目 录 vb2O4%7tw
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 \e vgDZf
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 pNme jz:
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 g(/O)G.
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 =7Gi4X%
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 3 JO: n6
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 XSIO 0ep
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 Wl"f h_
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 ^Q:`2C5
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 3]82gZG G
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 Z.f <6<gF
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 j>=".^J
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 C3 Z(k}
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 !: [`
V!{
: .eS|
Hd}t=6
1.拟定传动方案 g5]DA.&(
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 u9% :2$[
v=1.1m/s;D=350mm; PltPIu)F
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) dNmX<WXG
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 5{=MUU=
2.选择电动机 ~0 t'+.
1）电动机类型和结构形式 0a;zT
O/"v
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 k.hSN8
2）电动机容量 ?| F;x"
（1）卷筒轴的输出功率Pw )7T T RL
F=2800r/min; gC:E38u
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 Q 7?4GxMj
(2)电动机输出功率Pd uATRZMai
Pd=Pw/t 6H9]]Unju
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 B9 {DO
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： 8XE0 p7
弹性联轴器 1个 TMs\#
t4=0.99; X> KsbOZ
滚动轴承 2对 T}LJk S~*l
t2=0.99; Lf<9GYNy>`
圆柱齿轮闭式 1对 Sa(r l^qZ2
t3=0.97; qd;f]ndo
V带开式传动 1幅 9]9(o
t1=0.95; kF7Al]IgT
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ,4UJ| D=J
t5=0.98; 79fg%cSb
则 nhxl#
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 6 <GWDO
故 ;bbEd'
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 r JxT)bR
（3）电动机额定功率Ped m]vr|:{6/
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 1A
*8Jnw
3）电动机的转速 CbQ%[x9|
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， c }cboe2
可选电动机的最小转速 [O' p&j@
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min #,pLVt<
可选电动机的最大转速 su SIz 7:
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min D[ ?|\?
同步转速为960r/min O*7~t17
选定电动机型号为Y132M1－6。 Lr &tpB<
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 n40 Z
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 <WmCH+>?r
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 /+7L`KPD
AE Jm/8,T
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm oE&[W >,x
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 =Ch#pLmH
_JXE/
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 ]vrs?
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 .:/@<V+K
1）传动装置总传动比 >a K&T"
nm=960r/min; '{~ ej:
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 NI)n f;C
2）分配各级传动比 F'!}$oT"
取V带传动比为 "/=x u |
i1=3; x(~l[hT
则单级圆柱齿轮减速器比为 Ws@ s(5r
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 TjdY Ck]'
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。 Gz:a1-x
4．计算传动装置的运动和动力参数 j|9 2
g
1）各轴转速 o\#e7 Hqbh
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 G Kr
L
n0=nm; 9|,AhyhO
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min `pr ,lL
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min J)_ 42Z
NgKNT}JDv
2）各轴输入功率 FS0SGB o
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 +{Ttv7l_2
P0=Ped=4kw *,u{~(thR
轴I 的功率 wim}}^H
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw g=wnly
轴II功率 -q27N^A0
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw XR(kR{yo
3）各轴转矩 H{If\B%1t
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 2 Qy&V/E ?
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm j<u`W|vl
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm j.sf FS
二、设计带轮 bV ym
1、计算功率 O #"O.GX<
P=Ped=4Kw z!tHn#
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 O B:G5B`
查课本表8－10，得KA=1.1; Wk?XlCj
计算功率 ? p]w _l
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw ,h"M{W$
2选择普通V带型号 y)2]:nD`B
n0 =960r/min uzOZxW[e
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 r QF%;
d1=80~100 EW)]75o{QF
3、确定带轮基准直径 i*3'O :Gq
表8－11及推荐标准值 /C" E*a
小轮直径 :Fh* 4
&Z
d1=100mm; JkTL+obu
大轮直径 0X;Dr-3<
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm e>/PW&Z8Z
取标准件 ;,D7VxWhY
d2=355mm; :g mVX}
4、验算带速 pLRHwL.
