目 录 8kYI ~
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 W \1V`\gF
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 zkb[u"
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 Mv_-JE9#>o
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 #BhDC.CcW
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 rF\L}& Sw
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 2Y1y;hCK
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ^_5t5>
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 O]VHX![Y$
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 3;Y 9<
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 /Dj-@7.C/
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 c\DMeYrg
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 bx._,G
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 P0<)E
~v|N C([(
* &O4b3R
1.拟定传动方案 /|LQ?n
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 tYUg%2G
v=1.1m/s;D=350mm; q5#6PYIq
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) @Pb%dS
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。 opv<r* !
2.选择电动机 FT[of(g^
1）电动机类型和结构形式 \ IX|{]*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。 7?"-:q
2）电动机容量 !$pnE:K
（1）卷筒轴的输出功率Pw _ZHDr[
F=2800r/min; (;cKv
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 WbJ
(2)电动机输出功率Pd Wf{&D>
Pd=Pw/t ]47! Zo,
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 oZ\zi> Y,
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： mTBSntZx
弹性联轴器 1个 D $&6 8
t4=0.99; g+%Pg@[
滚动轴承 2对 8;y\Ln?B
t2=0.99; fM!@cph (8
圆柱齿轮闭式 1对 r,Tq";N'
t3=0.97; TH>7XK<90M
V带开式传动 1幅 #ja6 nt8GC
t1=0.95; ;U[W $w[
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 %(A@ =0r#
t5=0.98; Pj ^O8
则 2Kz407|'
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 -7u_ \XFk
故 Rc(E';uc
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 R/P9 =yvg0
（3）电动机额定功率Ped 8SOfX^;o
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 7bL48W<QD
3）电动机的转速 x \b+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， "Tnm n@
可选电动机的最小转速 Vo (>K34
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min ![ @i+hl
可选电动机的最大转速 %TYe]^/'y
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min l S |:4U.
同步转速为960r/min iD) P6"
选定电动机型号为Y132M1－6。 qk=OodEMK
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 TXbnK"XQ
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 6 F; |x
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 aC#{@ t
9 E2OCLWrE
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm A \-r%&.
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 4XNkto
n VoP:FHH
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 jwO7r0?\`G
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 Lm7fz9F%
1）传动装置总传动比 UUEbtZH;
nm=960r/min; qJK-H F:#
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 hx
hs>eY
2）分配各级传动比 C^ZD Uj`
取V带传动比为 d(F4-kBd
i1=3; AH|'{
则单级圆柱齿轮减速器比为 +?^lnoX
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 8X)1bNGqhe
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。 Tl pQ9T
4．计算传动装置的运动和动力参数 b|u,[jEB
1）各轴转速 qkD9xFp
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 Ns6C xE9
n0=nm; 9M7Wlx2
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min mhMRY9 ahB
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 7l3Dx w/N
\z? -
2）各轴输入功率 @T)>akEOt
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 Qk8YR5 K
P0=Ped=4kw Nrzg>WQa
轴I 的功率 }0 =gP?.kE
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw G$1gk ^G's
轴II功率 -z'6.I cO
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw .83z =
3）各轴转矩 +?+iVLr!l}
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm < ^" 0A
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm N[wyi&m4
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm Atod& qH
二、设计带轮 -9yW f8 ;
1、计算功率 9` G}GU]@}
P=Ped=4Kw e89 IT*
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 NLZUAtx(
查课本表8－10，得KA=1.1; L87=*_!B;
计算功率 !L@^Zgs|@?
