目 录 wme#8/eUk
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 .E+O,@?<
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 l59
N0G
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 $uFvZ?w&
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ~}d\sQF .
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 Opg_-Bf
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 }:{ @nP
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 `uk=2k}&m
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 dqQJC qc!
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 1,$"'lK wt
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 %g 5#q64
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 -z J V(`
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 cfv: Ld m
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 %O#zE-H"
"K9[P :nw
<& +jl($"
1.拟定传动方案 )eZ}Kt+
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 ??P\v0E
v=1.1m/s;D=350mm; -Q5UT=^
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) SDS P4W5
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。 s?S e]?i
2.选择电动机 M[O22 wFs
1）电动机类型和结构形式 toPFkc 6`
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。 [:(O`#
2）电动机容量 sUmpf 4 /
（1）卷筒轴的输出功率Pw qc)+T_m
F=2800r/min; we!w5./Xm
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 rr(kFQ"
(2)电动机输出功率Pd n{~&^Nby*I
Pd=Pw/t `^on`"\{u
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 Kf(Px%G6K
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： Q<MxbHk9
弹性联轴器 1个 )G , S7A
t4=0.99; }1V+8'D
滚动轴承 2对 sGNHA( ;
t2=0.99; CKe72OC
圆柱齿轮闭式 1对 3*j1v:x`
t3=0.97; ThW9=kzQW
V带开式传动 1幅 L>WxAeyu1K
t1=0.95; Q"eqql<h#
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 G.@ K# a9
t5=0.98; [N %InsA9k
则 cp~6\F;c
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 l :u1P
故 $RF.LVc
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 f>cUdEPBb
（3）电动机额定功率Ped N M),2% <
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 , \3Cq2h
3）电动机的转速 F g):>];<9
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， QqW N7y_9
可选电动机的最小转速 ^2%)Nq; O
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min U
Rq9 :{
可选电动机的最大转速 R8!~>$#C6)
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min +jq@!P"}d
同步转速为960r/min ^!k_"C)B
选定电动机型号为Y132M1－6。 ']c;$wP
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 AA ~7 "2 e
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 sRcS-Yw[S
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 [J eq ?X9
jw\4`NZ]
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm Rc D5X{qS#
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 n[y^S3}%;
I~p*~mLh'
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 2Q%M2U a
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 x N>\t& c
1）传动装置总传动比 _(io8zqe{j
nm=960r/min; $/JXI ?K
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 =)i^E9
2）分配各级传动比 4XJ']M(5;
取V带传动比为 Pd d(1K*
i1=3; `O.pT{Lf
则单级圆柱齿轮减速器比为 ~+BU@PHv
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 [ 4IqHe
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 Y4,p_6aKJ]
4．计算传动装置的运动和动力参数 F8tMZ,:
1）各轴转速 JW2f 6!b
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 [rAi9LSO"
n0=nm; /Hm/%os
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ]0% { IgB
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min }lJ|nl`c
Q($@{[ lT
2）各轴输入功率 A93(} V7I
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 >
9z-/e
P0=Ped=4kw |rhB@k
轴I 的功率 |)O; +e\
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw QP!;Gwqr
轴II功率 OzRo
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw zI(uexxPqd
3）各轴转矩 Dq!YB[Z$:
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm z1tCSt}7f
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm U%VFr#
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm r,vSDHb` j
二、设计带轮 h.- o$+Sa
1、计算功率 }I`o%GL
P=Ped=4Kw AtAu$"ue
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 >oEFuwE
查课本表8－10，得KA=1.1; "8(8]GgYx
计算功率 %){/O}I]>
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw |Df`Aq(eYJ
2选择普通V带型号 m#6p=E
n0 =960r/min Xfg? \j/
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 L/b vM?B^
d1=80~100 d=\\ik 8
3、确定带轮基准直径 k4:=y9`R}$
表8－11及推荐标准值 '?{L
gj^R
小轮直径 Q4N0j' QA
d1=100mm; %t:13 eM
大轮直径 kqC7^x
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm OH
88d:
取标准件 >w\3.6A
d2=355mm; Nlc3S+$`z
4、验算带速 EW]8k@&g
验算带速 ]`h@[fYge
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s U}<zn+SI#V
在5~25m/s范围内 nvodP"iV
从动轮转速 i 5*/ZA_
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s LR"7e
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s Gh%dVP9B@P
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ('=Q[ua7-(
=-0.0141 QNj6ETB-d
5、V带基准长度和中心距 6-{wo)p
初定中心距 "88<{x L
中心距的范围 AX )dZdd
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm '0qK b*
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm YB]^Y^" e
a0=350mm; nK]L0 *s
初算带长 "(\]-%:7
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 WO +>W+|N
Lc = 1461.2mm o1 &Oug
选定基准长度 7#26Smv
表8-7,表8-8查得 Et)j6xz/F
Ld=1600mm; s=#[>^?
