目 录 R{[Q+y'E
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 @qC:% | >
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 -1_Z*?=-
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ^ Wl/
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 b;t]k9:"L
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 lXPn]iLJ
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 Yjl0Pz .q
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 eurudl
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 kW!:bh
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 4jz] c"p-
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 @}?D<O8#"#
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Mz G ryM-
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 x5|v#
-F ^
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 6g"<i}_|
*h4m<\^U
w3w*"M
1.拟定传动方案 od}x7RI%m
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 u W|x)g11a
v=1.1m/s;D=350mm; U]D.z}0
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) " <2 b jy
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。 Q*C4
q`
2.选择电动机 ~1'468
1）电动机类型和结构形式 `az `?`i7
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。 1hviT&
2）电动机容量 /a(zLHyz)
（1）卷筒轴的输出功率Pw i/J NG
F=2800r/min; LgNNtZ&F
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 b e/1- =m
(2)电动机输出功率Pd
7q:bBS
Pd=Pw/t N1!5J(V4
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 >>bYg
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： 5dp#\J@
弹性联轴器 1个 5)zB/Ta<
t4=0.99; ,&?q}M
滚动轴承 2对 W`'|&7~
t2=0.99; iy82QNe
圆柱齿轮闭式 1对 mG~y8nUtp
t3=0.97; XC1lo 4|
V带开式传动 1幅 "|'`'W
t1=0.95; VQ?H:1R
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 />[6uvy#Q
t5=0.98; % 9/)
则 02^(z6K'&?
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 NydW9r:T
故 I=%sDn
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 (bt]GAxb1
（3）电动机额定功率Ped )Zf}V0!?+
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 ,:( leWeA9
3）电动机的转速 dO4#BDn"=
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， ,;P`Mf'YC
可选电动机的最小转速 uHro%UAd
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min c '+r[rSn1
可选电动机的最大转速 >v_5xd9
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min +Jka :]MW!
同步转速为960r/min /C"s_:m;3
选定电动机型号为Y132M1－6。 Hs}"A, V
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 RpK,ixbtA+
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 z83:a) U
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 M y"!j,Up
!J =;Z9
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm xnQGCw?S&}
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 gZEA;N:H%<
^1 ,Eo2yN
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 [9U srpYi
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 P>T*:!s ;
1）传动装置总传动比 /-YlC (kL
nm=960r/min; <SM&VOiaOz
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 uP =_-ZUW
2）分配各级传动比 9;Pu9s[q2
取V带传动比为 ms\/= 96F
i1=3; dezL{:Ya
则单级圆柱齿轮减速器比为 p@ 8^gc
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 mYjiiql~
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。 WUW b 5xA
4．计算传动装置的运动和动力参数 q\b
?o!# _
1）各轴转速 lzy$.H"W
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 )~blx+ \y
n0=nm; Xf_tj:eO~
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 2V 2x,!
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min %c&A h
Cb%.C;q
2）各轴输入功率 LYy:IBI7_
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 k *;{n8o?)
P0=Ped=4kw
~\:j9c C
轴I 的功率 zj$_iB`9
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw dI
ZTLb"a
轴II功率 :
9?Cm`
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw Y\g90
3）各轴转矩 Xq^y<[
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm !Zyx$2K
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm vzyI::f?
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm i3 l #~
二、设计带轮 `\|3
~_v
1、计算功率 ,4>WLJ Do
P=Ped=4Kw \, %o>M'
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 4'{hI;&a&
查课本表8－10，得KA=1.1; &v
auLp
计算功率 p[@oF5M
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw
+ptF -
2选择普通V带型号 %j[LR Y/
n0 =960r/min Zn<(,e
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 l q\'
d1=80~100 ! F;<xgw
3、确定带轮基准直径 8 `inRfpY
表8－11及推荐标准值 -0KbdHIKb'
小轮直径 (| 36!-(iK
d1=100mm; cJHABdK-
大轮直径 S QM(8*:X
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 17n+4J]
取标准件 5y[b8mur
d2=355mm; @!&Jgg53G
4、验算带速 4gv.E 0Fo
验算带速 v`_i1h9p{
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s v/aPiFlw
在5~25m/s范围内
m[@%{
从动轮转速 vNK`Y|u@
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 5v !DYx
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s |?2 hml
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 X #p o|,Q
=-0.0141 Gdf1+m i
5、V带基准长度和中心距 0V>ESyae5
初定中心距 aJy>
中心距的范围 43{_Y]
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm \ f /!
