目 录 Rc`zt7hbJ
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 Z`{GjV3%wH
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 cAzl kh
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 1IZTo!xi
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 w:@W/e*9N
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 Ve\P ,.
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 X6EnC5 7
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 #:} mi;{
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 _l&.<nz
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 )zvjsx*e=J
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 `'/1Ij+
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 uE,j$d
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ?bl9e&/!
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 0tP{K
tcj3x<
fZrB!\Q
1.拟定传动方案 Z}$ 1~uyw
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 N PE7AdB8
v=1.1m/s;D=350mm; 8jfEvwY
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 'Rw*WK
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。 y_f^ dIK*=
2.选择电动机 SI/p8 ^
1）电动机类型和结构形式 aUEnQ%YU"
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。 hZeF? G)L'
2）电动机容量 N1espc@j
（1）卷筒轴的输出功率Pw E JJ W
F=2800r/min; kDK0L3}nr]
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 t[b@P< F
(2)电动机输出功率Pd t%]b`ad
Pd=Pw/t lhduK4u
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 |FJc'&) J"
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： A,! YXl [
弹性联轴器 1个 *Au[ {sR
t4=0.99; F48W 8'un
滚动轴承 2对 u_X(c'aE;
t2=0.99; 6gJc ?+
圆柱齿轮闭式 1对 mA0|W#NB
t3=0.97;
tf?"AY4
V带开式传动 1幅 .*g^
i`
t1=0.95; wxo{ gBq
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 *aS[^iX?s
t5=0.98; gatxv R7H
则 lsRW.h,
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 [HSN*LXe
故 %3 VToj@`>
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 /7p1 y v
（3）电动机额定功率Ped oq9gG)F
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 R'x^Y"
3）电动机的转速 $o> 6Io|D
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， u1_NC;
可选电动机的最小转速 ]5j1p6 ;(`
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min ^F`\B'8MF
可选电动机的最大转速 tY6Qhhu S:
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min -{s9PZ3~_
同步转速为960r/min 4#2iq@s
选定电动机型号为Y132M1－6。
&L4>w.b"N
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 f&L8<AS Fo
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 Ts
1
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 53)*i\9&
PBp +(o-
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm C9"yu&l
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 K{[N.dX(
EGJrnz8
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 xzOM\Nq?O
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 TrmrA$5f
1）传动装置总传动比 DYaOlT(rE
nm=960r/min; DzE_ p-
zs
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 A6%~+ 9
2）分配各级传动比 RL~]mI !U
取V带传动比为 &1,{.:@e
i1=3; \s" >trXwX
则单级圆柱齿轮减速器比为 uEcK0 >xp
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 *d$r`.9j
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。 Eaw tT
4．计算传动装置的运动和动力参数 b{hdEb
1）各轴转速 +U*:WKdI?
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 ?D S|vCae
n0=nm; |!.VpN&
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min cux<7#6af
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min dEG1[QG
$qy ST
2）各轴输入功率 |^$?9Dn9.L
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 K1[(% <Gp
P0=Ped=4kw kCZxv "Ts
轴I 的功率 *-.,QpgTX
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw E.+BqWZ!
轴II功率 O >kM2xw
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw T~b6Zu6
3）各轴转矩 > X K |jPK
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm #>\%7b59>
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm I18<brZJ
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm i!dQ
Sdf
二、设计带轮 +o^sm '$
1、计算功率 YB3?Ftgw
P=Ped=4Kw El4SL'E@
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 .[8g6:>
查课本表8－10，得KA=1.1; P* .0kR1n
计算功率 I2^ Eo5'
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw [3fmhc
2选择普通V带型号 }D7} %P]
n0 =960r/min (|U|>@
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 z{ MO~d9
d1=80~100 ;LE9w^>^V
3、确定带轮基准直径 )M E'qA3K
表8－11及推荐标准值 u:GDM
小轮直径 ua] ?D2
d1=100mm; C}8 3t~Q
大轮直径 z]bcg$m
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm SWPb=[WEz
取标准件 &n-)A lx
d2=355mm; ^F4h:
4、验算带速 gL}x| Q2`
验算带速 -/3D0`R
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s ,R2;oF_
在5~25m/s范围内
:to1%6
从动轮转速 N@G~+GCxL
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s wwVg'V;
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ;/= 6~%
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 i *2l4
=-0.0141 lz88//@gZ
5、V带基准长度和中心距 j=5hW.fI
初定中心距 aYd`E4S+
中心距的范围 *e}1KcJ
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm `d6,]'
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm B[B(=4EzMP
a0=350mm; do&0m[x%
初算带长 ?2i\E RG?