定中心距 86Xf6Ea
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm u H)v\Js
a=420mm; N& Uq zt *
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm dW|S\S'&
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm >- CNHb
6、验算小带轮包角 h~& 5;
验算包角 C7
9~@%T
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a )O Qih+#?W
145.2107 >120度 故合格 P[Id[}5Pw
7、求V带根数Z :C#( yp
由式（13-15）得 Reg%ah|$/=
查得 n1=960r/min , d1=120mm %i.;~>
查表13-3 P0=0.95 P"+K'B7K3
由式13-9得传动比 vH?3UW
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 c 9zMI
查表（13-4）得 P;p20+
Z&J.8A]L
由包角145.21度 U+ief?;4F
查表13-5得Ka=0.92 (n@&M!a
KL=0.99 F8*P/<P1cK
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 {
%af
8、作用在带上的压力F X]Ma:1+
查表13-1得q=0.10 'c/Z
W
故由13-17得单根V带初拉力 R"JT+m
p+{*&Hm5
三、轴 +H3;{ h9,
初做轴直径： (#r>v
h (
轴I和轴II选用45#钢 c=110 ~5_>$7L>
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm <cR]-Yr~
取d1=28mm >iWw
i'T=
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm OjY#xO +'
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 T_4y;mf!@O
取YL10YLd10联轴器 ^36m$J $
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 Q-$EBNz
取d2=45mm OQ by=} A
四、齿轮 Z fWF2%]<
1、齿轮强度 rp,PhS
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 UE%~SVi.#
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。 <0^L L
因 ， fBt`D
!Z8
SH1=1.1， SH2=1.1 L
t.Vo
， 7D)i ]68E
， uI_h__
因： ， ，SF=1.3 $pYT#_P!/
所以 ZklZU,\!|v
aEC&#Q(]q
*bTR0U
2、按齿面接触强度设计 mM;p 7
sJ
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 x[eho,6)
小齿轮上的转矩 a*KJjl? k
按 计算中心距 H{fOAv1*
u=i=5.333 W .bJ.hO*
mm ]$
iqJL
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 VA@t8H,
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 81 /t)Cp
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ? Y#x`DMh
齿宽b= d^ YM@>%
b1=70mm,b2=60mm I'T@}{h
3、验算弯曲强度 " ll
TVB
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 aYPD4yX"/
按式（11-8）轮齿弯曲强度 [%yCnt
y6 _,U/9
aMycvYzH
4、齿轮圆周速度 (cEjC`]
>ay%
!X@3"
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 !Won<:.[0
fp2.2 @[
sas:5iB5
d #]XyN>
*1cl PK
Dwp-*QK^G
Z4'8x h)-
|o I]
五、轴校核： %Ut7%obpi
zd+<1R;
1{7*0cv$iL
;/]v mgl2
bB`p-1
TbPTgE *
q_ |YLs`
i*g>j <`
idh5neyL
gx)!0n;
^;]Q,*Q
XrD@q
xsIuPL#_
o?l9$"\sqb
BVk&TGa;[$
S>s{t=AY~
JVgV,4 1
@z! |HLD+
圆周力Ft=2T/d1 kX)Xo`^Ys
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 C:WXI;*cr
d=mz=2.5*101=252.5mm b/eJEL
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 5 bKm)|4z6
Fr=5852.5*tan20=2031.9N [b<AQFh<c
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 pa@@S $(
由Fr2*L-Fr*L/2=0
*[^[!'kT&
得Fr2=Fr/2=1015.9N 6+hx64 =
ya^zlj\`0e
2、求水平平面的支承力 !.nyIA(
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N sF`ELrR \
ClvqI"Rd
^k7`:@
z0U
3、画垂直面弯矩图 FnFJw;:,{
L=40/2+40/2+90＋10=140mm 3RyB 0
n
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm R!8 qk G
)Kw
Gb&l&
A=S_5 y
4、画水平面弯矩图 nr t3wqJ
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm KDODUohC
*$eMM*4
O-D${==
!b0A NIp
5、求合成弯矩图 D|`I"N[<
"`jey)&H*M
S? k G|y
r#xq 8H=_m
6、求轴传递转矩 j(|9>J*,~G
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 6pHn%yE*
\q0wY7w
^-yEb\\i
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>*A"tk#oR