验算带速 Xv9C D
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s Z(#a-_ g
在5~25m/s范围内 \|k U{d0
从动轮转速 SRMy#j-
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s / wEr>[8S
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s JP#m} W
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 GCrMrZ6
=-0.0141 {"s8X(#_sC
5、V带基准长度和中心距 .d;/6HD[y
初定中心距 `eA 0Z:`g!
中心距的范围 T
^uBMDYe
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm q^gd1K<N
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 3oj30L.
a0=350mm; /%~`B[4F
初算带长 y<Z8+/f`f
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 _:T\[sz5
Lc = 1461.2mm l#Iof)@#
选定基准长度 & )Z JT.S
表8-7,表8-8查得 6;ICX2Wq'
Ld=1600mm; *fl1
= Rfr
定中心距 nRvV+F0#
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Gz`Zp "i%0
a=420mm; l-5-Tf&j
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm = fm/l-P@
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm w$1.h'2
6、验算小带轮包角 zZ kwfF
验算包角 :iq1-Pw
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a >LLFe~9`g
145.2107 >120度 故合格 avdi9!J2
7、求V带根数Z ?=6zgb"9-
由式（13-15）得 Oa{M9d,l
查得 n1=960r/min , d1=120mm o o`mVRV f
查表13-3 P0=0.95 ).LJY<A
由式13-9得传动比 Xf:-K(%e
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 =r`>tWs
查表（13-4）得 /Z -|E
{jb Ocx$t
由包角145.21度 97Whn*
查表13-5得Ka=0.92 V<1dA\I"
KL=0.99 Xod# $'M>
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 e<q;` H
8、作用在带上的压力F T<! TmG
查表13-1得q=0.10 ,w
c|YI)E
故由13-17得单根V带初拉力 bjbm"~
yhZ 2-*pTg
三、轴 n{|~x": 9V
初做轴直径： 23 3jT@Z
轴I和轴II选用45#钢 c=110 (T,ST3{*k
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm fy7]I?vm@
取d1=28mm ~u.CY
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm R9k
Z #
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 k | M
取YL10YLd10联轴器 L ej3? k
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 5s8k^n"A
取d2=45mm fi`*r\
四、齿轮 p9fx~[_5/
1、齿轮强度 MK,#"Ty}zK
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 zoA]7pG-
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。 6~j6M4*
因 ， 7h0LR 7
SH1=1.1， SH2=1.1 ^k/@y@%
， 1InG %=jLo
， PU[]
Nw
因： ， ，SF=1.3 ] vQ n*T"^
所以 0rooL<~fa
EQ\/I(
=l
* }Vg]3$4
2、按齿面接触强度设计 Iy'a2@
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 ZE#A?5lb
小齿轮上的转矩 5V8W SnO
按 计算中心距 1)w^.8f
u=i=5.333 5V] !xi
mm F{ v >
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ZDMS:w.'T
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 lh{U@,/
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 9n%vz@X
齿宽b= Igrr"NuDZ
b1=70mm,b2=60mm CN+[|Mz*p
3、验算弯曲强度
YH@p\#Y
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 Bz!SZp W(M
按式（11-8）轮齿弯曲强度 BRyrdt*_e
Z0 @P1
M*<Ee]u
4、齿轮圆周速度
]?M3X_Mq
i mC>T!-7
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 xim'TVwvC
~ nDbWv"
#-W
a3P
hR(\ %p
"V'<dn
QbrR=[8b
+~Wg@
k n T CX
五、轴校核： zsOOx%
+
6 b-'Hu i+
VN]70LFz*i
%m )vQ\Vtx
}6b" JoC
21_sg f?
*5m4 j=-
Pg4go10|
| q!O ~<H@
!-B$WAV
S+2we
_D.4=2@|l8
E7 mB=bt>=
x`n7D
;XagLy
XN|[8+#U<@
rJtpTV@.
