目 录 H XmS|PX
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 Dp':oJC
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 0}CGuws
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ^3UGV*Ypk
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 sNLs\4v
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 [xGf,;Z
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 aP/T<QZ~
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 v+X)Qmzf~
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 lk( }-
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 zaK#Z?V}
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 aL& n[
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ;t|Ii8Ne
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 m5r 7
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 j!7{|EQFcl
pNKhc#-w
m+Rv+_R
1.拟定传动方案 LL3#5AA"k|
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 IkGfnXJ
v=1.1m/s;D=350mm; IWY; ="
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 6,0_)O}\b
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。 e=+?K5q{P(
2.选择电动机 Y4v|ko`l%
1）电动机类型和结构形式 9T* v9 d
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。 i*@< y/&'
2）电动机容量 %y@Hh=
（1）卷筒轴的输出功率Pw (EI;"N (x
F=2800r/min; [x ,>?~6ek
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 AD|2q M))
(2)电动机输出功率Pd ~ V\D|W9
Pd=Pw/t <1t*I!e_
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 Z\k&gio5C^
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： Wjl Z6g2i
弹性联轴器 1个 #g]vc_V
t4=0.99; ;N 0~;I
滚动轴承 2对 "C I=`=
t2=0.99; .8by"?**
圆柱齿轮闭式 1对 6I4oi@hZz
t3=0.97; %>g3~ yl
V带开式传动 1幅 oyYR-4m\
t1=0.95; rV T{90,
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 34Kw!
t5=0.98; 3ZXQoC '
则 EV*IoE$W]=
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 ;{KV /<3
故 sXD1C2o
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 V;,{}
（3）电动机额定功率Ped ~wkj&yVT
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 Y7*U:I+N
3）电动机的转速 v~@pMA$(h
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， e,Uo#T 6J
可选电动机的最小转速 V4KMOYqm
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 4\4FolsK
可选电动机的最大转速 F*3j. lI
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min 4UW_Do
同步转速为960r/min MM x9(`t*.
选定电动机型号为Y132M1－6。 H\0~#(z?.
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 Lcg)UcB-#
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 fv dU`*|n)
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 i5CK*"$Q
0a-0Y&lQm
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 7aQc=^vaZ
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 6{^E{go
fngOeLVG
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 WRrd' { sB
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 &8g? 4v
1）传动装置总传动比 &QGdLXO n
nm=960r/min; 29?,<b B)
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 3v5%y '
2）分配各级传动比 3 <
2}V
取V带传动比为 '8{N e!y
i1=3; f;x kT
则单级圆柱齿轮减速器比为 '>' wK.
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 4'!c*@Y
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 =[@zF9
4．计算传动装置的运动和动力参数 5yzv|mrx
1）各轴转速 urMG*7i <c
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 M>i9 i -dU
n0=nm; /Q2mMSK1h
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 8(~K~q[Cr
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min
ng_^
#p y[
2）各轴输入功率 o .qf _A
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 'Pn 3%&O$
P0=Ped=4kw vA]W|sLF9
轴I 的功率 7 D^gMN%p
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw p%*%n3bw
轴II功率 r0 ,:J
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw pJt,9e6
3）各轴转矩 n=c
2K c
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm |!"`M Iw,
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ^w c"&;=c|
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm vfE6Ggz
二、设计带轮 ( +FfB"3]
1、计算功率 ak |WW]R
P=Ped=4Kw R)RG[F#
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 :=/>Vbd: )
查课本表8－10，得KA=1.1; .tz G_
计算功率 #7 q7PYG4
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw LS88.w\=S@
2选择普通V带型号 ~X WQhIAM4
n0 =960r/min 1M
781
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 _PlKhv}
d1=80~100 jkt_5+S
3、确定带轮基准直径 f'VX Y-
表8－11及推荐标准值 f=mZu1(FZ
小轮直径 I.94v
#r
d1=100mm; ] A<~XIu
大轮直径 _;UE9S%
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm h?8] C#6^
取标准件 h9Y %{v
d2=355mm; zN:K%AiGxe
4、验算带速 P)MDPI+~
验算带速 ZsOIH< }S
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s t< |NLk.
