目 录 * 4G J<
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 E=GCq=Uw
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 4(2}O-~
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 gIep6nq1`|
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5
T5,/;e
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 +60zJ 4
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 "m ):"
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 n NZq`M
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 aB-* l
%x
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 }m/aigA[1
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 iN5~@8jAzz
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 XCoN!~
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 |HI =ykfI
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 Ps7( 4%
15#v|/wI'
m!a<\0^
1.拟定传动方案 %I;ej{*c
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 qS>P,>C
v=1.1m/s;D=350mm; &6FRw0GX
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) #z-6mRB
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。 @~'c (+<3
2.选择电动机 rPkV=9ull,
1）电动机类型和结构形式 #J eZA0r5
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。 gCz^JM
2）电动机容量 ;2 @MPx
（1）卷筒轴的输出功率Pw %#2[3N{
F=2800r/min; -#j-Zo+<
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 o;M"C[
(2)电动机输出功率Pd fy YT #r
Pd=Pw/t W@AZ<(RI:
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 !0 `44Gbq
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： DY^q_+[ V
弹性联轴器 1个 8V`r*:\
t4=0.99; ;$&&tEh)
滚动轴承 2对 NtkEb :
t2=0.99; 6gY5v @!w
圆柱齿轮闭式 1对 0!o&=Qh
t3=0.97; Sb> ;k(;`:
V带开式传动 1幅 o~<37J3).
t1=0.95; v$p<6^kJ
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 pY!@w0.
t5=0.98; P )_ g t
则 zGj0 '!!-
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 M/ :kh,3
故 \;I%>yOIu
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 [IF3 ,C
（3）电动机额定功率Ped fxXZ^#2wX
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 }N:0%Gk[;
3）电动机的转速 ,xuqQ;JX
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， L,p5:EW8.
可选电动机的最小转速 TjncW/\Z
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min r^n%PH <
可选电动机的最大转速 U
P GS
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min .AH#D}m
同步转速为960r/min |s+[489g'6
选定电动机型号为Y132M1－6。 PZKKbg2 S
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 A &~G
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 'D-eFJ5
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 NjMbQ M4
`]#D dJ_|
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm y+_G L= J
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 &`0y<0z
9(QY~F
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 gnlGL[r|
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ;<Oe\ X
1）传动装置总传动比 ;iy]mPd
nm=960r/min; 1mwb&j24n3
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 0yfmQ=,X
2）分配各级传动比 D\
HmY_
取V带传动比为 BR8z%R
i1=3; MM3X!
tq
则单级圆柱齿轮减速器比为 v2gK(&?
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 <oS2a/Nd
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。 _=3H!b =
4．计算传动装置的运动和动力参数 ah>;wW!6/
1）各轴转速 ;}#tm9S;
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 6P;IKO v^
n0=nm; eY"y[
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min "KcSOjvJ
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min yP :>v Fd7
Vx;f/CH3!
2）各轴输入功率 z|=l^u6uS
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 r4@!QR<h
P0=Ped=4kw _FeLSk.
轴I 的功率 pR4{}=g,
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ?=dyU(
轴II功率 T|GRkxd,E3
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw Y\(Q
3）各轴转矩 c|X. &<lX
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 8 iB1a6TlL
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm z2i?7)(?;A
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm y)t< r
二、设计带轮 O _yJR
1、计算功率 f]^( |*6
P=Ped=4Kw F2: +i#lE
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 QKL5!
L9`
查课本表8－10，得KA=1.1; \S[:
计算功率
e-sMU
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw YT+fOndjaF
2选择普通V带型号 FTI[YR8?Y
n0 =960r/min >M<rr!|
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 >:4}OylhM
d1=80~100 ;eI,1
[_
3、确定带轮基准直径 PPU,o8E+
表8－11及推荐标准值 pFX Do4eH
小轮直径 *LOpbf
d1=100mm; sw6]Bc
大轮直径 )}\jbh>RH
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm (NyS2 `
取标准件 3o9`Ko0
d2=355mm; - U!:.
