目 录 4-9cp=\PE
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 YB4|J 44Y
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ^c"\%!w"O
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 )i:"cyoE
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 I/gfsy fA
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 m" o=R\C
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 r
l;Y7l
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 V'9OG n2v
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 1y eD-M"w
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 swMR+F#u*
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 |1Nz8Vr.
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 gL1r"&^L
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 @f-rS {
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 V1A7hRjxvG
S)"vy Gv
TC
;Aj|)N
1.拟定传动方案 "AIS6%,
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 % QaWg2Y=
v=1.1m/s;D=350mm; UM'JK#P"
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ,p W^>J
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。
)
urUa E
2.选择电动机 1M[|9nWUC
1）电动机类型和结构形式 r)<n)eXeD
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。 YT@N$kOg_
2）电动机容量 f Qw|SW
（1）卷筒轴的输出功率Pw }@53*h i(
F=2800r/min; >_X(rar0
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 }-&#vP~I
(2)电动机输出功率Pd ~\zIb/ #
Pd=Pw/t 'NnmL M(oh
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 t'C9;
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： .o8pC
弹性联轴器 1个 M F $NcU
t4=0.99; z7a @'+'
滚动轴承 2对 ^!O 2Fw
t2=0.99; j Q(%LYX$
圆柱齿轮闭式 1对 [U7r>&
t3=0.97; vY,]f^F"
V带开式传动 1幅 H$&P=\8n
t1=0.95; OW8TiM
mK
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 l_2YPon
t5=0.98; ~SE IIq
则 |G)bn mi7
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 &<C&(g{Z
故 *Oy%($'
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 UZE%!OWpeK
（3）电动机额定功率Ped > 'J WW*Y!
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 K i3 wqY
3）电动机的转速 {dV! sQD
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， $U%N$_k?
可选电动机的最小转速 2f 9%HX(5
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min RY*s }f
可选电动机的最大转速 3N{
ZX{ }
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min A OCiIPw
同步转速为960r/min 'RCX6TKBnR
选定电动机型号为Y132M1－6。 q -^Z=, <
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 l3kBt-m
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 }iR!uhi#
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 yMf["A vG
uTP4r
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm Js !Zk\O
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 Zg!E}B:z
om,=.,|Ld
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 bJ6v5YA%
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 *\[G fTL
1）传动装置总传动比 B 6,X)
nm=960r/min; wW^3/
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 65pC#$F<x
2）分配各级传动比 p5=VGKp
取V带传动比为 ;#?+i`9'q
i1=3; ,A n*w_
则单级圆柱齿轮减速器比为 cU r'mb
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 -Cf<
#'x_
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。 o=do L{ #
4．计算传动装置的运动和动力参数 $e![^I]`
1）各轴转速 e+ O0l
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 HoKN<w
n0=nm; -ID !kZx
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min m2Q#ATLW
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min C$EvcF % 1
&k {1N.
2）各轴输入功率 N/ mC,7Q
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 jo=,j/,l
P0=Ped=4kw ,0[h`FN
轴I 的功率 T WgI-xB
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw F!yejn
[
轴II功率 9Z_98 Rh
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw v\ Xk6k
3）各轴转矩 GvT'v0&+
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm gkNv vuQXc
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 4 5\%2un
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 'B4j= K*
二、设计带轮 X2p9 K C
1、计算功率 %y;Cgo[
P=Ped=4Kw 1PJ8O|Z t8
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 KcX] g*wy
查课本表8－10，得KA=1.1; A ZYu/k
计算功率 t6O/Q0_
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw W%RjjL J@
2选择普通V带型号 `;!v<@:i2
n0 =960r/min /S+gh;2OC
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 ?I.<mdhN#t
d1=80~100 NE h5
3、确定带轮基准直径 u!&Vbo? .B
表8－11及推荐标准值 CEos`
小轮直径 #~^Y2-C#
d1=100mm; CzZm C]5
大轮直径 j5;eSL @ /
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm gyW##M@{
取标准件 }$|uIS
d2=355mm; k yc Z
4、验算带速 za20Y?)[
验算带速 G.a^nQ@e%
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s Ni[2 p
在5~25m/s范围内 {'#^
从动轮转速 0SBiMTm
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s xI7; (o"
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 85 tQHm6j
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 X} v]iX
=-0.0141 RHGs(d7-
5、V带基准长度和中心距 wDV%.Cc
初定中心距 T=w5FT
中心距的范围 N8|
;X
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm D'Gmua]I
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm yA+:\%y$
a0=350mm; L
59q\_|
初算带长 ,IW$XD
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 5? `*i"
Lc = 1461.2mm r9@Q="J_)
选定基准长度 T)r a>r<#
表8-7,表8-8查得 7usf^g[dh
Ld=1600mm; ^ L(}c O
定中心距 J!o[/`4ib
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm q|.
