目 录 N!W2O>VS
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 j SX VLyz
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 c(G;O )ikS
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ]Z# =w
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 Gs)2HR@>
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 5p`.RWls
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 D+xHTQNTL
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 nK;c@!~pS
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 ~ (/OB
w
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 Gtpl5g QH
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 tv8}O([
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 QocR)aN=+
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 v3 5=4>Y
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 H:>i:\J/M9
(_'Efpg|
{t1 ;icu
1.拟定传动方案 Jx_B jkF
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 =TG[isC/F9
v=1.1m/s;D=350mm; D4e!A@LJ
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ^i!6q9<{e
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。 WwBs_OMc
2.选择电动机 o2#_CdU
1）电动机类型和结构形式 tsvh/)V
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。 R@Kzdeo
2）电动机容量 7"0l>0 \
（1）卷筒轴的输出功率Pw N 56/\1R
F=2800r/min; M
h5>@-fEE
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ,ThN/GkSC
(2)电动机输出功率Pd eJ
O+ MurO
Pd=Pw/t jizp\%W+
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 0281"aO
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： 9et%Hn.K'
弹性联轴器 1个 %
A8dO+W
t4=0.99; E+xC1 U
3
滚动轴承 2对 ! H[K"7w
t2=0.99; d2XS w>
圆柱齿轮闭式 1对 EvQMt0[?EW
t3=0.97; d iG kwKj
V带开式传动 1幅 L?slIGp%-
t1=0.95; N);2 2-
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 V$' ;B=M
t5=0.98; ^a+H`RD
则 Iu r b?
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 ;+-D g3
故 4itadQS
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 qkk!1W
（3）电动机额定功率Ped m/( f?M l
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 E|K ~WO]>o
3）电动机的转速 JNZ O7s
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， W+& <C#1|]
可选电动机的最小转速 />,KWHR|:
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min M!j: 2dT"
可选电动机的最大转速 / 3pvq%i
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ;H;c Sn5uL
同步转速为960r/min CV
)v6f
选定电动机型号为Y132M1－6。 XV|u!'Ey
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 pX~X{JTaL)
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 \2Atm,#4
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 +J<igb!S
WMw^zq?hd@
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm YLVZ]fN=>
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ?@uyqi~:U
`C +>PCO
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 #Z)8 ,N
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 6<
T@\E
1）传动装置总传动比 N&]GP l0
nm=960r/min; V0ig#?]
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 ft" t
2）分配各级传动比 wYLi4jYm
取V带传动比为 nhZ^`mP
i1=3; Op2@En|d
则单级圆柱齿轮减速器比为 z&a>cjt_;
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 td"D&1eQ@
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 -m"9v%>Y
4．计算传动装置的运动和动力参数 TyG;BF|rwk
1）各轴转速 c> }f y
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 H0P:t(<Gt
n0=nm; k=D}i\F8
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min <T|?`;K
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ^^Fq N;
eF%>5
2）各轴输入功率 @3_[NI%
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 A`nw(f_/
P0=Ped=4kw d e<T5/
轴I 的功率 , u&K(Z%
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw Y :-O/X
轴II功率 5t G\5
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw fp`k1Uq@
3）各轴转矩 r]<?,xx [
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm ]XS[\qo
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 1@"os[ 9
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm k`u.:C&
二、设计带轮 E K=PY
1、计算功率 X<*-d6?gD`
P=Ped=4Kw &]_2tN=S$
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 _Q=h3(ZI
查课本表8－10，得KA=1.1; n=8DC&
计算功率 px>g
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw &o]ic(74c?
2选择普通V带型号 u P &<
n0 =960r/min ~M?^ T$5
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 8`GN8 F
d1=80~100 'Xb?vOU
3、确定带轮基准直径 GJo`9
表8－11及推荐标准值 1[k.ap n
小轮直径 4Y
`=`{Q
d1=100mm; y|Vwy4tK9
大轮直径 ?Zv>4+Y'
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm i~sW_f +
取标准件 vZJu =t
d2=355mm; :|PI_
$4H
4、验算带速 u`~,`z^{n
验算带速 8^2E77s4U
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s >9i%Yuy](
在5~25m/s范围内 5`QN<4?%
从动轮转速 ,J O Nc9
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 746['sf4c
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 9tBE=L=
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 L[a A4`
=-0.0141 U0fr\ kM
5、V带基准长度和中心距 4E
32DG*
初定中心距 [MI ?
