目 录 l"!;Vkg.5
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 /;$ew ~}
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 IL"#T KKv
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 07Cuoqt2
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 sU!q~`; J
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 >
V}NG
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 k<hO9;#qpL
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 `IQC\DSl/
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 m D q,,
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 | N, nt@~
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 L6 # d
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 sjkl ? _
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 P[oB'
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 3A1kH` X^q
e(5R8u d
PS] X Lz
1.拟定传动方案 <W^~Y31:0
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 uCr
v=1.1m/s;D=350mm; \R t
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) Di=6.gm[<
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 TrA Uu`?#
2.选择电动机 y>1 8)8
1）电动机类型和结构形式 n_2 LkW<?
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 <v^.FxId
2）电动机容量 >Cc$ P
（1）卷筒轴的输出功率Pw .8~ x;P6
F=2800r/min; _erH]E| [
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 {IwYoR aXa
(2)电动机输出功率Pd qT%E[qDS
Pd=Pw/t k_`S[
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 '|r !yA O6
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： * ~X\c Z
弹性联轴器 1个 46`{mPd{aO
t4=0.99; v1rGq
滚动轴承 2对 .{>-.&
t2=0.99; nTlrG6
圆柱齿轮闭式 1对 PrxXL/6
t3=0.97; ArM e[t0$
V带开式传动 1幅
/n=/WGl
t1=0.95; Z)0R$j`2
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 q[g^[~WM#
t5=0.98; .YbD.{]D
则 |zlwPi.
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 Yuck]?#0
故 *i90[3l
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ? ~8V;Qn
（3）电动机额定功率Ped W;W\L? r
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 T;7|d5][
3）电动机的转速 8a1{x(\z.
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， [c~zO+x
可选电动机的最小转速 Rk^&ras_
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 0' t)fnI#
可选电动机的最大转速 2Hj]QN7"
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min d7Z\
同步转速为960r/min r v>6k:(
选定电动机型号为Y132M1－6。 +bU(-yRy5o
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 T8 k o P
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 6A<aelE*i
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 :} cAq/
S7]cF5N
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm > EG;2]M&
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 =s<QN*zJB0
IFe[3mB5
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 E O^0sF<
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 bcg)K`' N
1）传动装置总传动比 Q}]u n]]Zt
nm=960r/min; i[swOY z]X
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 1l{n`gR
2）分配各级传动比 -i4gzak
取V带传动比为 8[ V!e[
i1=3; nLQ J~("
则单级圆柱齿轮减速器比为 L;;x%>
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 ZO}*^
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。 $on l iW|
4．计算传动装置的运动和动力参数 <KC gtO
1）各轴转速 |tkmO:
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 [i z
n0=nm; D!CGbP(
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min B L7%MvDQ
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ~Km8 -b(&
W\/0&H\i
2）各轴输入功率 x.aUuC,$x
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 Mmn[o l
P0=Ped=4kw `*B8IT)
轴I 的功率 Huk HZ;5
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw .,4&/cd
轴II功率 &yuerNK
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw HD|5:f AqA
3）各轴转矩 1=>$c
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 1E(pJu'K
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm U]d+iz??b
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm Hmz[pTQ|87
二、设计带轮 /V ^S)5r
1、计算功率 tpS F[ W
P=Ped=4Kw s<{c?4 T
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 K 4KmoGb
查课本表8－10，得KA=1.1; ck;owGl T
计算功率 | e+m!G1G
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw }v?{npEOt+
2选择普通V带型号 5:6 mpt n>
n0 =960r/min a2z o_h2R
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 Y\lBPp0{\v
d1=80~100 ;:cM^ LJ
3、确定带轮基准直径 CBc}N(9
表8－11及推荐标准值 8164SWB
小轮直径 i
):el=
d1=100mm; ~96"^%D
大轮直径 WH!<Z=#c}
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 3 Xy>kG}
取标准件 db`<E
<
d2=355mm; UV=TU=A\o
4、验算带速 p47~vgJN
验算带速 Sng V<J>zR
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s Z hw _L
在5~25m/s范围内 g&"Nr aQM9
从动轮转速 'lWNU
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s YWTo]DJV
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s E-RbFTVBA
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 %j'l Wwi
=-0.0141 L\"$R":3{d
5、V带基准长度和中心距 ~{ HA!C#
初定中心距 6rk/74gI,a
中心距的范围 =w8*n2
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm Z-WWp#b
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm #)XO,^s.
a0=350mm; RD~QNj9,T
初算带长 0FXM4YcrJO
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ~j UK- E
Lc = 1461.2mm Q.n EY6B_
选定基准长度 Z:'2pu U+?
