目 录 yJ*g ;
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 /pL 'G`
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 KtcuGI /A
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 42=/$ V
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 v,jB(B^|Z
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 )W>9{*4 m
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 " ""pe+Y
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 h $#| s/
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 oA+'9/UY
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 W?yGV{#V(=
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 -Yg?@yt
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 0QY9vuhL<
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ^+}~"nv D
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 4U*CfdZZ
U
nS|""
J~}i}|YC>
1.拟定传动方案 Uy<n7*H
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 [6CWgQ%Ue
v=1.1m/s;D=350mm; 0,wmEV!)
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 7!J BF{,=
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。 >M7(<V
2.选择电动机 VgO.in^q
1）电动机类型和结构形式 W)Mc $`nX
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 hR,5U=+M7
2）电动机容量 z}-8pDD'
（1）卷筒轴的输出功率Pw .RPh#FI6J
F=2800r/min; Hv</Xam
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 sOm&7A?
(2)电动机输出功率Pd ,"f2-KC4h
Pd=Pw/t K1t>5zm
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 X<d`!,bn@
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： \9 k3;zw
弹性联轴器 1个 Hl z$@[$
t4=0.99; $1n\jN
滚动轴承 2对 Wql,*|
t2=0.99; w
sbzGW~=
圆柱齿轮闭式 1对 %JuT'7VB
t3=0.97; 5UvqE _
V带开式传动 1幅 Wb;D9Z
t1=0.95; 5}:`CC2,S~
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 @O8 X )
t5=0.98; AQ)J|i
则 }^ azj>p5
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 ddEV@2F
故 }Io5&ww:U
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 4S*dNYc
（3）电动机额定功率Ped i'z (`"
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 l8+;)2p!
3）电动机的转速 Svm'ds7>
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， w~>tpkUB
可选电动机的最小转速 iu QMVtv
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min x<=R?4@rq
可选电动机的最大转速 c Q q78Lo
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min j`%a2
同步转速为960r/min ^=y%s
选定电动机型号为Y132M1－6。 Wo~;h (6
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 KVPWJHGr
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 c>BDw <
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 lMe+.P|
S&NWZ:E3[
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm t>eeOWk3
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 0lS=-am
40 %<E
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 EU .!/'<
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 qb +Gjgp
1）传动装置总传动比 ->2m/d4a
nm=960r/min; 1B~[L 5p9
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 0HDL;XY6
2）分配各级传动比 @gk{wh>c
取V带传动比为 &[kFl\
i1=3; F87c?Vh)K
则单级圆柱齿轮减速器比为 SEIJ+u9XsA
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 I[bWd{i:
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 %nyZ=&u
4．计算传动装置的运动和动力参数 'EG/)0t`
1）各轴转速 Z=s.`? Z
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 7|(o=+Bt
n0=nm; 0 D&-BAzi
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min N 'YzCq;M
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min X; CRy,
6)_h' v<|M
2）各轴输入功率 S%3&Y3S
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 O T .bXr~
P0=Ped=4kw ~$m:j ];
轴I 的功率 z~#d@c\
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ; jFUtG
轴II功率 }B&+KO)
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw .y Q<
3）各轴转矩 R[}fr36>/
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm G x{G}9
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 6\xfoy|j
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm OXF/4Oe
二、设计带轮 83_vo0@<6
1、计算功率 ~{ l @
P=Ped=4Kw :]9CdkaU
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 oT"7O 5v
查课本表8－10，得KA=1.1; R6\|:mI,$
计算功率 lCGEd 3
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw cq}i)y
2选择普通V带型号 1Sd<cOEd
n0 =960r/min ;Hn>Ew
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 CQH^VTQ
d1=80~100 Tbg Ir
3、确定带轮基准直径 c=33O,_
表8－11及推荐标准值 t""d^a#Dp
小轮直径 Gp2C wyv
d1=100mm; Q$ A;Fk}-
大轮直径 I$*LMzve
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm \ \g Aa-}:
取标准件 =1 zRm >m
d2=355mm; :"`1}Q
4、验算带速 '}F..w/
验算带速 e(vnnv?R{
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s D;6C2>U~L
在5~25m/s范围内 N'YQ 6U
从动轮转速 ]~4*ak=)5\
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s Gk!CU"`sP
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s X 1}U
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 S%o6cl =
=-0.0141 e5m]mzF@
5、V带基准长度和中心距 OZ}o||/Rc
初定中心距 rS_pv=0S
中心距的范围 QG5)mIJ
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm HjZ f3VwI
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 'W/ AYF ^5
a0=350mm; UH#S |o4
初算带长 #=#bv`
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 tD> qHR
Lc = 1461.2mm D:PrFa
选定基准长度 Wx 8n)
表8-7,表8-8查得 2tZ\/6G<
Ld=1600mm; RSIhZYA
定中心距 yH]w(z5Z
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm L6J.^tpO
a=420mm; U|v@v@IBA
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm U\dLq&=V
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ;up Yam"
6、验算小带轮包角 q m"AatA
验算包角 +HoCG;C{
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ,<U
145.2107 >120度 故合格 |j}%"wOh
7、求V带根数Z nk2H^RM^
由式（13-15）得 \{ff7_mLo
查得 n1=960r/min , d1=120mm VEBv S>i*
查表13-3 P0=0.95 rDC=rG
由式13-9得传动比 Gg6<4T1
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 a6hDw'8!
