目 录 0'}?3/u-
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 BC[d={ _-
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 zQ _[wM-
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 T+"y8#:
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 . +?lID
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 hjT1SW\I
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 `3n*4Lz
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ]V("^.~$+C
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 8H b|'Q|^
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 a][Z;g
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 1uQf}
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 sYgnH:t X
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Jjq% cA
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 R/YL1s
?d)|vX3Uf
9Q1GV>j>B
1.拟定传动方案 .?j8{>
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 ;^i,Q} b/
v=1.1m/s;D=350mm; 8;NO>L/J]i
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) PyF4uCn"H
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 sn#h=,*4`
2.选择电动机 K),wAZI!7j
1）电动机类型和结构形式 r T) R*3
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 ]~ M
-KT
2）电动机容量 .).<L`q
（1）卷筒轴的输出功率Pw :wAB"TCt0
F=2800r/min; A UV$ S2
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 k~dr;j
(2)电动机输出功率Pd .>&fwG
Pd=Pw/t OK}"|:hrd
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 #"JU39 e
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： YPEd
XU8}
弹性联轴器 1个 Shd,{Z)-Tg
t4=0.99; <`q o*__1
滚动轴承 2对 Qd?P[xm
t2=0.99; ;N |>pSzmL
圆柱齿轮闭式 1对 ^ I YN"yX_
t3=0.97; , &SJ?XAs
V带开式传动 1幅 ?Sxnq#r #
t1=0.95; {jI/9
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 N-]n>E
t5=0.98; V:J6eks_
则 I:"`|eHx v
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 N!,l4!M\N
故 Hkt'~ L*
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 bwFc>{Wo5
（3）电动机额定功率Ped +pm8;&
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 w>s
3）电动机的转速 rl=_ "sd=
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， XN;eehB?aE
可选电动机的最小转速 4+ gA/<
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min &i!]
可选电动机的最大转速 |M_Bbo@ud
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min <-pbLL 9
同步转速为960r/min NU[{oI<a
选定电动机型号为Y132M1－6。 Dn?L
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 5P!17.W'u
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 :u0433z:
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 * ?+!(E
th)jEK;Z
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm < lrw7 T
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 F zIA>njt
*79<ypKG$
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 HApP*1J^c
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 C*!_. <b
1）传动装置总传动比 Yt^+31/%
nm=960r/min; (XH)1 -Z!
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 9[*kpMC
2）分配各级传动比 uJ$,e5q
取V带传动比为 LzfLCGA^
i1=3; &.,OvVAo
则单级圆柱齿轮减速器比为 /a_|oCeC}
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 dEiX! k$ #
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。 8] *{ i
4．计算传动装置的运动和动力参数 A VjtK
1）各轴转速 N_0O"" d
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 r.GjM#X
n0=nm; I}=}S"v
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min = Dg D&_
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min U PC& O
:U s-^zVr
2）各轴输入功率 cPXvT Vvs
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 0)NHjKP
P0=Ped=4kw ".u?-xcbJ
轴I 的功率 r/e&}!
