目 录 uZ&,tH/
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 P#Z$+&)b)s
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 r77?s?
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 t
\kI( G
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 aF1pq
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 O~.A}
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 EX7gTf#
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 B<T wTv
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 N J9H=
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 BI?M/pIm
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 CP) x;
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 /0>Cy\eN0
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 !G.)%+Z
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 *` >(K&
#qi@I;;t
Z)Nl\e& M
1.拟定传动方案 ExqI=k`Zs
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 zjs@7LN
v=1.1m/s;D=350mm; H,9e<x#own
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 7z9gsi
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。 ^EdY:6NJ=A
2.选择电动机 -8X* (7
1）电动机类型和结构形式 { aqce g
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。 !n~p?joJ*
2）电动机容量 kep.+t[
（1）卷筒轴的输出功率Pw /[` bPKr
F=2800r/min; C S"2Sd 1`
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 HA&][%^
(2)电动机输出功率Pd ymT&[+V
Pd=Pw/t a]|P rjPI
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 C s?kZ
%
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： @5K/ z<p%
弹性联轴器 1个 3N|,c]|
t4=0.99; W2J"W=:z
滚动轴承 2对 BY.' 0,H=k
t2=0.99; yeqZPz n
圆柱齿轮闭式 1对 *D! $gfa
t3=0.97; w+(bkqz]
V带开式传动 1幅 J)D/w[w
t1=0.95; ?u{y[pI6
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 fn>MO D!l
t5=0.98; zFmoo4P/
则 /xj^TyWM
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 [H$rdh[+
故 8*V^DM3n-
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 vG` R.
（3）电动机额定功率Ped U@ x5cw:
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 Xs$k6C3
3）电动机的转速 s|.V:%9e
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， H@GiH e j
可选电动机的最小转速 q|0 Lu
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min k;/U6,LQ*
可选电动机的最大转速 P#]% C
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min z )I.^
同步转速为960r/min U@yn%k9
选定电动机型号为Y132M1－6。 Vi[* a
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 PB*m D7"
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 `?{i dg
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ORHs1/L`j
ue@ fry
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ;2 y3i5^k
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 l?L wQmq6
(9$z+Zmm?
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 c,-3+b
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 gZ F-zhnC
1）传动装置总传动比 *P]FX-D3
nm=960r/min; AAUFX/}8P
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 0+p
<Jc!
2）分配各级传动比 60(j[d-$p
取V带传动比为 % H Pwu &
i1=3; bII pJQ1.[
则单级圆柱齿轮减速器比为 "u:5
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 + pTc2z
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 |Y?1rLC
4．计算传动装置的运动和动力参数 ?_*X\En*3
1）各轴转速 w'E&w)Z]
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 <XG&f
n0=nm; L q<#
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min CmKbpN*
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min L ldZ"%P
yXyL,R
2）各轴输入功率 NN\>(
=
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即
g93-2k,
P0=Ped=4kw } wZ9#Ll
轴I 的功率 .&fG_( 6|
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw AlF"1X02
轴II功率 BnJpC<xm
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw 1h_TG.YL9>
3）各轴转矩 (U bz@s^
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm yh~*Kt]9Ya