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw &NK6U
2选择普通V带型号 Jqqt@5Ni
n0 =960r/min zqm/<]A*l
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 _Sult;y"u
d1=80~100 ty b-VO
3、确定带轮基准直径 :2-!bLo}&
表8－11及推荐标准值 ;w^{PZBg
小轮直径 6]Ri$V&"
d1=100mm; 5 0<
大轮直径 J(k C
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm /^b=| +Do
取标准件 Q*]y=Za#:
d2=355mm; Bu#\W
4、验算带速 |1UJKJwX
验算带速 T@j@IEGH
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s PZhpp "
在5~25m/s范围内 nj7\vIR7
从动轮转速 )Q c>NF0
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s ef]60OtP
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 9P# <T7
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 rB.LG'GG]
=-0.0141 ThYHVJ[;
5、V带基准长度和中心距 tkf^sGgNO
初定中心距 RhI>Ak;-
中心距的范围 zzZ K S
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm pLsJa?}R
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 5+Hw @CY3
a0=350mm; U[c^xz&
初算带长 P*{*^D N
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 R% )7z) ~
Lc = 1461.2mm lU % L
选定基准长度 <9aa@c57
表8-7,表8-8查得 YE1X*'4
Ld=1600mm; VB@M=ShKK
定中心距 w[s}#Q
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm |gM@}!DL
a=420mm; THz=_L6
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm #B8V2 _M
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm .u&GbM%Ga
6、验算小带轮包角 ;p/$9b.0:
验算包角 Q5/BEUkC
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a [ h~#5x
145.2107 >120度 故合格 o;7_*=i
7、求V带根数Z 17@#"uT0
由式（13-15）得 Oh/2$72
查得 n1=960r/min , d1=120mm dnstm@0k
查表13-3 P0=0.95 SD=9fh0l
由式13-9得传动比 WcKL=Z?(
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 o 9{~F`{p
查表（13-4）得 q l%]t~HR0
4
X 6_p(
由包角145.21度 uz[5h0c
查表13-5得Ka=0.92 ljw>[wNv
KL=0.99 FdM xw*}
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 ! F~*Q2PZ9
8、作用在带上的压力F |-.r9;-b
查表13-1得q=0.10 b%D}mxbS
故由13-17得单根V带初拉力 A<P rsk!
l|'{Cb
三、轴 Kf'oXCs
初做轴直径： A#8Dv&$Pr
轴I和轴II选用45#钢 c=110 ul[+vpH9
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm ~ 6O<5@k
取d1=28mm D?}K|z LQ
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm wEMg~Hh
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 %TA@-tK=
取YL10YLd10联轴器 y fCdK-9+B
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 } @avG t;v
取d2=45mm 9ZXEy }q57
四、齿轮 A]q"+Z]
1、齿轮强度 R,KoymXP
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 4/ M ~#
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。 <t) D`nY\
因 ， g=_@j`
SH1=1.1， SH2=1.1 j5]6 CG_
， sU 5/c|&
， =r1 @?x
因： ， ，SF=1.3 =RH7 j
所以 n0< I
Hv .n O-c
MNZD-[
2、按齿面接触强度设计 `]3A#y)v
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 D_)n\(3
小齿轮上的转矩 `dK%I
U
按 计算中心距 L>1i~c&V
u=i=5.333 8^ezqd`
mm <zh N7="
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 @h"; gN
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 B0#JX
MX9
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm euc|G Xs
齿宽b= +-+%6 O<C
b1=70mm,b2=60mm Hj^_Cp]@*
3、验算弯曲强度 uf<nVdC.
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 qZ|>{ ^a*
按式（11-8）轮齿弯曲强度 hRKA,u/G
C A vy S
tNbZ {=I>
4、齿轮圆周速度 n# lZRwhq
m C &*K
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 u AmDXqJ 3
tj=l!
v"N%w1`.e
M
h5>@-fEE
,ThN/GkSC
$m)[> C
jizp\%W+
0281"aO
五、轴校核： k1)=xv#S
x\MzMQ#Bf
}:2G D0Ru
J5 2- qR/
vRn"0Mzl8
JXA!l ?%
>p;cbp[ht
`rLy7\@;
k-N `
h
x vx+a0 A
(^4V]N&
D?:AHj%gW
s2rwFj 8 |
y-i6 StJ
M8HHyV[AmC
Gl@}b\TB
OX!<{9o
u^Sa{Jk=
圆周力Ft=2T/d1 Sdn4y(&TP
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ltH?Ew<]
d=mz=2.5*101=252.5mm "g=g' W #
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N "ke>O'
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 1Ff Sqd
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 WQ>y;fi5/{
由Fr2*L-Fr*L/2=0 ;# jE??E/:
得Fr2=Fr/2=1015.9N
ndCHWhi
X zF-g*e
2、求水平平面的支承力 v62M8r,Y
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N -{ M(1vV(=
_)U[c;^6
'l7ey3 B%
3、画垂直面弯矩图 fCa*#ME
L=40/2+40/2+90＋10=140mm l k?@ =U~
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm .lt|$["
6b6rM%B.oD
/ 8 0Q
4、画水平面弯矩图 @G&2Tbj[`
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm Z>t, B%v
,6iXl ch
U6/$CH<pe
n#Y= y#
5、求合成弯矩图 N!#0O.6
X}@'FxIF
+8#hi5e
E[8R
)xC@
6、求轴传递转矩 f+xhS,iDR
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ( +w>hCI
M8p6f)l3
6myF!
