目 录 63ht|$G
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 1 ,Y-_e)
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 'DVPx%p
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 !sUo+Y
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 2LXy$[)7
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 [0 3Aej
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 q 4Q1Ib-<2
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 )bqO}_ B
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 =EFF2M`F
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 &g|-3 )A
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 'r3I/qg*m
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 o ;.j_
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 CmM K\R.
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 )~rN{W<s`H
kAU[lPt*R
=!
/S |
1.拟定传动方案 TN(1oJ:
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 MH1??vW
v=1.1m/s;D=350mm; k/c Q Jz
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) mI@]{K}Q%
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。 S$ dFz
2.选择电动机 ;ZB[g78%R%
1）电动机类型和结构形式 0 zetOlFbO
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。 m%l\ EE
2）电动机容量 `9%@{Ryo
（1）卷筒轴的输出功率Pw zaa>]~g .
F=2800r/min; ?~hC.5
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 mZ'`XAS ~;
(2)电动机输出功率Pd X& pK#=
Pd=Pw/t zJOL\J '
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 YrFB~z.V
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： WM~@ /J
弹性联轴器 1个 89@gYA"Su
t4=0.99; )mS
A og<
滚动轴承 2对 #1+1 q{=Z<
t2=0.99; * ?+E?AGe
圆柱齿轮闭式 1对 44b;]htv
t3=0.97; 7vubkj&
V带开式传动 1幅 &V:iy
t1=0.95; L
slI!.(
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 txw:m*(%
t5=0.98; L W
8LD|@
则 FQ2 6(.
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 -xPv]j$
故 Z~[ c65Nlu
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 .k|8nNj
（3）电动机额定功率Ped \x5b=~/
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 mbK$_HvU
3）电动机的转速 7='lu ;=,
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， 6=0"3%jn@
可选电动机的最小转速 $i;%n1VBg
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min Z.ky=vC t
可选电动机的最大转速 %7 7v'Pz1
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min xy5&}_Y
同步转速为960r/min Y9 2 w L}
选定电动机型号为Y132M1－6。 a6cq0g[# z
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 T%B&HsH
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 w3WBgH
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 >08'+\~:b
Qyx%:PE
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ^}fc ]ovV
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 " N>~]
Zn0e#n
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 @8{-B;
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 )O*\ }6:S
1）传动装置总传动比 38#BINhBt
nm=960r/min; #eadkj #;
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 [|. IXdJ!
2）分配各级传动比 H0r@dn
取V带传动比为 4+I @
i1=3; "H\1Z,P<m
则单级圆柱齿轮减速器比为 ]-]K 4*{
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 0h=NbLr|S-
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 yq]= +X>(
4．计算传动装置的运动和动力参数 jMr [ UZ
1）各轴转速 *oZ]k`-!8
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 !Lkk1z o
n0=nm; |Lf>Z2E
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min Pfi|RTX$'*
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min >%LZ|*U
@
>_v /U'
2）各轴输入功率 DXA<m2&64N
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 F#Y9 @E
P0=Ped=4kw ]t0]fb[J
轴I 的功率 4~<78r5m
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ^m
pWQ`R
轴II功率 +)$oy]
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw &Z'3n9zl
3）各轴转矩 F/p/&9
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm x9\z^GU%H
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 3ScOJo
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm O?,Grn%'.
二、设计带轮 l EA f\T7
1、计算功率 M]|tXo$?
P=Ped=4Kw x
Z p`
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 t?1 b(oJ
查课本表8－10，得KA=1.1; 2 8 Q\{Z.
计算功率 Uzh#z eZ`<
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw a=_+8RyVQ
2选择普通V带型号 <tUl(q+ty
n0 =960r/min "{9^SPsp
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 >E lK8
d1=80~100 Wdk]>w
'L
3、确定带轮基准直径 wCQ.?*7-9Q
表8－11及推荐标准值 GY`mF1b
小轮直径 *? V boyU
d1=100mm; (>49SOu;$\
大轮直径 fM/~k>wl
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm m3#rU%Wj
取标准件 >:J7u*>$ '
d2=355mm; S$N!Dj@e;
4、验算带速 !( gMr1}w
验算带速 +L0Jje>Az
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s MoZ8A6e?B
在5~25m/s范围内 v_|k:l
从动轮转速 e@h (Zwp
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s o[^nmHrM2
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 5 6JxHQu
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 eQqnPqi-
=-0.0141 i2P:I A|@
5、V带基准长度和中心距 3-/F]}0y6
初定中心距 t 7-6A
中心距的范围 G !)Q"+
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 0?o<cC 1Z
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm Y6 <.]H
a0=350mm; 6%^A6U
初算带长 <EKTFHJ!
