目 录 :'1UX <&B
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 8 Z |c!QIU
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 EC9D.afy&
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 4Uz1~AuNxb
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 lS1-e0,h1
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 6G2s^P1Dl@
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 &%J+d"n(
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 7 0pt5O3]
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 0zH^yx:ma
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 j{}-zQ]n
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 x~1.;d BF
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 *;^! FBT
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 fDe4 [QQ8
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 5W hR |
Ce&nMgd~
5gP<+S#>T
1.拟定传动方案 r=57,P(:Ca
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 fp MnA
v=1.1m/s;D=350mm; m
,B,dqT
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) Mou@G3
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。 J6m`XC
2.选择电动机 D2hE I2S
1）电动机类型和结构形式 bOIVe
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。 6AS'MD%&
2）电动机容量 |Gm V1hN
（1）卷筒轴的输出功率Pw O<}^`4d
F=2800r/min; x0t&hY >P!
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 \Xy]z
(2)电动机输出功率Pd 1|K>V;C
Pd=Pw/t nq'v q] ]
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 PqOy"HO
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： #Bo / 1G=
弹性联轴器 1个 Zmx[u_NG
t4=0.99; aFkxR\x
6%
滚动轴承 2对 -I, _{3. S
t2=0.99; 9`[#4'1Mik
圆柱齿轮闭式 1对 G'|Emu=4
t3=0.97; WW.\5kBl8
V带开式传动 1幅 [w iI
t1=0.95; q; I` &JK
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 8 I'1~d%$
t5=0.98; o;#{N~4[$
则 e"jA#Y #
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 qF9rY)ifm
故 K?l1Gj
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 W A);Z=
（3）电动机额定功率Ped 9 &'I?D& 8
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 *q5 '~)W<
3）电动机的转速 E\M{/.4 4
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， rWN#QL()*
可选电动机的最小转速 ?nm:e.S+?
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min id^U% 4J
可选电动机的最大转速 ?$O5w*
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ] o!#]]
同步转速为960r/min wu*WA;FnA
选定电动机型号为Y132M1－6。 3t(8uG<rL
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 /Vpd*obMB
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 !g? ~<`
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ~ "l
a2
h]Zc&&+8{
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ;qI5GQ {
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 0F'75
I3Sl>e(Z
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 C9-9cdW
H
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 5H6GZ:hp
1）传动装置总传动比 > Kl78w:
nm=960r/min; 9X&Xs/B
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 ,2>:h"^
2）分配各级传动比 @ 4:cn
取V带传动比为 R|Ft@]
i1=3; /p,D01Ws}(
则单级圆柱齿轮减速器比为 5iola}6
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 ";~}"Yz?[
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。 <!,q :[ee5
4．计算传动装置的运动和动力参数 1{ #Xa=
1）各轴转速 *D1fSu!
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 }nE #0 n
n0=nm; PMZd z>>T
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 4Uz:zB
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min TGLkwXOkT
,8u u,,c
2）各轴输入功率 FH8?W|
G
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 RCt)qh+
P0=Ped=4kw QnxkD)f *0
轴I 的功率 |D^Q}uT
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ej,MmLu~^
轴II功率 [ hj|8)
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw \3q{E",\>@
3）各轴转矩 4x'^? 0H@
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm |xz qYu?o
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm c : *wev
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm PqcuSb6
二、设计带轮 [[D}vL8d
1、计算功率 HZQ I |
P=Ped=4Kw 7kn=j6I
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 \Y9=d E}
查课本表8－10，得KA=1.1; 9[N' HpQ3
计算功率 SU#
S'
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw @n(=#Q3
2选择普通V带型号 1jmhh !,
n0 =960r/min [v-?M S
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 IJ, ,aCj4g
d1=80~100 ]CC=
\ <
3、确定带轮基准直径 :yT~.AK}>1
表8－11及推荐标准值 9r1pdG_C@
小轮直径 -lL*WA `
d1=100mm; + :& (Ag
大轮直径 RqHxKj
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm Op3 IL/
取标准件 z,rWj][P
d2=355mm; glHag"(
4、验算带速 54 F([w
验算带速 W&06~dI1!
