目 录 F,
p~O{
Q
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 _"";SqVB
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 =_dqo AF
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 <Okl.Iz>
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 Wp$'#H hB
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 *[['X%f
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 )eSD5hOI)
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 J{5&L &4
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 m3K .\3
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 Y]t)k9|vv
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 'd
6z^Z6
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 )h?Pz1-W1
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16
PP)-g0^@
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 DWRq \`P
mo3HUXf}8
_"%-=^_
1.拟定传动方案 vwQ6=
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 q--;5"=S
v=1.1m/s;D=350mm; '&$xLZ8
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ~~'UQnUN4
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。 p8MPn>h<
2.选择电动机 1
9C=' TMS
1）电动机类型和结构形式 9i+SU|;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。 _!*??B6u
2）电动机容量 mC(q8%/;
（1）卷筒轴的输出功率Pw 4#y
F=2800r/min; "V/6 nuCo
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 RZ&T\;m,7
(2)电动机输出功率Pd $]yHk
Pd=Pw/t |cE 69UFB
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 -F| C6m!
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： kMLWF
弹性联轴器 1个 % 7~~*_G
t4=0.99; H|0GR jC
滚动轴承 2对 m0 k~8^L@f
t2=0.99; &*#- %<=1
圆柱齿轮闭式 1对 tZ ]/?+1G
t3=0.97; S @'fmjA'
V带开式传动 1幅 .-g++f(_i
t1=0.95; 36U
z fBa
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 qj5V<c;h%W
t5=0.98; IaLCWvHX
则 L(2KC>GvA
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 oopACE>
故 24
i00s|#
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 >)3[CU,
（3）电动机额定功率Ped hs"=>(P)
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 -C|1O%.
3）电动机的转速 ]D;X"2I2'b
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， =i/7&gC
可选电动机的最小转速 WU
-_Y ^
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min O+o1R24JI
可选电动机的最大转速 KPOr8=Rc
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min A%pBvULH
同步转速为960r/min g z? ]]-H
选定电动机型号为Y132M1－6。 dt(#|8i%
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 U
h'1f7%
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 5 :ZM-kZT
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 [y}0X^9,E
bI,gNVN=
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm <QyJJQM
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 =;9*gDf D
/{';\?w
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 2 %'iTXF
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ^$7Lmd.qI
1）传动装置总传动比 a;Q.R
nm=960r/min; 0P<bS?e<l
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 EV W{!\8[
2）分配各级传动比 D,rF?t>=S
取V带传动比为 ESl- k2
i1=3; i%8 I (F
则单级圆柱齿轮减速器比为 ix<sorR H
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 WvN!8*XFM
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。 S'NZb!1+
4．计算传动装置的运动和动力参数 K>2mm!{
1）各轴转速 v:MJF*/
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 $Q[a^V~:
n0=nm; uj_ OW re
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min Efm37Kv5l
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min Z)6gh{B08
)pS1yYLj
2）各轴输入功率 0pWF\<IZ
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 gF@ 51K
P0=Ped=4kw !}D!_z,)u
轴I 的功率 d3fF|Wp1
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw n1n1 }
轴II功率 >g ]S"ku|
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw z:hY{/-
3）各轴转矩 :h 1-i
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm =rV*iLy
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm xD}ha
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm f -N:
二、设计带轮 QfuKpcT &
1、计算功率 NJG- ~ w
P=Ped=4Kw X&1R6 O
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 l I&%^>
查课本表8－10，得KA=1.1; uP\?y(= "
计算功率 :" 9 :J
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw @;iW)a_M
2选择普通V带型号 Y|t] bb
n0 =960r/min qNP&f 8fH
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 +1j@n .)ft
d1=80~100 aHosu=NK
3、确定带轮基准直径 }[P1Va[!