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm %i [G 6+-
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm C],"va
二、设计带轮 ~5S[S l
1、计算功率 /Ilve
U`E
P=Ped=4Kw @$o.Z;83`r
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 fg"]4&` j-
查课本表8－10，得KA=1.1; 5U s$.p
计算功率 &5k$ v^W5
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw SStaS<q '
2选择普通V带型号 &GMBvmP
n0 =960r/min zl8O @g
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 eQK}J]S<
d1=80~100 R|4a9 G
3、确定带轮基准直径 v__n>* x
表8－11及推荐标准值 REqQJ7a/
小轮直径 #_oN.1u57
d1=100mm; U~h
f,Ox i
大轮直径 !' ;1;k);
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm W&MZ5t ,k=
取标准件 j~DTvWg<Jl
d2=355mm; EyU 5r$G
4、验算带速 b 2rlj6d
验算带速 _"nzo4e0
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s ~@Yiwp\ "
在5~25m/s范围内 C1/qiSHsh
从动轮转速 :@x_& b
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s L TsX{z
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s N>a. dYXr
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Tnd)4}2 p
=-0.0141 y^OT0mZkg
5、V带基准长度和中心距 S(* u _
初定中心距 (tG8HwV-
中心距的范围 } J_"/bB
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 04o>P OR
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm $r3kAM;V:
a0=350mm; |j2b=0Rpk
初算带长 Mk=M)d`
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 b({K6#?'[
Lc = 1461.2mm o hLM9mc9
选定基准长度 ?LxBH -o(
表8-7,表8-8查得 /2s=;tA1
Ld=1600mm; 10gh4,z[
定中心距 ZwzN=03T
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm r^g"%nq9/
a=420mm; 3rdrNc
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm V=
wWY*C
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm {e35O(Y
6、验算小带轮包角 ?**9hu\B G
验算包角 ./7*<W:
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a .<fn+]
145.2107 >120度 故合格 ?b,4mDptE
7、求V带根数Z -e2f8PV?3
由式（13-15）得
]S2F9
查得 n1=960r/min , d1=120mm b7uxCH]Z
查表13-3 P0=0.95 *(+*tj cWa
由式13-9得传动比 )G+D6s23
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 P*
Z1Rs_
查表（13-4）得 6x*$/1'M3;
jx=5E6(h
由包角145.21度 a62'\wF>D
查表13-5得Ka=0.92 yhPO$L
KL=0.99 S'
<X)
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 @r130eLh
8、作用在带上的压力F #qnK nxD
查表13-1得q=0.10 7=wPd4
故由13-17得单根V带初拉力 p~A6:"8s`=
+|K/*VVn`
三、轴 S\poa:D`
初做轴直径： [<nmJ-V
轴I和轴II选用45#钢 c=110 S Bo i|
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm bxc!x>)
取d1=28mm R9q9cB i3
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm Dug{)h_2
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 NScUlR"nE
取YL10YLd10联轴器 _xz>O [unf
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 B] nu \!
取d2=45mm 6uu49x_^L4
四、齿轮 @{ CP18~:
1、齿轮强度 i6-&$<
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 8iox b`U
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。 (?vKe 5
因 ， 0l'"idra
SH1=1.1， SH2=1.1 M> rertUR
， Xw'Y
&!z
，
=7v bcAJ\
因： ， ，SF=1.3 Z ,QSbw@,7
所以 B *;PF
4_KRH1
X-']D_f|,
2、按齿面接触强度设计 4|INy =<"t
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 8b|m6 6#|
小齿轮上的转矩 '-2|GX_o
按 计算中心距 "8R\!i.
u=i=5.333 2tMa4L%@C
mm }n t,DG!r
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 f1wwx|b%.
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 V }wh
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm @"vTz8oY@
齿宽b= A4 IPd
b1=70mm,b2=60mm b|-7E I>l9
3、验算弯曲强度 jlM %Y
ZC
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 rhH !-`m
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ApotRr$)
qG8-UOUDt
omZ
b n
4、齿轮圆周速度 Bc1MKE5
'Im&&uSkr
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 HI!bq%TZ4
lj+}5ySG/
wpepi8w,
`XK+Y
^!x}e+ o
Q^ |aix~ K
W't.e0L<6
QV*W#K\7q
五、轴校核：
n1@ Or=5
dY$jg
V?C_PMa
/>[~2d
kb
l
EsE]f
EC f
$
n||!/u)*
J%ue{PL7
&4V"FHy2
A]%hM_5 s
gLQbA$ gB
]M.)N .T
F/chE c
V
xx
EcmS#>
1`@rA A>h'
1`I# 4f
jY8u1z
0ZpWfL
圆周力Ft=2T/d1 o ](nK5?
