目 录 T'H::^9:E
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 #oni:] E!m
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ,9D+brm
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 =] C]=
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 -E4XIn
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 Y>+y( ck
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 jMNU ?m:
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 DA&?e~L&H
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 F4L;BjnJ
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 @]aOy b@
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 2L?!tBw?1
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 {0"YOS`3AX
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 E&$yuW^z
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 umi5Wb<
H<EQu|f&x
67SV~L#%O
1.拟定传动方案 `n5"0 QRd
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 rl2&^N
v=1.1m/s;D=350mm; ,#?uJTLH
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) j h bonuV_
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 kn"(mJe$
2.选择电动机 a ^d8I
1）电动机类型和结构形式 sZGj"_-Hzu
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。 <Z}SKR"U%
2）电动机容量 uvP2 W g t
（1）卷筒轴的输出功率Pw j h2t9SI~
F=2800r/min; 9}a_:hAy/
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 G6@M&u5RT
(2)电动机输出功率Pd l>*"mh
Pd=Pw/t OyV<u@[i
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 0sca4G0{
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 & X^]\
弹性联轴器 1个 OCZa Q33
t4=0.99; YQJ==C1
滚动轴承 2对 : G\<y
t2=0.99; Tou/5?# %e
圆柱齿轮闭式 1对 ;{h CF
t3=0.97; r}[7x]sP
V带开式传动 1幅 !$N<ds.
t1=0.95; Um#Wu]i
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 5%sE] Y#
t5=0.98; _4^R9Bt
则 A+hT3;lp
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 b)(?qfXWP
故 !*6CWV0
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 7qTE('zt
（3）电动机额定功率Ped L|bwZ,M=}?
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 r{l(O,|e
3）电动机的转速 .`>y@p!
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， jReXyRmo({
可选电动机的最小转速 <! )**
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min A\8}|r(>9E
可选电动机的最大转速 2^i(gaXUQ
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min aaD;jxT&M|
同步转速为960r/min 3U_2! zF3_
选定电动机型号为Y132M1－6。 qOIW(D
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 e[hcJz!D
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 [1.+H yJ}
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 "*G.EiLq
R<OI1,..r
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm (?nCy HC%g
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 }.s~T# v
E[Cb|E
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 Z+@2"%W
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 x?&$ ci
1）传动装置总传动比 xyI}y(CN1
nm=960r/min; ^o7;c [E`
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 r Tz$^a}/
2）分配各级传动比 9K1oZ?)_z
取V带传动比为 zc[Si bT
i1=3; Ja9e ^`i;
则单级圆柱齿轮减速器比为 \L"kV !>
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 6F e34n]m
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 M![J2=
4．计算传动装置的运动和动力参数 CHz+ 814
1）各轴转速 hP15qKy
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 YpqrZWvh
n0=nm; -Z's@'*
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min %n*-VAf E\
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 8YbE `32
EY tQw(!Q
2）各轴输入功率 M3q|l7|9
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 z*-2.}&U<
P0=Ped=4kw b9!FC$^J
轴I 的功率 L*:jXmUM_~
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw rW=Z > 1
轴II功率 0=?<y'=
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ?nL .w
3）各轴转矩 A,a.8!*}vd
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm :8OZ#D_Hl
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ;n
7/O5M|
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm :5{wf Am
二、设计带轮 %\:[ o
1、计算功率 ,k;^G><
=
P=Ped=4Kw ;5)P6 S.D
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 Om5 Y|v"*
查课本表8－10，得KA=1.1; K57&yVX
计算功率 3U0`,c\ao*
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw (= om,g}
2选择普通V带型号 p9x(D/YP0
n0 =960r/min \pVXimam
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 <_-hR bS
d1=80~100 "/ wyZ
3、确定带轮基准直径 bJX)$G
表8－11及推荐标准值 Rx }$0c0
小轮直径 ;'cN<x)% |
d1=100mm; .?loO3 m
大轮直径 o{y9r{~A
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm V)[@98T_4?
