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目 錄
設(shè)計計劃任務(wù)書 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1
傳動方案說明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2
電動機(jī)的選擇﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3
傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5
傳動件的設(shè)計計算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6
軸的設(shè)計計算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8
聯(lián)軸器的選擇﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10
滾動軸承的選擇及計算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13
鍵聯(lián)接的選擇及校核計算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14
減速器附件的選擇﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15
潤滑與密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16
設(shè)計小結(jié)﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16
參考資料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16
1.擬定傳動方案
為了估計傳動裝置的總傳動比范圍，以便選擇合適的傳動機(jī)構(gòu)和傳動方案，可先由已知條件計算其驅(qū)動卷筒的轉(zhuǎn)速nw,即
v=1.1m/s;D=350mm;
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350)
一般常選用同步轉(zhuǎn)速為１０００r/min或１５００r/min的電動機(jī)作為原動機(jī)，因此傳動裝置總傳動比約為１7或25。
2.選擇電動機(jī)
１）電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式
按工作要求和工作條件，選用一般用途的Ｙ（ＩＰ４４）系列三相異步電動機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。
２）電動機(jī)容量
（１）卷筒軸的輸出功率Ｐｗ
F=2800r/min;
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000
(2)電動機(jī)輸出功率Pd
Pd=Pw/t
傳動裝置的總效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5
式中，t1,t2,…為從電動機(jī)到卷筒之間的各傳動機(jī)構(gòu)和軸承的效率。由表２－４查得：
彈性聯(lián)軸器 1個
t4=0.99;
滾動軸承 2對
t2=0.99;
圓柱齒輪閉式 1對
t3=0.97;
V帶開式傳動 1幅
t1=0.95;
卷筒軸滑動軸承潤滑良好 1對
t5=0.98;
則
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762
故
Pd=Pw/t=3.08/0.8762
（３）電動機(jī)額定功率Ped
由第二十章表２０－１選取電動機(jī)額定功率ped=4KW。
3）電動機(jī)的轉(zhuǎn)速
為了便于選擇電動事，先推算電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍。由表２－１查得V帶傳動常用傳動比范圍2~4，單級圓柱齒輪傳動比范圍3~6，
可選電動機(jī)的最小轉(zhuǎn)速
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min
可選電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)速
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min
同步轉(zhuǎn)速為960r/min
選定電動機(jī)型號為Ｙ１32Ｍ1－６。
４）電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸
由表２０－１、表２０－２查出Ｙ１32Ｍ1－６型電動機(jī)的方根技術(shù)數(shù)據(jù)和
外形、安裝尺寸，并列表刻錄備用。
電機(jī)型號
額定功率
同步轉(zhuǎn)速
滿載轉(zhuǎn)速
電機(jī)質(zhì)量
軸徑mm
Y132M1-6
4Kw
1000
960
73
28
大齒輪數(shù)比小齒輪數(shù)=101/19=5.3158
３．計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比
１）傳動裝置總傳動比
nm=960r/min;
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936
２）分配各級傳動比
取V帶傳動比為
i1=3;
則單級圓柱齒輪減速器比為
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312
所得i2值符合一般圓柱齒輪和單級圓柱齒輪減速器傳動比的常用范圍。
４．計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)
１）各軸轉(zhuǎn)速
電動機(jī)軸為０軸，減速器高速軸為Ⅰ軸，低速軸為Ⅱ軸，各軸轉(zhuǎn)速為
n0=nm;
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min
２）各軸輸入功率
按機(jī)器的輸出功率Pd計算各軸輸入功率，即
P0=Ped=4kw
軸I 的功率
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw
軸II功率
