目 录 :4,
OA
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 Q-,,Kn
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 @p}"B9h*^
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 bPHqZ*f
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 wqyrs|P
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 uh_ 2yw_
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 2UGnRZ8:1Y
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 L&s|<<L
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 1 6N+
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 zjVQ \L
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 {~RS$ |
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 WFBVAD
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 *U69rbYI
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 KL}o%wfLy
nD8CP[bRo
RN0=jo!58
1.拟定传动方案 h72#AN
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 ~-.^eT kP
v=1.1m/s;D=350mm; JM?X]l
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) t/4&=]n\u
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。 j~a"z4 0
2.选择电动机 ZSo#vQ
1）电动机类型和结构形式 `43X? yQ
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。 #& 5}
2）电动机容量 S`qa_yI)Ed
（1）卷筒轴的输出功率Pw jg7 WMH"`
F=2800r/min; DfJHH)Ry}
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 H ^< LnYZ
(2)电动机输出功率Pd KS6H`Mm}/
Pd=Pw/t fEB>3hI
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 6mH -- !j
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： #kt3l59Ty
弹性联轴器 1个 ' `K-rvF,C
t4=0.99; aN/0'V|&ym
滚动轴承 2对 ^*f Z
t2=0.99; (p FPuV
圆柱齿轮闭式 1对 l1h;ng6
t3=0.97; '.mHx#?7
V带开式传动 1幅 c< P ML|e
t1=0.95; ?t J yQT
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ]tzO)c)w;
t5=0.98; JXBTd=r_oM
则 ?p AO?5Z:}
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 Z.]=u(=a
故 L
=kc^dU
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 nb GB84
（3）电动机额定功率Ped wf=
s-C
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 B)bq@ jM
3）电动机的转速 }zkMo ?
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， ZM~kc|&
可选电动机的最小转速 8<V O>WA>E
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min Hik :Sqpox
可选电动机的最大转速 *61+Fzr
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min H*Tc.Ie
同步转速为960r/min p? dXs^ c
选定电动机型号为Y132M1－6。 YR{%p Zp
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 38[k o 3
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 FccT@ ,.F
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 @vC7j>*4B
Q^iE, _Zq
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm p. .O;_ U
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 H)Zb _>iV
xgX"5Czvv`
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 0(Hhb#WDh\
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 z/,qQVv=}4
1）传动装置总传动比 i"h '^6M1
nm=960r/min; )< kI d4E
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 ^zMME*G
2）分配各级传动比 huu v`$~y
取V带传动比为 *f? z$46
i1=3; a*pwVn
则单级圆柱齿轮减速器比为 Kc>C$}/}$
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 `o.DuvQ
E
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。 qOusO6
4．计算传动装置的运动和动力参数 b* QRd
1）各轴转速 h27awO
Q
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 oj6b33z
n0=nm; @ -~
)M_
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 7.r}9 8V
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min &!y7PW HJ
7^fpbrj
2）各轴输入功率 *6-f vqCv
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 ),<E-Ub
P0=Ped=4kw DRBRs-D
轴I 的功率 Vu%XoI)<KY
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw +EmT+$>J
轴II功率 L xM.z1
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw \uumNpB*n
3）各轴转矩 )]=1W
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm uA } w?;
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm V>{G$(v$
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm k
k&8:;Vj
二、设计带轮 6a+w/IO3OU
1、计算功率 \,w*K'B_Y
P=Ped=4Kw Lqt.S|
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 f1a >C
查课本表8－10，得KA=1.1; 3
e19l!B
计算功率 p m4g),s
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw hr T_0 FZV
2选择普通V带型号 =5UT'3p>
n0 =960r/min M*r/TT
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 ^ l UV^%f
d1=80~100 WM o
3、确定带轮基准直径 0g-bApxz*&
表8－11及推荐标准值 IZ$7'Mo86
小轮直径 >t[beRcR6
d1=100mm; e b])=
大轮直径 SNV[KdvP*
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ,Zpc vK/S
取标准件 4k
HFfc
d2=355mm; 8sDbvVh1F
4、验算带速 fkprTk^#
验算带速 n~1'M /wh
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s P%#EH2J
在5~25m/s范围内 "Ih>> |r
从动轮转速 K+0&~XU
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s $[L8UUHY<8
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 'f#i @$|]
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ^4+ew>BLSv
=-0.0141 (1
"unP-
5、V带基准长度和中心距 K tT.WHr(m
初定中心距 sHqs)@D
中心距的范围 E&\dr; {7
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm ]x8_f6;D
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm O8 ; `6r
a0=350mm; yGNZw7^(
初算带长 Z~g I )
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 b7
pD#v
Lc = 1461.2mm N1 lhlw6
选定基准长度 n{>Ge,enP0
表8-7,表8-8查得 m;=wQYFr{I
Ld=1600mm; X q3n7d.