表8-7,表8-8查得 u*"tZ+|m
Ld=1600mm; 1~j.jv$
定中心距 9,,1\0-T*
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm hcej?W8j
a=420mm; X,~8 ) W
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm eudPp" Km
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm W2REwUps
6、验算小带轮包角 J9 /w_,,R$
验算包角 3b|.L
Jz+
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ^ K/B[8
145.2107 >120度 故合格 B Wd?a6nU}
7、求V带根数Z 8z@A/$T
由式（13-15）得 DK:d'zb
查得 n1=960r/min , d1=120mm A+? n=I Hh
查表13-3 P0=0.95 VGTo$RH
由式13-9得传动比 bBjVot
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ])e6\)
查表（13-4）得 A=BpB} b
AX 6e}-S1n
由包角145.21度 rBpr1XKl,
查表13-5得Ka=0.92 ?
[ =P
KL=0.99 ofS9h*wrJ
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 |]Ockg[
8、作用在带上的压力F aX0sy\Z]j
查表13-1得q=0.10 1V)0+_Yv
故由13-17得单根V带初拉力 _w)0r}{
xU)~)eK
三、轴 $U !w#|&
初做轴直径： Yh"R#
轴I和轴II选用45#钢 c=110 x< imMJ
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm Lc+) #9*d
取d1=28mm 5FzG_ w
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm x'}{^' }/
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 8 # 0?
取YL10YLd10联轴器 H3MT.Cpd
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 |U12 fuQ
取d2=45mm <;M 6s~
四、齿轮 5PdC4vI*+
1、齿轮强度 E|#'u^`yv
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 Y ||!V
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 }eBy
p
因 ， l@##
Ex9
SH1=1.1， SH2=1.1 6jom6/F 4
， :s*&_y
， ]kc]YO7i%R
因： ， ，SF=1.3 ~bvx<:8*%
所以 >C@fSmnOM
owQLAV
?zxKk(J
2、按齿面接触强度设计 Ii SO {
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 g`\Vy4w
小齿轮上的转矩
RtK/bUa
按 计算中心距 ZO:{9vt=/
u=i=5.333 SrU,-mA W
mm ?DM-C5$
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 :N(L7&<
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 iQ~cG[6
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm G| ^tqI
齿宽b= ("wPkm^
b1=70mm,b2=60mm 9NKZE?5P|D
3、验算弯曲强度 ]oZ$,2#;~
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 0W#.$X5
按式（11-8）轮齿弯曲强度 R~)c(jj5
UIbVtJ
p}N'>+@=
4、齿轮圆周速度 W>'R<IY4#N
ai#0ZgO
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 v P? "MG
+n1}({7m
6<FJ`l]U9
Ci=c"JdB
l{vi{9n)
=OT wP
^2 5$=0
4d[:{/+Q
五、轴校核： sLb[ZQ;j
)";g*4R[
UP%X`
Va?wG3 w
8V.x%T
rQ. j$U
c7'I '~
P7<~S8)Y
!)KX?i[Q
? zKDPBj
^BSMlKyB
L@9 "6&
Mt<TEr}7Z=
B4_0+K H
+*~?JT
8BC}D +q
KGzBK :
a{,EX[~b
圆周力Ft=2T/d1 -0Y8/6](
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 tb^3-ZUb
d=mz=2.5*101=252.5mm L0_R2E A
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N Ptw E[YDu
Fr=5852.5*tan20=2031.9N X{<j%PdC
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 \} P} H
由Fr2*L-Fr*L/2=0 sf@g $
得Fr2=Fr/2=1015.9N dy#dug6j
, B h[jb`y
2、求水平平面的支承力 }=az6cLE2
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N D 0\
'72Z Ldi}-
2Pasmh
3、画垂直面弯矩图 ?UQE ;0 B
L=40/2+40/2+90＋10=140mm 0:Ak 4L6 k
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm x^;nQas;
DpoRR`
N:Q}Lil
4、画水平面弯矩图 %v4/.4sR,;
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm hA/K>Z
sq\oatMw[
=0MW+-
C$-I DBXK
5、求合成弯矩图 aB#qzrr['8
Oy&Myjny<
7P.C~,+D%P
jun>(7
6、求轴传递转矩 Ks{^R`O au
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm )1Z*kY?f!
