目 录 @-H D9h
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 XWNDpL`j5
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 G'0]m-)dw
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 -e SZpz p
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 -]e@FNL
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 RY9h^q*
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 'D<84|w:1
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 SJ;Kjq.Qo
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 =BNS3W6
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 %3A~&
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 :rhh=nHgn
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 1 wB2:o<
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 -lNT"9
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 R#w9%+
p5PTuJ>q
+4--Dl?
1.拟定传动方案 vhot-rBN
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 )AoF-&,w
v=1.1m/s;D=350mm; +Oa+G.;)o4
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) Y*q_>kps"
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"?Y'
2.选择电动机 9m:G 8j'
1）电动机类型和结构形式 +(qs{07A$
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。 ,8/Con|o
2）电动机容量 u~VvGLFf5,
（1）卷筒轴的输出功率Pw g?=| kp
F=2800r/min; >+8Kl`2sw;
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 6-v QQ-\
(2)电动机输出功率Pd | ZBH Xv
Pd=Pw/t F3
z:|sTqc
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 gHe%N? '
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： 0b~ { l;
弹性联轴器 1个 @}B,l.Tj
t4=0.99; \$% q < _l
滚动轴承 2对 /UAcN1K!B
t2=0.99; U{%N.4:
圆柱齿轮闭式 1对 )Fw{|7@N
t3=0.97; R; 2q=%
V带开式传动 1幅 UxS@ ]YC
t1=0.95; Se >"=[=
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 oGa8#>
t5=0.98; ->29Tns
则 ?!d\c(5Gt
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 NP_b~e6O=
故 & hri4p/
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 =i:6&Y~VGq
（3）电动机额定功率Ped O!=ae|
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 &Y/Myh[P
3）电动机的转速 &9:"X
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， Jx(`.*$
可选电动机的最小转速 |wYOO(!
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min ]pi8%.d
可选电动机的最大转速 X5`#d a
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min C\WU<!
同步转速为960r/min 1y)|m63&
选定电动机型号为Y132M1－6。 2&Hn%q)
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 ?
pkg1F7
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 ;[}<xw3):
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 a$K.Or}
G*x"drP
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm :6}y gL*i
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 asQXl#4r
9=wt9` ?
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 %:~LU]KX
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 fZ)M
Dq
1）传动装置总传动比 Z F&aV?
nm=960r/min; pf'-(W+
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 +> ,4d
2）分配各级传动比 |&hu3-(
取V带传动比为
{Hp*BE
i1=3; Q\ AM]
U
则单级圆柱齿轮减速器比为 d
l<7jM?
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 ?'L 3B4
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。 d Lq)Z*r
4．计算传动装置的运动和动力参数 Hve' Z,X
1）各轴转速 ; Fi(zl
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 O%KP,q&}Y
n0=nm; .2V `sg.!
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min :UrS@W^B
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ">LX>uYmX-
k Up[b~
2）各轴输入功率 |z`kFil%
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 <E`Ygac
P0=Ped=4kw $<[Q8V-
轴I 的功率 t "]+}]O
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 4 Sq[I
轴II功率 TrBBV]4
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw `?H yDny
3）各轴转矩 M-Tjp'=*
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm +UGWTO\#ha
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm vA r
fsgk
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm +v7mw<6s
二、设计带轮 F/ODV=J-
1、计算功率 ? !dy
P=Ped=4Kw ? V0!N;
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 G; *j L4
查课本表8－10，得KA=1.1; PDEeb.(.