4、验算带速 ajq [ID
验算带速 cF_ Y}C
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s rBye%rQRq
在5~25m/s范围内 |y)R lb# d
从动轮转速 |lm
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s P#\L6EO.
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s @\e2Q& O
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 |!euty ::
=-0.0141 i64 a]=
5、V带基准长度和中心距 kIWQ
_2
初定中心距 AYeA)jk
中心距的范围 a)^f`s^aa
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm DlC`GZEtqh
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm t%Vc1H2}
a0=350mm; wqx @/--E(
初算带长 6]^ShOX_Z
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 %Ui&SZ\
Lc = 1461.2mm /)ps_ gM
选定基准长度 ~Os"dAgZFY
表8-7,表8-8查得 FU kO$jnO
Ld=1600mm; kzny4v[y
定中心距 Bwj^9 J/ob
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm f9W@!] LHJ
a=420mm; r" d/ 9
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm y/k6gl[`
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Vcz Ex P
6、验算小带轮包角 mjO4 GpG3
验算包角 /5 B{szf
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a XrS . [
145.2107 >120度 故合格 *&9_+F8ly
7、求V带根数Z vQ>x5\r5O_
由式（13-15）得
89*CoQ
查得 n1=960r/min , d1=120mm 3? iRf6;n
查表13-3 P0=0.95 lyNa(3
由式13-9得传动比 D^yZ!}Kl
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 GGo)k1T|)
查表（13-4）得 U+>!DtOYK
CMB:%
由包角145.21度 ^\Tde*48
查表13-5得Ka=0.92 \W=~@k
KL=0.99 `9E:V=
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 3TVp
oB`
8、作用在带上的压力F 6My=GBy C
查表13-1得q=0.10 3}e-qFlV8,
故由13-17得单根V带初拉力 o% XAw
PeGA+0bm
三、轴 {R%v4#nk
初做轴直径： A ; 7p
轴I和轴II选用45#钢 c=110 {XH !`\
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm 1wP# ?p)c
取d1=28mm =cI -<0QSn
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm S&_Z,mT./
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 GjN/8>/
取YL10YLd10联轴器 *yKw@@d+p
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 &
9}L +/,
取d2=45mm 4scY 8(1
四、齿轮 G8dC5+h
1、齿轮强度 Sm(X/P=z
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 EvSo|}JA [
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 c]LE9<G
因 ， :tU&d(8
SH1=1.1， SH2=1.1 #=C!Xx&
， Q%)da)0:c
， Xu\FcQ{
因： ， ，SF=1.3 8oiO:lyLSt
所以 *"Yz"PK
{:BAh 5e|
P DQC^2Z
2、按齿面接触强度设计 3Kuu9< 0
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 CeQL8 yJ;
小齿轮上的转矩 Ks'msSMC
按 计算中心距 GcN[bH(@
u=i=5.333 ,l/~epx4v)
mm 8 g0By;h;
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 )7!q>^S{ B
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 j_H"m R
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm [&12`!;j
齿宽b= 5-'jYp/
b1=70mm,b2=60mm :U;n?Zu
S
3、验算弯曲强度 `/?XvF\
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 _`3' D`s
按式（11-8）轮齿弯曲强度 s jl(
mU0j K@^&M
E_sK D ybj
4、齿轮圆周速度 q "BM*:W
!qGE R.
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 GF 4k
E57:ap)/
U8TH} 9Q
d&[Ct0!++u
OXu*w l(z
t8SvU
LpRl!\FY$
3sr> ?/>:
五、轴校核： U Q]WBS\
$Ro]]NUz|
MI8f(ZJK5
+9mE1$C
=AEl:SY+
>f)/z$
qn
{Yq"%n'0
7G6XK
lO^Ly27
'Mp8!9=&
yTt,/+I%gJ
<zd_-Ysn
<X>lA
Dsq_}6l{
^G :}%4
kp F") 0qr
$ glt%a
DJ& ni`
圆周力Ft=2T/d1 mEK0ID\
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 hG1 \
d=mz=2.5*101=252.5mm GM]" $
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N w5/`_m!
Fr=5852.5*tan20=2031.9N ]rwHr;.