查表（13-4）得 J1Oe`my
x{1S!A^
由包角145.21度 8jz7t:0
查表13-5得Ka=0.92 q6eD{/4a1
KL=0.99 S&MF; E6
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Xe@:Aun
8、作用在带上的压力F oFp4* <\
查表13-1得q=0.10 q=;U(,Y
故由13-17得单根V带初拉力 Em/? 4 &
7&1 dr
三、轴 Je=k .pO1
初做轴直径： B X Et]+Q
轴I和轴II选用45#钢 c=110 /, JL \b
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm UGQH wz
取d1=28mm \ 8/$ZEom
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm XF`?5G~~#
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 nmClP
取YL10YLd10联轴器 rM)#}eZK!
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 # %.fsJNA$
取d2=45mm aR}I l&
四、齿轮 =A <a9@N}N
1、齿轮强度 fPab%>/T{
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 "T~ A*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。 W4]jx ]
因 ， ~-#8j3 J ;
SH1=1.1， SH2=1.1 B0m2SUC,H
， /v7o!D1G
， . r \g]
因： ， ，SF=1.3 1.z]/cx<y
所以 o| 9Mj71
htOVt\+!34
Dj'+,{7,u
2、按齿面接触强度设计 y
hNy
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 } /aqh ;W
小齿轮上的转矩 !5K5;M_Ih"
按 计算中心距 @^,9O92l
u=i=5.333 sEcg;LFp
mm +H
"j-:E@t
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 q uiX "lV(
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 #Bhc W"@
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm *iXaQu T
齿宽b= )KUEkslR:
b1=70mm,b2=60mm nO q`Cwh9
3、验算弯曲强度 KWH:tFL.
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 7o$S6Y;c4
按式（11-8）轮齿弯曲强度 #NQ x(C
hus k\
)m>Y[)8!
4、齿轮圆周速度 -H"^;37T"
=90)=Pxd
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 sQ8kLS_q8
aU%QJ#j
xGt>X77
Q =4~u z|
0 ;2ApYks
5 8gkE94
QI6=[
c>L#(D\\
五、轴校核： @T&w
n k
'rSJ9Mw"x
Fqg *H1 I[
mLH,6rO9
G!g];7PG(
A9ZK :i 7
.[S\&uRv
fU ^5D l
4x?4[J~u[
s1
(U Od7}
PQ(/1v
h?-M+ Ac
/H :Bu
/9SNXjfbt
aHBM9 %gV
5 IFc"
&f<Ltdw
osI0m7ws:
圆周力Ft=2T/d1 * a@78&N
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 \Vl)q>K _h
d=mz=2.5*101=252.5mm ![/ QW
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N Hw%lT}[O
Fr=5852.5*tan20=2031.9N Fz^5cx mw
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 z_A34@a
由Fr2*L-Fr*L/2=0 vze|*dKS
得Fr2=Fr/2=1015.9N G'WbXX
Jp +h''t
2、求水平平面的支承力 h3z9}'
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N /[UuHU5*R
JwcC9
O
0<42\ya
3、画垂直面弯矩图 1ow e'7\J
L=40/2+40/2+90＋10=140mm E
rnGX#@v
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm [ G7S
~uh,R-Q$
1JF>0ijU@
4、画水平面弯矩图 |k= 5`WG
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm L?r\J8Ch<
J9XV:)Yv#
,<<HkEMS
e\ O&Xe
5、求合成弯矩图 G33'Cgo:,
8t1,_,2'
_>i< ` k
SO QR(UT
6、求轴传递转矩 ^LAdN8Cbb
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm R1 C2d +L
jn#Ok@tZ
4L)Ox;6>
m9Hdg^L
A &=`?4>
+3k#M[Bn}
KAm$^N5
H263<^
r9$7P?zm
lv\^@9r
9Q:}VpT~nG
.$s= E8fW
=pn(56
N t_7Z
J_>nn
eLyaTOZadu
o Np4> 7Lk
Fn*)!,)
znu [i&\=
19;F+%no#
+y|H#(wBP
7、求危险截面的当量弯矩 ?8R
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 LKI2R_|n
轴的扭切应力是脉动循环应力 #GA6vJ4^s
取折合系数a=0.6代入上式可得 >y^zagC*
L_ 2R3 w