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 9G=HG={
Lc = 1461.2mm x3]y *6
选定基准长度 OXIy0].b
表8-7,表8-8查得 ".:]? Lvt
Ld=1600mm; Mv#\+|p 1x
定中心距 x !QA* M
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm `(Ij@8 4
a=420mm; 8PtX@s43\
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 6V^KOG
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm _l||69|.
6、验算小带轮包角 Z|IFT1K
验算包角 @1^:V- =
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a hsZ}FLStJ
145.2107 >120度 故合格 F `U
YgN
7、求V带根数Z )*T <s
由式（13-15）得 %^
g(2^
查得 n1=960r/min , d1=120mm !p$k<?WX c
查表13-3 P0=0.95
fgE Mn;
由式13-9得传动比 |dI,4Z\Qb
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 3E]IEf
查表（13-4）得 ~zD*=h2C
F|{F'UXj|
由包角145.21度 kV:C=MLI
查表13-5得Ka=0.92 Dh~Z 8!*
KL=0.99 /woC{J)4p
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 ti} G/*4
8、作用在带上的压力F 9d1 G u"
查表13-1得q=0.10 j3yz"-53e
故由13-17得单根V带初拉力 rN5;W
[$P .ek<
三、轴 BLQD=?Q
初做轴直径： %2t#>}If!
轴I和轴II选用45#钢 c=110 1?N$I}?
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm IQA<xqX
取d1=28mm D>).^>| q
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm tpP2dg9dF
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 [ [ 8.Xb
取YL10YLd10联轴器 Wk*t-
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 2=p"%YSn
取d2=45mm X"p p l 7o
四、齿轮 v'W`\MKY)
1、齿轮强度 q26%Z)'nf
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 >h<bYk "9Q
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。 lM'yj}:~
因 ， cAAyyc"yJ
SH1=1.1， SH2=1.1 y.m;4((
， h<ULp &g
， |nTZ/MXbw
因： ， ，SF=1.3 Q1(6U6L
所以 %*`yd.L0W
'YUx&F cM
vhaUV#V"
2、按齿面接触强度设计 y/}ENUG R
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 !ii' hwFm$
小齿轮上的转矩 l5bd);L tq
按 计算中心距 mbm|~UwD
u=i=5.333 (!9ybH;T
mm dx I t.h
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 A7X-),D
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 EFKOElG(k
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm &? @5G
齿宽b= Rf .b_Y@O
b1=70mm,b2=60mm L4,Ke
3、验算弯曲强度 J)xc mK
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 3x{2Dh i
按式（11-8）轮齿弯曲强度 b!ea(D!:
P Zc{wbjp&
F&I ;E i
4、齿轮圆周速度 &QQ8 ut, ;
(`& `vf
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 Oor &1
}|7y.*
(~<9\ZJs
/ NlT[@T
0{GpO 6!