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 4v2( YJ%u
在5~25m/s范围内 d; #9xD'
从动轮转速 ^Hq}9OyS9
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s n+GC L+Mo
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ciC4V^f
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 :o}7C%Q8
=-0.0141 4 d]
5、V带基准长度和中心距 1rPeh{SZ
初定中心距 <i`EP/x
中心距的范围 y6*i/3
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 62(WZX%b
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm wuYo@DDU#
a0=350mm; 3SIB #"9
初算带长 cjN4U [
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 3C,e>zE}
Lc = 1461.2mm N_0&3PUSM
选定基准长度 #gN{8Yk>
表8-7,表8-8查得 XVv7W5/q]
Ld=1600mm; &\p :VF.
定中心距 h y[_
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm T)C
a=420mm; T[Gz
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm
P `bR;2o
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm -nk % He
6、验算小带轮包角 /asyj="N7
验算包角 |9\Lv $VJ
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a +V'r >C:
145.2107 >120度 故合格 }p- %~ Y
7、求V带根数Z SbI,9 <
由式（13-15）得 p>}N9v;Bo
查得 n1=960r/min , d1=120mm O_iX 1@SW
查表13-3 P0=0.95 2PeI+!7s
由式13-9得传动比 Z#J{tXZc
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 b&_p"8)_
查表（13-4）得 I(7gmCV
mmjB 1 L
由包角145.21度 U_8I$v-~
查表13-5得Ka=0.92 (/KF;J^M
KL=0.99 mMjVbeh[
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 73<iK]*c
8、作用在带上的压力F v'@LuF'e8
查表13-1得q=0.10 7I44BC*R~
故由13-17得单根V带初拉力 ah<f&2f
/gd o~
三、轴 ih;TQ!c+b
初做轴直径： "Q
J-IRt &
轴I和轴II选用45#钢 c=110 cXCczqabv
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm Z\7bp&&
取d1=28mm 9(P Fd%
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm '#Fh
J%x
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 kt:%]ZZL
取YL10YLd10联轴器 kg@J.
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 p-6.:y
取d2=45mm HZ}'W<N
四、齿轮 {r}}X@|5
1、齿轮强度 H5%I?ZXw4
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3
Q$zlxn 7\
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。 Z)&HqqT3p
因 ， R 1 b`(
SH1=1.1， SH2=1.1 H WU{521
， mT9\%5d3
， 0z xeA +U
因： ， ，SF=1.3 [*<&]^
所以 $ G}Q}f
>k#aB.6
24Tw1'mW
2、按齿面接触强度设计 E,$uN w ']
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 ~zX5}U< R
小齿轮上的转矩 l85" C
按 计算中心距 !58JK f
u=i=5.333 !Ch ya
mm 4 >HGwk@+8
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 =+L>^w#6=
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 U
Oo(7
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ou-;k
}
齿宽b= ]>,|v,i
=
b1=70mm,b2=60mm KAzRFX),
3、验算弯曲强度 ZSSgc0u^?
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 R}Y=!qjYE=
按式（11-8）轮齿弯曲强度 E;Hjw0M'k
z~5'p(|@f
el%Qxak`"
4、齿轮圆周速度 u"T^DrRlQ
X9j+$X \j
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 DIAP2LR ?
mTgn}rXk
u2Obb`p S
q}i 87a;m
4\3t 5n
A&'%ou
dp70sA!JF
PsnU5f)`
五、轴校核： -tdG} Gu
_@;N<$&
7A6sSfPUy
WGx>{'LJ
S@)bl
}"Cn kg
DeSTo9A}!