H=
9H6%\#rw
+IkL=/';#
ZFH;
2QN ~E
3 J !J#
W8><
2iV/?.<Z&
LZ 3PQL
{)L*\r
}F<=
$(=0J*ND"
}3DZ`8u
Fk*C 8
zHu w[
&hco3HfW
(l ]_0-Z
|K,[[D<R
T5g L
7、求危险截面的当量弯矩 ];63QJU
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 j+6`nN7L
轴的扭切应力是脉动循环应力 l?Qbwv}
取折合系数a=0.6代入上式可得 %%h0 H[5*
A/A; '9
8、计算危险截面处轴的直径 XKQ\Ts2<k
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 wk[4Qsk<
由表13-3查得许用弯曲应力 ， H
b}(.`
所以 =_:Mx'7
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 > %B7/l$
故d=1.04*25.4=26.42mm Y4j%K~ls Y
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 iR39lOr
所以此轴选d=40mm,安全 r' E|6_0
六、轴承的选择 3Q\k!$zq
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 Q@aDa 8Z
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N ,J O Nc9
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 746['sf4c
因为大修期三年，可更换一次轴承 h( MNH6 B1
所以取三年 CjT]!D)s
由公式 [+.P'6/[$R
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) e.l3xwt>$
（深沟球轴承系列） r
t\eze_5A
25wvB@0&
由附表选6207型轴承 m(rd\ 3 d
七、键的选择 W %_Cda5,
选普通平键A型 Q35jJQ$<`
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 Wa !}$q+
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm ]7:*A7/!.
由公式 cOrFe;8-.
所以 jx[g;7~X
选变通平键，铸铁键
KnxK9
}]!?t~5*
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 RQQ\y`h`
八、减速器附件的选择 rOA{8)jIa*
1、通气器： ee\xj$,
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 {T'M4y=)i
2、油面指示器： </-aG[Fi
选用油标尺，规格M16 S*w; $`Y
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 dk[MT'DV
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 Q)L6+gW^
5、窥视孔及视孔盖 GS&iSjw
选用板结构的视孔盖 a=&{B'^G
九、润滑与密封： dO!5` ]
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： c6~<vV'}
e{E8_2d
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。 J S#AoPWA
2、滚动轴承的润滑 K bM1b
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。 (!"&c*
<
3、润滑油的选择 6 H' W]T&
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 rPXy(d1<`S
L-AN15润滑油 J[{?Y'RUM
4、密封方式选取： W`g zMx
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*J@O Y8i
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 y|2y! &o,!
设计小结： {No
Y`j5S
二、课程设计总结 E9~}%&
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。 X|Rw;FY
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。 MR}h}JEx0
%pBc]n @_
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。 #CTeZ/g
j7sRmQCl
特别感谢—程莉老师。 V 8-*d E
5"mH6%d :8
参考资料目录 Y
wu
> k
[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； )=5 ,S~IT
[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； ^j *H
[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； -APbN(Vi
[3]《设计手册软件》，网络上下载； HMl
M!Xk?
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn YLehY
{2T;^+KE
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P1=3.8Kw O)c 3Lm-w
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P2=3.6491Kw >N"=10
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T0=39.7917Nm .F3~eas
T1=113.4063Nm DI[
T2=589.5878Nm HG^~7oMf
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