目 录 +nRO<
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 w}<BO>
z
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 y ";{k+
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 5t R<aIf
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 /reSU 2
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 .:c^G[CQ^9
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 .eW}@1+[;
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 |_a E~_
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 8ON$M=Ze$
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 `9eE139V='
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 wo84V!"A
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 bF:vD&Sf
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 aYe,5dK>
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 0X# tt`;
YMnG-'^Z
7ZS 5u+o
1.拟定传动方案 -y OrNir}W
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 g ZhE\
v=1.1m/s;D=350mm; [g/Hf(&
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 5KU}dw>*g
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。 {AqN@ i
2.选择电动机 =ji p* E^
1）电动机类型和结构形式 2|(J<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。 * 4G J<
2）电动机容量 ` DO`c>>K
（1）卷筒轴的输出功率Pw E=GCq=Uw
F=2800r/min; {FraM,w:
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 gIep6nq1`|
(2)电动机输出功率Pd aDR<5_Y b
Pd=Pw/t Yt!UIl\<
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 S1wt>}w0$
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： Lie\3W
弹性联轴器 1个 3Z NYR'
t4=0.99; c*K-?n9YMz
滚动轴承 2对 ,ju 1:`
t2=0.99; 7* d}6\
%
圆柱齿轮闭式 1对 "P.7FD
t3=0.97; PX52a[wNDH
V带开式传动 1幅 ^%|{>Mz;c
t1=0.95; `4}zB#3
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ]K?z|&N|HK
t5=0.98; EU
TTeFp
则 .l" _f
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 Yn[y9;I{
故 /! oi`8 D
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Y(78q s1w
（3）电动机额定功率Ped soA>&b !?
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 {>fvyF
3）电动机的转速 ]pl g@
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， KQaw*T[Q3w
可选电动机的最小转速 {l.) *#O
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min CspY+%3$
可选电动机的最大转速 ='T<jV`evu
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min Duj9 PV`2
同步转速为960r/min z<ptrH
选定电动机型号为Y132M1－6。 724E(?>J
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 l~AmHw
e
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 a " EP `
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 \=v7'Hp
DoX#+
07u4
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm HviL4iO
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 U%"c@% B0
\evK.i*KfA
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 U: ~O^
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 8<Asg2]6
1）传动装置总传动比 {6~v oVkj
nm=960r/min; >e($T!}Z
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 %L}9nc%~eP
2）分配各级传动比 25t2tj@S
取V带传动比为 X_Is#& 6;
i1=3; ]}i_Nq W)
则单级圆柱齿轮减速器比为 C]K@SN$
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 ,;y 5Mu8
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。 <`9Q{~*=t
4．计算传动装置的运动和动力参数 ;t:B:4r(j
1）各轴转速 }ARWR.7Cc
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 jAfUz7@
n0=nm; Eh# W*Bg
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min (ST />")L
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min `22F@JYN
1&ZG6#16q
2）各轴输入功率 + IK~a9t
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 `XB( d@%
P0=Ped=4kw HtgVD~[]
轴I 的功率 *^ \xH ,.
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw R}8!~Ma `|
轴II功率 /P<RYA~
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ea3AcT6
3）各轴转矩 8h=H\ v^f
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm DhG2!'N
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm v2gK(&?
