r
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。 MRwls@z=
EW%%W 6O6
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。 `(vgBz`e[
O[+S/6uy
特别感谢—程莉老师。 tV<}!~0,*
dE7 kd=.o
参考资料目录 I,(m\Nal K
[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； DN2K4%cM%'
[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； r :{2}nE
[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； 2Vxr
[3]《设计手册软件》，网络上下载； N)K};yMf
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn <*3{Twa1T
D}XyT/8G3
R]VY
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Q4\EI=4P]
n0=960r/min j: B ?0~=
n1=320r/min Tu95 qL~^
n2=60.0241r/min Sx?IpcPSm
bDVz+*bU}
L^uO.eI" m
vggyQf%
| YmQO#''
P0=4Kw Jj4!O3 \I
' _Ij9{ M
P1=3.8Kw ,0O9!^
(b%&DyOt
P2=3.6491Kw p9rnhqH6
h'YC!hjp
|1C=Ow*"
T0=39.7917Nm $ ,Y\
T1=113.4063Nm 5D 9I;L{
T2=589.5878Nm kaf4GME]
SVWtKc<
!PJD+SrG
>utm\!Gac
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