目 录 iw )gNQ%z4
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 v=k+ MvX
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 $kUB%\`
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 Vn#}f=u\
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 )tlj{ 7p
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 >|3Y+X
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 8m+~HSIR
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ![z2]L+TB
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 T+ Yv5l
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 nCYz ];".
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 A/y|pg5
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 9PB%v.t5 y
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 m` 1dB%;?
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 j4XVk@'OX
&M|rRd~*
j2G^sj"|
1.拟定传动方案 ffP]U 4
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 RP~nLh3=\
v=1.1m/s;D=350mm; WJ8i=MO67
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) bF _]j/
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 {
j_-iF
2.选择电动机 T@1;Nbz]
1）电动机类型和结构形式 DuC#tDP
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 {V7mpVTX.
2）电动机容量 qJG;`Ugl:
（1）卷筒轴的输出功率Pw c/ Pql!h+
F=2800r/min; d9 [j4q_
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 :Wbp|:N0
(2)电动机输出功率Pd "M/c0`>C!i
Pd=Pw/t EV6R[2kl
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 NfDS6i.Fqp
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： -;cF)C--12
弹性联轴器 1个 2/3yW.C
t4=0.99; zY/Oh9`=v
滚动轴承 2对 "G%S
m")
t2=0.99; c W^LmA
圆柱齿轮闭式 1对 d>[i*u,]/
t3=0.97; +2MF#{ tS
V带开式传动 1幅 X 3sAy(q
t1=0.95; j \r GU){
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 nc1~5eo
t5=0.98; k[ *9b:~
则 K~ #?Y,}O
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 zU1D@
故 7 7bwYKIn
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 J* !_O#
（3）电动机额定功率Ped -W! M:8
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 Sfe[z=7S
3）电动机的转速 pj_W ^,*/
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， "6C
a{n1hk
可选电动机的最小转速 #~p ;s>
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min +mjwX ?yF
可选电动机的最大转速 PxYK)n9&
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min B-g- T>8
同步转速为960r/min g7323m1=
选定电动机型号为Y132M1－6。 (A=PDjP!
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 !,ODczWvh
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 z uNm !$
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ~Bl,_?CB r
u>;aQtK~
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm q25 p3
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 }V ]*FCpQ
%3dc_YPS
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 r.)n>
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 :.=:N%3[
1）传动装置总传动比 Lu^uY7
?}
nm=960r/min; (}wPu&Is,C
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 9+ Mj$
2）分配各级传动比 4U\>TFO
取V带传动比为 %UdE2 D'bC
i1=3; d7BpmM
则单级圆柱齿轮减速器比为 R@grY:h
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 xJ<RQCW$
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。 N5)H(<}
4．计算传动装置的运动和动力参数 .WSn Y 71
1）各轴转速 k YCm5g3u
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 (~Bm\ Jn
n0=nm; lZ5-lf 4
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min +o3n%( ^~
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min j&dCP@G
,Gy,bcv{
2）各轴输入功率 N @_ y<7#C
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 w}6~t\9D
P0=Ped=4kw o~Hq&C"^}
轴I 的功率 d_(;sW"I
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw c1kV}-v
轴II功率 AHr^G'
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw xuHP4$<h3
3）各轴转矩 b&A/S$*
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm !0^4D=dO
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm V}vL[=QFZ(
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm xBc$qjV
二、设计带轮 [ -Z 6Q zT
1、计算功率 E9k%:&]vd
P=Ped=4Kw [ Cd#<Te3
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 m!zv t
查课本表8－10，得KA=1.1; w Y8Vc"
计算功率 Q,9KLi3
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw Uf_mwEE
2选择普通V带型号 C% z9Q
n0 =960r/min rc:UG "[
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 :9 &@/{W
d1=80~100 tag)IWAiE
3、确定带轮基准直径 _`C |K>:
表8－11及推荐标准值 CBdr 1
小轮直径 -mO<(wfV>
d1=100mm; ?r]0 %W^
大轮直径 \3(s&K\Y6\
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ; [lLFI
取标准件 T+0z.E!~I
d2=355mm; O>f*D+A-
4、验算带速 UCm JQJc
验算带速 R KMF?:
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s .0>bnw
在5~25m/s范围内 3bLOT#t
从动轮转速 [$$R>ELYQ
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s MS2/<LD3d
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 6 V9r[,n
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 kyJKai
=-0.0141 CXu$0DQ(
5、V带基准长度和中心距
j AoI`J
初定中心距 y]i} j,e0L
中心距的范围 %26HB
w=JF
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm .2P3 !KCL
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm zB7 ^L^Y
a0=350mm; l YdATM(h
初算带长 oQ Vm)Bn'R
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 x5 #Kk.
