目 录 +=fKT,-*G!
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 Zhi})d3l
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ]((i?{jb(
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 $@uU@fLB
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ^R_e
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 HnZP w&*
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 Y;Y 1+jt
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ?U9 /fl
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Z9
w:&oa@
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 *xH\)|3,
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 ImkrV{,e
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 j% tEZ"H
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 "JhimgwvY
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 =_-C%<4
5P ke8K
l4T:d^Eb
1.拟定传动方案 kQIw/@WC
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 @$U e$
v=1.1m/s;D=350mm; ( $d4:Ww
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) Rlw3!]5+2
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 O%JSViPw
2.选择电动机 KH<v@ IJ\
1）电动机类型和结构形式 d-$_|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。 +zO]N&
2）电动机容量 p:[LnL
（1）卷筒轴的输出功率Pw 2R ptxb_@
F=2800r/min; VifmZ;S@Y
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 w|Qd`
(2)电动机输出功率Pd U^$E'Q-VK
Pd=Pw/t n0fR u`SNV
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 =/Juh7[C
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： |63Y
>U"
弹性联轴器 1个 Lb~\Y n'z
t4=0.99; #PAU'u
3{/
滚动轴承 2对 {LB`)K uu
t2=0.99; 3 M
N
圆柱齿轮闭式 1对 }76.6=~
t3=0.97; 0dt"ZSm
V带开式传动 1幅 Y5%;p33uFG
t1=0.95; *cNk>y
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 'JZ_
t5=0.98; e'~ Q@_D
则 B,y3]
g6u
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 YFvgz.> QE
故 vLn> 4SK
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 A{`]& K1u
（3）电动机额定功率Ped s]x2DH+_
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 FfYsSq2l
3）电动机的转速 %b<%w
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， h48 bb.p2
可选电动机的最小转速 fM:80bn L+
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min WZ* &@|w
可选电动机的最大转速 4ftj>O
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min 2"M_sL
同步转速为960r/min :,YLx9i>
选定电动机型号为Y132M1－6。 r@|ZlM@O
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 d*9j77C ]
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 @:gl:mc
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 3yMt1 fy
3-
)kwy6L
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ]h8/M7k
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 . tp=T
+Ag#B*
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 U_Y;fSl >
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 \e0x ,2
1）传动装置总传动比 =,E' ~P
nm=960r/min; H%T3Pc
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 V8v,jS$l4
2）分配各级传动比 :BDviUC7Z
取V带传动比为 va+m9R0
i1=3; 8;.` {'r
则单级圆柱齿轮减速器比为 !F, s"
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 +V89J!7
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。 k>-'AWH^v
4．计算传动装置的运动和动力参数 u]#8 $M2
1）各轴转速 ZjavD^ky
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 p[ gAZ9
n0=nm; Iq@IUFpc7~
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min d!!3"{'
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min F]SIT\kBm
rr4
_8Rf
2）各轴输入功率 U\;Ml
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 g QCC>8
P0=Ped=4kw q8tug= c
轴I 的功率 >rRjm+vg
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw NIL^UN}
轴II功率 N$ *>suQ,
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw T/ Ez*iQW
3）各轴转矩 Y?e3B x7*b
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm uTUa4 ^]*
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm nu(eLUU
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm wEv*1y4
二、设计带轮 DW 4MA<UQ
1、计算功率 i&5!9m`Cw
P=Ped=4Kw ~Gwas0e Na
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 WT1q15 U(=
查课本表8－10，得KA=1.1; <Wg G=Kf)N
计算功率 0= gF6U
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw GMt)}Hz
2选择普通V带型号 a1 _o.A
n0 =960r/min @] <DR*<
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 f`bIQ 9R
d1=80~100 +*Q9.LjV
3、确定带轮基准直径 ^$6bs64FSm
表8－11及推荐标准值 Je@p5(f
小轮直径 0L
7@2|a0
d1=100mm; 7dsnv)(v
大轮直径 L5TNsLx (
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 64;oB_
取标准件 dUUPhk0
d2=355mm; Ds;Rb6WcnY
4、验算带速 dcM+ylB
验算带速 i"ck`6v"8
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s )lE3GDAPgZ
在5~25m/s范围内 d+ 1L5}Jn
从动轮转速 U8C w7u2
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s GF 9ZL
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s av7q>NEZ!1
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 %y!
