目 录 Vh|\ _ ~9
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 Bv6 K$4
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ,7_4 z]jK
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 J00VTb`
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 P7.' kX9
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ABh&X+YD
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 #%lo;W~IY
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 x =q; O+7]
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 ?r=jF)C<'
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 O|kOI?f
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 CGbwmPx
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 c>:R3^\lwx
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Cbm\h/PXl
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 4_/?: $KO
/Ncm^b4
ntVS:F
1.拟定传动方案 2c5-)Dt)T
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 _hu ")os
v=1.1m/s;D=350mm; ) 2I H
5
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) (kv?33
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 lQ' GX9hN@
2.选择电动机 Z?5V4F:f
1）电动机类型和结构形式 ' o_ :^'c
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 p5r]J +1
2）电动机容量 n+;6=1d7ZW
（1）卷筒轴的输出功率Pw Q X4ai3v
F=2800r/min; 6( CDNMzj
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 1KM`i
(2)电动机输出功率Pd W2FD+ wt
Pd=Pw/t (xHf4[[u
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 0'YG6( h
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： c2t=_aAIPQ
弹性联轴器 1个 pi<TFe@eG
t4=0.99; eqw0]U\pv
滚动轴承 2对 G 0%6ch^%
t2=0.99; Qv,"($n\
圆柱齿轮闭式 1对 {(U %i\F\
t3=0.97; W\&8au ds
V带开式传动 1幅 }G4 z tiuG
t1=0.95; npJt3
Y_I
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 J &pO%Q=b
t5=0.98; SCvVt
则 E;JsBH
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 }J"> }j]/
故 p2Zo
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 n!p<A .O7@
（3）电动机额定功率Ped &0 >Loja`^
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 3RLF p\i"s
3）电动机的转速 QnZcBXI8
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， h3LE>}6D
可选电动机的最小转速 $,+O9 Et
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min r\qj!
可选电动机的最大转速 o(DOQ Gl
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min 5?hw !
同步转速为960r/min 79`AM
X[b
选定电动机型号为Y132M1－6。 ]o cWt3|
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 n a9sm
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 ):i&`}SY
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 d&ex5CU5
\jOA+FU [
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm Ecd;<$tk
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 rM'=_nmi
Jn{O Ww2
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 |B ?27PD
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 nqInb:
1）传动装置总传动比 uV!^ ,,~
nm=960r/min; ;\f gF @
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 C:PMewn
2）分配各级传动比 kS bu]AB
取V带传动比为 U}[I
i1=3; \v'p/G)g
则单级圆柱齿轮减速器比为 zIh ['^3.n
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 .Fdgb4>BXX
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。 E\Rhz]G(
4．计算传动装置的运动和动力参数 vI>>\ .ED
1）各轴转速 -r-k_6QP
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 {NHdyc$
n0=nm; |&RU/ a
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min rg^'S1x|
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 0g+'/+Ho 4
O^oWG&Y;v
2）各轴输入功率 Kx>qz.wwI?
