目 录 <sF!]R&4
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 rr6"Y&v
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 {kv4g\a;
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 QD6Z=>?S
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 M, Po54u
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 oPE.gn_$
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 GYTbeY
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 CTh1;U20
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 n/ :Z{
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 }8X:?S
%
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 uof0Oc.
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 JC BnFrP
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 9Z}S ]-u/
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 r]Z.`}Kkm
sd7Y6?_C
!FO:^P
1.拟定传动方案 1W4H-/ Re
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 $Jt8d|UP
v=1.1m/s;D=350mm; K T"h74@
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) Oym]&SrbS
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 @) 8NI[=6O
2.选择电动机 W>U jUq);
1）电动机类型和结构形式 8cequAD
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 jh-kCF
2）电动机容量 )Ep@$Gv|S
（1）卷筒轴的输出功率Pw k0R, !F
F=2800r/min; )E_!rR
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 vHoT@E#}'
(2)电动机输出功率Pd A Z]Z,s6
Pd=Pw/t 1j8 /4:
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 ">rsA&hN-
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： :Fq2x_IUE
弹性联轴器 1个 d;IJ0xB+by
t4=0.99; vQE` c@^{
滚动轴承 2对 h/w]
t2=0.99; 4j2~"K
圆柱齿轮闭式 1对 !;6W!%t.|
t3=0.97; D]3bwoFo&u
V带开式传动 1幅 h:eN>yW
t1=0.95; }"!6 Xm
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 w?*'vF_2:#
t5=0.98; Z z{[Al{
则 5Q Cw5N
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 \Or]5ogT'
故 9G=A)j
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 8JFnB(3xU
（3）电动机额定功率Ped w/)e2CH
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 k|) ^!BdO
3）电动机的转速 w`w ` q'
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
Pg]'
可选电动机的最小转速 i&?
78+:
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min _&6juBb
可选电动机的最大转速 R|d^M&K,
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ~{kA) :
同步转速为960r/min
} j]<&I}
选定电动机型号为Y132M1－6。 / i\uwa,
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 6T5 A31 Q
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 ([z<TS #Md
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 Lcm~QF7cd
E0WrpGZ
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm C"V?yDy2~
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 Phk`=:xh
.je~qo )
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 hv_pb#1Ks
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 8tG/VE[
1）传动装置总传动比 ?et0W|^k
nm=960r/min; e% 5'(V-y,
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 @9
qzn&A
2）分配各级传动比 AOq9v~)z-
取V带传动比为 N
P0Hgd
i1=3; ;RTrRh0v
则单级圆柱齿轮减速器比为 "m<eHz]D
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 v>yGsJnV'
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。 3<Pyr-z h
4．计算传动装置的运动和动力参数 !nqm ;9 6
1）各轴转速 ;8
/+wBnm
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 K% .YNVHHC
n0=nm; +A.a~Stt
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min /I`!i K
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min Z n"TG/ :
Q:Nwy(,I
2）各轴输入功率 HT1dvC$COo
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 HCn ]#
P0=Ped=4kw Z1qATX Xf
轴I 的功率 Sj=69>m]5
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw a v| 6r#
轴II功率 V"D<)VVA
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw dcc%G7w
3）各轴转矩 v;NZ"1=_
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm F"HI>t)>
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 0w a!pE"
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm (tz_D7 c$F
二、设计带轮 WP#_qq O
1、计算功率 ?AM 8*w
P=Ped=4Kw UHsrZgIRYT
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 p.W*j^';Q
查课本表8－10，得KA=1.1; Z ^9{Qq
计算功率 AD4L`0D
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw Jr*S2 z<*
2选择普通V带型号 O'yj B$j
n0 =960r/min W;)F NP|MT
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 K TAe~y
d1=80~100 { "@b`
3、确定带轮基准直径 7! A %6
表8－11及推荐标准值 (fI&("; t
小轮直径 6pdl,5[x-
d1=100mm; I}]@e ^ ~
大轮直径 \i;~~;D
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm "3K Smb
取标准件 "8iyMP%8
d2=355mm; G:6$P%.