Lc = 1461.2mm ]LCL?zAzH!
选定基准长度 hYFi"c k
表8-7,表8-8查得 &H ,UWtU+
Ld=1600mm; 6 P9#6 mZ
定中心距 j$u
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm &B+_#V=X@
a=420mm; Z@JT ZMN_
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm >)[W7h
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 1)xj 'n
6、验算小带轮包角 b
V_<5PHP
验算包角 z {NK(oW
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a RU.MJ
kYQ5
145.2107 >120度 故合格 yk x13|iR
7、求V带根数Z 2nFr?Y3g,
由式（13-15）得 e'v_eD T^
查得 n1=960r/min , d1=120mm !t)uRJ
查表13-3 P0=0.95 X)TZ S
由式13-9得传动比 fA V.Mj-
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 +Z9 ua%,3%
查表（13-4）得 T/%k1Hsa4H
m,4'@jg0
由包角145.21度 qIy9{LF
查表13-5得Ka=0.92 >FFp"%%
KL=0.99 Nhjz~S<o
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 "|WKK}
8、作用在带上的压力F K(NP%:
查表13-1得q=0.10 |jWA > S
故由13-17得单根V带初拉力 m KKa0"
#)T'a
三、轴 }6__E;h#J
初做轴直径： -S@ ys
轴I和轴II选用45#钢 c=110 F Go)] U
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm grd
fR`3
取d1=28mm ;$r!eFY;
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm !$-QWKD4
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 c)Q OgXv
取YL10YLd10联轴器 #\}xy PS
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 "LZv\c~v,%
取d2=45mm VM3)L>x]/
四、齿轮 `Z`o[]%
1、齿轮强度 ~W gO{@Mw
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 nzB! 0U
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。 y+.(E-g
因 ， ;UQ&yj%x
SH1=1.1， SH2=1.1 XQ Si
， >BMtR0
， *;
6LX
因： ， ，SF=1.3 i8/"|+Z
所以 ~VF?T~Kr_
w (,x{Bg\
p AtxEaXh
2、按齿面接触强度设计 u])MI6LF
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 J
B
!Q
小齿轮上的转矩 KXo[;Db)k
按 计算中心距 Nu; 9
u=i=5.333 cn
;2&
mm PiX( Ase
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 M[Jy?b)
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 Ys%d
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm
A^pRHbRq
齿宽b= VBu6,6
b1=70mm,b2=60mm [4}U*\/>C
3、验算弯曲强度 pm DFmE S
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 04E#d.o '
按式（11-8）轮齿弯曲强度 hT AZGV(
4L2TsuLw
2CPh'7|l
4、齿轮圆周速度 \/ /{\d
Z@#k ivcpz
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 4V5h1/JPm
\z=!It]f.
^<e(3S:
>uz3 O?z P
/3 ;t
&]
xNxSgvco ,
:AC( \
lLL) S
五、轴校核： T C._kAm
,-Yl%R.W=
Cy\! H&0wg
&;%LTF@I,
M[ ,:NE4H
ncij)7c)u
)L7h:%h#
HS
1zA
>VvA &p71b
,y*|f0&"~
Ne2eBmY}(
`CEHl &w
CF@j]I@{
"?{=|%mf
_2S(
*
ksli- Px
*Ag,/Cm]
sxU
0Fg
圆周力Ft=2T/d1 10e~Yc
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 eq$.np
d=mz=2.5*101=252.5mm .d%CD`8!
