目 录 L{Vqh0QD&
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 rU(+T0t?I
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 3T0"" !Q
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 eJ81-!)
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 UR5`ue ;
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 {+ b7 sA3
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 r:TH]hs12+
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 Qe(:|q _
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 l}M !8:UzU
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 S$X Sei_q
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 G .4X'
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 5Jnlz@P9
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 *DhiN
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 |
VDV<g5h
oe~b}:
B#1;r-^P<
1.拟定传动方案 ?|Zx!z ($
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 sW8dPw
O
v=1.1m/s;D=350mm; Y u2Bkq+
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) "-V"=t'
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。 Nmh*EAJSy
2.选择电动机 ]')RMg zM*
1）电动机类型和结构形式 ~4cC/"q$X
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 R0-j5&^jju
2）电动机容量 y1L,0 ]
（1）卷筒轴的输出功率Pw ENY+^7
F=2800r/min; |]*/R^1>2
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ,~W|]/b<q
(2)电动机输出功率Pd %D "I
Pd=Pw/t o2\8OxcA
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 \xoP)Ub>
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： &b& ,
弹性联轴器 1个 y4fdq7i~}9
t4=0.99; ;gr9/Vl
滚动轴承 2对 r" ,GC]
t2=0.99; qJUK_6|3
圆柱齿轮闭式 1对 ` sU/& P
t3=0.97; Pk)1WK7E
V带开式传动 1幅 ~61v5@
t1=0.95; VVOd]2{
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 8}| (0mC
t5=0.98;
M \Kx'N
则 G,w(d@
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 JqiP>4Uwm^
故 v| 2T%y_
u
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 R{T$[ $6S
（3）电动机额定功率Ped V3j= Kf
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 bA->{OPkT
3）电动机的转速 5/Uy{Xt
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， [ !OxZ!
可选电动机的最小转速 , zY$8y]
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min tIgN$BHR>
可选电动机的最大转速 W5MTD]J
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min f&
'
同步转速为960r/min VP]% Hni]
选定电动机型号为Y132M1－6。 12LL48bi
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 ?6Y?a2 |
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 rw
#$lP
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 4{` { WI{
5XB H$&Td
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm n.0fVV-A
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 R~$qo)v
gB'6`'
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 8X|-rM{
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 D,FkB"ZZE
1）传动装置总传动比 XOS[No~
nm=960r/min; C 3YT1tK
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 o`*,|Nsq
2）分配各级传动比 C~iL3C b
取V带传动比为 CzEd8jeh7
i1=3; @s2y~0}#
则单级圆柱齿轮减速器比为 <e</m)j
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Y0 -n\|
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 e^ D]EA ]%
4．计算传动装置的运动和动力参数 3/n5#&c\4
1）各轴转速 N<injx
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 3'u-'
n0=nm; omBoo5e
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min &KRX[2
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min Y/zj[>
65Yv4pNL
2）各轴输入功率 Q$@I"V&G.
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即
yO~Ig
` w
P0=Ped=4kw u:_,GQ )\
轴I 的功率 jtc]>]6i
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 81Z) eO#
轴II功率 g 7 W"
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw 7O-x<P;
3）各轴转矩 :G%61x&=Zc
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm N[
Og43Y
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ;hN!s`v q
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm iAIuxO
二、设计带轮 PxDh7{
1、计算功率 kL"2=7m;
P=Ped=4Kw fS78>*K
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 'AH0ww_)n
查课本表8－10，得KA=1.1; @r/n F5
计算功率 ^,T(mKS
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw HRfYl,S,
2选择普通V带型号 _>X+ZlpU:
n0 =960r/min b!5~7Ub.No
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 y/ ef>ZZ
d1=80~100
Qjv}$`M
3、确定带轮基准直径 ZX./P0
表8－11及推荐标准值 338k?nHxv
小轮直径 e h?zNu2=
d1=100mm; 1NA.nw.