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 D9
g#F f6
P0=Ped=4kw 0 u;4%}pD
轴I 的功率 YB-h.1T-
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw z6*X%6,8
轴II功率 Wf|Q$MHos
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw B} l vr-c#
3）各轴转矩 R}O_[
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm DGS $Ukz&T
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm IZpP[hov
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 8fl`r~bqZ
二、设计带轮 E*]bgD7V
1、计算功率
OX\A|$GS
P=Ped=4Kw - *1J f&
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 Tf'hc]`vS
查课本表8－10，得KA=1.1; C{U?0!^
计算功率 RZXjgddL
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw )h7<?@wv&
2选择普通V带型号 vSEuk}pk
n0 =960r/min jYk&/@`Ly
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 D]zwl@sRX:
d1=80~100 h&KO< >
3、确定带轮基准直径 ? m
DI# ~)
表8－11及推荐标准值 ,J+}rPe"sf
小轮直径 i<#QW 'R (
d1=100mm; h2G$@8t}I
大轮直径 9Z4nA c
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ,Q
取标准件 8Vr%n2M
d2=355mm; 3LOdj T
J
4、验算带速 _852H$H\
验算带速 .P8&5i)'P,
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s "&Y`+ 0S8
在5~25m/s范围内 ;r<^a6B
从动轮转速 X
$jWo@
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 6^] +[q}3
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s y
[}.yyye
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ,o86}6Ag
=-0.0141 eA2@Nkw~)
5、V带基准长度和中心距 $a.JSXyxL
初定中心距 g6j?,c|y
中心距的范围 H\ F :95
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm Y]'Z7<U}*E
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm rNXQf'*I
a0=350mm; +^6 0T$
初算带长 ag [ZW
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 j eoz* Dz
Lc = 1461.2mm o#3 ly-ht
选定基准长度 >mwlsL~X
表8-7,表8-8查得 0"<H;7K#W
Ld=1600mm; 'DP1,7
定中心距 $V -~Bu-
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm wr$("A(
a=420mm; ?:Uv[|S#>
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 3l rT3a3vV
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 'j#*6xD
6、验算小带轮包角 ~Y^+M*
验算包角 Ni9/}bb
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 1m4$ p2j
145.2107 >120度 故合格 5-:?&|JK;
7、求V带根数Z -_=nDH
由式（13-15）得 R0KPZv-
查得 n1=960r/min , d1=120mm UXJ eAE-
查表13-3 P0=0.95 }bb;~
由式13-9得传动比 ]C!gQq2'a
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 kMIcK4.MH
查表（13-4）得 <}C
o Qz
xQ f*
由包角145.21度 }|h# \$w
查表13-5得Ka=0.92 9}rS(/@
}
KL=0.99 t% d Z-Ym
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 LBw1g<&
8、作用在带上的压力F 9 P l
查表13-1得q=0.10 p $S*dr
故由13-17得单根V带初拉力 Z9v31)q(
d[iQ` YW5
三、轴 b6,iZ+]
初做轴直径： Ouk ^O}W6
轴I和轴II选用45#钢 c=110 uy>q 7C
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm `+]Qz =}
取d1=28mm ? >7[7( |
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm ; 5*&x z
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 Zu*F#s!tUI
取YL10YLd10联轴器 j *|V ctM
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 yuh *
取d2=45mm zYH&i6nj
四、齿轮 L^1NY3=$
1、齿轮强度 (d(CT;
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 ]% ;:7? 5l
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。 )v'WWwXY>
因 ， 6fkRrD
SH1=1.1， SH2=1.1 y6g&Y. :o
， g_;\iqxL
， fBU`k_
因： ， ，SF=1.3 n GC/R&
所以 7y.kQI?3
t m|ZBM
Sj3+l7S?
2、按齿面接触强度设计 y'3rNa] G1
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 lov!o: dJ
小齿轮上的转矩 #$.;'#u'so
按 计算中心距 Kew@&j~
u=i=5.333 f[]dfLS"W
mm Sh/08+@+L:
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 lt/1f{v[:
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 #NQMy:JHD)
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm (^ J I%>
齿宽b= Pd8![Z3
b1=70mm,b2=60mm S;Fi? M
3、验算弯曲强度 l5~os >
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 4VHn \
按式（11-8）轮齿弯曲强度 jVEGj5F;N
[C Y9^N
~]sc^[
4、齿轮圆周速度 P?%s
#I:
___~D
dq
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 2_>N/Z4T
~?l |
[
b]e"1Y)D-
\P[Y`LYL
C2!|OQ9A2
=0
#O U
Lw1Yvtn
<]ox;-56
五、轴校核： )Om*@;r(
d z|or9&
W" scV@HKu
Zj( AJ* r
9gW|}&-
j/DzCc p7
;[ZEDF5H
MxKS4k
"MeVE#O
e[1hz_v
hDDn,uzpd
9+|$$)
/WcG{Wdp
6bg
;q(*7
hW<%R]^|
PrqlTT}Px
Lj({[H7D!
@F AA2 d
圆周力Ft=2T/d1 Xg6Jh ``
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 4Z3su^XR
d=mz=2.5*101=252.5mm L;z?a Z7n
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N %UrueMEO
Fr=5852.5*tan20=2031.9N RH W]Z
Pr<
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 X0HZH?V+
由Fr2*L-Fr*L/2=0 b! t0w{^w
得Fr2=Fr/2=1015.9N h4gXvPS&r
:
$1?i)
2、求水平平面的支承力 qZd QD
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N #\{l"-
AYBns]!