在5~25m/s范围内 oWC@w
从动轮转速 YtfVD7m
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s UmclTGn
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 4*cU <
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 @ vrV*!
=-0.0141 P:aJ #
5、V带基准长度和中心距 @qn D=mE
初定中心距 86mp=6@
中心距的范围 9)gC6 IiW
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm !qN||m CH
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm .P MZX%*v
a0=350mm; <RG|Dx[:=
初算带长 A3S<.. g2
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 52,m:EhL
Lc = 1461.2mm )8UWhl=
选定基准长度 /(BMG/Tb
表8-7,表8-8查得 Hqn#yInA7~
Ld=1600mm; /gu%:vq
定中心距 (;57 Vw
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 70;Jl).\{
a=420mm; lAJxr8 .
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm `/ q|@B7
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm .b-f9qc=
6、验算小带轮包角 )l[M
Q4vWW
验算包角 uec!RKE
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a s+EAB{w$
145.2107 >120度 故合格 !/ 3B3cG
7、求V带根数Z Qi LE L
由式（13-15）得 - qy6Un+
查得 n1=960r/min , d1=120mm B&.FO O
查表13-3 P0=0.95 w`i l=ZAC
由式13-9得传动比 nx^]>w
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 3rcKzS7
查表（13-4）得 .G)(0z("s
<B6&I$Wc+
由包角145.21度 JA'h4AXk
查表13-5得Ka=0.92 0;:.B
j
KL=0.99 V8HnUuz
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 [-;_ZFS{
8、作用在带上的压力F "gne_Ye.
查表13-1得q=0.10 I S#FiH
故由13-17得单根V带初拉力 '
)?f{
.Jrqm
三、轴 # P?6@\
初做轴直径： , 'ZD=4_
轴I和轴II选用45#钢 c=110 G_k~X"
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm o (r\E0 I
取d1=28mm {6c2{@
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm pm\x~3 jHs
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 LK, bO|
取YL10YLd10联轴器 E gal4
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 HaYE9/xS
取d2=45mm "(3BvMA&!9
四、齿轮 I*IhwJFl/
1、齿轮强度 :) _~w4&
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 nM-h&na{s
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 Ju3*lk/j-
因 ， )d$glI+
SH1=1.1， SH2=1.1 Lv'D^'I
， dz *7gL;7G
， %9M ~f*
因： ， ，SF=1.3 j^;I3_P
所以 N#Zhxu,g!
y6IX d W
FcRW;e8-
2、按齿面接触强度设计 spGB)k ,^
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 >9q&PEc
小齿轮上的转矩 KTn}w:+B\
按 计算中心距 }*ZHgf]~#
u=i=5.333 1e> s{
mm )Jk0v_ X
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 :bWU uXVtJ
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 HVP"A3}KC
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm &%s8L\?
齿宽b= -|Y(V5]
b1=70mm,b2=60mm -Y*bSP)\
3、验算弯曲强度 Gu'rUo3 Do
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 3$m4q`J
按式（11-8）轮齿弯曲强度 <HJl2p N
o4%y >d)
'^Ql]% _
4、齿轮圆周速度 =Uj-^qc E
"bm
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 98WZ){+,m
cFJ-Mkl l
8:# rA*Y
rN%F)
q#
rDQ!zlg>l
CWNx4)ZGw
K)-m*#H&uw
sz)oZPu|
五、轴校核： m^#rB`0;L
{qmdm`V[
;+tpvnV;]
^.hoLwp.