X[~e|
a=420mm; 1dF =BR8
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm MKYXYR
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm F$FCfP7
6、验算小带轮包角 {Ah\ -{]
验算包角 gekW&tRie
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a qmcLG*^,
145.2107 >120度 故合格
zF2GW
7、求V带根数Z ttPa[h{!
由式（13-15）得 NGlX% j4j
查得 n1=960r/min , d1=120mm >g@;`l.Z#
查表13-3 P0=0.95 E{ *~>#+
由式13-9得传动比 EF?@f{YY$n
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 8#w}wGV*
查表（13-4）得 m1X0stFRs"
\KmjA )(
由包角145.21度 HPGi 5rU
查表13-5得Ka=0.92 n; 0bVVMV
KL=0.99 )IGE2k|
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 9i8D_[
8、作用在带上的压力F xGq,hCQHV
查表13-1得q=0.10 P"%i 4-S
故由13-17得单根V带初拉力 WVp7H
[{ak&{R,9{
三、轴 I#D{6%~
初做轴直径： fMn7E8.
轴I和轴II选用45#钢 c=110 B1o y,'
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm
qh/q<
取d1=28mm HPAd@5d(
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm =~% B}T
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 ;6I{7[
取YL10YLd10联轴器 >8~+ [e
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 +! 6C^G
取d2=45mm 9KVeFl
四、齿轮 :Xv3< rS<
1、齿轮强度 93yJAao9
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 x[3kCa|4A
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 _^'fp
因 ， xQC.ap
SH1=1.1， SH2=1.1 u2^ oXl
， (u-i{<
， e*e}X&|(g
因： ， ，SF=1.3 Pq~"`-h7:
所以 <L@0w8i`
>A|6 kzC
8@|_];9#.
2、按齿面接触强度设计 . \ *Z:
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 .!Kdi| a)
小齿轮上的转矩 KL!k'4JNY
按 计算中心距 6 I(y`pJ
u=i=5.333 pr.Vfb
mm KUVsCmiT
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 '|< +QAc
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 VkT8l4($X<
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm FfN==2:b
齿宽b= 3 4
W#
b1=70mm,b2=60mm Z mF}pa,gd
3、验算弯曲强度 dRyK'Xr
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 9 kzytx
按式（11-8）轮齿弯曲强度 !SIGzj
u4NMJnX
|HJdpY>Uu
4、齿轮圆周速度 nbMnqkNb
g>x2[//pk
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 EXg\a#4['
X%xX3e'
{Q?AIp6u|
5UR$Pn2a2
h{S';/=8
}-k<>~FA
EkM? Rs
<wxI>T }b
五、轴校核： H=z@!rJc.
