目 录 $m*Gu:#xm&
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 qA`@~\ qh"
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 '#LzQ6Pn
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ?(d1;/0v>
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 '=Lpch2J
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 +M_ _\7
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 T9Juq6|
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 j Tt9;?)
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 a <?~1pWtc
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 Rb:<?&7ZzN
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 YkB@fTTS
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 y<Xu65
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ]2)A/fOW
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 JOt( r}gU
MSvZ3[5Io
breF,d$
1.拟定传动方案 ^&1 O:G*"
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 At=d//5FFP
v=1.1m/s;D=350mm; ~:T@SrVI
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) [t fB*m5
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。 lm;hW&O9
2.选择电动机 4l %W]'
1）电动机类型和结构形式 U[?_|= ~7
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。 ]& Y^
2）电动机容量 Nv36#^Z
（1）卷筒轴的输出功率Pw Yr-S lO>
F=2800r/min; vFR *3$ R
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 0@cIj
]
(2)电动机输出功率Pd 3_XLx{["'
Pd=Pw/t \'j(@b,
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 qovsM M
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： *
CR#D}F
弹性联轴器 1个 LPt9+sauf1
t4=0.99; % mT/y%&:
滚动轴承 2对 [ZSC] w^
t2=0.99; \vT~2Y(K
圆柱齿轮闭式 1对 }BlyEcw'aN
t3=0.97; [d[w/@
V带开式传动 1幅 Q NMZR
t1=0.95; u)r/ #fUZ
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 /&# y-D_
t5=0.98; 8~C}0H
则 \]Ah=`
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 4}; @QFT*
故 d|NW&PG
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 'D5J5+.z
（3）电动机额定功率Ped >E J{ *
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 0@ "'SKq
3）电动机的转速 S#C-j D
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， cl^UFl f[
可选电动机的最小转速 ]o uoRlb/
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min EZB0qZIp
可选电动机的最大转速 8+oc4~!A@n
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min Ly2,*\7
同步转速为960r/min PDD2ouv4
选定电动机型号为Y132M1－6。 #0<pRDXj
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 3pWav
1"
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 j? BL8E'
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 *g+ ZXB
o!UB x<4
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm #1 J ,!seJ
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 X2 A k
fs#9~b3
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 C%yH}T\s
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 @3c'4O
1）传动装置总传动比 md{nHX&
nm=960r/min; -r cEG!
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 n}Z%D-b$
2）分配各级传动比 @ ~hy'6/
取V带传动比为 'Jf
LTG.
i1=3; 6t; ;Fz
则单级圆柱齿轮减速器比为 g$GGo[_0
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 "7%j v[
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 N:U}b1$L6
4．计算传动装置的运动和动力参数 D@uVb4uK
1）各轴转速 F*U(Wl=
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 N@PwC (
n0=nm; ,4"N 7_!7
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min bI0xI[#Q
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min O)&W0` VY
^)]U5+g?
2）各轴输入功率 u=nd7:bv
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 mF@7;dpr
P0=Ped=4kw =|A Y T6z,
轴I 的功率 e]1'D
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw vai w*?jV
轴II功率 $>#0RzU
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ktfm
3）各轴转矩 FLG"c690
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm '/qy_7O
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ~-vCY