Uv?|G%cD-
>TP7 }u|
Ma\ Gb+>
dpFVN[\oK
lr{?"tl_
Z-U- N
]_8qn '7
ph_4q @
EM/@T}
Ai/b\:V9S
w 1Ec_y {
*JaqTI,e
;?6No(/
/MF! GM
圆周力Ft=2T/d1 (&P9+Tl
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ]a! x Ug!S
d=mz=2.5*101=252.5mm PZm:T +5H
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N `KCh*i
Fr=5852.5*tan20=2031.9N c=
x,ijY
"
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 3` #6ACF
由Fr2*L-Fr*L/2=0 Hw|AA?,0-
得Fr2=Fr/2=1015.9N {XW Z<OjG
g(Io /hyj
2、求水平平面的支承力 ZWm8*}3]7_
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N A)~X ,
PI~1GyJr@;
Qq@G\eRo
3、画垂直面弯矩图 d~?X/sJ t
L=40/2+40/2+90＋10=140mm v NeCpf
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm =1u@7Bh
h@@nR(<i
Fk6x<^Q<w
4、画水平面弯矩图 3VUWX5K?
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm #Cn Hf
AxZD-| .
#!9S}b$
&tZG
@
5、求合成弯矩图 xy<`#
] )"u+
-\y-qHgb/
R@*O!bD
6、求轴传递转矩 LFZ iPu
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm }HG#s4
b: (-
C'!;J
2T ES>}
F*Z=<]< +
Cv*x2KF
G
;), BW g
t'~/$=9 }
-3&G"hfK
{0@& OO:w
HJC(\\~
\NG C$p n
8$c bVM jh
y E \wj
S/`%Q2za4
+'G0 {;b
Ox#Q2W@Uy
/R
L I,.%
9 Q!b t
tj*y)28-
`$604+G
7、求危险截面的当量弯矩 ;+I/ I9~
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 m3 ^/: <
轴的扭切应力是脉动循环应力 ;D.h 65rr
取折合系数a=0.6代入上式可得 %Td )0Lqp
4<X!<]3]
8、计算危险截面处轴的直径 @f!Ak zI
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 C N2_bz
由表13-3查得许用弯曲应力 ， ==H$zmK
所以 2`a
q**}
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 "{E q hR~
故d=1.04*25.4=26.42mm G2 #d $
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 -. <k~71
所以此轴选d=40mm,安全 \]Dt4o*yZ
六、轴承的选择 7 yt=]1
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 8seBT ;S
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N e. o;eD}"
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） aVe/
gE
因为大修期三年，可更换一次轴承 A
K/z6XGy
所以取三年 #Rew [\$
由公式 )ZejQ}$
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) % 5
（深沟球轴承系列） kz q29S
jAND7&W
由附表选6207型轴承 a45 ss7
七、键的选择 gLL\F1|0x
选普通平键A型 [WB{T3j
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 2uk x (Z
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm zQH] s?v
由公式 Sg]
J7;]
所以 8V$ 3b?]
选变通平键，铸铁键 ~SjZk|
-Y:ROoFOZ
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 R < zG^m
八、减速器附件的选择 J eY' 8B
1、通气器： S^f:`9ab9
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 } '=h 4yI
2、油面指示器： Ae?e 70bY
选用油标尺，规格M16 }wSy
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 2N~ E' 25
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 n ~Szf
5、窥视孔及视孔盖 WjM>kWv
选用板结构的视孔盖 QMk+RM8U
九、润滑与密封： A CV ek
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： =!ac7i\F
{$^SP7qV#>
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。 6U,fz#<,}
2、滚动轴承的润滑 m&R"2t_Z
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。 ,vG<*|pn
3、润滑油的选择 E/za @W
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 WA
LGIW
L-AN15润滑油 vN{- ?
4、密封方式选取： C%ytkzG_
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。 }#= O d e
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 \~X&o% y
设计小结： o6?l/nJ
二、课程设计总结 j [ P8
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。 %^9:%ytt
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。 5 #_tE<uM
W>L@j(
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。 da O S8_py
xaL#MIR"u"
特别感谢—程莉老师。 CtT~0 Y|
\]Z&P,}w
参考资料目录 u fw cF*
[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； kb|eQtH
[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； 4&N$: j<
[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； z/1hqxHl
[3]《设计手册软件》，网络上下载； JJ l7JwSTW
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn !*P&Eat
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T1=113.4063Nm >H)^6sJ;%b
T2=589.5878Nm ot]>}[
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输送带速度 V=1.1 m/s / z?7ic0
滚筒直径 D=350 mm PEn^.v @
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