=-0.0141 ' aLPTVM^
5、V带基准长度和中心距 e=YO.HT
初定中心距 a [0N,t
中心距的范围 H@Kl
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm x u0;a
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm dawVE
O
a0=350mm;
alWx=+d
初算带长 Cv gPIrl
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 3T Yo
Lc = 1461.2mm *_}IeNc
选定基准长度 EXv\FUzo
表8-7,表8-8查得 2M!+gk=+
Ld=1600mm; w;z@py
定中心距 }:K\)Pd
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm N8u_=b{X
a=420mm; e_;%F`
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm }39M_4a&
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ghE?8&@ iq
6、验算小带轮包角 4Xa.r6T_N=
验算包角 1gf/#+ $\
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a mkKRC;
145.2107 >120度 故合格 k G_&-b
7、求V带根数Z ./aZV
由式（13-15）得 dw=Xjyk?h
查得 n1=960r/min , d1=120mm @$K![]oD
查表13-3 P0=0.95 Oi+Qy[y2
由式13-9得传动比 c"oQ/x
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 nvm1.}=Cnd
查表（13-4）得 ~2;&pZ$
ROlzs}
由包角145.21度 LRfFn^FPM
查表13-5得Ka=0.92 7%~VOB
KL=0.99 n0
fF,?gm
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Q&:92f\y
8、作用在带上的压力F ORFr7a'K
查表13-1得q=0.10 Q_UCF'f;}
故由13-17得单根V带初拉力 uL qpbn
2-
| j
三、轴 {VrAh*#h
初做轴直径： Wb*T
轴I和轴II选用45#钢 c=110 KU 8Cl>5
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm XACEt~y
取d1=28mm J~nJpUyP*
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm p~k`Z^ xY$
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 C {H'
取YL10YLd10联轴器 4Tbi%vF{
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 \?p9qR;"4
取d2=45mm k~W;TCJs
四、齿轮 :&\E\ 9
1、齿轮强度 &
Q|f *T
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 QWIOi m-
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。 EeF n{_
因 ， )PLc+J.I
SH1=1.1， SH2=1.1 Is#v6:#^
， WZDokS R
， k[^}ld[
因： ， ，SF=1.3 [1 [[$ Dr
所以 XEe +&VQmY
Yg:74; .
ttJ:[ R'
2、按齿面接触强度设计 d/-0B<ts
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 FB^dp}
小齿轮上的转矩 6A{s%v H
按 计算中心距 jv?aB
u=i=5.333 JUUF ^/J
mm ^b/q|(Nu&
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 R}K5'`[%ZY
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 *+1"S ]YF
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm *T}dv)8
齿宽b= 83O^e&Bt
b1=70mm,b2=60mm Z<m'he
3、验算弯曲强度 `h%D\EKeB
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 cJp1 <R
按式（11-8）轮齿弯曲强度 HS | g
(B?xq1Q
Fr Q-v]c
4、齿轮圆周速度 #Z3I%bkw H
28ov+s~1+-
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 \T#(rt\j
@kgpq
)jQe K
ct4)faM
9FR1Bruf
^9m]KEucd7
+cplM5X
U Y?]\4Om
五、轴校核： H2t pP~!G
2 ShlYW@~
?PU(<A+
H9a3 rA>
nm%4L
uEi.nSp)S
W$ d{
bD^ob.c.A
GlkAJe]
9#$V1( }?
Ia>th\_&
yl]Cm?8
=v#A&IPA'
]NhWhJ:
68G] a N3
mjr{L{H=?+
!gH.st
~a0 }
圆周力Ft=2T/d1 ]KV8u 1H>
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 z_iyuLRdb
d=mz=2.5*101=252.5mm . R8W<
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N NBR'^6
Fr=5852.5*tan20=2031.9N =. 2cZwxX$
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Q9'V&jm
由Fr2*L-Fr*L/2=0 4O,a`:d1$6
得Fr2=Fr/2=1015.9N LRlk9:QD>
F#C 6.`B
2、求水平平面的支承力 U3iyuE
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N kQiW 5
/r 2.j3:l
VH1c)FI
3、画垂直面弯矩图 ve/6-J!5Y.