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 K $Yc!4M
d=mz=2.5*101=252.5mm ' $5o5\
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N J6*B=PX=(
Fr=5852.5*tan20=2031.9N _.ELN/$-
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 ]J6+nA6)
由Fr2*L-Fr*L/2=0 Xn:ac^
得Fr2=Fr/2=1015.9N a FrVP
C@q&0\HN
2、求水平平面的支承力 Co^a $K
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N &m>t xzo
H=k `7YN
{r?qI
3、画垂直面弯矩图 k . CHMl]
L=40/2+40/2+90＋10=140mm ne\N1`AU
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm X>6VucH{\
,wlSNb@'
j])nkm7_
4、画水平面弯矩图 .`Ts'0vVy
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm $/uNV1 ]o
-hP-w>
ALY%
h!L
r]vD]
5、求合成弯矩图 3` aJ"qQE
7OOod1
C'$}!p70
y:zo/#34
6、求轴传递转矩 QU{\ClW/?
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm x uD n:
sP NAG
TAu*lL(F
.DkDMg1US
4c_F>Jw[
@tLoU%
8Bnw//_pT
V6ioQx=K#
b!'
bu
R.)U<`| |
ljrA^P ,>P
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r,4V SyZF\
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6)eU &5z1?
Pk; 9\0k7
" lf_`4
(A*r&Ak[
rS
4'@a
7、求危险截面的当量弯矩 N>Pufr
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 C"IP1N
轴的扭切应力是脉动循环应力 Vy:ER
取折合系数a=0.6代入上式可得 32IN;X|
(;T; ?v`-
8、计算危险截面处轴的直径 ^IGTGY]s
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 m`c(J1Et
由表13-3查得许用弯曲应力 ， lC1X9Op
所以 NwG&uc+Q
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 ^~ 5tntb.
故d=1.04*25.4=26.42mm LE Y Y{G?
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 w
I@
lO\
所以此轴选d=40mm,安全 + +13m* fA
六、轴承的选择 }#
-N7=h
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 b['TRYc=:
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 00G[ `a5
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） r`cCHZo/V
因为大修期三年，可更换一次轴承 V]PTAhc
所以取三年 +WwQ!vWWd
由公式
Te> 7I
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) kx1-.~)p(z
（深沟球轴承系列） w'5~ GhnP+
jq["z<V )x
由附表选6207型轴承 /:e|B;P`k
七、键的选择 5Tp n`2F
选普通平键A型 !@/?pXt|
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算
+X;6%O;
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm d<6L&8)<
由公式 #IBBaxOk
所以 XR\ iQ
选变通平键，铸铁键 [-$&pB>w8'
l:HO|Mq
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。
X2 i<2N*@
八、减速器附件的选择 fD\h5`-
1、通气器： ^@ )/VfVg
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 =10t3nA1$
2、油面指示器： de1&
选用油标尺，规格M16 XE$eHx3;
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ]V@! kg(p8
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 CsSB'+&{
5、窥视孔及视孔盖 O:7y-r0i
选用板结构的视孔盖 _n}!1(xYa`
九、润滑与密封： v:6b&wS L3
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： V7401@F
X\%],"9%
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。 /2HwK/RZ
2、滚动轴承的润滑 Gcs+@7!b
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。 # zy,x
3、润滑油的选择 RL&3 P@r
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 82)d.>
L-AN15润滑油 C#I),LE|d{
4、密封方式选取： KH
KqE6
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。 9D#PO">|
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 aYj3a;EmU
设计小结： N M8 F
二、课程设计总结 $e*Nr= /
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。 Pm ?6]] 7
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。 ,Fr{i1Ky
Q Hs]~Ja
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。 R9CAw>s
9i`LOl:;
特别感谢—程莉老师。 `P z !H
<![T~<.
参考资料目录 r>)\"U#
[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； x9_ Lt4
[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； v}_$9&|S
[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； Xj-3C[ 8@
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 2#! $f_
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn M}5 C;E*
B)-S@.u
d=5D 9' +
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(
Nw=60.0241r/min vGAPQg6*
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