目 录 zd [cp@
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 >E(IkpZ
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 s^AZ)k~J(
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 gMZ?MG
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 q|ZQsFZ
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 D cL x [C
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 b;sjw5 cm_
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 b*qC
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 o//PlG~
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 (z<& PP
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 ^ )/oDyO
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 9Fxz9_ i
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ;;- I<TL
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 L~( `zO3f
T\Q) "GB
Eq/%k $6#1
1.拟定传动方案 =u`^QE
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 Y3I+TI>x
v=1.1m/s;D=350mm; -T-h~5
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) o%A@
OY
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 yq>3IS4O
2.选择电动机 >? A3;O]
1）电动机类型和结构形式 :ITz\m
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 m)? cXM
2）电动机容量 /ZKO\q
（1）卷筒轴的输出功率Pw f M )R O7
F=2800r/min; dPRG L
hWF
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 w_i$/`i+
(2)电动机输出功率Pd %.D @{O
Pd=Pw/t .Su9fj y%
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 8aD4 wc
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： O-vvFl#4
弹性联轴器 1个 5 lC "10
t4=0.99; E8Wgm
8
滚动轴承 2对 s&$Zgf6Z
t2=0.99; %k3a34P@
圆柱齿轮闭式 1对 PV%7 m7=x
t3=0.97; S\jN:o#b
V带开式传动 1幅 &sQtS
t1=0.95; e&u HU8k*
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 k^.9;FmQ
t5=0.98; x_ \e&"x
则 %-:6#b z
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 _dq.hW7
故 !W8'apG&[
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 kqA`d
（3）电动机额定功率Ped Os1(28rl
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 _A \c 6#
3）电动机的转速 E -i rB/0
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， xFS `#1
可选电动机的最小转速 sT3O_20{
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min |S:St HZm
可选电动机的最大转速 ,.f GZ4
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min gKS0!U
同步转速为960r/min M(S:&GOU
选定电动机型号为Y132M1－6。 mi3 yiR
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 nK6{_Y>
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 j4Cad
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 |k+Y >I &
y)!K@
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm K$\]\qG6
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 Zcv1%hI
9[B*CD |
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 jQ_j#_Vle
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 1NT@}j~/
1）传动装置总传动比 .t0Q>:}&b
nm=960r/min; jO$3>q
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 WrL&$dEJ?M
2）分配各级传动比 m ^Btr
取V带传动比为 eEQ
4L\d
i1=3; z}N= Oe
则单级圆柱齿轮减速器比为 ;Zc(qA
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Wgdij11e
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。 QE$sXP7 &u
4．计算传动装置的运动和动力参数 (~N &ov
1）各轴转速 sL
XQ)Ce
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 D'#Wc#b
n0=nm; Ky Nv)=x4c
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 50Co/-)j
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min *9((b;Ju
3ePG=^K^
2）各轴输入功率 izow =}
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 Dw ?nf
P0=Ped=4kw X) xQKkL0
轴I 的功率 {(A Ys*5
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw u-At k-2M
轴II功率 Y_ )!U`>N?
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ,Rk;*MEMJ
3）各轴转矩 Sim\+SL{#
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm =zt@*o{F
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm kl_JJX6jPP
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm Edc< 8-
二、设计带轮 ;+`t[ go
1、计算功率 Y dmYE $
P=Ped=4Kw ub6=^`>h
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 @]t} bF]
查课本表8－10，得KA=1.1; [&y{z-D>
计算功率 ]4y Wcnf
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw m49GCo k+
2选择普通V带型号 no C ]&4b
n0 =960r/min Y'`w.+9
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 U`D/~KJ{Y
d1=80~100 J" L+`i
3、确定带轮基准直径 9^<t0oY
表8－11及推荐标准值 t0d1? ?G
小轮直径 KQj5o>} 6
d1=100mm; =U!M,zw4
大轮直径 DDyeN uK
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm Ua)ARi %
取标准件 aRdzXq#x
d2=355mm; c %yhODq/
4、验算带速 +dcBh Dq
验算带速 9"K EHf!
