目 录 B*AF 8wX|
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 6qF9+r&e ?
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 p| &9#?t4A
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 huTWoMU
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 gY/p\kw sj
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ?]/"AWUX
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 :H8`z8=0f{
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 qHf 8z;lc
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Js0h lWu
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 $OP w$
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 D"vl$B X
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 0<$t9:dq
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 wyC1M
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 }}q_QD_
S uo
DRy,n)U&
1.拟定传动方案 hTS?+l
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 8;q2W
F{AX
v=1.1m/s;D=350mm; L^%jR=
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) RKtU@MX49
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。 vNIQ1x5Za
2.选择电动机 T*b Bw
1）电动机类型和结构形式 nm{J
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。 0NFYFd-50
2）电动机容量 +)U>mm,
（1）卷筒轴的输出功率Pw VPI;{0kh
F=2800r/min; w\`u |f;Aq
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 4cQ| "sOzD
(2)电动机输出功率Pd V'm4DR#M
Pd=Pw/t 1@6FV x
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 -d8U Hc
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： UWIw/(Mv/]
弹性联轴器 1个 G\ m`{jv
t4=0.99; j3_vh<U\
滚动轴承 2对 cms9 ]
t2=0.99; 7
yp}
圆柱齿轮闭式 1对 eU ZvJTE
t3=0.97; Nt/#Qu2#br
V带开式传动 1幅 wu`P=-
t1=0.95; a%NSL6
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 72akOx
t5=0.98; q rt2BT)
则 [
m#|[%
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 |4?O4QN
故 Fo$'*(i
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 IWs)n1D*]
（3）电动机额定功率Ped sUTfY|<7|
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 E(/M?>t-
3）电动机的转速 @p$$BUb
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， Kq4b`cn{_
可选电动机的最小转速 Api<q2@R
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min M~"93 Q`f^
可选电动机的最大转速 s i,W.9rU
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ! 1wf/C;=
同步转速为960r/min nhb: y
选定电动机型号为Y132M1－6。 _X"G(
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 60Szn]z'8[
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 ^f_4w|u,+
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 9S!
2r
e 0 cV g
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm alz2F.%Y
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 na-mh
E ,H
~3r}6,%
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 RM `zxFn
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 $#LR4 [Fq
1）传动装置总传动比 2oFbS%OV
nm=960r/min; Qs1e0LwA9
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 `;BpdG(m
2）分配各级传动比 ;rjd?r
取V带传动比为 /+zzZnLl-M
i1=3; *@SZ0
则单级圆柱齿轮减速器比为 \
N;%
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 KD E cR
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 p0Ra`* f
4．计算传动装置的运动和动力参数 ._A@,]LS}
1）各轴转速 zilM+BZ 8
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 l .@&B@5F
n0=nm; ZCuLgCP?Z
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min i3v|r 0O~L
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min jGa I6G'N
^mZ eAW
2）各轴输入功率 v>oWk:iJP
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 [Z$ E^QAP
P0=Ped=4kw j]5mzz~
轴I 的功率 f' 28s* n
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw Ka| ,
qkb
轴II功率 _zF*S]9
X
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw -lDAxp6p
