目 录 -v %n@8p
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 33} ,lNS|
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2
wK]p`:3
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 }G/!9Zq
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 = Ed0vw
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 -UB XWl
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 { )g
$
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 0u) m9eg
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 OLS/3c
z
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 !i>d04u`%
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 c7~'GXxQ2
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 2A=q{7 s
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 3N[Rrxe2
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 *fCmZ$U:{
Gf=3h4
O!G!Gq&
1.拟定传动方案 (b;Kl1Ql]
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 @}\i`H1s
v=1.1m/s;D=350mm; xyD2<?dGUb
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 5>6:#.f%!e
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 G^|!'V
2.选择电动机 k{F]^VXQ
1）电动机类型和结构形式 a[_IG-l|i4
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 KAJR.YNm
2）电动机容量 "&:H }J d
（1）卷筒轴的输出功率Pw )b?$
4<X^
F=2800r/min; lqTc6 @:D
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 5OCt Q4u
(2)电动机输出功率Pd eo*l^7
Pd=Pw/t t"s$Y B>}
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 ZkJL q[:cM
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： n$ rgJ
弹性联轴器 1个 @<.ei)cqb
t4=0.99; xa'^:H $X
滚动轴承 2对 k|,Y_h0Y
t2=0.99; fK^W6)uuV
圆柱齿轮闭式 1对 P;`Awp?
t3=0.97; sW-0G$,|
V带开式传动 1幅 }Y^o("c(
t1=0.95; I_m3|VCa|t
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 +MZI \>
t5=0.98; %:s+5*SKe
则 to'CuPkT
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 9
JhCSw-<)
故 5T%2al,F`
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 w4fQ~rcUIc
（3）电动机额定功率Ped "F =N DF
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 +[R^ ?~VK
3）电动机的转速 eBH:_Ls_-^
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， 's.e"F#
可选电动机的最小转速 %JHv2[r^P
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min O/ U? Wq
可选电动机的最大转速 tI@aRF=p]2
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min 1eywnOjrj
同步转速为960r/min nG ";?TT
选定电动机型号为Y132M1－6。 l$Vy\CfK3n
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 &b`'RZe
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 nE +H)%p
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ufe |I
Wco2i m
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm b}DC|?~M
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 -u(,*9]cJ*
DZ @B9<Zz{
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 m _;fj~m
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 0hhxTOp
1）传动装置总传动比 Y0T ad?iC
nm=960r/min; BT&R:_:
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 ?=LT
^Zp`
2）分配各级传动比 Wsgp# W+
取V带传动比为 Zf1
uK(6X
i1=3; pSb tm74
则单级圆柱齿轮减速器比为 x|yJCs>
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 < =~=IZ)
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 j^5YFUwsQg
4．计算传动装置的运动和动力参数 eKy!Pai
1）各轴转速 tkH]_cH'w
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 c xQAp
n0=nm; O\ _ro.
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min }AA">FF'y4
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min Ge/K.]>i
4#}aLP
2）各轴输入功率 sfip AM
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 4D2U,Ds
P0=Ped=4kw *RxJ8.G
轴I 的功率 =%<,
^2o
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw n?nzm "g
轴II功率 6 }m `_d?
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw 7 )]boW~ Q
3）各轴转矩 Pjk2tf0j`
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm V'e%%&g~N
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm sQ340!