K~ 6[zJ4
d 1 8 >0R
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O"D0+BK79e
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Y30e7d* qr
cM= ? {W7~
j ~ IX
Ch~2w )HAA
7、求危险截面的当量弯矩 EPE9HvN
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 P}AfXgr
轴的扭切应力是脉动循环应力 7NY9UQ
取折合系数a=0.6代入上式可得 VKjDK$
_h=kjc}[.O
8、计算危险截面处轴的直径 Dp5hr 8 bT
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 _.ny<r:g
由表13-3查得许用弯曲应力 ， =%}++7#
所以 ]~!jf
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 nbVlP
故d=1.04*25.4=26.42mm ]%RX\~Q. 4
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 0gs0[@
所以此轴选d=40mm,安全 ?-y!FD}m&
六、轴承的选择 9&>)4HNd?
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 2Op\`Ht &
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N Hkcr+BQ
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） /ynvQ1#uA
因为大修期三年，可更换一次轴承 u9.x31^
所以取三年 O[tOpf@s.
由公式 : " ([i"
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) B_^ ~5_0:
（深沟球轴承系列） Bbb_}y|CA
<0Mc\wy
由附表选6207型轴承 !yo/ F& 6
七、键的选择 %,l+?fF
选普通平键A型 2W}f|\8MX
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 M:!Twz $
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm D 2U")g}U
由公式 B RTM]tRZ
所以 9{{|P =
选变通平键，铸铁键 cZ!%#A z
@+9x8*~S'
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 YkPc&&#
八、减速器附件的选择 Ac0^`
1、通气器： i|@l UXBp
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 Qj?qWVapA
2、油面指示器： $*%ipD}f
选用油标尺，规格M16 M!{;:m28X!
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 C&&*6E5
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 b"au9:F4@7
5、窥视孔及视孔盖 7+, 6 m!4
选用板结构的视孔盖 8IAf 9
九、润滑与密封： 4 oY<O
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 2WP73:'t
AI$r^t1
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。 !N`$ `qAK
2、滚动轴承的润滑 V/=NIeSE
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。 Po%+ :0oX
3、润滑油的选择 }mz6z<pJ_
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 KRY%B[k
L-AN15润滑油 aR
iD}P*V
4、密封方式选取： M@G <I]\
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。 X& B2&e;
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 "kLu]M<
设计小结： )z FPf]gz
二、课程设计总结 mSw$?
>
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 ?,_$;g
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。 ( 8[et m
Cr!}qZq
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。 CXb-{|I}d
4K_ fN
特别感谢—程莉老师。 %n^jho5
]BY^.!Y
参考资料目录 @~4Q\^;NX
[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； 0 Zt=1Tv
[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； 5hVp2 w-
[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； % gF; A*
[3]《设计手册软件》，网络上下载； XHX \+&6
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn C^} 2::Qu
"T*Sg
C q/936`O
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Nw=60.0241r/min &"D *
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P2=3.6491Kw u/wWP4'$J@
W''%{A/'
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T0=39.7917Nm lk.]!K$}
T1=113.4063Nm 0P{^aSxTP
T2=589.5878Nm 1NHiW
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输送带速度 V=1.1 m/s {y|j**NZ
滚筒直径 D=350 mm 19i [DR
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