表8－11及推荐标准值 8}3dwr;-
小轮直径 i]:T{2
d1=100mm; _ECWS fZ
大轮直径 %t&n%dhJ
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm A2{u("^[6
取标准件 +$ KUy>
d2=355mm; opQ%!["N
4、验算带速 NPws^
验算带速 MS,J+'2
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s >t|u 8/P
在5~25m/s范围内 e&G!5kz!
从动轮转速 /
AFn8=9'^
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s >=|Dir
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s G9 92{B
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 \IL/?J
5d
=-0.0141 xEN" "*Q
5、V带基准长度和中心距 qJ=4HlLno
初定中心距 _T6l*D
中心距的范围 C%ibIcm y
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm f>k<I[C<
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm CeD O:J=,
a0=350mm; pp$WM\r
初算带长 ? mxBMtc
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 hnM?wn
Lc = 1461.2mm gF( aYuk
选定基准长度 X}.y-X#v5J
表8-7,表8-8查得 A;nrr1-0
Ld=1600mm; rPVz !(;k
定中心距 gPO,Z
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm T8&
kxp
a=420mm; VG*Tdaua~
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm }D_h*9
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm p._ BG80
6、验算小带轮包角 w%jc' ;|
验算包角 .
: Q[Z
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a x8I=I"Sp
145.2107 >120度 故合格 T
`x :80
7、求V带根数Z { -*+G]
由式（13-15）得 km1{Oh
查得 n1=960r/min , d1=120mm \}SA{)
查表13-3 P0=0.95 hs IC5@s3
由式13-9得传动比 \ .+.V K
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 +}H2 |vP
查表（13-4）得
{ndL] c'v
zPWX%1Qr
由包角145.21度 OfC0lb:c
查表13-5得Ka=0.92 hGm JG,H
KL=0.99 u_[^gS7
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 FB {4& ;
8、作用在带上的压力F T
9Jv
查表13-1得q=0.10 a+ !#cQl
故由13-17得单根V带初拉力 [)V&$~xW
o7"2"(
=>
三、轴 x<#Z3Kla
初做轴直径： 0j*-ZvE)30
轴I和轴II选用45#钢 c=110 PjriAlxD
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm UEL ni,$
取d1=28mm >Q&E4j C
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm @!z9.o;
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 r|t ;#
取YL10YLd10联轴器 aa:Oh^AJy
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ^R.kThG
取d2=45mm #g,JNJ}
四、齿轮 F(*~[*Ff
1、齿轮强度 >%jQw.
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 dn0?#=
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。 `9QvokD
因 ， 44T>Yp09
SH1=1.1， SH2=1.1 8F|8zX&
， "Sp+Q&2U
，
s)Bmi
因： ， ，SF=1.3 ~A<1xszC
所以 e%#(:L
?n o.hf
:# 8 #tLv
2、按齿面接触强度设计 @i`*i@ g
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 B WdR~|2
小齿轮上的转矩 ?o'!(3`L
按 计算中心距 lWj{pyZ
u=i=5.333 1 FTxbw@
mm dKyJ.p
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 t}LV[bj1u
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 s' \PU1{
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm * B"p:F7J|
齿宽b= v;.7-9c*
b1=70mm,b2=60mm s)B l1\Q
3、验算弯曲强度 jt|e?1:vF
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 EVc
E es
按式（11-8）轮齿弯曲强度 gf/$M[H!
/mLOh2 T
Xq`| '6]/
4、齿轮圆周速度 vZj:\g eV
7{HJjH!zx
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 V_pWf5F
nG< _&h
o33 wePx,
28 qTC?