取标准件 0E3[N:s
d2=355mm; vw xXgk
4、验算带速 $adbCY \
验算带速 NeE
t
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s N(F p0
在5~25m/s范围内 T[g[&K1Y
从动轮转速 =ACVE;L?
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s AT2n VakL
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s f,kZ\Ia'r
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ?B2] -+Y
=-0.0141 ^rifRY-,yO
5、V带基准长度和中心距 ' /^q J7eb
初定中心距 )p<ExMIxd
中心距的范围 hHV" ;bk
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm M`,) w i
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm tp6 3@L|Q
a0=350mm; ~f$|HP}
初算带长 hhCrUn"
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 X:vghOt?
Lc = 1461.2mm z=q3Zo
选定基准长度 cj$[E]B3V*
表8-7,表8-8查得 .\)U@L~
Ld=1600mm; \1D <!k\S
定中心距 xc=b
|:A
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm X\{LnZ@r4
a=420mm; {xXsBh
Y
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm Vex{.Vh,"
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm t gI{`jS%
6、验算小带轮包角 xMT Kf+7
验算包角 `4=^cyt+
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 0jy2H2
145.2107 >120度 故合格 O$_)G\\\m
7、求V带根数Z >\KNM@'KI
由式（13-15）得 3G}x;Cp\D
查得 n1=960r/min , d1=120mm )u[emv$
查表13-3 P0=0.95 =8AO:
由式13-9得传动比 I|gB@|_~
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 PQ5QA61
查表（13-4）得 RtTJ5@V(
haK3?A,"_A
由包角145.21度 %4et&zRC
查表13-5得Ka=0.92 a&/#X9/
KL=0.99 k_
& :24Lj
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 49GkPy#]L=
8、作用在带上的压力F Br1&8L-|%
查表13-1得q=0.10 Xg|B \ \
故由13-17得单根V带初拉力 WrQD X3
u0|8Tgf
三、轴 MQ 5R O;RY
初做轴直径： YIoQL}pX
轴I和轴II选用45#钢 c=110
mF*2#]%dx
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm HN=V"a
取d1=28mm ,(d) Qg
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm [uC ]*G]
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 &"f";
取YL10YLd10联轴器 TC!Yb_H}gN
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 [^Os kJ4
取d2=45mm nAW:utTB
四、齿轮 ?Y-%'J(
1、齿轮强度 v1o#1 ;
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 +ga k#M"n\
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。 g!@<n1 L
因 ， ]m
g)Q:d,
SH1=1.1， SH2=1.1 QM5R`i{r
， -]/I73! b
， >`Y.+4 mE
因： ， ，SF=1.3 JD)(oK%C
所以 PF) jdcX
60P#,o @G
S% bCyK%p
2、按齿面接触强度设计 K2M~-S3
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 D!{Y$;
小齿轮上的转矩 1C}NQ!.
按 计算中心距 sqEI4~514
u=i=5.333 R;s?$;I
mm +giyX7BPJ
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 q )LMm7
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 %HGD;_bhI
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm UK595n;P
齿宽b= 6t>.[Y"v
b1=70mm,b2=60mm ii[F]sR\
3、验算弯曲强度 d"}k!
0m
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 K &POyOvT
按式（11-8）轮齿弯曲强度 .a O,8M
Rp .Sj{<2
7mI:| G
4、齿轮圆周速度 LPZF)@|`
EN$2,qf
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 M2PAy! J
F"&~*m^+
%eX{WgH
h]. <t&
|jI# "LbF
'8Q]C*Z
pWy=W&0~qf
a|%J=k>>
五、轴校核： ykl
.1(
"@%7 -nu
+]*zlE\N`
F~ T]u2qt
pXrFljoYl[
)2 Wi `ZT
3,p]/Z_
U &C!}
9!6f-K
^N7e76VwR
[b 6R%
z_F-T=_
cJ{ Nh;"
m_.>C
.:@Ykdm4I
W#^2#sj O
9{ RB{<Se!