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw
３）各軸轉(zhuǎn)矩
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm
二、設(shè)計帶輪
1、計算功率
P=Ped=4Kw
一班制，工作８小時，載荷平穩(wěn)，原動機(jī)為籠型交流電動機(jī)
查課本表８－１０，得KA=1.1;
計算功率
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw
2選擇普通Ｖ帶型號
n0 =960r/min
根據(jù)Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由圖13-15（205頁）查得坐標(biāo)點(diǎn)位于A型
d1=80~100
３、確定帶輪基準(zhǔn)直徑
表８－１１及推薦標(biāo)準(zhǔn)值
小輪直徑
d1=100mm;
大輪直徑
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm
取標(biāo)準(zhǔn)件
d2=355mm;
4、驗(yàn)算帶速
驗(yàn)算帶速
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s
在5~25m/s范圍內(nèi)
從動輪轉(zhuǎn)速
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s
從動輪轉(zhuǎn)速誤差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857
=-0.0141
5、V帶基準(zhǔn)長度和中心距
初定中心距
中心距的范圍
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm
a0=350mm;
初算帶長
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0
Lc = 1461.2mm
選定基準(zhǔn)長度
表8-7,表8-8查得
Ld=1600mm;
定中心距
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm
a=420mm;
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm
6、驗(yàn)算小帶輪包角
驗(yàn)算包角
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a
145.2107 >120度 故合格
7、求V帶根數(shù)Z
由式（13-15）得
查得 n1=960r/min , d1=120mm
查表13-3 P0=0.95
由式13-9得傳動比
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5
查表（13-4）得
由包角145.21度
查表13-5得Ka=0.92
KL=0.99
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3
8、作用在帶上的壓力F
查表13-1得q=0.10
故由13-17得單根V帶初拉力
三、軸
初做軸直徑：
軸I和軸II選用45#鋼 c=110
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm
取d1=28mm
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm
由于d2與聯(lián)軸器聯(lián)接，且聯(lián)軸器為標(biāo)準(zhǔn)件，由軸II扭矩，查162頁表
取YL10YLd10聯(lián)軸器
Tn=630>580.5878Nm 軸II直徑與聯(lián)軸器內(nèi)孔一致
取d2=45mm
四、齒輪
1、齒輪強(qiáng)度
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3
采用軟齒面，小齒輪40MnB調(diào)質(zhì)，齒面硬度為260HBS，大齒輪用ZG35SiMn調(diào)質(zhì)齒面硬度為225HBS。
因，
SH1=1.1， SH2=1.1
，
，
因：，，SF=1.3
所以
2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計
設(shè)齒輪按9級精度制造。取載荷系數(shù)K=1.5，齒寬系數(shù)
小齒輪上的轉(zhuǎn)矩
按 計算中心距
u=i=5.333
mm
齒數(shù)z1=19,則z2=z1*5.333=101
模數(shù)m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模數(shù)m＝2.5
確定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm
齒寬b=
b1=70mm,b2=60mm
3、驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度
齒形系數(shù)YF1=2.57，YF2=2.18
按式（11-8）輪齒彎曲強(qiáng)度
4、齒輪圓周速度
按162頁表11-2應(yīng)選9做精度。與初選一致。
五、軸校核：
圓周力Ft=2T/d1
徑向力Fr=Ft*tan =20度 標(biāo)準(zhǔn)壓力角
d=mz=2.5*101=252.5mm
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N
Fr=5852.5*tan20=2031.9N
1、求垂直面的支承壓力Fr1,Fr2
由Fr2*L-Fr*L/2=0
得Fr2=Fr/2=1015.9N
2、求水平平面的支承力
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N
3、畫垂直面彎矩圖
L=40/2+40/2+90＋10=140mm
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm
4、畫水平面彎矩圖
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm
5、求合成彎矩圖
6、求軸傳遞轉(zhuǎn)矩
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm
7、求危險截面的當(dāng)量彎矩
從圖可見a-a截面是最危險截面，其當(dāng)量彎矩為