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw `dK\VK^
轴II功率 M: 6 cma5
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw \Mi< ROp5
3）各轴转矩 ^:0?R/A
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 82vx:*Ip!}
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm bCF63(0
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm ZS-9|EA<
二、设计带轮 SZ Pu"O\
1、计算功率 weOMYJO;8
P=Ped=4Kw ZttL*KK
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 UnPSJ]VW
查课本表8－10，得KA=1.1; f`%k@\
计算功率 -|lnJg4
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw OL>/FOH:Fx
2选择普通V带型号 s$e n5)
n0 =960r/min 9&tV# =s
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 Wac8x%J
d1=80~100 ICi- iX
3、确定带轮基准直径 oOlI*/OMb
表8－11及推荐标准值 gLH(Wr~(a
小轮直径 (Gc5l MiX3
d1=100mm; mNJB0B} ;m
大轮直径 #FcYJH
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm y+PukHY
取标准件 E(oNS\ 4
d2=355mm; ;@L#0
4、验算带速 u-Vnmig9
验算带速 /vhh2`
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s +G~b-}
在5~25m/s范围内 ;kbz( :wA
从动轮转速 +[ F8>9o&
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s jmIP c3O0
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s /vMpSN|3
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 i <bs{Cu_S
=-0.0141 pmS=$z;I
5、V带基准长度和中心距 V= _8G3
初定中心距 R
Q 8okA
中心距的范围 -[F^~Gv|;
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 1a<,/N}}t
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm vV|egmw01
a0=350mm; c"~TH.,d
初算带长 3FdoADe{{
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 $=bN=hE
Lc = 1461.2mm xQ[YQ!l
选定基准长度 VltWY'\Wu;
表8-7,表8-8查得 j@Dy Wm/7
Ld=1600mm; jK{MU) D+
定中心距 ()?)Ybqss
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm exhF5,AW|K
a=420mm; Xy{b(b;9
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 1.!(#I3
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm M3Z y f
6、验算小带轮包角 =$'Zmb
[D
验算包角 :$WRV-
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a uC3$iY:_e
145.2107 >120度 故合格 ;2iZX=P`n
7、求V带根数Z ;V; 4#
由式（13-15）得 H(AYtnvB
查得 n1=960r/min , d1=120mm UY PBKf]A9
查表13-3 P0=0.95 QV't+)uUVo
由式13-9得传动比 JUE>g8\b
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 <7p2OPD
查表（13-4）得 E,r PM
:K&hGZ+5
由包角145.21度 cO8;2u,Gvi
查表13-5得Ka=0.92 YT_kM y>
KL=0.99 gW, ET
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 'W#< 8eJo
8、作用在带上的压力F LD NpEX~
查表13-1得q=0.10 uJWX7UGuz
故由13-17得单根V带初拉力 v!x[1[
aql*@8
)m
三、轴 1#@'U90xf
初做轴直径： Ne[O9D
7
轴I和轴II选用45#钢 c=110 yG_#>3sD+%
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm |QY+vO7fxj
取d1=28mm
$^l=#tV
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm -P?}
qy^j(
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 A@#dv2 JzP
取YL10YLd10联轴器 brFOQU?
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 wEp/bR1=
取d2=45mm o ).pF">jh
四、齿轮 R0|X;3
1、齿轮强度 zL|^5p`K
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 k >MgrtJI
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 R|vF*0 )>W
因 ， 9\ ;EX
SH1=1.1， SH2=1.1 9qPP{K,Pq2
， c{ <3\
， ] * Hz'
因： ， ，SF=1.3 vi2xonq^
所以 J
h"]iN
iN>< m|
*qqFIp^
2、按齿面接触强度设计 WsoB! m
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 <s: Xj
小齿轮上的转矩 #4hP_Vhc
按 计算中心距 A#i-C+"}
u=i=5.333 r B)WHx<
mm GZ e
)QH
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 cD>o(#x]
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 K%g\\uo
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm sPw(+m*C
齿宽b= 51&T`i
b1=70mm,b2=60mm (-#{qkA
3、验算弯曲强度 m&\Gz *)3
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 WX[y cm 8
按式（11-8）轮齿弯曲强度 fG{oi(T
nGf@zJDb
[brrziZ
4、齿轮圆周速度
3ty){#:
`+6HHtF
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 U".-C`4v
#=tWC xf=
r
{8
Xnh1pwDhe<
_PaO w%Y9
Ju\"l8[f
-1o1k-8d
HT]ubw]rJ
五、轴校核： bc ZonS
&qC> *X.
,&9|Ac?$
N3?d?+A$
+u#x[ xO
Q4x 71*vy
qL#R
XUTP
M]'AA
Uo8
mvw:E_
e'6?iLpy
:Ls36E8f=
L_~G`Rb3
c ~
SI"
{)y4Qp
5Zov< +kE
"f3>20}
-FI 1$
ra&C|"~E
圆周力Ft=2T/d1 d
!H)voX
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ,?qS#B+>
d=mz=2.5*101=252.5mm (nzt}i0
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N *}J_STM
Fr=5852.5*tan20=2031.9N ke0W?
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 W@tLT[}CG
由Fr2*L-Fr*L/2=0 |? > h$'
得Fr2=Fr/2=1015.9N nAzr!$qbNv
cG?266{g
2、求水平平面的支承力 E;sltl
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N `+uXL9mo
NO$Nl/XM
RBXoU'.