F9rx m
M\5aJ:cQ+
L&3Ak}sh
_l$V|
五、轴校核： Pg[XIfBva
7UQFAt_r
5o;M
*Dx &} "
A[QUFk(
df_hmkyj
I}JC ~=`j
M0[7>N _
~#/NpKHT@A
Ua^#.K
MY> mP
8,\toT7
r}k2n s9
??& Q"6Oe
,B|~V 3)(
jd<`W
"
`rkp=
V 8`o71p
圆周力Ft=2T/d1 bup)cX^
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 K|Sh
d=mz=2.5*101=252.5mm ! #l> +9
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N &AR@5M u
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 0mcZe5RS
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 \.c
由Fr2*L-Fr*L/2=0 =7{n 2
得Fr2=Fr/2=1015.9N C3EQz r`
Pf`HF|NI
2、求水平平面的支承力 d{^9` J'
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ykFm$ 0m+I
64]_o/u5W4
W k1o H
3、画垂直面弯矩图 1?:/8l%V
L=40/2+40/2+90＋10=140mm d/I ,`
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 3 [mVPV
fBtTJ+51}
W&E?# =*X
4、画水平面弯矩图 OW}ny
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm a<%Ivqni
OV<'v%_&
M<h2+0(il
3>60_:+Zb
5、求合成弯矩图 +OSF0#bj
\F`%vZrKR
X2CpA;#;7l
zx :Qz
6、求轴传递转矩 h- )tW J c
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm WI @l2`X
v|DgRPY
ft | W
4 :1URhE
?T.'
q
sa8Q1i&%
IRWVoCc9/\
?@n,
9!
b +b].,
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HLYog+?
~`Uil=
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{| !>
{
r}? uZ"]=?
ks 3y dHe`
`i~kW
7、求危险截面的当量弯矩 `MD%VHQ9U
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 hj4!* c
轴的扭切应力是脉动循环应力 %%uvia=e
取折合系数a=0.6代入上式可得 4$ ~A%JN3
Q)mYy
8、计算危险截面处轴的直径 %s&"gWi
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 )4O >V?B
由表13-3查得许用弯曲应力 ， (^!$m7
所以 V -X *e
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 K9\r2w'T'
故d=1.04*25.4=26.42mm ;T-`~
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 zCz"[9k
所以此轴选d=40mm,安全 3Gk\3iU!
六、轴承的选择 o5h *sQ9
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 h#:_GNuF
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N lf`" (:./
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） NuEcTww
因为大修期三年，可更换一次轴承 4:Ton
所以取三年 K;L6<a A#
由公式 n{*A<-vL
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) uO^,N**R#
（深沟球轴承系列） lVptA3F
]H {g/C{j
由附表选6207型轴承 >;s!X(6 b
七、键的选择 9*Z!=Y#4,
选普通平键A型 '&LH9r
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 c3aBPig\D
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm Pt=@U:
由公式 ;{j@ia
所以 5K# <VU*:
选变通平键，铸铁键 X$A[~v
JHJIjYG>P
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 { POfT
m}
八、减速器附件的选择 FlyRcj
1、通气器： M&SY2\\TB
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 <^n@q f}
2、油面指示器： r?%,# 1|$$
选用油标尺，规格M16 Nu,t,&B
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 x'iBEm
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 cgV5{|P
5、窥视孔及视孔盖 U-.A+#<IT9
选用板结构的视孔盖 Q $^)z_jai
九、润滑与密封： 4p6\8eytq.
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： P;bOtT --
yc7 "tptfF
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 4(mRLr%l@`
2、滚动轴承的润滑 -Pp =)_O
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 SdXAL
3、润滑油的选择 2= RQ,@s
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 *r/o
\pyH
L-AN15润滑油 Ha/Gn !l
4、密封方式选取： <Kk [^.7C;
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 (nnIRN<}$
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 dTVh{~/
设计小结： gg?O0W{
二、课程设计总结 u`gY/]y!
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。 rCsH
0:l8P
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。 j"Z9}F@
L"It0C
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。 fq(3uE]nC
AVO$R\1YR
特别感谢—程莉老师。 Tqm)- |[
)U +Pt98"
参考资料目录 91oAg[@4G
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； ]L;X A j?
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； # XeEpdE
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； 3e?a$ ~9
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 83pXj=k<
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn ]GmXZ i
T?EFY}f
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