" x)xjL
1TvR-.e
SdTJ?P+m
五、轴校核： Ydr/ T/1
p#V h[UTl^
*Tt*\ O
pwvcH3l/r
URFp3 qE
&
M wvj
Aey*n=V4#F
u{o!#_o6 4
lbtVQW0V;o
]E+deM
.#]
V5g,
De(\ <H#
z$>_c "D
x{X(Y]*1S
&l=%* `On
v3i]z 9`
d,G:+
BF_R8H,<%
圆周力Ft=2T/d1 MxY~(TVPK
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 6eqPaIaD
d=mz=2.5*101=252.5mm R { 5xb
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N YYz,sR'%|}
Fr=5852.5*tan20=2031.9N y@kRJ 8d
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 |nN{XjNfP5
由Fr2*L-Fr*L/2=0 bnz2\C9^
得Fr2=Fr/2=1015.9N G' ~Z'
hwaU;> F
2、求水平平面的支承力 5;5D EMe
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N - o8H_MR
`!.)"BI/s
]Fc<% wzp
3、画垂直面弯矩图 cGhnI&
L=40/2+40/2+90＋10=140mm o
2 6R]
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm R7o3X,-iwn
:3s5{s
gJ _{V;R
4、画水平面弯矩图 vap,)kILF
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm I]"wT2@T;7
P9)E1]Dc$
) ")_aA
'E{ n1[b
5、求合成弯矩图 G`B e~NU
|&+0Tg~ZE
,m-z D
:Rh?#yO 5
6、求轴传递转矩 F_9e ju^|
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm Q2c| sK8
.a%D:4GYR
4L R rrW
2F0@ M|'
v+ NdO$o
phu`/1;p
4aAu E0
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P 8N`t&r"7
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g-0?8q5T6
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CbmT aEaP
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w-%V9]J1
WgxGx`Y)
/;7\HZ$ @/
mRe B S
M ABrf`<b
7、求危险截面的当量弯矩 S+^*rw
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 uD=i-IHT
轴的扭切应力是脉动循环应力 v71j1Q} 6
取折合系数a=0.6代入上式可得 u^DfRd&P0
kdVc;v/5
8、计算危险截面处轴的直径 F?UI8
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 ~)\9f 1O{^
由表13-3查得许用弯曲应力 ， gnjh=anVX1
所以 dW K;
h
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 = GN1l[X
故d=1.04*25.4=26.42mm k3F* D
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 lSGtbSyDI
所以此轴选d=40mm,安全 $#3O:aW
六、轴承的选择 [{]/9E /&
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 OF [y$<jM
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N ~HWH2g
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） dNH6%1(s]0
因为大修期三年，可更换一次轴承 :ud<"I]:
所以取三年 \ 5MD1r}
由公式 h ^yLmR L
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) G(g`>' m
（深沟球轴承系列） /.54r/FN')
i2. +E&3v
由附表选6207型轴承
-&N^S?
七、键的选择 ,8~q nLy9
选普通平键A型 +m|S7 yr'
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 {y5v"GR{YM
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm L5(7;
由公式 Z>0a?=1[
所以 v:2*<;
选变通平键，铸铁键 m<7Ax>
,8=`Y9#
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 Ri[ v(Zf
八、减速器附件的选择 G~z=,72
1、通气器： MI V<"A
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 L#t^:%
2、油面指示器： > K|<h zZ
选用油标尺，规格M16 s|p,UK
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 3X &'hz@
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 UH8q:jOi
5、窥视孔及视孔盖 nK95v }p}Y
选用板结构的视孔盖 DrAp&A|WV|
九、润滑与密封： Sn6cwf9.s
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： u'Od~x^z
M)m (
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。 %y7&~me
2、滚动轴承的润滑 }XOTK^YA
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。 #6fQ$x(F#j
3、润滑油的选择 |hx"yy'ux
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 #$-z g^
L-AN15润滑油 w'[^RZW:j
4、密封方式选取： cSbyVC[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。 @u@ N&{b5"
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 tu4-##{
设计小结： Ox | ?
二、课程设计总结 T ^ z
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。 Sw1z^`
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。 !?AgAsSmc
h>w(Th\H
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。 r6JQRSakR
Yz%A K p
特别感谢—程莉老师。 ~J~@mE2ks
*Z9Rl >
参考资料目录 U z* 7J
[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； EgE% NY~
[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； 3^jk d)xw
[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； UFE# J
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 5 `_UIYcI
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn oouhP1py,
be<7Vy]j
1<9=J` (H
[Re.sX}$Y
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Nw=60.0241r/min %qycxEVP
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T2=589.5878Nm Q#lFt,.y
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