3、画垂直面弯矩图 <wC1+/ ]
L=40/2+40/2+90＋10=140mm /p>[$`Aq
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 6D0,ME#
J 0 P
{ SfU!
4、画水平面弯矩图 ;W].j%]L e
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm zN1;v6;
\ a!<^|C &
d1-p];&
ry0 =N^
5、求合成弯矩图 D\R^*k @V
,3j7Y5v
=X*E(.6Ip
0u_'(Z-^2
6、求轴传递转矩 )sHPIxHI
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm zC rcCr
{@A2jk\
O^#u%/
UL%ihWq
p B./L&h
yKJ^hv"#
wk#QQDV3|0
l&B'.6XKs
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TE~@Bl;{?c
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L nGSYrx1
7Cf(y'w^
B*IDx`^Y
U4gJ![>5j
z3]U% y(,
Ne
4*MwK
&u-Bu;G.e
7、求危险截面的当量弯矩 "=.|QKC1`
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 Oe`t! &v
轴的扭切应力是脉动循环应力 G.8b\E~
取折合系数a=0.6代入上式可得 (rn x56I$
4)I#[&f
8、计算危险截面处轴的直径 yxbT c Z
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 U@nwSfp:G
由表13-3查得许用弯曲应力 ， JuSS5 _&
所以 ;kBi e s>V
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 N/BU%c
ph+
故d=1.04*25.4=26.42mm @XC97kGWp
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 MVZ>:G9:
所以此轴选d=40mm,安全 S!_?# ^t
六、轴承的选择 [[Z>(d$8
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 46Nf|~
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N fx:KH:q3
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 4a!7|}W
因为大修期三年，可更换一次轴承 '.,.F0{x
所以取三年 3:1
c_
由公式 <>_Wd AOuD
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) gH 3kX<e
（深沟球轴承系列） 1o>R\g3
WmUW
i{
由附表选6207型轴承 "~C#DZwt{
七、键的选择 rrYp^xLa`
选普通平键A型 :* b4/qpYv
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ^~ $&
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm ZnLk :6'
由公式 X:&p9_O@
所以 <9a_wGs
选变通平键，铸铁键 \[1CDz=}1
*J5 RueUG
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 GK?R76d
八、减速器附件的选择 TZNgtR{q
1、通气器： n5*7~K "C
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 - oBas4J
2、油面指示器： + t4m\/y
选用油标尺，规格M16 QYXx7h r=$
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 y4We}/-<
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 &> .1%x@R
5、窥视孔及视孔盖 @n* D>g
选用板结构的视孔盖 &\|<3 sd(
九、润滑与密封： f MPq
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： N09+id g
g4 a X
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。 G D{fXhgk
2、滚动轴承的润滑 pm@Z [g
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。 A> %UYA
3、润滑油的选择 zN/~a)
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 #UCQiQfP
L-AN15润滑油 l~TIFmHkh%
4、密封方式选取： Sx9:$"3.X
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 sJK:xk.6!
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 Ja=70ZI^ 6
设计小结： p]z54 ~
二、课程设计总结
%%cSvPcz
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 Ty0 T7D
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 }"B? 8T@_~
2$zq (
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。 f\_!N
"HW
}_(^/pnk
特别感谢—程莉老师。 OMI!=Upz
L Yg$M@
参考资料目录 A2:){ `Mw
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； Jo aDX ,
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； GL =XiBt
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； ^}/
E~Sg7\
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ZHD0u)ri=J
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn U"y'Kd
J*~2 :{=%
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n0=960r/min F* 3G _V
n1=320r/min '^Pq(b ~
n2=60.0241r/min wUru1_zjO
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jo,6Aog|u
P0=4Kw tXf}jU}
Y H<$ +U
P1=3.8Kw Jj=yG" $!
8l U;y)Z
P2=3.6491Kw y!7B,
(oLpnjJ(,
NniX/fk
T0=39.7917Nm Rz.i/w g}
T1=113.4063Nm gf:vb*#Wa
T2=589.5878Nm s~'9Hv9
?*CRa$_I|
<WM -@J(1
}x:\69$
Jq# [uX
*4|9&PNLE
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