目 录 B{PI&a9~s%
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 /Z94<}C6b
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ]EC zb /
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 {.K >9#^m
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 T'"aStt 6
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 DKx8<yEky
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 540- l Me
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ` <cB 6
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 q]ER_]%Gna
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 ryg1o=1v/
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 NiQ` ,Q$B
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 I6,'o)l{_
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 0,1:l3iu1M
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 oJA%t-&%R
<Wn={1Ts"
y1G Vn o
1.拟定传动方案 :
9wW*Ix
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 s`B]+
v=1.1m/s;D=350mm; d[9c6C:<q
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) $6kVhE!;
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。 ^mz&L |h
2.选择电动机 WwG78b-OA
1）电动机类型和结构形式 jCa%(2~iQ7
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。 t ;!v jac
2）电动机容量 $1y 8gm
（1）卷筒轴的输出功率Pw 9~2}hXm;
F=2800r/min; "l &=a1l
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 Ue^2H[zs-
(2)电动机输出功率Pd {7.."@Ob<v
Pd=Pw/t ?5_~Kn%2
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 * $~H=4t
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： ^1^k<
弹性联轴器 1个 G0 Q}
1
t4=0.99; W ZdEfY{
滚动轴承 2对 :vZ8n6J[
t2=0.99; kv{uf$X*ve
圆柱齿轮闭式 1对 >77N5 >]e
t3=0.97; Cgq/#2BM
V带开式传动 1幅 h
U\)CM
t1=0.95; V3DXoRE-8i
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 :34]}`-
t5=0.98; ^ m8T$^z>
则 $<cio
X
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 <Z GE mQ
故 3omFd#EP
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 J/X{
Y2f
（3）电动机额定功率Ped ;T0F1
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 D ;VQoO
3）电动机的转速 *5?a% p
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， A(zF[\{]
可选电动机的最小转速 `B'*ln'r5
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min |U)m'W -(q
可选电动机的最大转速 })RT2zw}
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ?@8[1$1a
同步转速为960r/min HxCq6Y_m<
选定电动机型号为Y132M1－6。 t>.1,'zb
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 +EK(r@eV
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 z(V?pHv+
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 \i_y (;
f'P}]_3(
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm AT Dm$ *
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 |<t Z|
l`=).k
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 swNJ\m
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 7fRL'I#[@
1）传动装置总传动比 FdwT
nm=960r/min; <{ !^
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 =+;1^sZ
2）分配各级传动比 AKs=2N> 7
取V带传动比为 lCT N
dW+=
i1=3; &* GwA
则单级圆柱齿轮减速器比为 ]+A>*0#"
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 J A0$Fz
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 Y*nzOD$
4．计算传动装置的运动和动力参数 tKg\qbY&
1）各轴转速 *AX)QKQ @
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 ^@f%A <
n0=nm; 6&V4W"k
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min AdBF$nn[
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min f5D.wSY
KQ'fp:5|/@
2）各轴输入功率 k<W n
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 .s$#: ls?
P0=Ped=4kw \%\b* O O
轴I 的功率 nTrfbK@
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ]}z ;!D>
轴II功率 K|*Cka{
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw bDd$79@m
3）各轴转矩 lsmzy _gV7
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm hCRW0
I
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm :()(P9?
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm H{|a+
二、设计带轮 s ' %KKC
1、计算功率 pL ` snVz
P=Ped=4Kw CORX .PQ
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 J ]uYXsC
查课本表8－10，得KA=1.1; }G
n2%
计算功率 VU,\OOp
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw Y ON@G5^
2选择普通V带型号 _i [.5
n0 =960r/min $$C5Q;7w!