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm #b4`Wcrj
二、设计带轮 #yFDC@gH1
1、计算功率 Yl% R a1
P=Ped=4Kw s+2\uMwf*
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 `E8m> q Ss
查课本表8－10，得KA=1.1; L}P<iB
计算功率 fa8vY
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw H|tbwU )J
2选择普通V带型号 67+ K
?!,
n0 =960r/min *P 5Xy@:
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 w [I%Id;E
d1=80~100 m4<8v
3、确定带轮基准直径 AmM^&
表8－11及推荐标准值 {oy(08 `6
小轮直径 8 iB1a6TlL
d1=100mm; sl}bN zT#
大轮直径 yeFt0\=H
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ^D S9D:oE
取标准件 sEt5!&
d2=355mm; sOa`T k
4、验算带速 >k<.bEx(A
验算带速 !`hiXDk*2
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s >M<rr!|
在5~25m/s范围内 tQ< ou,
从动轮转速 x/ {
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s n,hHh=.Fu
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s t/yGMR=
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ]sE~gro
=-0.0141 H2 5Mx>|d
5、V带基准长度和中心距 5? kJ]:
初定中心距 j +\I4oFN
中心距的范围 \`;FL\1+W
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm K{B[(](
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm U 3aY =8B
a0=350mm; UBs'3M
初算带长 DDq*#;dP
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 tH, }_Bp
Lc = 1461.2mm 4`)`%R $
选定基准长度 p 2It/O
表8-7,表8-8查得 "X4OUk
Ld=1600mm; ;|
##~Y.9
定中心距 biKom|<nm
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm ^s\(2lB\F
a=420mm; ?wt%e;
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 6T! *YrS
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm \`}Rdr!p%
6、验算小带轮包角 7dyGC:YuTL
验算包角 J3KY?,g3O_
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a :CH "cbo
145.2107 >120度 故合格 [tGAo/
7、求V带根数Z OJPx V~y
由式（13-15）得 mnZ/rb
查得 n1=960r/min , d1=120mm JV(qTb W
查表13-3 P0=0.95 ,V'+16xW
由式13-9得传动比 Tqz{{]%j~$
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 8,=N~(pd`
查表（13-4）得 F$ QN>wPpM
,*$L_itL
由包角145.21度 fgIzT!fyz
查表13-5得Ka=0.92 = Ryh @X&
KL=0.99 Z
6KM%R
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 O32p8AxEz
8、作用在带上的压力F d
4w+5H" u
查表13-1得q=0.10 t0h @i`
故由13-17得单根V带初拉力 2k;>nlVxX
c<- F_+[
三、轴 lx _jy>$}r
初做轴直径： IaMZPl
轴I和轴II选用45#钢 c=110 "#1KO1@G
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm {R<0 'JU
取d1=28mm u`?MV2jU2
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm L c 4\i
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 >xrO W`p ]
取YL10YLd10联轴器 ]."~ )
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 #tX\ m ;
取d2=45mm F/,K8<|r>
四、齿轮 Il t!O^
1、齿轮强度 &j =Fx F9o
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 1./ uJB/
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。 D>Ij
因 ， ^w]N#%k\H
SH1=1.1， SH2=1.1 pFE&` T@ <
， NqyKR&;
， :yg:sU
因： ， ，SF=1.3 Ja1[vO"YgP
所以 iA*^`NMa T
9vIqGz-o
udw>{3>
2、按齿面接触强度设计 `| nC r
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 %#5\^4$z|N
小齿轮上的转矩 `N<6)MX3>g
按 计算中心距 %LI[+#QE
u=i=5.333 p@B/S( Xi
mm IQz"FH?
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 4I"%GN[tA
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 K|n%8hRy
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm M1nH!A~o
齿宽b= q47>RWMh%
b1=70mm,b2=60mm 6yn34'yw
3、验算弯曲强度 %E<.\\^%
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 R7'6#2y
按式（11-8）轮齿弯曲强度 Go^a~Sf$
h?Y-> !'
4lM)ZDg
4、齿轮圆周速度 E&; [E
9_=0:GH k
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 z (1zth
.Iu8bN(L`
7LFJi@*8
\*a7o GyH>
Uzi.CYVs%
RZY[DoF8u
?&gqGU}
Os90fR
五、轴校核： s'7PHP)LOJ
mp'Z.4
CI#6 r8u
3-=f@uH!