8、计算危险截面处轴的直径 @BS7Gyw
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 BZ>,Qh!J
由表13-3查得许用弯曲应力 ， iM{UB =C
所以 !-Md+I_
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 >d#Ks0\&
故d=1.04*25.4=26.42mm ,P$Crs[
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 MU5#ph
所以此轴选d=40mm,安全 G~`nLC^Y
六、轴承的选择 * 2s(TW
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 b2HHo IT
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 6yPh0n
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） (X}Q'm$n\h
因为大修期三年，可更换一次轴承 xgv&M:%D-
所以取三年 oM)4""|
由公式 $sBj e*;
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) IL N0/eH
（深沟球轴承系列） Ik j_
0/%F
Vh;P,no#
由附表选6207型轴承 O7GJg;>?
七、键的选择 Nl fz'_0M
选普通平键A型 O5 ?3 nYHa
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 %!QY :[
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm _#rE6./@q
由公式 |!? `KO{
所以 BSbi.@@tp
选变通平键，铸铁键 Pg/$ N5->
ctWH?b/ua
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 5W~-|8 m
八、减速器附件的选择 coFQu ; i
1、通气器： >)`V $x
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 TNK~ETE 4
2、油面指示器： CX fPC[o
选用油标尺，规格M16 ?q+^U>wy&
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 5Bog\m S
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 hp)k[|u;
5、窥视孔及视孔盖 T *8rR"
选用板结构的视孔盖 nPo YjQi
九、润滑与密封： }_ "<2|~_
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： ,zU7U L^I
@E@5/N6M
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 |FrZ,( \
2、滚动轴承的润滑 YsX f+_._
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 G MRFZw_M
3、润滑油的选择 +_E 96`P
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 ,.T k "\@
L-AN15润滑油 cl3Dwrf?
4、密封方式选取： Ci?A4q$.
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。 HtbN7V/
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 Bfz]PN78.G
设计小结： 4c/.#?
二、课程设计总结 f))'8
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。 5u3SP?.&
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。 o?\v
8.n
=
7TK &
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。 e[AwR?=
$2+(|VG4F
特别感谢—程莉老师。 p s wEIa
TS cI_8c>
参考资料目录 4+j:]poYG{
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； a]mPc^h
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； BavGirCp
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； ' t: s6
[3]《设计手册软件》，网络上下载； / %:%la%
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn k%S;N{Qh@
>s+TD4OfY
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P0=4Kw Ier0F7]I
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P1=3.8Kw RSNukg
bOi`JJ^
P2=3.6491Kw `xO9xo#
Z"# /,?|3@
GTw3rD^wg
T0=39.7917Nm "v"w ER?
T1=113.4063Nm Uv(THxVh
T2=589.5878Nm y8$TU;
j&G*$/lTO6
oM=Ltxv}
>lo,0oG
kT!Y~c
\` |*i$
KA=1.1 #8! xIy
)1KlcF
Pc=4.4Kw Tn~b#-0
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输送带拉力 F=2800 N OFc L h
输送带速度 V=1.1 m/s HP/f`8
滚筒直径 D=350 mm .x6c.Y.S
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