中心距的范围 "Iu Pg=|#
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm -?Kd[Ma
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm &++tp5
a0=350mm; eH' J
初算带长 3"HX':8x
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 gWLhO|y
Lc = 1461.2mm 5JggU
选定基准长度 :9Mqwgk,;3
表8-7,表8-8查得 v~`'!N8
Ld=1600mm; m!LJK`g A
定中心距 m$!Ex}2
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm =}wqo6Bn|
a=420mm; sRaTRL2
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm f*E#E=j
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 8;G uJP\
6、验算小带轮包角 d6vls7J/4
验算包角 ?f&O4H
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a JK9 J;c#T
145.2107 >120度 故合格 o%_Hmd;_'
7、求V带根数Z gBd@4{y6C.
由式（13-15）得 DC+l3 N
查得 n1=960r/min , d1=120mm (>M?
iB
查表13-3 P0=0.95 w6<zPrA
由式13-9得传动比 -]!zj#&
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 E;-*LT&{
查表（13-4）得 "*J yNwf
u 1)
#^?
由包角145.21度 JGG (mrvR
查表13-5得Ka=0.92 [iGL~RiXtn
KL=0.99 bv9nDNPD4
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 |@ Sj:^cJD
8、作用在带上的压力F kS1?%E,)q
查表13-1得q=0.10 !63]t?QXMG
故由13-17得单根V带初拉力 G-Dc(QhU&
r"b V{v
三、轴 WNcJ710k27
初做轴直径： " gQJeMU
轴I和轴II选用45#钢 c=110 #CTeZ/g
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm r9y(j
z
取d1=28mm X3Yi|dyn T
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm }zy h!
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 =kDh: &u%
取YL10YLd10联轴器 H tAO9
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 rPUk %S
取d2=45mm wS @-EcCB
四、齿轮 :O/QgGZN$
1、齿轮强度 H}PZJf_E
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 N"-U)d-.
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。 s~g0VNu Y
因 ， 7 (pl HW|
SH1=1.1， SH2=1.1 9*;OHoD h
， ihBIE
， s_ 4y^w]aX
因： ， ，SF=1.3 J|.n bSE
所以 5h@5.-}
&at>sQ'
4H_Q Q6
2、按齿面接触强度设计 yP0XA=,Y
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 'h3yxf}\
小齿轮上的转矩 -n~%v0D8c
按 计算中心距 :]uz0 s`>
u=i=5.333 :)DvZx HE@
mm BI :O?!:9)
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 Y^-D'2P]P
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 |<!xD
iB
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm E@CK.-N|
齿宽b= 8Bwm+LYr-
b1=70mm,b2=60mm ,KFF[z
3、验算弯曲强度 /4{IxQk
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 9 ?zi
按式（11-8）轮齿弯曲强度 *_H^]wNJG
8[L]w^
V (P 1{g
4、齿轮圆周速度 o@uZ U4MM
qc"PTv0q
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 tf4cl zSTa
$8 WeWmY
M@< r8M] G
DsCbMs=Y
>TG#
e {805^X}
w On*QO[
Z}yd` 7
五、轴校核： <K {|#ND#
)(-aw,i K
6ac_AsFK
a
Ju v{
vpz l{
c_Jcy
nQ08(8
>Y=qSg>Ik
P asVfC@
EnP>
f[Xsri
3T~Deq Ayw
4 a zqH;i
#+(@i|!ifo
(CrP6]=
F!zGk(Pu
'c# AGi9
`*y%[ J,I#
圆周力Ft=2T/d1 x{9$4 d
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 z C 7 b
d=mz=2.5*101=252.5mm [7h/ 2La#
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N o,[Em<
Fr=5852.5*tan20=2031.9N ', P_a,\
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 KskPFXxP
由Fr2*L-Fr*L/2=0 ccwz: 7r
得Fr2=Fr/2=1015.9N 21 z@-&Oq
p
Cgm!t?/
2、求水平平面的支承力 'RZ0,SK'
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N He1~27+99
=4
NKXP ~C
Xa_:B\ic
3、画垂直面弯矩图 ?G 'sb}.