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 0 [6llcuj
d1=80~100 cyUNJw
3、确定带轮基准直径 {m5tgVi&
表8－11及推荐标准值 Dz, Fu:)
小轮直径 E:BEQ:(~L
d1=100mm; !NuYx9L?L
大轮直径 w7\:S>;(O"
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm v8g3]MVj 3
取标准件 qmUq9bV
d2=355mm; rN#ydw:9
4、验算带速 A(AyLxB47*
验算带速 t!^FWr&
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s =QEg~sD^)s
在5~25m/s范围内 2 =tPxO')B
从动轮转速 Wo5G23:xz
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s YN 4P
>d
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s I%xrDiK97
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 r $ue1bH}|
=-0.0141 e2w$":6>
5、V带基准长度和中心距 2L.UEAt
初定中心距 5n;|K]UW
中心距的范围
Z4'" *
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm g-xbb&]
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm &B3Eq 1A
a0=350mm; ><iE VrpN
初算带长 gUDd2T#
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 %o< &O(Y
Lc = 1461.2mm 2a*1q#MpAt
选定基准长度 G}i\UXFE
表8-7,表8-8查得 Vja' :i
Ld=1600mm; E*Vx^k$
定中心距 oMda)5 &
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm #m
3WZ3t$
a=420mm;
7-Rn{"5
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm l1`Zp9I
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm G~)jk+Qq
6、验算小带轮包角 ><OdHRh@#
验算包角 ^8)&~q*
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a o)n8,k&nm
145.2107 >120度 故合格 W"Dj+ /uS
7、求V带根数Z ~bT0gIc
由式（13-15）得 uR)i tmc?
查得 n1=960r/min , d1=120mm 3hR7 . /
查表13-3 P0=0.95 qM@][]j:
由式13-9得传动比 @FkNT~OZ
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ,)V*xpp
查表（13-4）得 IgEg
.^#{rk
由包角145.21度 6 6x} |7
查表13-5得Ka=0.92 KtY~Y
KL=0.99 En6fmEn&;o
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 O|,+@qtH
8、作用在带上的压力F wd*T"V3
查表13-1得q=0.10 'DsfKR^ s
故由13-17得单根V带初拉力 s5|LD'o!
[gzU / :
三、轴 f]$ g9H
初做轴直径： ?-<t-3%hyV
轴I和轴II选用45#钢 c=110 psRm*,*O
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm K *vNv 4
取d1=28mm oiO3]P]P
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm S,AZrgh,"X
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 U '-MMwE]
取YL10YLd10联轴器 e_]1e 7t
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 !dhZs?/UI
取d2=45mm =i%2/kdi0b
四、齿轮 Fh v)
1、齿轮强度 qCgP8U/jv
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 NL&g/4A[a
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。 R$,`}@VqZ3
因 ， 2!68W
X
SH1=1.1， SH2=1.1 C ==tJog[
， 9[T#uh!DC
， ec1g7w-n
因： ， ，SF=1.3 /UyW&]nK
所以 0 {{7 "
+*0 THol-
f+xGf6V
2、按齿面接触强度设计 ?2EzNN cS
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 7M;Y#=sR
小齿轮上的转矩 ^ fK8~g;rB
按 计算中心距 r@%32h
u=i=5.333 h:bs/q+-
mm MiRH i<g0
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 4vqu(w8
L
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 m}uF&|5
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm aqzvT5*8%
齿宽b= k})9(Sy~
b1=70mm,b2=60mm DvOg|XUU0
3、验算弯曲强度 G# @<bg3
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 6w 1:3~a
按式（11-8）轮齿弯曲强度 Tg:NeAN7(
? !~au0
:+Dn]:\
4、齿轮圆周速度 GMNf#;x
BM&'3K_y
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 eHnC^W}|s
Wnf`Rf)1z
BMX x(W]
gu:..'V
tQ&#FFt,)
_l8oB)
p$9N}}/c
*;gi52tM
五、轴校核： m9e$ZZG$
V;:A&
HKxrBQr78
:sA-$*&x
;F0A\5I
in+`zfUJ9
czZ-C +}%
Q o=
;N1FP*
I"
j7
6kDU}]c:H]
\uPT-M*
*@BBlkcx
fV5#k@,")
1gm{.*G
s[s^z<4G
pEaH^(I*
5
+
Jy
圆周力Ft=2T/d1 l{pF^?K
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 gTQ6B,`/8
d=mz=2.5*101=252.5mm _9gn;F
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N _|Dt6
Fr=5852.5*tan20=2031.9N jyT(LDsS
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 1)Ag|4
由Fr2*L-Fr*L/2=0 LnyA 5T
得Fr2=Fr/2=1015.9N d[Fsp7U}
q{5V q_s\
2、求水平平面的支承力 }}x R?+4A
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N hs*:!&E
eo,]b1C2n
~g,QwaA[
3、画垂直面弯矩图 ){ (cRB $
L=40/2+40/2+90＋10=140mm pucHB<R@bL
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm [{c8:)ar
a* D|$<V
7yj2w e
4、画水平面弯矩图 @6tx5D?