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 }5_[t9LX
由Fr2*L-Fr*L/2=0 Ug :3)q[O
得Fr2=Fr/2=1015.9N M$Sq3m`{!
~nQ= iB
2、求水平平面的支承力 <4lR
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N U&F1}P$fb
F+
,eJ/]
+M )ep\j
3、画垂直面弯矩图 h M_0/o-
L=40/2+40/2+90＋10=140mm C:r@)Mhq
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 5(9SIj^O
kSL7WQe?j
*?? !~RE
4、画水平面弯矩图 FYOQ}N
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm [p& n]T
s R~D3-
nK!yu?mS
[N@t/^g RC
5、求合成弯矩图 ^nO0/nqz]
r6,EyCWcCs
F!k3 /z
bQ%6z}r
6、求轴传递转矩 c< k=8P
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm #|9 2 +
;`")3~M3*
o *]Tqx
4n9".UHh
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R^p'gQc$
k^H &IS!
#oYPe:8|m
7、求危险截面的当量弯矩 'VMov
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 KD<smwXjG
轴的扭切应力是脉动循环应力 (yJY / |
取折合系数a=0.6代入上式可得 N1',`L5
=8o $
8、计算危险截面处轴的直径 ^@V; `jsll
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 "^froQ{"T
由表13-3查得许用弯曲应力 ， aAbK{=/y_!
所以 7^oO
N+=d
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 74w Df
故d=1.04*25.4=26.42mm IgmCZ?l&0
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 LJ8 t@ui
所以此轴选d=40mm,安全 > eC>sTPQ{
六、轴承的选择 sBq-"YcjR
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 Xf YbWR
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N JhU"akoK
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） hE h` cBO
因为大修期三年，可更换一次轴承 3LkcK1x.
所以取三年 mEZHrr J
由公式 3
0.&Lzz
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) 0X<U.Sxn
（深沟球轴承系列） G`e!Wv C
u ]z87#4
由附表选6207型轴承 /'l"Us},^!
七、键的选择 p9y@5z
选普通平键A型 'PqKb%B|
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 `x:O&2
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm &} rmDx
由公式 1a ]P+-@u[
所以 &v/>P1Z
G
选变通平键，铸铁键 e~ZxDAd
*UZd !a)
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 yno X =#`
八、减速器附件的选择 9*2Q'z}_
1、通气器： .WVIdVO7
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 AX] cM)w
2、油面指示器： 2PC:F9dh\
选用油标尺，规格M16 xE5 VXYU
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 M{jJ >S{g
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 s/ 0bXM$^
5、窥视孔及视孔盖 m ##_U9O
选用板结构的视孔盖 3^,p$D<T:,
九、润滑与密封： N[z R%(YS
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： GboZ T68
[$D%]]/,
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。 ET[>kn^#
2、滚动轴承的润滑 w+Y_TJ%
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。 6n: oEXM>
3、润滑油的选择 )eVn1U2*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 0<)Ep~!
L-AN15润滑油 xq pq|U
4、密封方式选取： %%T?LRv
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。 2[CHiB*>
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 (-Qr.t_B`
设计小结： FM"[:&>
二、课程设计总结 aQj"FUL
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。 j 6dlAe
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。 &e3pmHp'
+,zV
[ \
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。 @ ;X#/dZe
0C4Os p
特别感谢—程莉老师。 i.0d>G><@
:0kKw=p1R
参考资料目录 %RIlu[J
[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； w$0*5n>)
[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( [%
[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； f C+tu>=
[3]《设计手册软件》，网络上下载； cp&1yB
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn |F +n 7
s{:Thgv,9
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Os1y8ui
P0=4Kw 5?|PC.
zdDJcdbGd1
P1=3.8Kw Q1'D*F4
1x|/z,
P2=3.6491Kw dk2o>jI4;
B Zw#ACU
yM34G S=,J
T0=39.7917Nm /XW,H0pR
T1=113.4063Nm ; D<rGkry
T2=589.5878Nm vGPaW YV
z~a]dMs"(P
]%%c c
O4 Y;
g:c
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