軸的扭切應(yīng)力是脈動循環(huán)應(yīng)力
取折合系數(shù)a=0.6代入上式可得
8、計算危險截面處軸的直徑
軸的材料，用45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表14-1查得
由表13-3查得許用彎曲應(yīng)力，
所以
考慮到鍵槽對軸的削弱，將軸的最小危險直徑d加4%。
故d=1.04*25.4=26.42mm
由實(shí)際最小直徑d=40mm,大于危險直徑
所以此軸選d=40mm,安全
六、軸承的選擇
由于無軸向載荷，所以應(yīng)選深溝球軸承6000系列
徑向載荷Fr=2031.9N，兩個軸承支撐，F(xiàn)r1=2031.9/2＝1015.9N
工作時間Lh＝3*365*8=8760（小時）
因?yàn)榇笮奁谌?，可更換一次軸承
所以取三年
由公式
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作環(huán)境溫度不高)
（深溝球軸承系列）
由附表選6207型軸承
七、鍵的選擇
選普通平鍵A型
由表10-9按最小直徑計算，最薄的齒輪計算
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm
由公式
所以
選變通平鍵，鑄鐵鍵
所以齒輪與軸的聯(lián)接中可采用此平鍵。
八、減速器附件的選擇
1、通氣器：
由于在外界使用，有粉塵，選用通氣室采用M181.5
2、油面指示器：
選用油標(biāo)尺，規(guī)格M16
3、起吊裝置：采用箱蓋吊耳，箱座吊耳
4、放油螺塞：選用外六角細(xì)牙螺塞及墊片M161.5
5、窺視孔及視孔蓋
選用板結(jié)構(gòu)的視孔蓋
九、潤滑與密封：
1、齒輪的潤滑：采用浸油潤滑，由于低速級大齒輪的速度為：
查《課程設(shè)計》P19表3-3大齒輪浸油深度為六分之一大齒輪半徑，所以取浸油深度為30mm。
2、滾動軸承的潤滑
采用飛濺潤滑在箱座凸緣面上開設(shè)導(dǎo)油溝，并設(shè)擋油盤，以防止軸承旁齒輪嚙合時，所擠出的熱油濺入軸承內(nèi)部，增加軸承的阻力。
3、潤滑油的選擇
齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備選用
L-AN15潤滑油
4、密封方式選取：
選用凸緣式端蓋，易于調(diào)整軸承間隙，采用端蓋安裝氈圈油封實(shí)現(xiàn)密封。
軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承外徑?jīng)Q定。
設(shè)計小結(jié)：
二、課程設(shè)計總結(jié)
設(shè)計中運(yùn)用了Matlab科學(xué)工程計算軟件，用notebook命令調(diào)用MS—Word來完成設(shè)計說明書及設(shè)計總結(jié)，在設(shè)計過程中用了機(jī)械設(shè)計手冊2.0 軟件版輔助進(jìn)行設(shè)計，翻閱了學(xué)過的各種關(guān)于力學(xué)，制圖，公差方面的書籍，綜合運(yùn)用了這些知識，感覺提高許多，當(dāng)然尤其是在計算機(jī)軟件CAD 方面的運(yùn)用，深切感到計算機(jī)輔助設(shè)計給設(shè)計人員帶來的方便，各種設(shè)計，計算，制圖全套完成。
由于沒有經(jīng)驗(yàn)，第一次做整個設(shè)計工作，在設(shè)計過程中出現(xiàn)了一些錯誤比如線形，制圖規(guī)格，零件設(shè)計中的微小計算錯誤等都沒有更正，設(shè)計說明書的排版也比較混亂等等。對圖層，線形不熟悉甚至就不確定自己畫出的線，在出圖到圖紙上時實(shí)際上是什么樣子都不知道 ，對于各種線寬度，沒有實(shí)際的概念。再比如標(biāo)注較混亂，還是因?yàn)榈谝淮巫稣麄€設(shè)計工作，沒有經(jīng)驗(yàn)，不熟悉。
這次設(shè)計的目的是掌握機(jī)械設(shè)計規(guī)律，綜合運(yùn)用學(xué)過的知識，通過設(shè)計計算，繪圖以及運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范設(shè)計手冊等有關(guān)設(shè)計資料進(jìn)行全面的機(jī)械設(shè)計技能訓(xùn)練。目的已經(jīng)達(dá)到，有許多要求、標(biāo)準(zhǔn)心中雖然明確理解掌握但是要全力，全面的應(yīng)用在實(shí)際中，還有待于提高水平。
雖然它可能不是良好、優(yōu)秀，但是既然教學(xué)環(huán)節(jié)、課程設(shè)計目的已經(jīng)達(dá)到，那么這次設(shè)計做的就是完全合格的。當(dāng)然還受軟件的熟悉，運(yùn)用程度的影響，所有這些必須得參加實(shí)踐，接觸實(shí)際工程設(shè)計中才能提高。帶輪，齒輪，軸，軸承這些關(guān)鍵的設(shè)計計算都達(dá)到合格，并且用機(jī)械設(shè)計手冊2.0 軟件版的驗(yàn)證了。
通過這次課程設(shè)計，感到機(jī)械設(shè)計綜合了力學(xué)，公差，材料，制圖等學(xué)科的知識，要好了這些功課，才能做好機(jī)械設(shè)計。
參考資料：
《工程力學(xué)》，《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》，《機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)》，《互換性技術(shù)與測量》，《機(jī)械制圖》
Nw=60.0241r/min
Pw=3.08Kw
效率t=0.8762
Pd = 3.5150
Ped=4Kw
i=15.9936
i1=3
i2=5.3312
n0=960r/min
n1=320r/min
n2=60.0241r/min
P0=4Kw
P1=3.8Kw
P2=3.6491Kw
T0=39.7917Nm
T1=113.4063Nm
T2=589.5878Nm
KA=1.1
Pc=4.4Kw
d1=100mm
d2=355mm
初定中心距
a0=350mm
Lc=1461.3mm
Ld=1600mm
中心距
a=420mm
z=3根
預(yù)緊力
FQ＝274.3N
d1=28mm
d2=45mm
YL10YLd10
T1=113.4063Nm
m=2.5
a=150mm
=20度
Ft=5582.5N
Fr=2031.9N
FH1=FH2=2791.2N
Mav=71.113Nm
MaH=195.38Nm
Ma＝216.16Nm
Me=457.15Nm
Fr1=1015.9N
Lh=8760小時
6207型
bhL=14980
19