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm F3f>pK5
|JDJ{;o
tvH)I px
]f c:CR
5、求合成弯矩图 z>&D~0
!3&}r
Q: LuRE!t
XDWER v Ij
6、求轴传递转矩 x~z 2l# ow
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm NR [VGZj
R.QcXz?d
Jzj~uz
JU6np 4
p?h;Sv/
@ rF\ 6I
0t &H1xsxX
uXC?fMWp.
Ue7W&N^E
'GyPl
-I*A `M
`s Xx,sV?B
C G 7 LF
f: SF&t*
u rOG Oa$
[4t KJ+v
S ] &->5"
u0e#iX
I6fpXPP).
{MtB!x
aVb]H0
7、求危险截面的当量弯矩 E6gEP0b
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 V Y3{1Dlf
轴的扭切应力是脉动循环应力 ]3,0
8JW=
取折合系数a=0.6代入上式可得 +g[B &A!d+
w;(gi
8、计算危险截面处轴的直径 :&%;s*-9
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 9|`@cz w
由表13-3查得许用弯曲应力 ， yM2&cMHH~
所以 ChGM7uu2
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 m [g}vwS
故d=1.04*25.4=26.42mm ""d>f4,S
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 Y P c<
所以此轴选d=40mm,安全 EHHxCq?
六、轴承的选择 "=(;l3-o
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 E-D5iiF
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N _ XZ=4s
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） B`aAvD`7
因为大修期三年，可更换一次轴承 m+UdT854
所以取三年 gT
OMD
由公式 bAiw] xi
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) a:}"\> Aj
（深沟球轴承系列） VZoOdR:d
A& F4;>dms
由附表选6207型轴承 pxx(BE
七、键的选择 l'T0<
选普通平键A型 81cmG `G7
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 M<unQ1+wh
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm G{.+D2
由公式 Jf$wBPg
所以 DcA'{21
选变通平键，铸铁键 g-FZel
>G2-kL_
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 P{eRDQ=
八、减速器附件的选择 J"rwWIxO*
1、通气器： #:|?t&On
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 l`&6W?C
2、油面指示器： J36@Pf ]h
选用油标尺，规格M16 F* }Q^%
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 5-HJ&Q
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 `uA&w}(G
5、窥视孔及视孔盖 x Ui!|c
选用板结构的视孔盖 9Oyi:2A
九、润滑与密封： G3+a+=e
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： %k
#Nu
RCYbRR4y
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 -/c1qL dQ
2、滚动轴承的润滑 2 bnIT>(
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 ~@ b}=+n
3、润滑油的选择 YBIe '(p
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 NB5B$q_'#
L-AN15润滑油 Wmxw!
4、密封方式选取： 0DIM]PS
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。 L"7`
\4
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 }#>d2 =T$
设计小结： V
C'-h~
二、课程设计总结 AdOAh y2H
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。 h_G|.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。 BC{J3<0bf@
C$G88hesn
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。 -!G #")<
`OReSg
2
特别感谢—程莉老师。 6XL9
qb~X
)|R0_9CLV
参考资料目录 2G5!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； UN?T}p-
oF
[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； w^E] N
[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； PB<Sc>{U
[3]《设计手册软件》，网络上下载； iH}rI'U.
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn ZX6=D>)u
7W firRM
GVc[p\h(
Ox*T:5
bA^: p3
Nw=60.0241r/min IA 9v1:>
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P2=3.6491Kw 9Ew:.&d
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T2=589.5878Nm y ;{^Ln4{
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输送带速度 V=1.1 m/s xkOpa,=FI
滚筒直径 D=350 mm Scv#zu v_
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