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm %]7 6u7b/
二、设计带轮 KS(H_&j
1、计算功率 Z #@
P=Ped=4Kw 9Zd\ 6F,
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 QBGm)h?=
查课本表8－10，得KA=1.1; O'(Us!aq
计算功率 T5T%[Gv
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw v@ QnS
2选择普通V带型号 F<{,W-my `
n0 =960r/min &C b,C+q
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 ORrZu$n`p
d1=80~100 ',g%L_8Sq
3、确定带轮基准直径 N{bg-%s10i
表8－11及推荐标准值 S|| W
小轮直径 ?xv."I%
d1=100mm; KwHN c\\
大轮直径 G@Z%[YNw
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm QWa@?BO2p
取标准件 Pa0W|q#?X
d2=355mm; >k`qPpf&
4、验算带速 F% a&|X
验算带速 <QvVPE}z
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s ``< #F3
在5~25m/s范围内 |Q)mBvvN
从动轮转速 |U 1 [R\X
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s r
e zp 7
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ;/kd.Q
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 D+;4|7s+
=-0.0141 @`
Pn<_L
5、V带基准长度和中心距 TYD( 6 N
初定中心距 C zw ]5
中心距的范围 |MKR&%Na
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm {sB-"NR`K
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm d+)L K~
a0=350mm; w ^8Q~ 3|7
初算带长 K_Y{50#
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 U@).jpN
Lc = 1461.2mm &TRKd)w d
选定基准长度 G"&$7!6[Y
表8-7,表8-8查得 pSC{0Y$g
Ld=1600mm; Ht+ro Y
定中心距 5P #._Em
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm _YR#J%xa
a=420mm; u, iiS4'Ze
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 4w%hvJ
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm r)>'cjx/
6、验算小带轮包角 >.P* lT
验算包角 ,9 ^ 5
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ;C o"bP's
145.2107 >120度 故合格 |mG;?>c)
7、求V带根数Z 0P$19 T N
由式（13-15）得 &/uak kS
查得 n1=960r/min , d1=120mm !-qk1+<h
查表13-3 P0=0.95 dk ]
由式13-9得传动比 zQ<&[Tuwa
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 b *| ?7
查表（13-4）得 :, H_
e!
X
k(>J?\iNW
由包角145.21度 24InwR|^
查表13-5得Ka=0.92 >/.jB /q
KL=0.99 gjT`<CW
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 uq:'`o-1
8、作用在带上的压力F _kOuD}_|
查表13-1得q=0.10 WR.7%U';
故由13-17得单根V带初拉力 -$s1k~o
H!y@.W{_
三、轴 PK?}hz
初做轴直径： xop\W4s_
轴I和轴II选用45#钢 c=110 K24y;96 8
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm 5.0;xz}#y
取d1=28mm $3#oA.~R/
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm >>J !|
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 %u|Qh /?7
取YL10YLd10联轴器 G r d9yLF
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 IfRrl/!nw
取d2=45mm 0Z%<H\Z
四、齿轮 kg mb<4p
1、齿轮强度 q|D*H9[ke
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 g=v[@{9Pw
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 r:^ `005
因 ， W\DJXM]b
SH1=1.1， SH2=1.1 m}
=<@b:l
， N) z]
F9Kg
， ?~Vev D
因： ， ，SF=1.3 } % |GV
所以
D3 E!jQ1
eP3 itrH(
gwF@'Uu
2、按齿面接触强度设计 wA)R7%&
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 F{<r IR
小齿轮上的转矩 Ix5yQgnB}j
按 计算中心距 8c$Isv Jg
u=i=5.333 8|Y^z_C
mm z#*GPA8Em:
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ck<4_?1]
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 L,X6L @ Q
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm #wm)e)2@
齿宽b= ZNA?`Z)f
b1=70mm,b2=60mm +Q_ Gm3^
3、验算弯曲强度 gf@'d.W}
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 'Ph;:EMj
按式（11-8）轮齿弯曲强度 j+ys&pDczm
n2O7n @8
`RzM)ILl
4、齿轮圆周速度 da^9Fb
mg;AcAS.o,
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 D 7E^;W)H
%E!0,y, :
?^+|V,<
Q\z*q,^R
*:_hOOT+[
J/*[wj
J)[(4R>
z'I0UB#
五、轴校核： ^b.J z}
V!=]a^]:
> ) ^ !gz8
ZqGq%8\.s
\dMsv1\
E0PBdiD6hs
MG@19R2s
m
;vNA
Z~g qTB]H
BM W4E 5
$p@g #3X`
o_5@R+&
]9:G3vq
>4E,_ `3N
kShniN
{%Y7]*D
|+bG~~~%j
{ 1+H\ (v
圆周力Ft=2T/d1 $9 ~1s/('
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Z0=OR^HjA
d=mz=2.5*101=252.5mm 2o/`8+eJu
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N G dU
W$.