{ l/U6](
3、画垂直面弯矩图 b=C*W,Q_#
L=40/2+40/2+90＋10=140mm yX>K/68
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 9c bd~mM{
i}f"yO+Q+
R Nk\.}m
4、画水平面弯矩图
z _$% -6
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm ~7w" nIs<c
^CYl \.Y@
v4TQX<0s
C} j "Qi`
5、求合成弯矩图 B3`5 O[ 6
P= BZ+6DS
4 i;{!sT
Y1\ }5k{>
6、求轴传递转矩 &J]K3w1p
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm {
'eC`04E
)u&|_&g{}J
C3f' {}
"S]0
W+c<2? d:
_yx>TE2e
( $MlX BI
oCv.Ln1;Z
R%WCH?B<}
G $"h&Xy1c
n38p !oS
Xu'&ynID
jRlYU`?
BwEN ~2u6
u~:y\/Y6
y14;%aQN
|^I0dR/w:
(8DC} kckE
k"%~" 9
eKgBy8tNS0
-);Wfs
7、求危险截面的当量弯矩 +o{R _
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 #Vt%@*
i
轴的扭切应力是脉动循环应力 B]wk+8SMY.
取折合系数a=0.6代入上式可得 2wg5#i
W\,s:6iqz
8、计算危险截面处轴的直径 1=c\Rr9]
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 9L?. m&
由表13-3查得许用弯曲应力 ， Fyx|z'4b
所以 M)+H{5bt
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 `AtBtjs RV
故d=1.04*25.4=26.42mm X7 MM2V
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 U$.@]F4&
所以此轴选d=40mm,安全 g)[V(yWu
六、轴承的选择 4[r0G +
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 xrz,\eTb
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N /S R*W5#s
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） dq6m>;`
因为大修期三年，可更换一次轴承 7>0o&
所以取三年 z,
) 6"/;
由公式 \ZFGw&yN
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) <c-=3}=U\
（深沟球轴承系列） %nZo4hnr$r
H5B:; g@
由附表选6207型轴承
.G XBc
七、键的选择 wk D^r(hiH
选普通平键A型 iN\4gQ!
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 34O
`@j0-3
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 6 7.+
.2
由公式 8 +/rlHp
所以 bdrg(d6
选变通平键，铸铁键 %D34/=(X
[wOn|)&
&
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 9 '; JXf$
八、减速器附件的选择 ItVWO:x&v
1、通气器： IB"w& sBy
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 '~<m~UXvD#
2、油面指示器： d#Y^>"|$.
选用油标尺，规格M16 (!aNq(
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 LVfF[
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 qPK*%Q<;
5、窥视孔及视孔盖 Ty a1/w4
选用板结构的视孔盖 3 ?9I J5p
九、润滑与密封： Q#X8u-~
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 Q 2Fj j
NjScc%@y
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。 :yr+vcD?
2、滚动轴承的润滑 =p O^7g
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。 $\BE& 4g
3、润滑油的选择 <n];mf h1
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 cWaSn7p !X
L-AN15润滑油 QzVnL U)
4、密封方式选取： mt{nm[D!Xp
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 .CABH,P o:
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ?k&Vy
设计小结： cWsN r'MS*
二、课程设计总结 8@Q$'TT6}
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。 F=e8 IUr
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。 BC #C9|n
b\kdKVh&
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。 jyUjlYAAv`
3>AMII
特别感谢—程莉老师。 W)2p@j59A
:Zbg9`d *
参考资料目录 XB^' K2
[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； z6=Z\P +
[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； gnOt+W8
[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； nbD *x|
[3]《设计手册软件》，网络上下载； { ]{/t-=
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn i {NzV
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T0=39.7917Nm ch* 8B(:
T1=113.4063Nm kP=eW_0D
T2=589.5878Nm %?1 ew
h"B+hu
B-RjMxX4>
{LI=:xJJv
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