4、验算带速 r{N{! "G
验算带速 N@du.d:
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s p9 ] 7g%
在5~25m/s范围内 i4n%EDQ
从动轮转速 q MT.7n:
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s [ E
:`jY
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s la"A$Tbu~
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ek .WuOs
=-0.0141 ^*UfCoj9Z
5、V带基准长度和中心距 D A)0Y_
初定中心距 J7xT6Q=
中心距的范围 Hpo?|;3D5
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm pQ-^T.'
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm <[B[
a0=350mm; w)y9!li
初算带长 #* /W!UOu
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 r/$)c_x`
Lc = 1461.2mm
I~5fz4Q
选定基准长度 ^@5ui;JV
表8-7,表8-8查得 'V9aB5O&
Ld=1600mm; sq6% =(q(?
定中心距 R&|)y:bg|
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm AL$ Ty
a=420mm; w5/ X {
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 08n%%
F
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm n#L2cv~Aj"
6、验算小带轮包角 ,m'#>d&zO
验算包角 Jc#)T;# 6
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a Xgth| C}k
145.2107 >120度 故合格 /$.vHt 5nt
7、求V带根数Z huD \dmQ:]
由式（13-15）得 HF =C8ZtlL
查得 n1=960r/min , d1=120mm a4qpn r]0
查表13-3 P0=0.95 0 N[DV]
由式13-9得传动比 ~JRu M P
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 96E7hp !:
查表（13-4）得 iF_r'+j
D.Cs nfJ
由包角145.21度 c:_i )" :
查表13-5得Ka=0.92 "91At b;hJ
KL=0.99 h/bYtE
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 ?9okjLp1n
8、作用在带上的压力F <[f2ZS6
查表13-1得q=0.10 -/7=\kao%
故由13-17得单根V带初拉力 ]4Yb$e `
a1sLRqo8
三、轴 >W]"a 3E
初做轴直径： o[r6sz:
轴I和轴II选用45#钢 c=110 f I-"8f0_
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm -V_S4|>
取d1=28mm ]fS~N9B
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm .lj! ~_
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 <WKz,jh
取YL10YLd10联轴器 wQS w&G
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致
>Pd23 TsN
取d2=45mm [)6E) E`_e
四、齿轮 bme#G{[)Y
1、齿轮强度 eKti+n.
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 kc']g:*]Y
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。 HPCA$LD
因 ， 4qcIo O
SH1=1.1， SH2=1.1 c(g^*8Pb
， [gr[0aG Bc
，
m]}"FMH$
因： ， ，SF=1.3 OxGCpbh*7o
所以 Wv/5#_
~{ $'s p0
7Bd_/A( $
2、按齿面接触强度设计 fTtSx_}3H
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 MCpK^7]k
小齿轮上的转矩 _7H J '
按 计算中心距 F(fr,m3
u=i=5.333 rL/7w a
mm l hp:.
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 R:m=HS_
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 \ iSBLU
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm : >ST)Y@]w
齿宽b= &L`p4AZ
b1=70mm,b2=60mm x&b-Na 3Xi
3、验算弯曲强度 &: 8 &;vk
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 `;2`H, G'
按式（11-8）轮齿弯曲强度 oDI*\S>
(Sp~+#XnF
rGL{g& _
4、齿轮圆周速度 ]-L E'Px|
1c~ # ]6[
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 gy`qEY~B&
mU>* NP(L
{X"] 92+
4c@F .I
:!FwF65
r_RT tS#
%4K#<b"W
T=Q{K|JE
五、轴校核： yvwcXNXR@
[kkcV5I-
5R
G5uH/-<
:e v c
- $/{V&?t
8?pZZtad
[6N39G$
iiB$<b.((I
bvTkS EN
. Dxr c
eA^|B zU
Bn:sN_N
C}E
ea~
nEr, jd~f
?C\9lLX
d_B 5@9e#
vLS 6Gb't
}e pN<DL
圆周力Ft=2T/d1 p4_uY7^6
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 m q9&To!