Fr=5852.5*tan20=2031.9N
df'g},_
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 NC }#P< U
由Fr2*L-Fr*L/2=0 u/f&Wq/
得Fr2=Fr/2=1015.9N #`$7$Y~]
Ln|${c
2、求水平平面的支承力 Q/9b'^UJ
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N V]}b3Y!(
O)R0,OPb
U: 9vjY
3、画垂直面弯矩图 F e .*O`
L=40/2+40/2+90＋10=140mm C.-a:oQ[
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm B(LV22#
[\ 1 l4C
N3<Jh
4、画水平面弯矩图 )[*O^bPowI
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm MavO`m&Cg
1`{ ib
G u).*cU
H)Ge#=;ckQ
5、求合成弯矩图 =1 \wZuK#
bobkT|s^s
#7h fEAk
KCE-6T
6、求轴传递转矩 u0b-JJ7)BQ
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm c&-$?f
r
+=Wdn )T
qI *1+R}
,&] `
b#Rc
/8\&f %E
T
l(uqY?9
1o 78e2B
@!3^/D3
a&Du5(r;!
3>)BI(Wl
}#5roNH~Z
_C= [bI@
d ovwB`5
8k?L{hF|nW
=3dbw8I
1e&b;l'*=
<SdJM1%Q o
]Wt6V^M'@
4 ~YQ\4h=
@ aN=U=
B\ >}X_\4
7、求危险截面的当量弯矩 K |} ]<
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 1"B9Z 6jf
轴的扭切应力是脉动循环应力 {)9HS~e T
取折合系数a=0.6代入上式可得 o+Ti$`2<O7
"|r^l
8、计算危险截面处轴的直径 exEld
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 NF(IF.8G
由表13-3查得许用弯曲应力 ， bW .zxQ :
所以 :F
w"u4WI
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 #0<y 0uJ(y
故d=1.04*25.4=26.42mm f(s3TLM
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 V& j.>Y
所以此轴选d=40mm,安全 sa(M66KkU
六、轴承的选择 v\9,j
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 ecqz@*d&
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 2|H 9 1Y2
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） o- Q G&
]
因为大修期三年，可更换一次轴承 .6 ?>t!&W
所以取三年 . (*kgv@3x
由公式 L8w76|
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) -=t3 O#
（深沟球轴承系列） 0B$7S, 2
90h1e7ZcC
由附表选6207型轴承 JGO$4DK-1
七、键的选择 Jf P\7
选普通平键A型 #C,f/PXfaB
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 Bpm5dT;
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm HLoQ}oK|K
由公式 Ad`[Rt']kI
所以 [
4Y
`O
选变通平键，铸铁键 F@K*T2uh
D YT - #Ht
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 ( XG [_
八、减速器附件的选择 _D2bGZN
1、通气器： {r].SrW9s9
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 lR@i`)'?U
2、油面指示器： u $% D9Z ^
选用油标尺，规格M16 Y0 X"Zw
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 C7jc 6(> m
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 pe!dm}!h[
5、窥视孔及视孔盖 C'8!cPFVv
选用板结构的视孔盖 ] [HGzHA
九、润滑与密封： gP %|:"
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： I| W'n-4Y
K{ zCp6
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 d Dqr
B-G
2、滚动轴承的润滑 `s>UU- 9
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 "^9[ OgE:
3、润滑油的选择 ?y>Y$-v/C
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 %K%^ ]{
L-AN15润滑油 {ywXz|T P
4、密封方式选取： >k&8el6h
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。 +
%MO7vL
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 Ue{vg$5||
设计小结： q:Y6fbt<7
二、课程设计总结 =mHkXHE~:
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。 ^])e[RN7?n
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。 U TDcX
}A4nJ>`tq
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。 Qy=HrL]x
xH_A@hf;
特别感谢—程莉老师。 ?~"`^|d
w~k HQ%A
参考资料目录 vix&E`0yD
[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； ~lzdbX
[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； May&@x/oMS
[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； K-J|/eB
[3]《设计手册软件》，网络上下载； I?_E,.)[ I
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn {fog<1c
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Wc|z7P~',%
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P0=4Kw 7'O Pjt M
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P1=3.8Kw "2;N2=~7
GN%(9N'W
P2=3.6491Kw C[YnrI!
l^r' $;<m
d( S}NH
T0=39.7917Nm |C D}<r(N
T1=113.4063Nm 54q3R`y
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