计算功率 S3G9 /
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 2qF
?%
2选择普通V带型号 TI9]v(
n0 =960r/min 88GS Bg:YH
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 /2n-q_
d1=80~100 ?C[W~m P
3、确定带轮基准直径 #9 a\Ab
表8－11及推荐标准值 H:d@@ /
小轮直径 8?>
#
d1=100mm; v%=@_`Ht
大轮直径 Ig sK7wn
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm m@z.H ;
取标准件 _=wu>h&7
d2=355mm; Lcx)wof
4、验算带速 w4m)l QM
验算带速 l=*60Ag\J~
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s ) ;]9 M~$
在5~25m/s范围内 nI_43rG:Uf
从动轮转速 QQnpy.`:/
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s ~q.a<B`,t
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ( 2oP=9m
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 lD%F k3
=-0.0141 !Rq.L
5、V带基准长度和中心距 R8*z}xy{
初定中心距 N '8u}WO
中心距的范围 ?51Y&gOEZ
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm /.{q2]
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm +4N7 _Y
a0=350mm; =41g9UQ
初算带长 5 +Ei! E89
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 /3VSO"kcZ
Lc = 1461.2mm w [5uX >
选定基准长度 I:ag}L8`
表8-7,表8-8查得 zXop@"(e
Ld=1600mm;
(SEE(G3 5
定中心距 aw\\oN*
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm > ;$C@
a=420mm; k"kGQk4
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm x?aNK$A~X
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm JBYmy_Su
6、验算小带轮包角 t+ ,'
验算包角 bp>-{Nv
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a e|t@"MxvC
145.2107 >120度 故合格 Q1A_hW2 x
7、求V带根数Z
?)_?YLi
由式（13-15）得 ;V= Y#|o
查得 n1=960r/min , d1=120mm *t)Y@=k3>
查表13-3 P0=0.95 +Pl A#DZu
由式13-9得传动比 j.?c~ F h
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 hnk,U:7}
查表（13-4）得 1[;
7Ay
,m`>
由包角145.21度 )}/ ycTs
查表13-5得Ka=0.92 xzZ2?z W i
KL=0.99 O ;34~k
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 B#+0jdF;
8、作用在带上的压力F P?#I9y7iP
查表13-1得q=0.10 IzuYkl}
故由13-17得单根V带初拉力 vky@L! &,
m#i5}uHHg
三、轴 .qN|.:6a
初做轴直径： Y#/mE!&
轴I和轴II选用45#钢 c=110 L < }0}y
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm . ~nk' m
取d1=28mm XTibx;yd<
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm FyF./
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 !R 2;]d*
取YL10YLd10联轴器 pM|m*k
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 Y-&SZI4H
取d2=45mm I )JqaM
四、齿轮
vj_[LFE
1、齿轮强度 ^n @ dC?
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 ]FQ O@ y
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。 Xxz_h*
因 ， +E7Os|m
SH1=1.1， SH2=1.1 f"{ |c@%
， JNJ96wnX1
， K1gZ>FEY|N
因： ， ，SF=1.3 (}#8$ )
所以 4 k NiS^h
$o uw *|<
G2 E 4
2、按齿面接触强度设计 --> ~<o
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 Un~8N
小齿轮上的转矩 t1Zc r#b>
按 计算中心距 1GaM!OC 9
u=i=5.333 Mur)'
mm N4xC Zb
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 6dN W2_
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 h:4U v}Z
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 9sgyg3fv>5
齿宽b= M3 TsalF
b1=70mm,b2=60mm +=V[7^K;
3、验算弯曲强度 r* r3QsO
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 &P0jRT3e#Y
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ?_@_NV MY
>,9ah"K_x
$M0F~x
4、齿轮圆周速度 # hQ#_7
Rs +),
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 *3Vic
C)a;zU;9
UG!528;7
7eR%zNDa
eXYf"hU,
l!d |luqbA
dPm_jX
M SnRx*-
五、轴校核： HkL:3 E.
}3TTtd 7
^E#i5d+'N
C9 FzTg/c
# h/# h\
9'5`0$,|^
blk4 @pg
,bGYixIfYZ
Sc/\g
SZ&I4-
okk Mx"
%FhUjHm
l(<=JU O;
r-s9]0"7~
z|k0${iu#
E5+-N
LFskNF0X
+@"Ls P
圆周力Ft=2T/d1 (X3}&aLF
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 F*, e,s
d=mz=2.5*101=252.5mm u(Kof'p7
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N N+9W2n
Fr=5852.5*tan20=2031.9N O!U8"Yr$
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 e a3f `z
由Fr2*L-Fr*L/2=0 n([ 9U0!gu
得Fr2=Fr/2=1015.9N +I>V9%%vW_
!j8
DCVb
2、求水平平面的支承力 ^Mm sja5K
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 5@-[[ $dk
[X7KlS9x2
iRI O~XVo
3、画垂直面弯矩图 v[+ ]
L=40/2+40/2+90＋10=140mm ]=Dzr<*v
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm EZee
kxs
Klj -dz
Py~1 xf/
4、画水平面弯矩图 Jmml2?V-c
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm ~#];&WE
oO4hBM([
/7fD;H^*
(Zz8 ldO
5、求合成弯矩图 3Ow b U
@9e}kiW
5XzN%<_h9
53<.Knw 5a
6、求轴传递转矩 } `uFLBG3
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm V=de3k&p
w\zNn4B})A
r T"3^,,
gski :C
UGD B4S
[e f&|Pi-
k4-S:kVo
{ u %xc"0y
bamQ]>0|>!
