目 录 UK @hnQU8`
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 w5Ucj*A\
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 biQ~q $E
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 { K/xI
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 O=!Eqa ExW
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 >7W 8_6sC<
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 /B{c L`<
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 Ac
+fL
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 ~"R;p}5 "
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 O#vIn }
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 "Vwk&~B%
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 *tDxwD7
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16
2&o3OKt
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 b|@f!lA
v}^uN+a5
"#%9dWy
1.拟定传动方案 A_J !VXq
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 8 }M aj
v=1.1m/s;D=350mm; pM! cF
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) eE0nW+ i
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 6WLq>Jo
2.选择电动机 VK}H;
1）电动机类型和结构形式
?U~`'^@
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 ]XfROhgP=
2）电动机容量 I[ LHJ 4
（1）卷筒轴的输出功率Pw a)/ }T
F=2800r/min; 7zXX&
S
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ~c>]kL(,
(2)电动机输出功率Pd eI5W; Q4
Pd=Pw/t %w/:mH3FA
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 {r?Ly1 5
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： 0'` #I
弹性联轴器 1个 :&O6Y-/B
t4=0.99; re@OPiXa v
滚动轴承 2对 gvxOo#8]
t2=0.99; 3 k)P*ME #
圆柱齿轮闭式 1对 *;<oM ]W_
t3=0.97; @ c%h fI
V带开式传动 1幅 Z&J.8A]L
t1=0.95; 2wYY0=k2
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 %h=cwT6
t5=0.98; <\\,L@
则 m S-{AK
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 ?
y^t
故 2&:w_KJ
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 {F*81q\
（3）电动机额定功率Ped
m<:g\_<
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 %4h$/~
3）电动机的转速 #)<WQZ)
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， Sh o] ~)XX
可选电动机的最小转速 e5m-7{h@
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min Z<[f81hE&
可选电动机的最大转速 77zDHq=
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min o~p% ODH
同步转速为960r/min 2E=vMAS
选定电动机型号为Y132M1－6。 f`, isy[
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 zVtNT@1K>u
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 X}j_k=, C
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 .h>tef
|(UkI?V
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm X&b nyo P
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 J [ 4IO
;rJ/Diz!g
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 EN@Pr `R
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 B pl(s+
1）传动装置总传动比 4.i< `'
nm=960r/min; /m+\oZ
]d
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 0HS" Oxx'
2）分配各级传动比 tCP;IU$
取V带传动比为 vKcc | #
i1=3; oi/bp #(fa
则单级圆柱齿轮减速器比为 uSn<]OrZo`
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 TmO3hKaP
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。 o jy[<
4．计算传动装置的运动和动力参数 Ni) /L (
&
1）各轴转速 \y0uGnmCj
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 YW UCrnr
n0=nm; a?X{k|;!7u
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ; kiL`K
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min FaE,rzn)iD
:=^_N}
2）各轴输入功率 9..! g:
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 #MI4 `FZ
P0=Ped=4kw 58 .b@@T
轴I 的功率 Nh/B8:035
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw wT+b|K
轴II功率 I^yInrRh5
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw > z1q\cz
3）各轴转矩 YU24wTe;k
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm |dQ -l !
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm p$OkWSi~
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm )M(-EDL>Qk
二、设计带轮 B&k"B?9mL
1、计算功率 8 ,<F102(
P=Ped=4Kw BD (
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 >YW_}kd
查课本表8－10，得KA=1.1; 8< Yqpb
计算功率 N T<> LWo
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw CHX- 4-84{
2选择普通V带型号 v08Xe*gNU
n0 =960r/min 7Eett)4
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 @u }1 S1
d1=80~100 ag\xwS#i5H
3、确定带轮基准直径 6YeEr!zt%
表8－11及推荐标准值 b"C 1
小轮直径 E[N3`"
d1=100mm; V:vYS
大轮直径 D 4fHNk)kZ
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm .gK>O2hI
取标准件 ?* %J Gz _
d2=355mm; S>s{t=AY~
4、验算带速 !uJD hC
验算带速 %Vp'^,&S
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s g1TMyIUt[
在5~25m/s范围内 =u#xPI0:
从动轮转速 ]NrA2i?