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm mZ2CG O R
二、设计带轮 @!=Ds'MJC
1、计算功率 l;KrFJ6
P=Ped=4Kw >I 0;MNX
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 aPzn4}~/_
查课本表8－10，得KA=1.1; .hu7J M+
计算功率 U+*l!"O ,
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw -yB}(69
2选择普通V带型号 y%ij)vQY
n0 =960r/min F \ls]luN
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 J}&U[ds p
d1=80~100 0uIY6e0E
3、确定带轮基准直径 )2RRa^=&
表8－11及推荐标准值 McN [
小轮直径 ; ?f+
d1=100mm; 5\# F5s }
大轮直径 pH mqwB~|
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm t$(#$Z,RS
取标准件 j &,Gv@
d2=355mm; LT<2 n.S
4、验算带速 ]y6 {um8"
验算带速 {Y@shf;
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s u&#>)h
在5~25m/s范围内 >({qgzV`
从动轮转速 bw zx_F/
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s <wk
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s /M%>M]
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 w v\K
=-0.0141 =X?fA,
5、V带基准长度和中心距 iq*im$ 9 J
初定中心距 L4Zt4Yuw
中心距的范围 6w7;
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm b"A, q
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm TdgK.g 4
a0=350mm; ]CF-#q}'
初算带长 zI4rAsysL
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 @Suz-j(H
Lc = 1461.2mm TG}owG]]
选定基准长度 ":$4 /b6
表8-7,表8-8查得 &'$Bk5 D@G
Ld=1600mm; /Ne#{*z)hO
定中心距 >2znn&g Z
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm =}# yi<Lt
a=420mm; salC4z3
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm YK)m6zW5
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm B^/MwD>%
6、验算小带轮包角 0TmEa59P
验算包角 VIz(@
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a R>O_2`c
145.2107 >120度 故合格 V?j,$LixY
7、求V带根数Z yuZLs H
由式（13-15）得 gLX<> |) *
查得 n1=960r/min , d1=120mm w\acgQ^%e
查表13-3 P0=0.95 uK@d?u!`
由式13-9得传动比 9$\s
v5
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 p[JIH~nb
查表（13-4）得 4>= M"D hB
M5h
r0 R{
由包角145.21度 u9"yU:1keb
查表13-5得Ka=0.92 RG{T\9]n
KL=0.99 Yb U8 xq
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 (U.Go/A#wE
8、作用在带上的压力F ?Z 2, ?G
查表13-1得q=0.10 QF x3N%
故由13-17得单根V带初拉力 6^gp
/{
M!J7Vj?Ps
三、轴 aDdGh B
初做轴直径： rJ Jx8)M
轴I和轴II选用45#钢 c=110 _li3cXE
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm +r3)\L{ U
取d1=28mm 'IX1WS&\"
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm @e)}#kN.
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 e L SzGbKf
取YL10YLd10联轴器 ~pRgTXbz
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 |T6K?:U7
取d2=45mm { KWVPeh
四、齿轮 A4tk</A
1、齿轮强度 wtek5C^
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 'Tm1Mh0Fso
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。 =sYILe[
因 ， ;\*3A22 #
SH1=1.1， SH2=1.1 9~Dg<wQ
， tVRN3fJH
， ELCNf
因： ， ，SF=1.3 .nD#:86M
所以 45c?0tj
a&_ h(
/A7( `l ;6
2、按齿面接触强度设计 5!F;|*vC8
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 I_<VGU k
小齿轮上的转矩 4f\NtQ)
按 计算中心距 Xfc$M(a
K{
u=i=5.333 wmr?ANk
mm _= v4Iz0
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 h-P|O6@Ki
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ,R[$S"]!SH
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm l
;:IL\*1I
齿宽b= ~*Y#Y{
b1=70mm,b2=60mm &zJI~R
3、验算弯曲强度 1tNL)x"w
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 G}pFy0W\S
按式（11-8）轮齿弯曲强度 q}P@}TE
eq 6O6-
(A~7>\r +
4、齿轮圆周速度 V9oBSP'kt
sC-o'13
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 N1~bp?$1
OMLU ;,4
Cb ;6yE)!Z
z)3TB&;
!2|Lb'O
6|jZv~ rS$
.#yg=t1C
{zb'Z Yz
五、轴校核： ]UvB+M]Lv)
u<S`"MR:J
c| ?(>
G WIsT\J
fB$a )~
~71U s
P=n_wE
[inlxJD
juHL$SGC
=*\.zr
TWRP|i!i
H+[?{+"#@l
kOQ)QX
B"GC|}N )v
o+1 (N#?m9
(]#^q8)]\9
_w\9
\<%
9lYKG ^#D
圆周力Ft=2T/d1 k)b{ UFRW
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 k k=n&M
d=mz=2.5*101=252.5mm <<
6 GE
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N layxtECP(
Fr=5852.5*tan20=2031.9N xvTtA61Vp
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 mo| D
由Fr2*L-Fr*L/2=0 T~]~'+<Pi
得Fr2=Fr/2=1015.9N 9<Pg2#*N0
rRe5Q
2、求水平平面的支承力 0nw i5
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N %%No XW
V8n { k'
#`SAc `:n
3、画垂直面弯矩图 ^)dsi
L=40/2+40/2+90＋10=140mm .P m 5nS
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm R{@saa5I(>
7:UeE~ uB:
y<Koc>8
4、画水平面弯矩图 xG sOnY;
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm Cv,WG]E7(
iE'_x$i
%p}vX9U')
MJ:c";KCq0
5、求合成弯矩图 hY4# 4A`I
wiN0|h>,
lD0p=`.