X[SdDYMY
?DGe}?pX
yjF ;%A/0
3 P=I)q
cko^_V&x
mi';96
{p y"Ob_
Xf YbWR
X7~^D [ X
ZLGglT'EW>
!,cL c}a
d}w}VL8l
-u$U~?|`
sU$<v( `"
圆周力Ft=2T/d1 "!B\c9q
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 D#k ~lEPub
d=mz=2.5*101=252.5mm c;B: o
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N |V&E q>G
Fr=5852.5*tan20=2031.9N |
9 <+!t\
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 nZX`y
-AZ
由Fr2*L-Fr*L/2=0 edL sn>\*#
得Fr2=Fr/2=1015.9N R xA:>yOPn
3^,p$D<T:,
2、求水平平面的支承力 o}=c (u
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N vNQ|tmn
w+Y_TJ%
+7 mUX
3、画垂直面弯矩图 Ms=N+e$n
L=40/2+40/2+90＋10=140mm hEA; 5-m
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm Sw.K l
0M
"
V4@nv
#OwxxUeZ
4、画水平面弯矩图 (,R \6
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm cz1 m05E
tI<6TE'!p#
2Mu3] 2>
Dn48?A[v
5、求合成弯矩图 4xF}rm
f{-," 6Y1
i8!err._
sitgz)Ki^
6、求轴传递转矩 GA"vJFQ
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ]Na; b
-Dwe,N"{2
~m4 LL[
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.UU )
^ y~oXS(
n.A*(@noe
OA7=kH@3c
7、求危险截面的当量弯矩 crJNT Ez
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 /x /W>J2
轴的扭切应力是脉动循环应力 Bb I),iP
取折合系数a=0.6代入上式可得 {X W>3 "
G~NhBA9
8、计算危险截面处轴的直径 R!WeSgKCs
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 x!onan
由表13-3查得许用弯曲应力 ， pe+m%;nzR
所以 /sl# M
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 5 d|+ c<
故d=1.04*25.4=26.42mm ;8gODj:dO
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 e co=ia
所以此轴选d=40mm,安全 vw` '9~
六、轴承的选择 n4
Y
]v
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 E} ]S GU "
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N E
eCgV{9B
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） Vb2")+*:
因为大修期三年，可更换一次轴承 _[
`"E'
所以取三年 =k+i5:@]
由公式 q 5w)i
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) *tT5Zt/&Sr
（深沟球轴承系列） I3?:KVa
`RE1q)o}8M
由附表选6207型轴承 ix}*whW=U
七、键的选择 FD}>}f Lv
选普通平键A型 +z\O"zlj
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 +'I8COoiv%
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm SiJX5ydz
由公式 # /pZ#ny
所以 1'* {Vm M
选变通平键，铸铁键 2qkC{klC^M
,<- a 6
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 )5bdWJ>l
八、减速器附件的选择 U 0S}O(Ptr
1、通气器： ]9pcDZB
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 =j~}];I
2、油面指示器： Th*mm3D6
选用油标尺，规格M16 HjN )~<j
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 <kor;exeJ
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 {EupB?
5、窥视孔及视孔盖 ~9ILN~91
选用板结构的视孔盖 h-h}NCP
九、润滑与密封： z'X_ s.9F
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： ? 5
V-D8k
R:JS)>B
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。 r^6v o6^
2、滚动轴承的润滑 'lNl><e-
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。 k07) g:_
3、润滑油的选择 63-
YWhs;
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 @ .i OFY
L-AN15润滑油 >Y< y]vM:
4、密封方式选取： E]Hl&t/}
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。 efP2 C\
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 HI eMV,.QN
设计小结： OiY2l;68
二、课程设计总结 Ic&t_B*i}]
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。 UwQ 3q
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。 Xc5 [d`]
vR~*r6hX8
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。 fhn0^Qc"+
o6K BJx
特别感谢—程莉老师。 6YU2
!x
a^5`fA/L,
参考资料目录 9e :E% 2
[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； J nY3]
[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； JT^ E `<nn
[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； )x| BY>
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 7< ^D7
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn n7q-)Dv_U
PvT8XSlTx!
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n0=960r/min Ol9 fwd
n1=320r/min N R&9:?
n2=60.0241r/min |mmG
s
61/zrMPn
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k#J G
P0=4Kw }Xi#x*-D
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P1=3.8Kw 5ba[6\Af
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P2=3.6491Kw rcmAVl:$>
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t1{}-JlA
T0=39.7917Nm Te}yQ= +
T1=113.4063Nm @a\SR'8
T2=589.5878Nm `;CU[Ps?]
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