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 61HU_!A8S
在5~25m/s范围内 UYn5Pix
从动轮转速 /mX/
"~
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s ;z/Z(7<; ;
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ^+^#KC8]W
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Fx*iAH\e
=-0.0141 [O>}%
5、V带基准长度和中心距 1~Zmc1]
初定中心距 }eetx68\
中心距的范围 qI"Xh"
c?
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm <spV Up
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm ~tWIVj{
a0=350mm; Eq=~S O%
初算带长 EaaQC]/OX5
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 (B{`In8G>y
Lc = 1461.2mm z^j7wMQ
选定基准长度 kHygif
!I4
表8-7,表8-8查得 )-%3;e<w
Ld=1600mm; I !=ew |
定中心距 kAA1 +rG
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm =VFi}C/
a=420mm; VAX@'i Zr
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm :sAb'6u1EU
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm awkPF A*c'
6、验算小带轮包角
v% 6uU
验算包角
_GS_ R%b
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a YEH /22
145.2107 >120度 故合格 jR[VPm=
7、求V带根数Z vVQ wuV
由式（13-15）得 #d2XVpO[0
查得 n1=960r/min , d1=120mm IcRA[
g
查表13-3 P0=0.95 2wLnRP` *
由式13-9得传动比 $`,10uw
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 .}!"J`{ W
查表（13-4）得 q{T [|(!
A!B: vJ
由包角145.21度 X5@+ M!`
查表13-5得Ka=0.92 Cw6\'p%l-\
KL=0.99 @oE^(
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 n-zAkKM
8、作用在带上的压力F Od_xH
查表13-1得q=0.10 .aS`l~6
故由13-17得单根V带初拉力 ;Z^\$v9?
' .
5&Z
三、轴 uH*moVw@5
初做轴直径： )!z4LE
轴I和轴II选用45#钢 c=110 >T84NFdz+
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm rlxZ,]ul
取d1=28mm dRj2% Q f
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm _y:-_q
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 kjAARW
取YL10YLd10联轴器 h</,p49gM
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 H iAj3
取d2=45mm nv$>iJ^~H
四、齿轮 u}I-#j)wap
1、齿轮强度 wwh1aV *
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 M%&1j >d
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。 J9aqmQj('
因 ， 0 zQ~'x
SH1=1.1， SH2=1.1 X1 DE
， X~UrAG}_
， X LHi
因： ， ，SF=1.3 }2xgm 9j <
所以 df\ ^uyD;
l4Au{%j\
R+sv? 4k
2、按齿面接触强度设计
4,g_$)
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 _2Zc?*4
小齿轮上的转矩 Q|KD$2rB
按 计算中心距 \/XU v(
u=i=5.333 ":v^Y
9
mm B*Z}=$1j
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ^8 .s"4{
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 pyUzHF0
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm & /m0N\n?
齿宽b= ^%5 ;Sc1V
b1=70mm,b2=60mm pTB1 I3=.u
3、验算弯曲强度 m @Hg: DY
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 g)!d03Qoy
按式（11-8）轮齿弯曲强度 `. i #3P
J]W?
V vv
o[I
s$j
4、齿轮圆周速度 5J-slNN CQ
QLxe1[qI
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 kxQ al
}|UTwjquBD
`y3*\l
cqYMzS
t
zK_Q^M`
HXm &`
(N6=+dNY
"]T1DG"
五、轴校核： Z-j?N{3&
B#]:1:Qn
{K N7Y"AI
Skl:~'W.&|
uK% 0,!q
g
es-nG-
,UYe OM2Ao
f4O}WU}l{s
5{gv \S1
y@h
v#;
:FUxe kz
wZ5k|5KtW
3qQ}U}-; |
!k<k]^Z\
sF Ph?
I!"/ I8Y
Zd| u>tn
5KNa-\
圆周力Ft=2T/d1 =}" P;4:
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 }S"qU]>8a
d=mz=2.5*101=252.5mm 8UzF*gS
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N w7E#mdW
Fr=5852.5*tan20=2031.9N T |&u?