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 #fx>{ vzH
Lc = 1461.2mm +R8G*2
选定基准长度 :y.~IQN
表8-7,表8-8查得 NR3h|'eC
Ld=1600mm; `O0bba=:=
定中心距 %63s( ekU
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm tdsfCvF= a
a=420mm; 'pnO HT
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm + mP VI
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ~2;\)/E\
6、验算小带轮包角 ;&dMtYb
验算包角 6$)FQ
U
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ;I 9g;}
145.2107 >120度 故合格 WJJmM*>JW
7、求V带根数Z w8D6j%C
由式（13-15）得 2kcDJ{(
查得 n1=960r/min , d1=120mm g4 3(N!@g
查表13-3 P0=0.95 -}1TT@
由式13-9得传动比 0`/CoP<U
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 WF_ v>g:g
查表（13-4）得 F'-,Ksn
$[g#P^
由包角145.21度 y?V^S;}&]
查表13-5得Ka=0.92 'g tcy
KL=0.99 m[CyvcF*u
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 <0!<T+ JQ
8、作用在带上的压力F Wl7S<>hg4
查表13-1得q=0.10 pAws{3(Q
故由13-17得单根V带初拉力 G 0A\"2U
Wn{MY=5Y
三、轴 8<x&
Xd
初做轴直径： i}e/!IVR3
轴I和轴II选用45#钢 c=110 a/</P
|UG
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm V.%LA. 8
取d1=28mm klAvi%^jE
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm j}O qWX>/
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 `mH]QjAO
取YL10YLd10联轴器 BNgm+1?L
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ;F_P<b 2
取d2=45mm $ V !25jQ
四、齿轮 E{P94Ph v
1、齿轮强度 BRa9j:_b
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 i &%m^p
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。 ,D'm#Fti
因 ， |c>.xt~
SH1=1.1， SH2=1.1 ~{ GTL_w
， )HcLpoEi
， u* G+=aV.6
因： ， ，SF=1.3 p~ NHf\
所以 b0/YX@
LJ6l 3)tpD
(*b<IGi;
2、按齿面接触强度设计 xYZ,.
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 s(?%A
小齿轮上的转矩 (xE |T f
按 计算中心距 `v-O 4Pk
u=i=5.333 d}%-vm} 0
mm cF_`QRtO
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 S.{
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 P, xIDj4d
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 7n?yf_ je
齿宽b= =~" X/ >'
b1=70mm,b2=60mm F2\&rC4v
3、验算弯曲强度 :T|9;2
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 6{{<+
o
按式（11-8）轮齿弯曲强度 Ex Q\qp3
PD^G$LT
=av0a !
4、齿轮圆周速度 XUKlgl!+.
= j{tFxJ
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 rW090Py
lSBR(a<\y
c%WO#}r|
MN8>I=p
rd< 43
LuHRB}W
}n
"5r(*^@
h@Jg9AM
五、轴校核： <f`n[QD2z
6)p8BUft
Hq+QsplG
e&2,cQRFV
&AOGg\
=36fS/Gb
7{(UiQbf
/ Y od
{%CW!Rc
U[|5:qWs
<R+?>kz6
kz1#"8Zd!