~Rk%M$E9
a_m P$4T
F' W{\ 4
9k ]$MR
qr$=oCqa
Z:09 ]r1
xj )*K%re
cUaLv1:HI
p-UACMN& c
Ttb @98
1?`,h6d*=
|:`f#H
-]R7[5C:
T .GY
]|( (&Y
rl
?C//UN;
Y.3]vno?X
圆周力Ft=2T/d1 ]<A|GY0q1
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 z)=D&\H X
d=mz=2.5*101=252.5mm tX cc#!'4C
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 0K`3BuBs
Fr=5852.5*tan20=2031.9N bqN({p&
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 2J^6(vk
由Fr2*L-Fr*L/2=0 41mg:xW(J
得Fr2=Fr/2=1015.9N ~K 8eRT
BbA>1#i5]
2、求水平平面的支承力 "2)<'4q5)
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N )?jo F)
>5#`j+8=q
kYl $V =
3、画垂直面弯矩图 uz".!K[,wE
L=40/2+40/2+90＋10=140mm RD_&m? d
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm - RVwPY
:Sk0?WU
6BRQX\
4、画水平面弯矩图 1`r
4
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm Gn #5zx#l
u^|XQWR$:
4~hd{8
k/=J<?h0
5、求合成弯矩图 (]^9>3{|
E< "aUnI
YTpSR~!Rj
o*eU0
6、求轴传递转矩 )\l}i%L:
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm f ySzZ
GN?^7kI
}RYr)
t@QaxZIlt;
T|Sz~nO}f
b/5?)!I
Ovv~ymj
e3"GC_*#
1T!b# x4
Jm0P~E[n
QUVwO
m
c^><^LGb
Mg W 0
).
z4b2t}
d+rrb>-OU
\Pi\c~)Pr
oS0l Tf\
U2
wUW^
O
Q4Zuz)r*
ZZ?0%9
7、求危险截面的当量弯矩 ' 7+x,TszI
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 gPh ;
轴的扭切应力是脉动循环应力 [5e}A&
取折合系数a=0.6代入上式可得 iagl^(s
c [sydl
8、计算危险截面处轴的直径 B\r 2M`N5
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 ~m8" .Z"
由表13-3查得许用弯曲应力 ， Zy|B~.@<j
所以 L3GA]TI f
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 BCYTlxC'
故d=1.04*25.4=26.42mm x^Q:U 1
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ExeD3Zj
所以此轴选d=40mm,安全 zflfV!vAg
六、轴承的选择 t6m3lq{
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 1PpZ*Y K3z
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N z0+ LD
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） =e](eA;
因为大修期三年，可更换一次轴承 #<s6L"Z-
所以取三年 =5/ow!u8
由公式 1fm4: xHH
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) Q^prHn*@
（深沟球轴承系列） |tIr?nXSW3
jj_z# 6{
由附表选6207型轴承 .A<G$ db
?
七、键的选择 b3F)$UQ
选普通平键A型 g5M=$y/ H
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 Yz]c'M@
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm AD K)p?
由公式 ` qnp
所以 7aRtw:PQn
选变通平键，铸铁键 S "'0l S
qmqWMLfC
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 rV84?75( Y
八、减速器附件的选择 ,% "!8T
1、通气器： /4/'&tY
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 H
xs'VK*
2、油面指示器： ]xC#XYE:dy
选用油标尺，规格M16 WJWi'|C4
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 .7&V@A7
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 uP, iGA
5、窥视孔及视孔盖
E @ J/_l;
选用板结构的视孔盖 R d'P\
九、润滑与密封： "@^Pb$BLY
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： EQI9 J#; +
>RJjm&M
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 Q2yD4>qy
2、滚动轴承的润滑 ;\j7jz^uC
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 -] el_:H
3、润滑油的选择 2[~|#0x
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 <G|i!Pm
L-AN15润滑油 _ PT5
4、密封方式选取： 9d&@;&al
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 F
t/yPv
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 -yOwX2Wv5;
设计小结： QO2@K1 Y
二、课程设计总结 z]_2lx2e
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。
_U.|$pU
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。 /]j^a:#"6t
;)~}/nR<a
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。 )5T82=[h<
e}dGK=`
特别感谢—程莉老师。 .3
>"qv
pwvzs`[;
参考资料目录 F>Pr`T?>
[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； a-e_ q
[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； &!P' M
[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； @)#EZQi x
[3]《设计手册软件》，网络上下载； RW~!)^
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn .~$!BWP
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T0=39.7917Nm W^H3 =hZ
T1=113.4063Nm *<W8j[?
T2=589.5878Nm ]VxC] a2
JLn v O
SF&2a(~s
g\fj6
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s :7/\h
KA=1.1 uf9 0
'Gqv` rq&
Pc=4.4Kw %2T
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