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N i~EFRI@
Fr=5852.5*tan20=2031.9N Gmh6|Dsg
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 : ]~G9]R`
由Fr2*L-Fr*L/2=0 .L}k-8
得Fr2=Fr/2=1015.9N
GA"zO,
c`_[q{(^m
2、求水平平面的支承力 j
q1 |`:
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N qv$m5CJvK
96S#Q*6+R
@
M
3、画垂直面弯矩图 [I5}q&
L=40/2+40/2+90＋10=140mm o",J {
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm rE$=~s
o)
,1R:
Lk1e{! a
4、画水平面弯矩图
0ZJt
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 4jdP3Q/
,ft KRq
~-o [v-\
K)F6T vWv
5、求合成弯矩图 % * Lv
xh9Os <
ZA6)@Mn
*t,1(Gw|7q
6、求轴传递转矩 4
oZm0
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm >K-S&Y
6k*,Yei
x3Ze\N8w
d \v1R-V
# 8qhl
zM2 _z
|kh7F0';"
6_kv~`"t Z
j NkobJ1
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b]k9c1x
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sA! $}W
~"nF$D B
?]PE! 7H
OV,t|
b .|k j
XsbYWJdds
VHqHG`}:
T1=T
7、求危险截面的当量弯矩 ; Bwg'ThT
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 ^c| _%/
轴的扭切应力是脉动循环应力 N|\Q:<!2_w
取折合系数a=0.6代入上式可得 5)i OG#8qJ
omzG/)M:O
8、计算危险截面处轴的直径 2 R];Pv
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 h1 pEC
由表13-3查得许用弯曲应力 ， _kX q0~
所以 '|^x[8^
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 z y (NJ
故d=1.04*25.4=26.42mm &OsO _F
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 +FJ+,|i
所以此轴选d=40mm,安全 T: I34E[
六、轴承的选择 @A'@%Zv-
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 ,8 G6q_ud
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N #gsJ
tT9
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） ^xm%~
因为大修期三年，可更换一次轴承 RG_.0'5=hc
所以取三年 xtO#reL"q?
由公式 Fj4>)!^kM
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) WT63ve
（深沟球轴承系列） 75^AO>gt
v6P2 v
由附表选6207型轴承 5y8VA4L/o
七、键的选择 ]Bj2; <@y
选普通平键A型 U*4r<y9R
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 Q>(a JF
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm y #zO1Nig`
由公式 7!Qu+R
所以 i93 6+[
选变通平键，铸铁键 T/]f5/
5Mz:$5Tm
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 Q$(Fm a 4a
八、减速器附件的选择 rld8hFj
1、通气器： [ylRq7^e
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 OE*Y%*b
2、油面指示器： nvQTJ4 ,,
选用油标尺，规格M16 # /B g5:
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 EKus0"|
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 :g ~_
5、窥视孔及视孔盖 d}Q% I
选用板结构的视孔盖 YD ;G+"n?T
九、润滑与密封： <*(^QOM
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： jn(%v]
>L ')0<!&
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。 u4j"U6"]M
2、滚动轴承的润滑 s'|t2`K("
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。 XY#.? <"Q8
3、润滑油的选择 S$ff TdRz
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 2Qt! J XC
L-AN15润滑油 yd=b!\}WJ
4、密封方式选取： ocu,qL)W
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 _b$ yohQ
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 T'{9!By,P
设计小结： =f!clhO
二、课程设计总结 Y_K W9T_
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。 ||?@pn\
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。 Xv3pKf-K
pH3<QNq5
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。 o7 t{? |
U*b7 Pxq;
特别感谢—程莉老师。 jD${ZIv
\<ysJgqUG
参考资料目录 l0C`teO
[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； G[1\5dK*uR
[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； c]zFZJ 6M
[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； 3~VV2O
[3]《设计手册软件》，网络上下载； Uo71C 4ev
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn c_8<N7 C
F WA?mde
!I.}[9N
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Nw=60.0241r/min 'Z B^=T
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T0=39.7917Nm J7+G"_)'
T1=113.4063Nm lkn|>U[
T2=589.5878Nm a1U|eLmUb
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