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s bF
X0UE>
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s bzt(;>_8
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Z_qOQ%l
=-0.0141 W~e/3#R\=
5、V带基准长度和中心距 5D#M hgun
初定中心距 7 P$>T
中心距的范围 Ckc4U. t|
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm =6N%;2`84
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm HMym oh$Q
a0=350mm; Fs,#d%4 @%
初算带长 p# ea i
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ^k7`:@
z0U
Lc = 1461.2mm FnFJw;:,{
选定基准长度 3RyB 0
n
表8-7,表8-8查得 R!8 qk G
Ld=1600mm; <$]=Vaq
定中心距 e
M T5bn
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Nhnw'9
a=420mm; wgb
e7-{
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm g_l=z`,8
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 'nO%1BZj+
6、验算小带轮包角 !b0A NIp
验算包角 D|`I"N[<
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a "`jey)&H*M
145.2107 >120度 故合格 S? k G|y
7、求V带根数Z r#xq 8H=_m
由式（13-15）得 j(|9>J*,~G
查得 n1=960r/min , d1=120mm 6pHn%yE*
查表13-3 P0=0.95 \q0wY7w
由式13-9得传动比 )_\ZUem
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 Hmi ]qK[F
查表（13-4）得 fi6i{(K
5A~lu4-q
由包角145.21度 cR0OJ'w
查表13-5得Ka=0.92 l,pI~A`w_
KL=0.99 mjwh40x.o
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 6/Pw'4H9$
8、作用在带上的压力F iksd^\]f
查表13-1得q=0.10 lLb"><8a
故由13-17得单根V带初拉力 OcBK n=8
/kLG/ry8l:
三、轴 ]26
Q*.1~
初做轴直径： ,W!v0*uxp&
轴I和轴II选用45#钢 c=110 7vRFF@eq}
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm E
mUA 38
取d1=28mm ,1}c% C*,Q
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm <]jKpJ{3N
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 bh9!OqK9K
取YL10YLd10联轴器 jC;^ 2 e
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 p%8v+9+h2
取d2=45mm = % O @%v
四、齿轮 + ~6Nq(kV
1、齿轮强度 3j]P\T
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 _h=kjc}[.O
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。 Dp5hr 8 bT
因 ， _.ny<r:g
SH1=1.1， SH2=1.1 =%}++7#
， ]~!jf
， nbVlP
因： ， ，SF=1.3 Z;nbnRz
所以 / p_mFA]@
phT|w
H
`pHlGbrW
2、按齿面接触强度设计 Y ~|C]O
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 QL<uQ `>(
小齿轮上的转矩 w _*|u
按 计算中心距 O[tOpf@s.
u=i=5.333 )@X
`B d
mm S-M|
6fv
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 Bbb_}y|CA
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 <0Mc\wy
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm !yo/ F& 6
齿宽b= %,l+?fF
b1=70mm,b2=60mm 2W}f|\8MX
3、验算弯曲强度 M:!Twz $
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 W'
DpI7
按式（11-8）轮齿弯曲强度 _* xjG \!
Y55Yo5<j/+
lcv&/ A
4、齿轮圆周速度 F|eKt/> e
8f^QO:
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 P Wwz<AI+
"1<>c/h
;Y&<psQeb
44uM:;
`30og]F0YJ
0 X`sQNx
<$f7&6B
RjII(4Et
五、轴校核： n^svRM]eQ
syEWc(5
Kc6p||<
@E(_H$|E
7rc6
EXdx$I=X
OZ/P@`kN.f
A,tmy',d"
cGevFlnh
KRY%B[k
aR
iD}P*V
M@G <I]\
O#}'QZd'
z L1 *w@6
q'07
kIm)Um
6' 9ITA
Mw0Kg9M
圆周力Ft=2T/d1 B,@<60u
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ewo1^&#>
d=mz=2.5*101=252.5mm 1eg/<4]hA
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ` )9nBZ
Fr=5852.5*tan20=2031.9N nLA8Hy"8z
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 rmX'Ym9#
由Fr2*L-Fr*L/2=0 6;LM1
_
得Fr2=Fr/2=1015.9N D{Zjo)&tF'
7e{w)m:A
2、求水平平面的支承力 9@nDXZP Y&
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N .RI{\ i`
B74L/h
*5SOXrvhu6
3、画垂直面弯矩图 9WXJz;
L=40/2+40/2+90＋10=140mm _QD##`<
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm I:6N?lD4}0
iIOA5 4!o
a/9R~DwN
4、画水平面弯矩图 x@-bY
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 6ty>0
q,#j
*
Lo'P;Sb4<}
MwoU>+XB
5、求合成弯矩图 :8} iZ.
