目 录 +~A<&7[}
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 }X`jhsqT
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 {1ic* cZS
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 Tse
Pdkk
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 MO$ dim>
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 .%4{zaB
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 _}B:SM
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 B:\TvWbu
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 <KDl2>O
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 nC5
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 e
r;3TG~
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 pQ Y.MZSA
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 .1F^=C.w
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 pMX#!wb
Bu$GC SrX
zSi SZMP"
1.拟定传动方案 v K\;CSk
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 KD~F5aS`[
v=1.1m/s;D=350mm; L. xzI-I@D
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 4%I(Z'*Cx
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。 a,U =irBA
2.选择电动机 o2ndnIL
1）电动机类型和结构形式 !Fz9\|
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。 0F<O \
2）电动机容量 ;mLbJT
（1）卷筒轴的输出功率Pw fx QN
F=2800r/min; $[Fh|% \
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 kE".v|@
(2)电动机输出功率Pd D>O{>;y[
Pd=Pw/t ;6} *0V_!k
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 8F<Qc*'
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： 7 '@l?u/6
弹性联轴器 1个 %Iv0<oU
t4=0.99; -< 7KW0CA
滚动轴承 2对 /y,~?
t2=0.99; 9zkR)C
圆柱齿轮闭式 1对 K`@GN T&
t3=0.97; 15r <n
V带开式传动 1幅 }q( IKH\&
t1=0.95; |400N
+MK
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 +6!.)Ea=
t5=0.98; 1Ly?XN S
则 y )v'0q
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 -9U'yL90B
故 O329Bkg
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Y 1
i!
（3）电动机额定功率Ped V& _5q`L
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 C<6IiF[>%
3）电动机的转速 jK&kQ
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， [pmZ0/l
可选电动机的最小转速 h. QKbbDj
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min A;h0BQm/j
可选电动机的最大转速 }tU<RvT
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min UG+wRX :dA
同步转速为960r/min %+G/oF |
选定电动机型号为Y132M1－6。 ~2~KcgPsq
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 0= s+bo1
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 L `+\M+
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 )4a& Ol EI
8*)zoT*A
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm )E^4\3 ^:
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 yi7 -[W}
Gr#p QE2;
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 ;G~0 VM2|
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 5Lt&P
5BY
1）传动装置总传动比 3u7E?*{sH
nm=960r/min; ?}B9=R$Pi
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 A"C%.InZ
2）分配各级传动比 "31GC7
取V带传动比为 Gn;eh~uw;l
i1=3; Xt8;Pl
则单级圆柱齿轮减速器比为 FQ?H%UcW
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 0 sq/_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。 K I$?0O
4．计算传动装置的运动和动力参数 L"tj DAV
1）各轴转速 ^#S
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 1(!QutEb
n0=nm; PF!Q2t5c3
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ,I@4)RSAH|
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min @^;WC+\0
'oEFNC9V
2）各轴输入功率 d Z"bc]z{
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 mw`%xID*
P0=Ped=4kw t_,iV9NrZ
轴I 的功率 t3Q;1 #Zf
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw $&k2m^R<
轴II功率 F)_Rs5V:(
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw *H&a_s/{Nb
3）各轴转矩 =o _ d2 Ak
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm IVkKmO(qO
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm c1CP1 2
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm $}OU~d1q
二、设计带轮 ui7 0|
1、计算功率 \9i.dF
P=Ped=4Kw $1\<>sJH
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 oz kN&0
查课本表8－10，得KA=1.1; +tkd($//
计算功率 VrO$SmH
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw v[r:1T@
2选择普通V带型号 *xU^ e` P
n0 =960r/min cdP+X'Y4D
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 >}u?{_s *0
d1=80~100 6l [T Q
3、确定带轮基准直径 .m/Lon E
表8－11及推荐标准值 *
2T& pX
小轮直径 p`Omcl ~Q
d1=100mm; c 2?(.UV
大轮直径 J%f5NSSU{6
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 1(hgSf1 WH
取标准件 A~I}[O~(pb
d2=355mm; *-_` xe
4、验算带速 V)Z*X88:Tv
验算带速 j^iH[pN] \
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s N_q7ip%z
在5~25m/s范围内 >S5D-)VX
从动轮转速 !j % )nU
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s SY <!-g<1F
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s s.C-II?e
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 !pw%l4]/t
=-0.0141 $hndb+6q
5、V带基准长度和中心距 :
[aUpX=
初定中心距 \~jt7 Q
中心距的范围 bMkn(_H)\
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm '$1-A%e$1
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm t
~U&a9&Z
a0=350mm; _rs!6tp
初算带长 :;{U2q+
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 wOHK
dQ'
Lc = 1461.2mm V}pw ,2s
选定基准长度 .yi. GRk
表8-7,表8-8查得 nsw.\(#
Ld=1600mm; N< Y-]xS
定中心距 ,!%[CpM3
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm G0> ' H1 Z
a=420mm; tPC8/ntP8
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm jW2z3.w
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm
6=A ++H @
6、验算小带轮包角 :$/lGIz
验算包角 +Z)||MR"
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a oc\rQ?