nE;gM1I
F! e`i-xt
Y c k bc6F
~=ktFuEa
U;@jl?jnG
"-?Y UY`
*% *^a\2
/f<(K-o]
vB x^zDe
6%#' X
B_2>Y t"
圆周力Ft=2T/d1 L#Y;a
5b
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 y9hZ2iT
d=mz=2.5*101=252.5mm rg}kx vu
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N %#a%Lu q
Fr=5852.5*tan20=2031.9N QO/7p]$_
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 +GU16+w~E
由Fr2*L-Fr*L/2=0 |plo65
得Fr2=Fr/2=1015.9N I+t38 un%
,?6m"ov4(
2、求水平平面的支承力 ""^BW Re D
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N Wp3l>:
@\8gzvkt
8-ssiiJ}gh
3、画垂直面弯矩图 jt--w"|-r
L=40/2+40/2+90＋10=140mm o7XRa] O
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm yZ$;O0f&&
j//wh1
#.YcIR)
4、画水平面弯矩图 qL.Y_,[[
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm ^)l@7XxD
T+h{Aeg
zEfD{I
~|C1$.-
5、求合成弯矩图 pw yl,A
b'5pQ2Mq
R} 9jgB
3uG5b8?
6、求轴传递转矩 *+4iBpyiB
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm c[lob{,
em !R9J.
^X %4@,AE
'a?.X _t
}zxh:"# K
{; cB?II
&"%|`gE
<#
r.}T .l
F5[ITK]A4
R mV/ wY
d|+jCTKS
TcmZ0L^O
l]y%cJ~$'D
U2lC !j%K
bvS\P!m\c
.hNw1~Fj
B2qq C-hw?
P\6T4s
ND1%s &
6ilC#yyp
A""*vqA
7、求危险截面的当量弯矩 ixHZX<6zYT
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 '=G
Ce%A
轴的扭切应力是脉动循环应力 gJ8 c]2c
取折合系数a=0.6代入上式可得 LNx E-Dp
:f Kz^@mY4
8、计算危险截面处轴的直径 h]DE Cd{
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 #]a51Vss
由表13-3查得许用弯曲应力 ， B%:9 P
所以 aC
Lg~g4
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 @mRrA#E#{
故d=1.04*25.4=26.42mm a{Hb7&
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 cPaW J+c
所以此轴选d=40mm,安全 (Cd {#j<
六、轴承的选择 9`n) "r
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 G$|;~'E
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N xXxh3 k\
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） / A))"D
因为大修期三年，可更换一次轴承 t:s q*d
所以取三年 = *:_swd
由公式 bKMR7&e.Ep
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) v; }`?@G
（深沟球轴承系列） C9Z\G 3
pH l2!{z
由附表选6207型轴承 KP d C9H
七、键的选择 p vQK6r
选普通平键A型 hd
;S>K/C
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 j484b2uj1
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm X8SRQO^
由公式 fQy
C6C
所以 P:,
x?T?J^
选变通平键，铸铁键 h k!,
i@R$g~~-D
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 dGD^op,6g
八、减速器附件的选择 jM1 %6
1、通气器： i|]Va44
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 b' oGt,
2、油面指示器： u6Qf*_- K
选用油标尺，规格M16 fw|+7 O
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 =_m9so
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 PSf5p\<5
5、窥视孔及视孔盖 -llx:
选用板结构的视孔盖 dbuJ~ ?D,
九、润滑与密封： |*c \6 :
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 7kX$wQZ_
hKZ`DB4
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。 Cq *}b4^;
2、滚动轴承的润滑 7}cDGd r
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。 UUMdZ+7
3、润滑油的选择 9ze| s^
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 ?X#/1X%u :
L-AN15润滑油 pjHRV[`AP
4、密封方式选取： ]dbSa1?
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。 w0j/\XN 2s
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 (YYj3# |
设计小结： o!toO&=
二、课程设计总结 h#m:Y~GoF
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。 %t`SSW7I
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。 $ ~,}yh;
f7Df %&d
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。 Q 1nDl
:`U yn!w
特别感谢—程莉老师。 C3\E.u ?
G =Hf&l
参考资料目录 M6jp1:ZH2q
[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； `/w\2n
[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； >^yc=mM(g3
[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； 5K ,#4EOV
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 6mu<&m@
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn *j /S4 qG
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+P|2m"UA
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P0=4Kw P*YK9Hl<
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P1=3.8Kw i2*d+?Er
H'EY)s Hi
P2=3.6491Kw u, eZ6
z>G;(F2
qI h #~
T0=39.7917Nm Z'Q*L?E8M
T1=113.4063Nm i}B;+0<drx
T2=589.5878Nm r0\?WoF 2C
}p=g*Zo*C;
EWA;L?g|A
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