3）各轴转矩 3wf&,4`EX
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm fOtzb YVC
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm TeXt'G=M
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm G Rq0nhJ
二、设计带轮 KCc7u8
1、计算功率 zc#$hIi
P=Ped=4Kw " _{o}8L
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 d@aPhzLu
查课本表8－10，得KA=1.1; "B"Yf g[
计算功率 8\])p sb9
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw T**v!Ls
2选择普通V带型号 `Eq~W@';Q0
n0 =960r/min ?Ja&LNI9S
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 6Qh@lro;y
d1=80~100 rmh 1.W
3、确定带轮基准直径 L^><A P lX
表8－11及推荐标准值 fq,LXQ#G
小轮直径 .{ +Ob i
d1=100mm; ;I@@PUnR
大轮直径 ~+OAAkJ9
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ?Q #yf8
取标准件 [ :*Jn}
d2=355mm; eemw
I
4、验算带速 f9FEH7S68
验算带速 vWpoaz/w
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s JT(6Uf
在5~25m/s范围内 S%{^@L+V
从动轮转速 uS}qy -8J
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s \!Cc[n(f#
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s /t"F Z#
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 %f'mW2
=-0.0141 ) u
Sg;B4
5、V带基准长度和中心距 P ua| Z
x
初定中心距 ]~!?(d!J/
中心距的范围 {Z!x]}{M
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm ?=#vp /
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm s. ]<r5v7
a0=350mm; DITo.PU
初算带长 3 jR I@
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 SSo7
U
Lc = 1461.2mm p;0p!~F=49
选定基准长度 mJN*D P{
表8-7,表8-8查得 rO3.%B}
Ld=1600mm; 7uq /C#N
定中心距 *3Qw mom
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm J,SP1-L
a=420mm; i&_& 4
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm INjr$'*
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Ef~Ar@4fA
6、验算小带轮包角 -'%>Fon
验算包角 Ql8s7 %
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a kVeR{i<*(
145.2107 >120度 故合格 9S _PZH
7、求V带根数Z (2 u F<$7(
由式（13-15）得 oo4aw1d
查得 n1=960r/min , d1=120mm hI>vz"J
查表13-3 P0=0.95 `WRM7
由式13-9得传动比 ,*MA teD
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 o7i>D6^^
查表（13-4）得 W b{0UkApJ
4}xw&x
由包角145.21度 19j"Zxdg Y
查表13-5得Ka=0.92 5 0jZu'z:
KL=0.99 0aM&+j\q }
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 K{ ED mC
8、作用在带上的压力F scQnL '\
查表13-1得q=0.10 ! %X#;{
故由13-17得单根V带初拉力 A }3dx!?7j
zN3b`K. i
三、轴 Nbvs_>N
初做轴直径： j[Q9_0R~lR
轴I和轴II选用45#钢 c=110 r?2EJE2{ V
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm {$xt.<
取d1=28mm Y!qn[,q8
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm RIdh],-
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 )eD9H*mq
取YL10YLd10联轴器 4^(aG7
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 FKBI.}A?!'
取d2=45mm VS jt|F)t
四、齿轮 f"R S,]
1、齿轮强度
H ]z83:Z
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 O;lGh1.
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。 v|Y
ut~
因 ， v8l3{qq
SH1=1.1， SH2=1.1 L+.&e4f'oj
， 7SJR_G6,{
， ~YRG9TK
因： ， ，SF=1.3 ?
FlQ\q
所以 giYlLJA*}
(Cb;=:3G
MSaOFv_Q
2、按齿面接触强度设计 H@!]5 <:9
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 lc[)O3,,B
小齿轮上的转矩 3 63KU@`
按 计算中心距 _J" fgxW
u=i=5.333 eXQLE]L]
mm iY*fp =c9
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 +3F%soum95
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 $W]}m"l
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Jo''yrJpB
齿宽b= RJ1 @ a
b1=70mm,b2=60mm Dv"HFQuF
3、验算弯曲强度 s[bQO1g;*
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 J'C9} 7G
按式（11-8）轮齿弯曲强度 = glF6a
b/"gUYo
jS ?#c+9
4、齿轮圆周速度 [\3W_jR
ykYef
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 l;d4Le
}jg 1..)"<
$0Ys{m
o~7D=d?R
I(H9 -!&
;pj,U!{%s\
ua E,F^p
(q@%eor&}
五、轴校核： )FN\jo!!.
6WX?Xc]$3
!dq$qUl/
a<J< Oc!