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Cp?6vu|RA
由Fr2*L-Fr*L/2=0 xyP 0haE
得Fr2=Fr/2=1015.9N ov5g`uud
' %&-`/x
2、求水平平面的支承力 = R n
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ol1J1 Zg
gj7'4 3
?W
d(j
g
"@
3、画垂直面弯矩图 }tW1\@
=
L=40/2+40/2+90＋10=140mm _VB;fH$
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm |['SiO$)
G%junS'zt
KBoW(OP4'
4、画水平面弯矩图 D;h JK-Y
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm _H@8qR
SBaTbY0
y(*5qa <>
IrIW>r} -
5、求合成弯矩图 E#A}2|7,g
iL<FF N ~{
FzOlM-)m
4} Y? :R
6、求轴传递转矩 RWB ]uHzE
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm Zbr1e5?
o4 ^#W;%w
.zy2_3:
7H4\ AG\>
N3V4Mpf
? <w[ZWytm
>CqZ75>
/I G3>|R
a# Uk:O!
LWxP}? =
^U^K\rq 1u
XM 3~]
@7t*X-P.;-
qP+%ui5xR
]vuxeu[cu,
z<s ~ `
#4AqWyp#f
*CV I@:Q9
_QtW)\)5 \
,D.@6 bJW
b%X<'8 z9Z
7、求危险截面的当量弯矩 &m`@6\N(
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 MnQ 6 !1Z
轴的扭切应力是脉动循环应力 uZP( -}
取折合系数a=0.6代入上式可得 ?i\$U'2*z3
-5\.\L3y)
8、计算危险截面处轴的直径 ()fYhk|W
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 oMx pdG3y-
由表13-3查得许用弯曲应力 ， 9? |m ^
所以 >?{>
!#1
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 R_IT${O
故d=1.04*25.4=26.42mm G&yF9s)Lvs
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 j[=P3Z0q
所以此轴选d=40mm,安全 ^C8f(
六、轴承的选择 RRtOBrIedI
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 1 y7$"N8Xo
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N b:&= W>r
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） '1lz`CAB+
因为大修期三年，可更换一次轴承 /b {Ufo3 v
所以取三年 gT|&tTS1@
由公式 ^.[+)0I
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) NV^n}]ci
（深沟球轴承系列） ?osYs<k \
a b5i7@Ed
由附表选6207型轴承 kCKCJ }N
七、键的选择 fM<g++ X
选普通平键A型 ,*wj ~NE
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 aV n+@g<.
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm qjR p5
由公式 af/;D r@
所以 H"rIOoxf
选变通平键，铸铁键 z.:IUm{z
z\<gm$ 1CB
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 !M k]%
八、减速器附件的选择 XOzZtt
1、通气器： c+u) C%g
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 -:V2Dsr6;
2、油面指示器： %U$%x
选用油标尺，规格M16 Lw{'mtm
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 < -|g>
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 L;' v,s
5、窥视孔及视孔盖 gjy:o5{vA*
选用板结构的视孔盖 Y;8.(0r/
九、润滑与密封： t2z@"e
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： x{{ZV]
[u8J qX
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 /7b$C]@k
2、滚动轴承的润滑 O:X|/g0Y
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。 Il#9t?/
3、润滑油的选择 r)Iq47Uiw
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 4Bq4d.0
L-AN15润滑油 ,:3Di (
4、密封方式选取： `L "{sW6S
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。 { FM:\/
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 j=w`%nh4"f
设计小结： j*1O(p+
二、课程设计总结 iLkP@OYgQ
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。 ON$-g_s>)
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。 4";[Xr{pW
4N{^niq7
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。 2a:JtJLl
f<( ysl1[
特别感谢—程莉老师。 V:
ivnx*
l mr:PX
参考资料目录 btU:=6
[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； `@i! 'h
[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； 8Vqh 1<
[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； Yc1v e
[3]《设计手册软件》，网络上下载； !4
G9`>n
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn g R)
)K)
# k<j`0kiq
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