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm z|G|Y 22
a0=350mm; o8};e
初算带长 <=)D=Ax/_[
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 k%Ma 4_Z
Lc = 1461.2mm T1Gp$l
选定基准长度 :_o ] F
表8-7,表8-8查得 4]DAh
Ld=1600mm; wr3_Bf3]
定中心距 B@"SOX
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm KJ0xp h f
a=420mm; (c(-E|u.
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm ~),;QQ,
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm >bX-!<S
6、验算小带轮包角 xZ.~:V03\t
验算包角 Q
SHx]* )
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 6m, KL5>W
145.2107 >120度 故合格 \A'|XdQ
7、求V带根数Z 2Y E;m&
由式（13-15）得 '!j #X_;
查得 n1=960r/min , d1=120mm 6?1s`{yy
查表13-3 P0=0.95 XD $%
由式13-9得传动比 QMXD9H0{
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 3d ,-3U
查表（13-4）得 9SRfjS{7
" 8wf.nZ
由包角145.21度 ;Pol#0_(
查表13-5得Ka=0.92 !G)mjvEe
KL=0.99 la
G$v-r
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 F\-B3i%0
8、作用在带上的压力F e-[>( n/[
查表13-1得q=0.10 L JRg>8
故由13-17得单根V带初拉力 YMc8 Q\*B
]&Y#) ebs
三、轴 D~G5]M,}$
初做轴直径： Xt</ -`
轴I和轴II选用45#钢 c=110 $$haVY&
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm u-AWJc+F .
取d1=28mm G0_&gx`
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm {l&Ltruhz
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 d&}pgb-Md
取YL10YLd10联轴器 , vY)n6
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 !Gln Q`T
取d2=45mm OOEV-=
四、齿轮 2Pbe~[
1、齿轮强度 E :u ReT
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 dO>k5!ge|:
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。 G{@C"H[$<
因 ， q*~gWn>T
SH1=1.1， SH2=1.1
Uby,Tu
， A)\>#Dv
， [8, PO
因： ， ，SF=1.3 H7{Q@D8
所以 DRH'A!r!
t9G}Yd[T
OJ v}kwV
2、按齿面接触强度设计 |0tg:\.
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 M
(+.$uz
小齿轮上的转矩 BX@pt;$ek7
按 计算中心距 z7-`Y9Ypd
u=i=5.333 F0@Qgk]\
mm R;H?gE^m-
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 J&A;#<qY
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 RXGHD19]
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm %oAL
齿宽b= :ar?0
b1=70mm,b2=60mm z )5S^{(
3、验算弯曲强度 ~_'0]P\
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 +IG1IF
按式（11-8）轮齿弯曲强度 NA+&jV
,VAp>x+ O
GtF2@\
4、齿轮圆周速度 kt :)W])V
RXBb:f
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 b& V`<'{
L'>s( C R
|</"N-#S
GP* +
D,k(~
I[ai:
HeCcF+
:v`o6x8
五、轴校核： =K :(&6f<t
IeVLn^?+:
J2r1=5HS
*9J1$Wa
WM/# .
$'^&\U~?
kGm:VYf%
#Rc5c+/(
F<5n Gx cC
!6Q `>s]
r:-WzH(Ms
3w Z(+<4i
I0DM=V >;
\k;U}Te<
/K AlK5<
}&1Iyb
P<u"97@8a
NgHpIonC
圆周力Ft=2T/d1 p'&*r2_ram
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 gv9=quG
d=mz=2.5*101=252.5mm 1i
u =Y
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N PPa^o8jd
Fr=5852.5*tan20=2031.9N MHo1 lrZa+
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 FSU<Y1|XM
由Fr2*L-Fr*L/2=0 0qv$:w)g+v
得Fr2=Fr/2=1015.9N 8Y# bN*!