大轮直径 vT,AMja
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm +OWX'~fd<
取标准件 CdjI`
d2=355mm; 5uj?#)N
4、验算带速 ~%kkeh\j
验算带速 Vb]=B~ ^`
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s $C $V%5aA
在5~25m/s范围内 Trz@~d/[,n
从动轮转速 +*/Zu`kzX
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s #fn)k1
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s <k'h:KB?`
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 p]2128kqx
=-0.0141 R|87%&6']
5、V带基准长度和中心距 *d4 eK+U$5
初定中心距 LIF7/$,0
中心距的范围 :e miQ
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm ^ Q ?
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm ud@ %5d
a0=350mm; Gm^U;u}=f
初算带长 N)\. [v
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 EDl! w:
Lc = 1461.2mm V#gK$uv
选定基准长度 eF -."1
表8-7,表8-8查得 $1L> )S
Ld=1600mm; rlSeu5X6
定中心距 Vd +T$uC
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm O ^duZ*b
a=420mm; ywmo#qYe
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm ,G?WAOy,
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ytJ/g/,A0i
6、验算小带轮包角 0gP}zM73
验算包角 bI9~jWgGp
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a DgQp HF
145.2107 >120度 故合格 ~/iKh1 1
7、求V带根数Z a P@N)"
由式（13-15）得 9x9 T<cx
查得 n1=960r/min , d1=120mm 2*l/3VW
查表13-3 P0=0.95 h_3E)jc
由式13-9得传动比 M; tqp8
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 &d?CCb$|0Y
查表（13-4）得 `MN4uC
0{p#j~ZhC
由包角145.21度 RmeD$>7
查表13-5得Ka=0.92 o&)8o5
KL=0.99 u mH40rX+
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 #:U%mHT(_
8、作用在带上的压力F dhf!o0'1M
查表13-1得q=0.10 VSI9U3t3w
故由13-17得单根V带初拉力 Zbt.t] N
S3*`jF>q
三、轴 X Z]uUP
初做轴直径： d_E/8R_$L
轴I和轴II选用45#钢 c=110 lc1(t:"[
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm hP kWCoQpq
取d1=28mm }"P|`"WW
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm & 4x}ppX
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表
#3@rS
取YL10YLd10联轴器 7p16Hv7y~
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 5o'FS{6U
取d2=45mm RVA (Q[ ;
四、齿轮 ;dtA4:IRZ4
1、齿轮强度 l<LP&
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3
03qQ'pq
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 %i9E @EV
因 ， U} e!Wjrc
SH1=1.1， SH2=1.1 mCsMqDH
， (pCrmyB
， RYQR(v
因： ， ，SF=1.3 v zs)[AD
所以 +yH7v5W
TA`1U;c{n
*ebSq)
2、按齿面接触强度设计 c%2QZ C
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 ;!mzy b*
小齿轮上的转矩 M 4oy
按 计算中心距 Vvn2 Ep
u=i=5.333 vrhT<+q
mm y^,1a[U.
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 oWim}Er=
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 rq/yD,I,
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ?FeYN+qR
齿宽b= V6&!9b
b1=70mm,b2=60mm L_uVL#To
3、验算弯曲强度 7Oa#c<2]
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 ^& t Z
按式（11-8）轮齿弯曲强度 tqvN 0vY5
"$Z= %.3Q
7$vYo
_
4、齿轮圆周速度 Pw7]r<Q
uD$u2
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 "3)C'WlEy/
x=hiQ>BIO0
i&Tbz !
(cAIvgI
HZzD VCU
.779pT!,M
zl>nSndRE
3nIU 1e
五、轴校核： eueH)Xkf
SIF/-{i(X
J{p1|+h%
+qtJaYf/0
zU kgG61
^pAAzr"hv
Ja7R2-0ii#
@w#-aGJO
d6?j`~[7#-
8rnwXP BN
Fh?gNSWq6
$Uq|w[LA
?>D+ ge
(^8Y|:Tz
F 5bj=mI
b@gc{R}7
Xk~D$~4<
?mwt ~_s9
圆周力Ft=2T/d1 w=0(<s2
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ~9a<0Mc?