"\O7_od-
IC5QH<.$C
nu7 R
[^?i<z{0C
4H (8BNgzV
jpO0dtn3=
圆周力Ft=2T/d1 j}tM0Ug.U
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 N m XRA(m
d=mz=2.5*101=252.5mm Ws7 fWK;
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 1
z~|SmP1
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 7K
"1^
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 7Mq{Py1
由Fr2*L-Fr*L/2=0 6r`N\ :18
得Fr2=Fr/2=1015.9N ?O+.
iLIb-d?!a&
2、求水平平面的支承力 j6EF0/_ |e
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N )c&ya|h
!yPy@eP ~
AWi>(wk<
3、画垂直面弯矩图
;}?ZH4.S
L=40/2+40/2+90＋10=140mm ` kxC#
&HO
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm MH#"dGGu
A_\Jb}J1<
05k'TqT{c
4、画水平面弯矩图 >\^oCbqF}~
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm b@&uwS v
'G~i;o 2
Jz>P[LcB
.%{B=_7
5、求合成弯矩图 [ i, [ ^
Ahl&2f\
S9P({iZK
x'|9A?ez@Z
6、求轴传递转矩 i9zh
X1#
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm F<4 :P=
MKvmzLh$)
HZ%V>8 8
y705
%6 Av1cv
]T'8O`
:0Jn`Ds4o
jvsSP?]n
K=o {
}a[]I%bu 2
m jP
m!G(vhA,_w
. tLRY
NZv 8#
A r~/KRK
P$Vh{]4i{
APF`b
(E@;~7L
?i0+h7 =6
]gVA6B?&9
.<> t2,Af
7、求危险截面的当量弯矩 ^|.T \
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 QxLrpM"O
轴的扭切应力是脉动循环应力 0ZDm[# 7z
取折合系数a=0.6代入上式可得 &odQ&%X
kVM*[<k
8、计算危险截面处轴的直径 Mn/
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 5I6?gv/
由表13-3查得许用弯曲应力 ， ]}].A q
所以 }NwmZ w>_
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 .wd7^wI^S
故d=1.04*25.4=26.42mm ty~Sf-Pri
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 _ps4-<ugC
所以此轴选d=40mm,安全 ";(m,i f-
六、轴承的选择 A\ rY~$Vr
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 *!y04'p`<
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N _ymSo`Iv R
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） +qj Z;5(
因为大修期三年，可更换一次轴承 eWm'eO
所以取三年 y~#5!:Be
由公式 sq#C|v/
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) :RB7#v={
（深沟球轴承系列） 4`#%<G
,/Gp>Yqx
由附表选6207型轴承 c/bT5TIEWs
七、键的选择 rjcH[U(
选普通平键A型 N)E'k%?,
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 }])j>E
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm Ja*,ht(5
由公式 mD +9/O!
所以 $aTo9{M ^
选变通平键，铸铁键 8i`T?KB
XU}i<5
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 9mM Q
八、减速器附件的选择 l>`S<rGe
1、通气器： %1;Y`>
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 F'{ T[MA
2、油面指示器： qfFa" a
选用油标尺，规格M16 Lp$&eROFVs
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 502(C O>
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 6I=d0m.io
5、窥视孔及视孔盖 kp[&SKU
c
选用板结构的视孔盖 UVi9}zr
九、润滑与密封： kH0kf-4\
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： /P3Pv"r|8]
J^` pE^ 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。 ]nIVP
2、滚动轴承的润滑 olo9YrHn
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。 l3MA&&++KF
3、润滑油的选择 ZyC[w 7$I2
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 ?=iy 6q
L-AN15润滑油 iN
u k5
4、密封方式选取： 4yxf/X)
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 @d3 yqA
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 }/NL"0j+4
设计小结： P6^\*xkMr
二、课程设计总结 9~f
RYA*
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 V^G+_#@,,
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 )buy2#8UW
)J\
JAUj
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 "wV7PSbM
9Kz }
特别感谢—程莉老师。 <3k9 y^0
Tt0] G_
参考资料目录 ,+ n{xI2
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； LGRhCOP:
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； /4*>.Nmb,f
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； :VRQd}$Pi
[3]《设计手册软件》，网络上下载； z*^vdi0
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn BXl
Y V"
%. IW H9P7
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Nw=60.0241r/min ~|wh/]{b9
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P2=3.6491Kw ,NQucp
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M 8BN'% S
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T1=113.4063Nm S 6r$n
T2=589.5878Nm ;r_YEPlZ
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