0N{+y}/G
2、求水平平面的支承力 ,d|vP)SS
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N hq?jdNy
:
W
( `c
A:eG5K}
3、画垂直面弯矩图 &8sV
o@Pa
L=40/2+40/2+90＋10=140mm 1kmQX+f
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm +yWR#[`n
o 7G> y#Y
(S oo<.9~
4、画水平面弯矩图 b{RqwV5P
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm !%xP}{(7
m" Qq{p|'
bD<qNqX$
yG&2U qX
5、求合成弯矩图 r~8;kcu7
`U{mbw,
bC~~5Cm
{B0h+. C
6、求轴传递转矩 ;LRW
8 W d
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm $b>}C= gt
5h8o4
Z)&D`RCf
? z/Vgk+9|
O"*`'D|hK
]` ]g@ v
SMoz:J*Q(
&[@\ f^~
ug *D52?
%6ub3PLw8
H{V)g
h1+ hds+
~O;y?]U
"&lN\&:
9s` /~ a@
M=y0PCD
4:mCXP,x
<y)E>Fl
M)!skU
9`"DFFSMS
4_LQ? U>$
7、求危险截面的当量弯矩 }nu d
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 jtKn3m7 +p
轴的扭切应力是脉动循环应力 ~]WVG@-
取折合系数a=0.6代入上式可得 Pxhz@":[
[B^ G-
8、计算危险截面处轴的直径 !e3YnlE
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 [vTMS2
由表13-3查得许用弯曲应力 ， s_eOcm
所以 0JY WrPR
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 7*s8 ttX
故d=1.04*25.4=26.42mm 4h|dHXYZ
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 DQJG,?e{
所以此轴选d=40mm,安全 0 ^~\COa
六、轴承的选择 6EJVD!#[K
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 61_f3S(u
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N xx8U$,N g
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） E \{< ;S
因为大修期三年，可更换一次轴承 ~xyw>m+o.
所以取三年 Owf.f;QR
由公式 ,EEPh>cXc
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) o a<q /
（深沟球轴承系列） 8#LJ * o
j@1)K3Hga
由附表选6207型轴承 %<Q*Jf
七、键的选择 eT hy+
选普通平键A型 Yrn"saVc,
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 F}X0',
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm Hl7:*] l7b
由公式 [-w@.^:]X
所以 V#83 !
选变通平键，铸铁键 O}Le]2'
{C Uk1 +
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 2t1I3yA'{z
八、减速器附件的选择 {G*QY%j^
1、通气器： H:S,\D?%2x
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ZR3nK0
2、油面指示器： MZv \ C
选用油标尺，规格M16 ?tYpc_p#
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 y79qw M.
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 .~klG&>aV
5、窥视孔及视孔盖 5/I_w 0
选用板结构的视孔盖 ,&]MOe4@>
九、润滑与密封： SR7j\1a/2A
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为：
Xm_$
dZ
;Zut@z4\
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。 6 1K" (r~
2、滚动轴承的润滑 Hs ?zq
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。 6*XM7'n
3、润滑油的选择 Q9>U1]\
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 h##WA=1QZ
L-AN15润滑油 `l]j#qshTm
4、密封方式选取： g-)mav
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。 0SV \{]2
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 [CN$ScK,
设计小结： ,M6ZZ* ,e
二、课程设计总结 ($!KzxF 3
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。 ]/dVRkZeAE
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。 kE)!<1yy2
8^yJqAXK
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。 )]Ti>R O7
=Hu0 v }i/
特别感谢—程莉老师。 B BL485`
3 <SqoJSp
参考资料目录 H{`{)mS
[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； RA/E pD:H
[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； 5cfA;(H
[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； s ic$uT
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 5nLD j:C~
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn zg}YGu|J
F=wRkU
e<=;i" |
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Nw=60.0241r/min \8b6\qF/\
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