L=40/2+40/2+90＋10=140mm -tdON
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ra#) *fG,~
3<Y;mA=hw
\ \pyu]z
4、画水平面弯矩图 {_gj>n (1
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm WiCM,wDi
]R.Vq\A%S
2o7C2)YT$
}[R@HmN
5、求合成弯矩图 nf@u7*# 6
`U>b6 {K
38S&7>0@|q
v7I *W/
6、求轴传递转矩 5v-;*
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm BGYm]b\j[
4Tw1gas.
745V!#3!M
Vt2=rD4oJk
~G^doj3|+
${:$jX [
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$GK m `I"
}^bL'
nU#q@p)Xg
iSW73P;)
~(E 8~)f )
o5A_j?t
D`ge3f8Wi
2Ab#uPBn
gMMd=
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&\br_
'aWZ#GS*
@*{BX~f
Xr;noV-X
7、求危险截面的当量弯矩 bo/!u
s#
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 I,uu>-
轴的扭切应力是脉动循环应力 ;|%JvptwW%
取折合系数a=0.6代入上式可得 eBKIdR% k
*N+aZV}`Z
8、计算危险截面处轴的直径 S.4YC> E
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 uk/+
i`=
由表13-3查得许用弯曲应力 ， V2* |j8|
所以 k.Nu(j "z
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 E%:zE Q
故d=1.04*25.4=26.42mm "x^bl+_"
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 BC[d={ _-
所以此轴选d=40mm,安全 Wm&f+{LO+K
六、轴承的选择 $q+` GXc-
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 JN l+UH:.
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N ;z=C]kI6M
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） A^pp'{ !.
因为大修期三年，可更换一次轴承 ]997`,1b
所以取三年 ;a )\ 5Uy
由公式
n(1" 6
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) J>P V{N
（深沟球轴承系列） K)@Buu&,p
m%\[1|N
由附表选6207型轴承 1dO8[5uM7a
七、键的选择 jYZWf `X~
选普通平键A型 ]}l!L;
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ?8 m/]P/~
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm _x{x#d;L3
由公式 jG :R\D}0
所以 F'*&-l
选变通平键，铸铁键 =*U24B*U93
PSE| 4{'
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 #|i{#~gxM
八、减速器附件的选择 o$ k$
1、通气器： %Q~Lk]B?t
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 #4u; `j"4=
2、油面指示器： *p!dd?8
选用油标尺，规格M16 \ChcJth@o<
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ge8zh/`
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 NR@Tj] `k
5、窥视孔及视孔盖 [40 YoVlfM
选用板结构的视孔盖 T I
九、润滑与密封： b1o(CG(}*
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： k 'b|#c9c
h`j gF
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。 PEl]HI_H
2、滚动轴承的润滑 6iWuBsal
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。 VA.1J BQ
3、润滑油的选择 G#v7-&Yl6
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 6f>HE'N
L-AN15润滑油 8<
-Vkr
4、密封方式选取： N';lc:Ah~
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。 Uo
,3 lMr
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 K A#-X2U/
设计小结： t |h mEHUk
二、课程设计总结 $z]l4Hj
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 ;8Cqy80K
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。
KRe=n3 1
OHo0W)XUU
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 CcTJC uOS
STI3|}G*P
特别感谢—程莉老师。 k5YDqG n'q
?_r"Fg;"
参考资料目录 wP9C\W;
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； '3VrHL@@g
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； z wW9>Y
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； -( G2@NG
[3]《设计手册软件》，网络上下载； wSMg BRV#^
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn 0a'y\f:6*
urB.K<5ZA
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Nw=60.0241r/min 0l6%[U?o
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n2=60.0241r/min =k_u5@.Z
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2Zm*f2$xM
P0=4Kw S `[8TZ
kC+A7k6
P1=3.8Kw #0R;^#F/
YmwVa
s
P2=3.6491Kw yZ 9 *oDs
p+t8*lkq
+bSv-i -
T0=39.7917Nm Cn"N5(i
T1=113.4063Nm <. <Nw 6
T2=589.5878Nm \yxr@z1_b
'i,<j
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rf~Ss<
h {m]n!
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