定中心距 U4D Q+g(A
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm xbh4j!FD$
a=420mm; Z P@or2No%
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm |x2 + O
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ]s*Fs]1+H
6、验算小带轮包角 QT1(= wK3
验算包角 U
Hej5-B
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a KGMX >t'
145.2107 >120度 故合格 &1O!guq%
7、求V带根数Z RL|13CG OP
由式（13-15）得 [D W}z
查得 n1=960r/min , d1=120mm /`M> 3q[
查表13-3 P0=0.95 T;cyU9
由式13-9得传动比 ]!u12^A{
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 hK!Z ~
查表（13-4）得 +N161vo7
c0J=gZiP
由包角145.21度 $jt UQ1
查表13-5得Ka=0.92 a,o>E4#c
KL=0.99 0jS"PH?[
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 4=j,:q
8、作用在带上的压力F :ZP4(}
查表13-1得q=0.10 #q;hX;Va
故由13-17得单根V带初拉力 f@ &?K<
x.V6C0|6"
三、轴 Bg^ k~NX%
初做轴直径： vepZod}D
轴I和轴II选用45#钢 c=110 9n$0OH
/q
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm -ff|Xxar{
取d1=28mm #n= b*.
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm NDG3mCl
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 "3!!G=s P
取YL10YLd10联轴器 G2FP|mf,
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 / 38b :,
取d2=45mm |E\0Rv{H3
四、齿轮 89I[Dg;"u
1、齿轮强度 2gn*B$ a
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 TBfX1v|Z)
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。 L PjsR =xi
因 ， oo{5 :
SH1=1.1， SH2=1.1 5rAI[r
9
， u3!aKXnv<
， 7 g-#v'.N
因： ， ，SF=1.3 _9Pxtf
所以 GCxtW FXH
IAr
jL$&]sQ`O)
2、按齿面接触强度设计 E"j u<q/Q
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 :n3)vK
小齿轮上的转矩 +39Vxe:Oy
按 计算中心距 B]PTe~n^
u=i=5.333 O<3i6
mm ?[4!2T,Ca
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 }*!7
Vrep
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ,"U8Fgf[r
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm zw{cli&S
齿宽b= -+ 1it
b1=70mm,b2=60mm <1(:W[M
3、验算弯曲强度 Zk+J= Cwq}
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 ILt95 l
按式（11-8）轮齿弯曲强度
c#q OK
>wK ^ W{
c65_E<5Z
4、齿轮圆周速度 o E+s8Q
Mis t,H7
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 =<-tD<
>uN`q1?l'
O?uT'$GT
0B(<I?a/
2 Wlk]
ETP}mo
Z, Kbt
I*e8 5wef
五、轴校核： @l9 qH1
k^q}F%UV
R5LzqT,/N:
_(J 7^rN
{ 7y.0_Y
0_Hdj K
gY AXUM,
g -=)RIwm
^'S0A=1
,s'78Dc$
, 63hO .4M
fI%+
Wxl^f?I`:
DXlP (={*
Q) \7(n
yD
iL
Wjt1NfS&
T>(nc" (
圆周力Ft=2T/d1 2 Mc/ah
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 \H$Ps9Xh
d=mz=2.5*101=252.5mm 6JWCB9$4
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N =z'w-ARy
Fr=5852.5*tan20=2031.9N r}O K3J
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 v}hmI']yf
由Fr2*L-Fr*L/2=0 37 )Dx
得Fr2=Fr/2=1015.9N #n^P[Zw
.s 31D%N
2、求水平平面的支承力 SCk2D!u
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N >=hO jV;
q/ xMM `{
o+W 5xHe^1
3、画垂直面弯矩图 @psyO]D=j%
L=40/2+40/2+90＋10=140mm {aI8p }T
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 2= X 2M
#Ag-? k
&?^S`V8R *
4、画水平面弯矩图 jw$3cwddH
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm EWPP&(u3
JicAz1P1W
>{i/ LC^S
b:.aZ7+4
5、求合成弯矩图 A87JPX#R?