145.2107 >120度 故合格 /kx:BoV
7、求V带根数Z I7B fA,mZ7
由式（13-15）得 `U(A 5
查得 n1=960r/min , d1=120mm G:u[Lk#6K
查表13-3 P0=0.95 A8c'CMEm
由式13-9得传动比 QE< 63|
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 V%e'H>EC
查表（13-4）得 *tz"T-6O
|4X:>Ut]
由包角145.21度 w{2V7*+l
查表13-5得Ka=0.92 1K ^/@^
KL=0.99 k wGj 7'
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 YDjQ& EH
8、作用在带上的压力F f_D1zU^
查表13-1得q=0.10 Y/gVyQ(
故由13-17得单根V带初拉力 9J% dd0
BR5 $;-7W
三、轴 6],5X^*Y
初做轴直径： !R{L `T0
轴I和轴II选用45#钢 c=110 Ms^Y:,;Hi
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm ' 'Ui Q
取d1=28mm jn)~@~c
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm ]>R`]U9*O
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 g[H7.
取YL10YLd10联轴器 Fo?2nQ<
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 x0 Tb7y`
取d2=45mm m&2< ?a}l
四、齿轮 <ezvz..g
1、齿轮强度 $D9JsUij
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 PJA 1/"
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 Q
CfA3*
因 ， 2&$ A x
SH1=1.1， SH2=1.1 O$$s]R6
， r<&d1fM;X
， )
I-8 .
因： ， ，SF=1.3 De4+4&
所以 l Fzb$k}_{
Q6.},o
s`H}NjW x
2、按齿面接触强度设计 <bGSr23*
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 =H!u4
小齿轮上的转矩 ?"qU.}kGL
按 计算中心距 WNd(X}
u=i=5.333 g ~10K^
mm jw(v08u >
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 YdE$G>&em
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 mKxQ U0 `
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm $stJ+uh
齿宽b= zJdlHa{
b1=70mm,b2=60mm lg1?g)lv
3、验算弯曲强度 ~Qzm!Po,
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 x8zUGvtQ
按式（11-8）轮齿弯曲强度 gfih;i.pY
Dyt}"r\
-f Zm_FE
4、齿轮圆周速度 <5C3c&sds
9O@ eJ $
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 6PvV X*5T
^(UL$cQ>
=GnDiI
q\mVZ yj
Mg^G N -l
E >SnH
j> ?c]h{-
&*MwKr<y
五、轴校核： Ej6vGC.,
FeSe^ ^d W
EkjO4=~UC
@uT\.W:Q2
[gH
vI
a7OD% yQ
0QEVL6gw
OU0\xx1/
WBTX~%*U
hua{g_
XY0Gjo0
) ZNH/9e/
I.q nA
QXgh[9w G
3{]i| 1&j
mv<z%y?Oj
i (L;1 `
*>S\i7RET
圆周力Ft=2T/d1 KQQR"[z&V
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 X` ^9a5<"
d=mz=2.5*101=252.5mm V><5N ;w
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N a.wRJ
Fr=5852.5*tan20=2031.9N dO rgqz`e
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 ,Iw ri \
由Fr2*L-Fr*L/2=0 M<g>z6
得Fr2=Fr/2=1015.9N EV2whs2g
5XA6IL |/l
2、求水平平面的支承力 X m\tyLY
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N x1Z?x,-D"
3H@TvV/;f
?s p
3、画垂直面弯矩图 !t~S.`vF
L=40/2+40/2+90＋10=140mm 3EF|1B/5
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm &[qL l
F~{yqY5]n
'$ q'Wl)
4、画水平面弯矩图 & UL(r
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm d8dREhK&
2$=?;~
waO* CjxE:
(Dq3e9fX
5、求合成弯矩图 _@jl9<t=_
ryN/sjQC
Bb8lklQ
F}2U8O
6、求轴传递转矩 4N*Fq !k~
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm D8BK/E-
|UBR8
)bw^!w)
7GWPsaPn
sq j8c)6
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x_bS-B)%Y:
