目 录 b :Wl B[5
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 bxK1v7
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 VLkK6W.u
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 e(,sFhR
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 owJPEx
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 {{SeD:hx
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 &iId<.SiJ
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 (KK9/k
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 % 7z
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 "#qyX[\
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 Tr-gdX ;
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 nkSYW]aQ1g
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 khyn4
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 F]0O4p~fl
=VH, i/@
d {T3
1.拟定传动方案 k#w[G L|T
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 ,ZC ^,Vq
v=1.1m/s;D=350mm; AFF7f K
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) + i!/J
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。 =k2In_
2.选择电动机 =ugxPgn
1）电动机类型和结构形式 / ~K-0K#w
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。 k]] (I<2
2）电动机容量 '/H x0]V
（1）卷筒轴的输出功率Pw +Y 0Wiwr'
F=2800r/min; Ir_K8 3VM
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ?Xx,[Z&
(2)电动机输出功率Pd kViX FPW
Pd=Pw/t %mAgE\y25
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 2$jTj<.K
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： e3y BB*@
弹性联轴器 1个 eZ(<hE>
t4=0.99; 2n2{Oy>L
滚动轴承 2对 Sdy\s5
t2=0.99; NgaX&m`
圆柱齿轮闭式 1对 _iO,GT=J-
t3=0.97; Bq#?g@V
V带开式传动 1幅 QyuSle
t1=0.95; $21+6
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 g PU|Gv5
t5=0.98; i<YatW~Pu
则 ~B' K_#
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 k`F$aQV9`
故 S>Z V8
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 &~29 %Ns
（3）电动机额定功率Ped np}F [v
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 /8VM.fr$
3）电动机的转速 K{%}k Uj>
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， ^z-e"
可选电动机的最小转速 s/ibj@h
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min <]r.wn=}M
可选电动机的最大转速 >?ZH[A
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min Dt0S"`^=k
同步转速为960r/min 7?:7}xb-
选定电动机型号为Y132M1－6。 /d ?)
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 AkrUb$ }
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 {0+gPTp
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 c^S^"M|
+R@5e+auQ.
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm {w$1_GU
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 12M&qqV
:vz _f$=
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 8zP{Cmm
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 >wS52ng
1）传动装置总传动比 2-Y%W(bEzs
nm=960r/min; j(HC^\Hi
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 T]l_B2.
2）分配各级传动比 s PYG?P(l
取V带传动比为 (Hb
i+IHV
i1=3; j(F&*aH78
则单级圆柱齿轮减速器比为 aL$m
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 ?vuM'UH-
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 ,R5NKWo
4．计算传动装置的运动和动力参数 *
xdS <
1）各轴转速 ]X?~Cz/wl
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 8;mn7 XX
n0=nm; V'sp6:3*\
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min jbcJ\2
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min POwJhT
uh*b[`e
2）各轴输入功率 8 !]$ljg
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 cVv+,l4 V0
P0=Ped=4kw b&f;p}C24
轴I 的功率 !Sx } ~XB<
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw H)(@A W+-
轴II功率 *Nloa/a&9
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw Pf5RlpL:p
3）各轴转矩 |q" WJQ
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm B- =*"H?q
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm +h_'hz&HlS
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm #m{ K
二、设计带轮 /~)v ma1<
1、计算功率 r e.chQ6
P=Ped=4Kw D ksSD
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 9`yG[OA
查课本表8－10，得KA=1.1; *xR;}%s\
计算功率 h<U<K O
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw m:CiXM
2选择普通V带型号 7K>FC T
n0 =960r/min Y0fX\6=h
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 AD^9?Z
d1=80~100 Z(Fsk4,
3、确定带轮基准直径 /_ }xTP"9
表8－11及推荐标准值 , TPNsz|Q
小轮直径 Bh$ hgf.C
d1=100mm; %
\p:S)R
大轮直径 Fn.wd`'0
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm cf)2GoV>e
取标准件 6C@,&2<yK
d2=355mm; P - 0
4、验算带速 DP **pf%j
验算带速 ;S5*n:d
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s n=!]!'h\:
在5~25m/s范围内 fYU/Jn#
从动轮转速 4^vEMq 8lB
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s $BKGPGmh
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s T8+A`z=tSb
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 + U_> Bo
=-0.0141 5m{!Rrb
5、V带基准长度和中心距 aTF~rAne<
初定中心距 c+chwU0W
中心距的范围 g BfYm
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm VcK u fV'
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm m-9{@kgAM?
a0=350mm; 8wz% e(
初算带长 -02c I}e
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 yk OJhd3
Lc = 1461.2mm aZEi|\VU
选定基准长度 m?bd6'&FR
表8-7,表8-8查得 7WK^eW"y8
Ld=1600mm; \o3)\
e]o
定中心距 3`[f<XaL
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm ZlD\)6 dZ
a=420mm; ={,\6a|]:
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 8?#4<4Ql8
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm aHx(~&hRcL
6、验算小带轮包角 COPH)Bd q.