1 {1 5#W
圆周力Ft=2T/d1 l_$ le
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 0Sx$6:-~
d=mz=2.5*101=252.5mm 7fE U5@
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N _O#R,Y2#
Fr=5852.5*tan20=2031.9N uidoz
f2}
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 *{<46 0`!q
由Fr2*L-Fr*L/2=0 b@X+vW{S
得Fr2=Fr/2=1015.9N FIu|eW+ <l
^J~5k,7jX
2、求水平平面的支承力 5LaF'>1yY
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N yi.GD~69
40=*Ul U-
> v#6SDg
3、画垂直面弯矩图 9KCeKT>v
L=40/2+40/2+90＋10=140mm MMU>55+-
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm
W >y >
1 EL#T&
pd dumbp
4、画水平面弯矩图 %1\~OnT
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm pg d9_'[5
<H,E1kGw9
&[b(Lx|i
xcE2hK/+
5、求合成弯矩图 |Ml~_m
6qR5 A+|;
'I Q;; [Q
_J&IL!S2
6、求轴传递转矩 Rt.2]eZEJ
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 0JE*| CtK
#sm@|' Q%
`g vd 8^
j6GR-WQ]t
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1V A%xOURh
L-`?=- 9`
8a;;MJ)
Ow 0( q^H<
<YAs0
7、求危险截面的当量弯矩 |Hv8GT
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 k r5'E#
轴的扭切应力是脉动循环应力 \SooIEl@
取折合系数a=0.6代入上式可得 R-6km Tex>
~? n)/i("
8、计算危险截面处轴的直径 ]# ;u]
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 0zpA<"S
由表13-3查得许用弯曲应力 ， _b!
TmS#F1
所以 +{\b&q_
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 !DBaC%TGC
故d=1.04*25.4=26.42mm wV q4DE
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 OzV|z/R2'
所以此轴选d=40mm,安全 ]]hsLOM]
六、轴承的选择 2OwO|n
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 fBLR
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N w|U 7pUz
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） yK>s]65&
因为大修期三年，可更换一次轴承 a?X #G/)
所以取三年 r)gtx!b x
由公式 COL_c<\
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) ~>u u1[ /
（深沟球轴承系列） Ubv_ a
k&= iye(
由附表选6207型轴承 ;HmQRiCg
七、键的选择 ^o(C\\>{&
选普通平键A型 FT h/1"a
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 OSkBBo]~z
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm K 5AArI
由公式 uDMyO<\
所以 Bg}( Sy
选变通平键，铸铁键 `aM8L
w1)SuM FK_
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 b/UjKNf@
八、减速器附件的选择 Lu[x oQ~I
1、通气器：
w/wU~~
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 "v+%F
2、油面指示器： lT+N{[kLt*
选用油标尺，规格M16 xeSv+I-b
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 +~?K@n
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 78O5$?b;#
5、窥视孔及视孔盖 eB5<N?;s
选用板结构的视孔盖 yHxi^D]
九、润滑与密封： -hKtd3WbT
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： r' J3\7N!u
Cgn@@P5ZC
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。 CW@G(R
2、滚动轴承的润滑 HE*P0Y f=
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。
C44*qiG.
3、润滑油的选择 J:2Su1"ODh
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 4(p,@e31
L-AN15润滑油 .G uZV'
4、密封方式选取： l 5z 8 ]/
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。 $F~hL?"?
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 l]mn4cn3
设计小结： 6EkD(w
二、课程设计总结 Op
;){JT
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。 Kvh6D"
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。 K9Bi2/N
LJBDB6
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。 mG+h LRTXP
OuU ]A[r
特别感谢—程莉老师。 1a;&& !X
%M;{+90p>t
参考资料目录 cP[] \r+Kj
[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； W'<cAg?
[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； 0:k ~ lz
[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； }NETiJ"6
[3]《设计手册软件》，网络上下载； fSzX /r
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn O :(%m
!d=Q@oy5
dIDs~
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Nw=60.0241r/min Nx"v|"
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n0=960r/min tb0XXE E
n1=320r/min n a2"Sy=Yi
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*!9/`zW
T0=39.7917Nm 2c%}p0<;|?
T1=113.4063Nm d=qpTb;(
T2=589.5878Nm e^Xij Id.
h;4g#|,
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Sc6wC H
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