(@^9oN~}
6、求轴传递转矩 e1Db
+ QBV
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm a OmG, +o
JT
7WZc)
? $B4' wc5
iWt%Boyi
( :bf m
v^&HZk=(
Mk*4J]PP
o9xc$hX}
[Hx}#Kds
?AFb &
li*S^uSF
MD[hqsh oh
= Z+^n
?"
?nc:bC
/O[6PG
0ca0-vY
I$" Z\c8;
H>+/k-n-
C @qWour
6m&GN4Ca
Vg$d|m${
7、求危险截面的当量弯矩 E3wpC#[Q1
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 >v,X:B?+FL
轴的扭切应力是脉动循环应力 m'2 F#{
取折合系数a=0.6代入上式可得 8O^x~[sQ
|Y"XxM9
8、计算危险截面处轴的直径 ?c 8~VQaQ
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 | l Le^FM
由表13-3查得许用弯曲应力 ， IgbuMEfL
所以 9':Ipf&x
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 7#) k-S!B
故d=1.04*25.4=26.42mm va@;V+cD
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 l4RqQ+[KA;
所以此轴选d=40mm,安全 @JSWqi>
六、轴承的选择 !8p>4 |VM
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 >"/TiQt
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N />x EpR3_A
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） e,OXn gC
因为大修期三年，可更换一次轴承 :Ou~?q%X
所以取三年 $@VJ@JAe
由公式 OXLB{|hH80
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) Uv59 XF$
（深沟球轴承系列） $l ,U)
q;AD#A|\
由附表选6207型轴承 %ZRv+}z
七、键的选择 }e7/F[c.U
选普通平键A型 <x`yoVPiZg
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 3JD62wtx
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm /,I?"&FWc
由公式 VY/r2o#
所以 6`9QGi,)
选变通平键，铸铁键 U,b80%k:
m& A bH&;
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 jpi,BVTI-X
八、减速器附件的选择 I 6WHC*
1、通气器： M0m%S:2
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 %#% YU|4R
2、油面指示器： >XZ2 w_
选用油标尺，规格M16 _ U*R_2aV
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 _
(b4|hJ'
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 -AnJLFY
5、窥视孔及视孔盖 oxFd@WV5
选用板结构的视孔盖 K;/f?3q
九、润滑与密封： FBNi (D
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： O #tmB?n*
->|eMV'd
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 =0e> 'Iw2
2、滚动轴承的润滑 Q-,
4
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 '5$: #|-
3、润滑油的选择 1mgw 0QO
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 <> =(BAw
L-AN15润滑油 g?1bEOA!
4、密封方式选取： :TrP3wV _
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。 =YYqgNz+\w
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ~ DLxIe
设计小结： Y+S<?8pA
二、课程设计总结 je\]j-0$u
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。 :qXREF@h
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。 tklS=R^Vn
f: q2JgX
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。 !h&h;m/c
1|*%
特别感谢—程莉老师。 /L,iF?7
]mBlXE:Z
参考资料目录 El`G<esX
[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； +S V!QMIg
[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； ,DKW_F|
[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； CNiJuj`
[3]《设计手册软件》，网络上下载； x =JZ"|TE
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn e,vgD kI;
0Ns Po
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n2=60.0241r/min 4`7:gfrO,
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Wf= D'6w
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P0=4Kw I vQ]-A}N
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P1=3.8Kw y
ZsC>
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P2=3.6491Kw Hb;#aXHSd
$;dSM<r
tPHDnh^n]
T0=39.7917Nm 4`
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T1=113.4063Nm _$?SK id|o
T2=589.5878Nm n
LZ
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