n(.y_NEgV!
f3e# .jan
$: " r$7
6、求轴传递转矩 U'S}7gya
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm \1'3--n
hoI?,[@F
OaU-4
~n;
Z~{0XG\Y
ZS q7>}
[-!
x[7jm"Pz
<}-[9fW
T^u ][I3*
e2Sm.H '
g\&[;v
i
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T9]|*~ ,T
/W'GX n
XnrOC|P$
<`*}$Zh
`HvU_ja;
2b xkZS]
`;b@a<Wl
Y 3r m')c
f7 V3 6Q8
7、求危险截面的当量弯矩 \]}|m<R
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 -}0S%|#m
轴的扭切应力是脉动循环应力 R *IO%9O
取折合系数a=0.6代入上式可得 'M185wDdAl
MB
: knj
8、计算危险截面处轴的直径 %)T>Wn%b]v
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 <jF]SN
由表13-3查得许用弯曲应力 ， |;_NCy8i3X
所以 ?F20\D\V
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 C4],7"Sw
故d=1.04*25.4=26.42mm 9tsI1]1[ m
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 _x 'R8/
所以此轴选d=40mm,安全 M it,X
六、轴承的选择 -_Pd d[M
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 =8$//$
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N \bqIe}3V7
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） "Wr5:T-;
因为大修期三年，可更换一次轴承 TSqfl/UI
所以取三年 OiX:h#
由公式 ,~8:^*0s
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) t
m?[0@<s
（深沟球轴承系列） Tw yx(~'&R
l CHaRR7
由附表选6207型轴承 SA&0f&07i
七、键的选择 /e :V44
选普通平键A型 A<l 8CWv[
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 mZ
39 s
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm /%9D$\
由公式 >_P7 k5Y^
所以 4s nL((
选变通平键，铸铁键 r2}u\U4>
HQ~`ha.
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 :8aa #bA
八、减速器附件的选择 gR v5l3k
1、通气器： e5KsKzu a
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 5ckL=q"+/
2、油面指示器： {'VP_ZS1v
选用油标尺，规格M16 bVmHUcR0
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 jY%&G#4
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 cH OtMPyQ
5、窥视孔及视孔盖 h \\fb[``
选用板结构的视孔盖 Z"PPXv-<jY
九、润滑与密封： k `JP
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： B.CUk.
q` z/ S>
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。 H-A?F ^#
2、滚动轴承的润滑 y\K r@;q0w
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。 ^Gt&c_gH
3、润滑油的选择 $Llv6<B
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 Qd;P?W6
L-AN15润滑油 XWN
ra
4、密封方式选取： f =@'F=
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 ,Oa-AF/p
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 2g5 i3C.q$
设计小结： |57u ;
二、课程设计总结 +\ g/KbV7
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。 |S.G# za
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。 O 4zD
>O
|U{9Yy6p
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。 li'h&!|]
G2
A#&86J{
特别感谢—程莉老师。
0$)s? \
"%fh`4y3\
参考资料目录 MCOiB <L6
[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； <knf^D<"
[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； ]&6# {I-
[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； _5TSI'@.4
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ,Y *unk<S
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn M)S(:Il6Xx
<=.0
P/N
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P2=3.6491Kw *.'9 eC0s
#F>7@N:5
d]3c44kkK{
T0=39.7917Nm "7w~0?}
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