q_ykB8Ensa
w<tr<P u'
[x' xbQLGd
9Psy$
Yhb=^)@))
\:'=ccf
P}KyT?X:
}pTy mAN
ZS4lb=)G
.3t[M0sd
BOoLs(p
6&`.C/"2
x3MV"hm2
L/_OgL]YdI
GBGGV#_q'}
"'~'xaU!=a
W52AX.Nm
o>';-} E
R]0awV1b
1aS[e% 9Mg
7、求危险截面的当量弯矩 A_muuOIcI
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 4Sf v
轴的扭切应力是脉动循环应力 $,bLK|<hi
取折合系数a=0.6代入上式可得 6NVf&;laQ
[kDjht|$>
8、计算危险截面处轴的直径 qHt!)j9GKv
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 rL w,?
由表13-3查得许用弯曲应力 ， ?PO~$dUc]
所以 l(-6pP5`
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 6HW<E~G'6
故d=1.04*25.4=26.42mm h1^q};3!W\
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ?a+t L'D[
所以此轴选d=40mm,安全 QU2 \gAM
六、轴承的选择 ;3 s_#L
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 D K}k||-
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N @V
Bv}Jo
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） Qv,8tdx
因为大修期三年，可更换一次轴承 #DXC 6f
所以取三年 " 6Hka{
由公式 TyY[8J|
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) Yc/Nz(m
（深沟球轴承系列） (Eq0 |"cj
& B1d+.+
由附表选6207型轴承 ,a9<\bd)
七、键的选择 o$FqMRep
选普通平键A型 K, ae-#wgb
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 oe}nrkmb
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 4&~ft
由公式 7hqa|
所以 rhO
]4A
选变通平键，铸铁键 .Wv2aJq
w4H3($
K
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 L1D{LzlBti
八、减速器附件的选择 -9Wx;u4]o
1、通气器： O,>1GKw"\
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 I2hX; pk,
2、油面指示器： (Hb
i+IHV
选用油标尺，规格M16 j(F&*aH78
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 aL$m
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ?vuM'UH-
5、窥视孔及视孔盖 ,R5NKWo
选用板结构的视孔盖 *
xdS <
九、润滑与密封： ]X?~Cz/wl
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： /-Y*V *E
2cY7sE068
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。 Ml1yk)3G
2、滚动轴承的润滑 55 )!cw4
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。 $m] ~d6
3、润滑油的选择 {|c
< 8
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 R ,-y
L-AN15润滑油 Mt (wy%{zK
4、密封方式选取： ^B8%Re %
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。 *Nloa/a&9
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 NWd% Za5K;
设计小结： Y [k%<f
二、课程设计总结 SUsD)!u_H
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。 u1s^AW8 y
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。 ) E.KB6
n0 q5|ES
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。 o65:)z
u
-e_ IDE
特别感谢—程莉老师。 uUu]JDdz
s. &ewf\
参考资料目录 Z [<rz6%cB
[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； gVjI1{WTK
[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； 0 {#c
[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； !7 "-9n
[3]《设计手册软件》，网络上下载； H6X]D"Y,
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn I9O!CQCTt
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n1=320r/min -*xm<R],
n2=60.0241r/min 7|4t;F!
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T0=39.7917Nm .m--# r
T1=113.4063Nm M "QT(u+
T2=589.5878Nm Vl=!^T}l+
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