3L< wQ(
圆周力Ft=2T/d1 HBy[FYa4
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 / :
L ?~
d=mz=2.5*101=252.5mm ^Y=\#-Dd
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N QN
#U)wn:
Fr=5852.5*tan20=2031.9N ti5mIW\
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 M$y+q
^
由Fr2*L-Fr*L/2=0 (zgW%{V@
得Fr2=Fr/2=1015.9N S]bmS6#
Cbg!:Cws
2、求水平平面的支承力 ~<O7$~
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N a6D &/8
wLi4G@jJ
V}J)\VZ2#
3、画垂直面弯矩图 }T; P~aG
L=40/2+40/2+90＋10=140mm kW *f.!
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm qs1 ?IYD
GC?ON0g5s
y`\@N"Cf
4、画水平面弯矩图 Zo |.1pN
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm `);AW(Q
I%r{]-Obr-
ey2S#%DF]
2/?`J
5、求合成弯矩图 )[PtaPWeT
8D>n1b(H
!B\R''J5
R%{ a1r>9h
6、求轴传递转矩 v9:9E|, U+
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ?\vh 9
[Na N>BZ?
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XiL~TC kx4
F$ #U5}Q
7、求危险截面的当量弯矩 ~rDZ?~%
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 @ o3T
轴的扭切应力是脉动循环应力 rf> 0H^r
取折合系数a=0.6代入上式可得 xD5:RE~g
\9cG36
8、计算危险截面处轴的直径 <~6h|F8
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 fDT%!
由表13-3查得许用弯曲应力 ， %/|9@e r
所以 AyNI$Q6Z
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 4Uphfzv3 D
故d=1.04*25.4=26.42mm )6q,>whI]
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 !ePr5On
所以此轴选d=40mm,安全 Tw""}|] g
六、轴承的选择 |$vX<. S
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 E~]R2!9
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N ;A]@4*q
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） VHCK2}ps
因为大修期三年，可更换一次轴承 ;D:9+E<>a
所以取三年 i+p^ ^t\
由公式 i.3= !6z
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) vR s,zL$W
（深沟球轴承系列） j6Yy6X]
@6wFst\t
由附表选6207型轴承 do*EKo
七、键的选择 ;$smH=I
选普通平键A型 ^ >i63Yc
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 U.DDa T 1
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm l038%U~U!
由公式 ujlY! -GM
所以 I aGq ]z
选变通平键，铸铁键 jN[`L%Qm
\.-}adKg
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 x4E7X_
八、减速器附件的选择 7]blrN]
1、通气器： D|e
uX7b
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 \QYF Aa
2、油面指示器： ~]nSSD)\
选用油标尺，规格M16 {]:7bV#JP
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 -_1>C\h"
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 )}"wesNo".
5、窥视孔及视孔盖 BW 4%l
选用板结构的视孔盖 xT
九、润滑与密封： S/9DtXQ
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： ] Hzt b
Uk^B"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。 @GdbTd
2、滚动轴承的润滑 ?d{Na= O\
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。 !bN*\ c
3、润滑油的选择 _*1`@
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 nlW +.a[
L-AN15润滑油 v^d]~ !h
4、密封方式选取： umt.Um .m2
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。 v7iuL6jl
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 -O apVa c
设计小结： zi]\<?\X
二、课程设计总结 BYVY)< v/
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。 D/vOs[X
o,
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。 mP0yk|
-uMSe~
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。 ^/\Of{OZ-
` $ W_R[
特别感谢—程莉老师。 D-5VC9{
Rb% 8)t
x
参考资料目录 G
8g<>d{j
[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； e\!0<d
[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； Z
-W (l<
[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； 6L"%e!be6
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 0yuS3VY)
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn 57umx`m
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