d=mz=2.5*101=252.5mm .?:~s8kB
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N xc3Q7u!|
Fr=5852.5*tan20=2031.9N @S):a` J
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 NebZGD2K
由Fr2*L-Fr*L/2=0 3W0:0I
得Fr2=Fr/2=1015.9N d<e.`dhc
`r Ql{$9IC
2、求水平平面的支承力 }$U6lh/Ep
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N XE\bZc
~=*_I4,+r
4ebGA g ?_
3、画垂直面弯矩图 SBt:
`,
L=40/2+40/2+90＋10=140mm Pw{ +7b$
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ]uf_"D
aR $ P}]H
p(%x&*) f
4、画水平面弯矩图 +__Rk1CVh
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm `BY`ltW
&Y$rVBgQ
Q5JeL6t
wS4wED&a
5、求合成弯矩图 s<]l[Y>
*^ BE1-
)=@ XF0
0g\&3EvD
6、求轴传递转矩 e#^by(1@}
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm A:Z:&(NtE:
e KOTxv{
]=Q'1%
3WS % H17
!5-[k G&
I'wAgf6W
2rM i~8 T
K9=_}lS@'
X(9Ff=0.~
g&V.o5jIhc
EzaOg|
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sM K/l @7
pV8,b
} 2S \-
<[bDNe["?
.wywO|
kcb'`<B
W%o){+,
^ 9i^Ci9
? }.(k/
7、求危险截面的当量弯矩 4w,}1uNEf
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 ` {p 5SYj
轴的扭切应力是脉动循环应力 t/CNxfY
取折合系数a=0.6代入上式可得 {ig@Iy~DT
_%]H}N Q
8、计算危险截面处轴的直径 x$E
l7= .
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 -h}J %UV
由表13-3查得许用弯曲应力 ， gE&f}M -
所以 "?!IPX2\S
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 ~Y(M>u.+!
故d=1.04*25.4=26.42mm c/u;v6 9r
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 #LZ`kSlv4
所以此轴选d=40mm,安全 jn[a23;G)
六、轴承的选择 $W2AiE[Wm
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 g6farLBF
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N @fw U%S[v
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） >cp9{+#f
因为大修期三年，可更换一次轴承 m`| Z1CT
所以取三年 #3S/TBy,
由公式
>Pu*M D;
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) C{D2m SS
（深沟球轴承系列） LLE~V~j
)I#kG{z|P;
由附表选6207型轴承 d dPJx<
七、键的选择 g 0L 4
选普通平键A型 K;95M^C\O*
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 gDv]n^ &
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm R8E<;^?j
由公式 MG6Tk(3S
所以 =P!Vi6[gF~
选变通平键，铸铁键 ,ZSuo4
cA*%K[9
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 p4[W@JV
八、减速器附件的选择 R8 KL4g-d
1、通气器： P/_XDP ./U
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 H`P )
2、油面指示器： 5IepVS(>?v
选用油标尺，规格M16 9T]]T Ev4
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 TcC=_je460
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 GHkSU;})
5、窥视孔及视孔盖 rk~/^(!
选用板结构的视孔盖 Xk3Ufz]QN
九、润滑与密封： IkvH8E
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： u32<=Q[
L=$P
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。 bY<" $);s
2、滚动轴承的润滑 AIeYy-f
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 \8pbPo=x
3、润滑油的选择 sOJ~PRA
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 myo/}58Nv
L-AN15润滑油 B[$e;h*Aw[
4、密封方式选取： iPIA&)x}
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。 ck}y-,>,[O
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 &qr7yyY
设计小结： ]u:NE'0Xy
二、课程设计总结 ?1d_E meG2
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。 vD(;VeW[
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。 b&ADj8cKC
Mk? 9`?g.
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。 =:b/z1-v
y`N1I
特别感谢—程莉老师。 8_ uDxd
`8Om*{xg
参考资料目录 QhZ%<zN
[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； [`&cA#C9Yp
[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； ~2qFA2
[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； TQ BL!w
[3]《设计手册软件》，网络上下载； R =jK3yfw
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn hk=+t&Y<H
V6!oe^a7'
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V+E2n J
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P0=4Kw T6{IuQjXs
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P1=3.8Kw U m*{~=;u
cnI!}Bu
P2=3.6491Kw 73P(oVj<
398%16 }
}J:~}?^%n
T0=39.7917Nm $rf5\_G,96
T1=113.4063Nm m!v`nw ]
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