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mY#[D; mUe
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P@`>e/`
tjuW+5O
^xu`NE8;
}qi6 K-,oU
L7%Dc2{^(
qW $IpuK
o24` 5Jdh
P_,f
7、求危险截面的当量弯矩 dB^J }_wp
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 .e"De- u
轴的扭切应力是脉动循环应力 9%> H}7=
取折合系数a=0.6代入上式可得 +, p
X./8
PK?&
8、计算危险截面处轴的直径 c ^Rz?2x
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 91jv=>=DM
由表13-3查得许用弯曲应力 ， %Kd 8ZNv
所以
P\*-n"
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 V0c*M>V
故d=1.04*25.4=26.42mm g@`14U/|
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ~}$:iyJV(>
所以此轴选d=40mm,安全 %n=!H
六、轴承的选择 }i|o":-x+
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 < 5;0LPU
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N xJJlV P
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） . A &Ey5
因为大修期三年，可更换一次轴承 fn&gM\<-+(
所以取三年 TB*g$ *
由公式 KaBze67<|
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) hy3[MOD$G
（深沟球轴承系列） 0F0V JE
A5F< <
由附表选6207型轴承 f(|qE(
七、键的选择 f&7S ivS#
选普通平键A型 MDGcK/$')f
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 Kg~<h B6
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm "n7rbh3VW
由公式 (GMKIw2
所以 HI,1~ J w+
选变通平键，铸铁键 Op~sR ^ez
Qh? E* 9
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 j/ #kO?
八、减速器附件的选择 >O9j},X
1、通气器： DN&ZRA
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 RR75ke[Hs
2、油面指示器： & !N5}N&
选用油标尺，规格M16 818</b<yn
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 fP&F$"o8
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 }rn}r4_a
5、窥视孔及视孔盖 1AjsAi,7;2
选用板结构的视孔盖 4+$<G /K
九、润滑与密封： [I4K`>|Z
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： dY;^JPT
xX{uDMYa;
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。 N#bWMZ"
2、滚动轴承的润滑 n AoGG0$5
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。 (W5E\hjJ
3、润滑油的选择 DcQ^V 4_
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 e,Gv~ae9
L-AN15润滑油 Gyjx:EM
4、密封方式选取： B(:Kw;r?
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。 mkk74 NY
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 o~NeS|a
设计小结： p27A#Uu2}
二、课程设计总结 ^;6~=@#*C
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。 {l0 ;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。 Ke&lGf"5
f `:e#x
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| !B;D
k]qZOO}
特别感谢—程莉老师。 JAC W#'4hV
7. G
参考资料目录 p8 7s99
[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； `]LaX&u
[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； e&OMW ,7
[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； U`W^w%
[3]《设计手册软件》，网络上下载； <^~Xnstl
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn yD#w @yG
$a15
8
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T0=39.7917Nm Xt7uCs
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T2=589.5878Nm 9k *'5(D4S
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