IIN,Da;hD
<JIqkGeAi
,rV;T";r
L*OG2liJ
`S+n ,,l
1 -$+@Xl
Eh^gR`I
: {
iK 5
5"y)<VLJX
T+q5~~\d
zs6rd83#
B@v
(ZY
orOq5?3
aLl=L_
圆周力Ft=2T/d1 = ld!=II
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 fZoQQ[s
d=mz=2.5*101=252.5mm zm8k,e +5-
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N g&{CEfw&
Fr=5852.5*tan20=2031.9N a6@k* 9D>
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 "~S2XcR[ E
由Fr2*L-Fr*L/2=0 BiDyr
得Fr2=Fr/2=1015.9N # &ei
\H& ; .??W
2、求水平平面的支承力 Lr 9E02
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N k!bG![Ie|
I@5$ <SN
1]9l
SE!E7
3、画垂直面弯矩图 bI^F (
L=40/2+40/2+90＋10=140mm cc3/XBo
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm n0 G@BE1Y=
!L(
)3=
v,Zoy|Lu
4、画水平面弯矩图 l[ i1,4
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm S=W^iA6>
FY-eoq0O3
5{WvV%
f'bwtjO
5、求合成弯矩图 >6Jz=N,
AQ0zsy
]"^ p}:
T 9'HQu
6、求轴传递转矩 JP( 0/?Q
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ZvLI~ul(zT
q&}+O
@^J>. g
>3*a&_cI=k
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J q mL|S)
sl"H!cwF
u?rX:KkS
a]Y9; (
s}yN_D+V
Z$r7Hi
7、求危险截面的当量弯矩 |qwx3 hQ?
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 &;`E3$>
轴的扭切应力是脉动循环应力 7z&$\ qu2
取折合系数a=0.6代入上式可得 <>Ha<4A
=E
xZM4CR9]*C
8、计算危险截面处轴的直径 :."6 g)T
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 mB6%. "
由表13-3查得许用弯曲应力 ， /{P-WRz>
所以 "c?3 1$6
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 E$ &bl
故d=1.04*25.4=26.42mm UI'fzlB
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 vP+qwvpGr
所以此轴选d=40mm,安全 $dWYu"2C D
六、轴承的选择 (i?9/8I
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 FD~
U F;VQ
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 1~},}S]id
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） )D) 4=LJ
因为大修期三年，可更换一次轴承 fU\;\
所以取三年 6#.9T;&
由公式 ~=t9-AF-
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) 86 !$<!I
（深沟球轴承系列） :h/v"2uDN
1)qD)E5&cf
由附表选6207型轴承 g[ uf
e<
七、键的选择 &}|`h8JA]K
选普通平键A型 (_+ux1h6^
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 -N6ek`
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm \qlz<
由公式 V ]"pM]>3X
所以 GXNkl?#
选变通平键，铸铁键 d2)]6)z6
U.b|3E/^
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 *UXa.kT@
八、减速器附件的选择 %o0 H#7'
1、通气器： ${}9/(x/^
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 1'iQlnMO@
2、油面指示器： (
z F_<
选用油标尺，规格M16 `2^(Ss# )
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 rW_c Ldh]#
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 #l.s> B4
5、窥视孔及视孔盖 T| j=,2_
选用板结构的视孔盖 V$oj 6i{ky
九、润滑与密封： ~2 yhZ
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 57]La^#
] 2ycJ >w
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。 ?YDMl
2、滚动轴承的润滑 T &bB8tQk
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。 tp }Bz&V
3、润滑油的选择 #`l&HV
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 t]iKU@3
L-AN15润滑油 {sj{3I u
4、密封方式选取： '<*%< J{(
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。 so| U&`G
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 gS`Z>+V5!c
设计小结： AMO{ee7Po
二、课程设计总结 %nE%^Enw
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。 u6IM~kk>5
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。 Ij XxH]2
_J#oAE5]!
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。 $
9E"{6;@
&%k_BdlkQ
特别感谢—程莉老师。 PI,2b(`h_
>Rb
jdM5K4
参考资料目录 T!pZj_ h=
[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； FL &Y/5
[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； 8 ]O#L}"
[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； $(08!U
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 7 s2*VKr
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn _F^ NX %
5lM 3In@
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O'.{6H;t
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Nw=60.0241r/min M BU4Awj
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n2=60.0241r/min L;6{0b58 $
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P0=4Kw hdH3Jb_hl(
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P1=3.8Kw FvD/z ;N
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P2=3.6491Kw DIkf#}
@z=L\ e{
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T0=39.7917Nm XXXQA Y-,C
T1=113.4063Nm B!4~A{
T2=589.5878Nm g]d0B!Ar~
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