L=40/2+40/2+90＋10=140mm mNKcaM?h
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm +zZ]Txb(
;^cMP1SH
A@jBn6
4、画水平面弯矩图 gUH|?@f
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm qJ[wVNHh!
qAi:F=> X
ufo\p=pGG
\d-9Ndp
nf
5、求合成弯矩图 J~)JsAXAI
=Y*zF>#lP
TecWv@.
ce7 $#
# f
6、求轴传递转矩 >OKc\m2%Q
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 4@=[r Zb9
OmZK~$K_
eN0lJ ~
EpK7VW
R~BFZF>:
{v* X}`.h
3{M0iNc1
.t.4y.
97
*1h@Jb34
Kl]l[!c7$
f('##pND@
#r QT)n
~h$
H@&5
K0\`0E^,
{7.uwIW.1
#>2cfZ`6'J
rge s`&0
BirnCfj/2
lL&p?MUp
^ # 3,*(S
:=\`P
7、求危险截面的当量弯矩 2 ]}e4@{
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 2=$ F*B>9
轴的扭切应力是脉动循环应力 |-xKH.' n
取折合系数a=0.6代入上式可得 U04) XfO;]
XsX];I{E,
8、计算危险截面处轴的直径 l"%WXi"X
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 uFL!* #A
由表13-3查得许用弯曲应力 ， Si68_]:^
所以 c3*9{Il^
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 -Fc 9mv(H
故d=1.04*25.4=26.42mm M7ug <
8i
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 rd^j<
所以此轴选d=40mm,安全 u zL|yxt
六、轴承的选择 \ wV ?QH
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 GK&R.R]
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N lM.k *`$
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） a> S -50
因为大修期三年，可更换一次轴承 %:y"o_X_
所以取三年 OT#foP
由公式 Pt7C/
qM/
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) PMe 3Or@
（深沟球轴承系列） 5;A=8bryU
W3&~[DS@~
由附表选6207型轴承 Hnf?`j>
七、键的选择 4Y d$RP
选普通平键A型 Oyp)Wm;@
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 c[EG
cY={
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm N|w;wF!3
由公式 c 3Zwp%
所以 M] W5 %3do
选变通平键，铸铁键 xI8v'[ 3
d4o_/[
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 e)oi3d.wJf
八、减速器附件的选择 uKo4nXVtp
1、通气器： r]&&*:
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 Yy_mX}\x
2、油面指示器： A&_v:z4y/
选用油标尺，规格M16 ]% UAN_T
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ]o`FF="at
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 aq8mD^j -&
5、窥视孔及视孔盖 M \>5" ,0
选用板结构的视孔盖 to)Pl}9QkK
九、润滑与密封： aW b5w
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： i>;6Z s>S
3,Bm"'b6
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。 3A el
2、滚动轴承的润滑 j4h?"
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。 + N!/>w]n
3、润滑油的选择 >Yfo $S_
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 sE0 ,b
L-AN15润滑油 nG"Ae8r
4、密封方式选取： A{Q~@1
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。 c Qh=Mri]
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 q,(hs]\@
设计小结： ,@ t#)HV
二、课程设计总结 y |Tv;v1L
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。 x 2+ M0 }g
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。 'Y5=A!*@tf
_x?S0R1
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。 dZ\T@9+j+
YHr<`Q</
特别感谢—程莉老师。 Fprhu;h
ni3A+Y0
参考资料目录 JDB Ni+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； K|.! )L
[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； \fL :Ie
[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；
5<?/M <i
[3]《设计手册软件》，网络上下载； G)\6W#de4
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn m`/!7wQs
!_h<w ?)
Q3x.q z
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n2=60.0241r/min =whYo?cE(
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T1=113.4063Nm Z `)}1|~B
T2=589.5878Nm h NCoX*icd
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