^5n#hSqZ=M
s P~;i qk
qHl>d*IZ
E;rS"'D:
X#<+D1P
ufn% sA
t\XA
JU
v];P| Fi
GCj[ySCD
\#!B*:u
mfx-Ja_a
`>Ms7G9S~e
7、求危险截面的当量弯矩 n/ZX$?tKAK
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 jR2^n`D
轴的扭切应力是脉动循环应力 3jx /1VV
取折合系数a=0.6代入上式可得 TZ#^AV=ae
>+9:31p
8、计算危险截面处轴的直径 pCC3r t(
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 qs>& Xn
由表13-3查得许用弯曲应力 ， Yq>K1E|
所以 ZV ;~IaBL
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 9T_fq56Oh6
故d=1.04*25.4=26.42mm UB,0c)
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 O>eg_K,c
所以此轴选d=40mm,安全 kD
me>E=
六、轴承的选择 yioX^`Fc(~
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 0[f[6mm%m
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N tTb fyI
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） K]&i9`>N
因为大修期三年，可更换一次轴承 $/crb8-C
所以取三年 /V }Z,'+
由公式 ny} _^3
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) ;]l`Q,*OXb
（深沟球轴承系列） +GEdVB
zm mkmTp
由附表选6207型轴承 H6hhU'Kxf8
七、键的选择 ~t<uX "K
选普通平键A型 v ty:@?3\
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 7l4}b^>/`
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm &ZL4/e
由公式 *z^Au7,&
所以 jN!VrRA
选变通平键，铸铁键 {s0!hp
K!8l!F Fl
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 tB`IBuy9!"
八、减速器附件的选择 `S A1V),~
1、通气器： 9
^=kt 2[
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 @<yY Mo7
2、油面指示器： m^ /s}WEqp
选用油标尺，规格M16 dKY#Tl]
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 7NkMr8[}F
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 a4 mRu|x
5、窥视孔及视孔盖 kDG?/j90D
选用板结构的视孔盖 :<v@xOzxx
九、润滑与密封： R[l~E![!j
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： x *a _43`
M5 P3;
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 }L
@~!=q*
2、滚动轴承的润滑 6,!$S2(zT
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。 U, 8mYv2|
3、润滑油的选择 /m4Y8 7
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 Rm}G4Pq
L-AN15润滑油 y Z)-=H
4、密封方式选取： @O|`r(le
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。 jW{bP_,"
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 xwj{4fzpk{
设计小结： |d,bo/:
二、课程设计总结 .LGA0
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。 hW` o-'
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。 ts; ^,|h
bc;?O`I<
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。 rH '| $~a
k\RS L
特别感谢—程莉老师。 X<H{
BY':R-~(
参考资料目录 FH{p1_kZ=
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； >vXS6`;
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； .EC~o
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； 8T8]g M
[3]《设计手册软件》，网络上下载； TPLv]$n
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn 1Beh&pl^
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n0=960r/min W#wC
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n2=60.0241r/min |Z$)t%'
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P2=3.6491Kw 6*I=%
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T0=39.7917Nm u0$}VO5/a
T1=113.4063Nm 4hn' b[
T2=589.5878Nm '47E8PIJ|
,{Z!T5 |
,ZnL3 8GW
}c#W"y5l_
w"
A {R
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KA=1.1 AO8%!+"_
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输送带速度 V=1.1 m/s +d7sy0
滚筒直径 D=350 mm I<v 1S
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