6Un 61s
&P+7Um(
]et4B +=i
6、求轴传递转矩 8\z5* IPGs
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm %i7bkdcwk
@yBg)1AL
:Hk:Goo2
=j%B`cJ66_
8hx4s(1!
orGNza"A
54TW8y `h
ZRDY `eK
+- ~:E_G
E *[dc
`yjHLg
@a AR99 M
A]fN~PR
'8.r
I~LN)hqd o
YCJ6an
X!} t` `
c7$L:
mv7><C
Hzr<i4Y=w9
:r?gD2q
7、求危险截面的当量弯矩 "62vwWrwO
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 R3nCk-Dq
轴的扭切应力是脉动循环应力 H4s^&--
取折合系数a=0.6代入上式可得 gy|L!_ 1Z8
X^!n'$^ u
8、计算危险截面处轴的直径 J%G
EIe|
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 V y]y73~
由表13-3查得许用弯曲应力 ， )ZxDfRjL
所以 ]*I:N
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 VO _! +
故d=1.04*25.4=26.42mm =x9SvIm/tH
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ^[ K3 ]*!@
所以此轴选d=40mm,安全 6S#Y$2
P
六、轴承的选择 ZLsfF
=/G
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 t' )47 k\
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N a;=) `
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） "N"$B~W*
因为大修期三年，可更换一次轴承 "m*.kB)e7
所以取三年 {!?
@u? M
由公式 l^.d 3b
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) ?LJDBN
（深沟球轴承系列） %4F
Q ~
ET]PF ,`
由附表选6207型轴承 j]-0m4QF
七、键的选择 8>T#sO?+
选普通平键A型 3 [R<Jr O
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 }2W scxL
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm qJjXN+ /D
由公式 iFJ2dFA
所以 ~}uv4;0l]
选变通平键，铸铁键 N _dHPa
iD*%' #u
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 DtXQLL*fl(
八、减速器附件的选择 # BB,6E
1、通气器： "Di27Rq
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 C$"N)6%q
2、油面指示器： sK)fEx
选用油标尺，规格M16 +iS'$2)@
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 T:v.] 0l~
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 bYPkqitqz
5、窥视孔及视孔盖 eWKFs)C]
选用板结构的视孔盖 {{ hp;&x
九、润滑与密封：
HaJs)j
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： [}xVz"8 V
#Tc]L<."
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 T1$fu(f
2、滚动轴承的润滑 baL O~C
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。 oXC|q -(C
3、润滑油的选择 ?]*WVjskE
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 W<f-
L-AN15润滑油 t>hoXn^-
4、密封方式选取： i cO$9c
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 se|>P=/
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 g=Gd|
设计小结： a
~s:f5S>
二、课程设计总结 e"Y ( 7<
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 YmrrZ&]q
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 v|!u]!JM
v'Y0 |9 c
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 \9HpbCHr
Dno]N
特别感谢—程莉老师。 nt 9LBea
PK C}!>2
参考资料目录 (/mR
p
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； A-n@:` n~
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； M =/+q
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； NO)Hi)$X6Y
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ;mT|0&o>#
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn \d'>Ky;GD
,9A1p06
' CQ~Z V5
7 XNZEi9o
L3/SIoqd
Nw=60.0241r/min Zz,j,w0 Z
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输送带速度 V=1.1 m/s J%n{R60b
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