d=mz=2.5*101=252.5mm v}}F,c(f
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N Uu10)/.LC
Fr=5852.5*tan20=2031.9N \+oQd= K@
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2
acajHs
由Fr2*L-Fr*L/2=0 Ex Y] Sdx
得Fr2=Fr/2=1015.9N GfxZ'VIn
9|^2",V
2、求水平平面的支承力 ~WeM TXF>y
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N Z,
zWuE3
:[p}
)Ys x}vS Z
3、画垂直面弯矩图 q TRsZz@
L=40/2+40/2+90＋10=140mm ! _] Y~[
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm mDA:nx%5<
n$MO4s8)
s [RAHU
4、画水平面弯矩图 G, }Yl
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 2RVN\?s:
{g'(~ qv
IA fc T!{
YquI $PV _
5、求合成弯矩图 [SjqOTon{
ttaM.
i^/ T
MD}w Y><C
6、求轴传递转矩 !j8FI Y'[
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm @+&LYy72
.Yamc#A-
/ H[=5
sNbxI|B
NlA,'`,
a
kk NI3
fF!Yp iI "
]{;gw<T
Q 4#.X=.d
_>o:R$ %}
-vAC"8)S
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3<e=g)F
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pE3?"YO
3p$?,0ELH
Oz75V|D
WqR&&gz
,5P0S0*{
O0*p0J
7、求危险截面的当量弯矩 mtpeRVcF
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 ^L ,K& Jd
轴的扭切应力是脉动循环应力 K6)Gc%:`
取折合系数a=0.6代入上式可得 xBj 9y u
d UD[e, ?
8、计算危险截面处轴的直径 h,(26 y/s
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 3 #n_?-
由表13-3查得许用弯曲应力 ， x f'V{9*
所以 ]E{NNHK%2N
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 m=1N>cq
'
故d=1.04*25.4=26.42mm nd`1m[7MNu
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 4XL^D~V
所以此轴选d=40mm,安全 p
. %]Q*8
六、轴承的选择 3RUy, s
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 $o!zUH~'v
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N p0]= QH
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 2/U.| *mH
因为大修期三年，可更换一次轴承 ; t)3F
所以取三年 3h]g}&k
由公式 k<z )WNBf
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) A_rG t?i
（深沟球轴承系列） a6 ekG YW
M+oHtX $
由附表选6207型轴承 I !-
U'{
七、键的选择 gZVc 5u<
选普通平键A型 \a< wKTkn
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ufj ,T7g^
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm #j;^\rSv-
由公式 SA:Zc^aV
所以 ; cNv\t
选变通平键，铸铁键 D2 #ZpFp"h
>:SHV W
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 &. 3"Uo\#
八、减速器附件的选择 Xa[.3=bV?
1、通气器： R-
X5K-
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 XMZ,Y7
2、油面指示器： 'z8pzMmT
选用油标尺，规格M16 +8T?{K
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 K&u _R
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 $+Z[K.2J
5、窥视孔及视孔盖 @b\$ y B@z
选用板结构的视孔盖 b\f
O8{k
九、润滑与密封： gE-tjoJ
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： VCYwz B
4>Y R{
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 KA5v +~
2、滚动轴承的润滑 " > ypIR<
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 g_E$=j92v
3、润滑油的选择 %64 )(z
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 TT%M' 5&
L-AN15润滑油 oE @a'*.\
4、密封方式选取： @ 6\I~s(
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。 RIR\']WN
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ?9vuuIE
设计小结： a"1t-x
二、课程设计总结 2 B1q*`6R
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。 wKh4|Ka
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。 i%iL[id:w
LG0;#3YwH
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。 E#34Wh2z
gE'sO T9v
特别感谢—程莉老师。 fy1|$d {'
/A\8 mL8
参考资料目录 B^=-Z8
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； ejKucEgD
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； _`$qBw.Nx
[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； D DQx
g
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 1y &\5kB
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn D_ 2:k'4
L<c4kw
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W ~<^L\Lu
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Nw=60.0241r/min 'yc JMYP8
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P2=3.6491Kw 4_lrg|X1
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T0=39.7917Nm >:!5*E5?
T1=113.4063Nm ~ Iuf}D;
T2=589.5878Nm T!{w~'=F
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