验算包角 ,5^XjU3c=
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a A8 V7\
145.2107 >120度 故合格 Z]f_? @0
7、求V带根数Z G;:n*_QXE
由式（13-15）得 d#E]>:w9
查得 n1=960r/min , d1=120mm WBT/;),}:
查表13-3 P0=0.95 ZYDLl8
由式13-9得传动比 nI4Kuz`dF
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 @b[{.m U
查表（13-4）得 )N h67P3X"
:ad
由包角145.21度 (3 xCW
查表13-5得Ka=0.92 ` b a}6D
KL=0.99 88(h`RGMh
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 c ;_ T
8、作用在带上的压力F s&:LY"[`
查表13-1得q=0.10 tSX<^VER7
故由13-17得单根V带初拉力 Pqiw[ +a$
pleLdGq
三、轴 OI0#@_L&
初做轴直径： vf6_oX<Os
轴I和轴II选用45#钢 c=110 eX7dyM
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm U6^ x(2De
取d1=28mm wGdnv}#
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm A;~lG3j4
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 y)iT-$bQ
取YL10YLd10联轴器 qgREkb0
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 I B9[L x
取d2=45mm tGHZU^B:}
四、齿轮 zUX%$N+w}>
1、齿轮强度 (B|4wR\
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 JGQlx-qv
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。 xCU^4DO3p
因 ， ZC}'! $r7
SH1=1.1， SH2=1.1 Y_m/? [:
， wh4ik`S 1
， 48;6C g
因： ， ，SF=1.3 }
IJ
所以 NA%M)u{|
xs+pC K |
2ghTAsUx9
2、按齿面接触强度设计 h^_Sd"l3
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 g}>Sc=e <
小齿轮上的转矩 2f ZVBj
按 计算中心距 lS"g[O+
u=i=5.333 1>hY!nG h
mm
4C@ .X[r
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 V1 y"
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 5(BB` )
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm _}MO.&Y
齿宽b= k?r -%oJ 7
b1=70mm,b2=60mm hP1}Do
3、验算弯曲强度 'Cw&9cL9w
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 {O FbU
按式（11-8）轮齿弯曲强度 R^8L^8EL
-L%J,f[&,
9 0PF) U
4、齿轮圆周速度 )P&>Tc?;z
\XDc{c]
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 "^sh:{
SN
w3xO!;&
U*Q1(C
,w>WuRN"
+; /]'
8 MUY
]O%wZIp\P
n-X; JYQW
五、轴校核： Md!L@gX6<
5:3%RTLG
-+1_ 1 !
5/U|oZM"
/u
hA\m(
p)_v.D3i
>`\f,yq l6
,- !h
zj~(CNE
"J51 \8G@@
}M3f ?Jv
5Q_ T=TL
q. zBm@:
DeqTr:
}^T7S2_Qy
w8MQA!=l
2|="!c8K
8:W," "
圆周力Ft=2T/d1 *g0} pD;r
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 2t9JiH
d=mz=2.5*101=252.5mm c
eH8
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N E0F8FR'
Fr=5852.5*tan20=2031.9N <i~O0f]
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 )C?bb$
G
由Fr2*L-Fr*L/2=0 PwF
1Pr`r
得Fr2=Fr/2=1015.9N ~3] ZN'b\
XwI~ 0
2、求水平平面的支承力 \BIa:}9O
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N q> ;u'3}
n-HQk7=mQ
E
cS+/
3、画垂直面弯矩图 /g|H?F0
L=40/2+40/2+90＋10=140mm #Az#dt]H
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm BQ X 6Q<
Yd} Jz
977%9z<h
4、画水平面弯矩图 , `4chD
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm oJ
r&9.S
to}g4
r>!$e qX_
7'c ;$~
5、求合成弯矩图 j41) X'MgJ
tyEa5sy4
$0uh8 RB
ld RV
JVZc
6、求轴传递转矩 ~&zrDj~FI
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm B =EI&+F+
L 5+X&
Iq76JJuCb
' 7lHWqN<
P}Yt T3. K
O)0}y F$0
}OQaQf9V{
Qs38VlR_m
h8nJt>h
A* 1-2
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we4k VAn
gD13(G98
>GbCRN~
|4$.mb.
4tQ~Z6Jn;
IE)$ .%q;)
-<g&U*/E
fU6O: -
E{Kc$,y
#8 Bs15aV
7、求危险截面的当量弯矩 "aU)
[
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 5Kadh2nz
轴的扭切应力是脉动循环应力 ,A$#gLyk<
取折合系数a=0.6代入上式可得 #9( 0 .!v
|S0w>VH>
8、计算危险截面处轴的直径 eD (;W n
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 6Kvo Ho
由表13-3查得许用弯曲应力 ， Nld y76|g
所以 &["s/!O1 R
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 ~pZ<VH;h
故d=1.04*25.4=26.42mm S'%|40U
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 |41NRGgY
所以此轴选d=40mm,安全 C`J> Gm
六、轴承的选择 kFRl+,bi~
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 ifXGH>C
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N pmWt7 }
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） O(R1 D/A[
因为大修期三年，可更换一次轴承 ; ,vGw <|o
所以取三年 Q !91 uNL
由公式 c\Z .V*o
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) wV6 04eO(
（深沟球轴承系列） X7 bS{GT
& t.G4
由附表选6207型轴承 bwC~
七、键的选择 483/ZgzT`
选普通平键A型 3)6TnY/u6{
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 =O1py_m
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm y6hb-:
#1
由公式 (u{?aG~
所以 } SNZl`>
选变通平键，铸铁键 !y$:}W?_
nF )b4`Nd
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 | zkZF|-
八、减速器附件的选择 up@I,9C/
1、通气器： Irc(5rD7
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 l%_r 3W
2、油面指示器： tl=H9w&@
选用油标尺，规格M16 >p`ZcFNs"
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 HM]mOmL90N
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 G%HuB5:u
5、窥视孔及视孔盖 x+;a2yE~
选用板结构的视孔盖 .eHOG]H
九、润滑与密封： z @8W
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： m-HL7&iG$
S ;8gX1Uf
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。 O
a%ZlEUF
2、滚动轴承的润滑 jU9\BYUg
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。 F1q6
3
3、润滑油的选择 \-W|)H
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 tR Cz[M&
L-AN15润滑油 Yo*.? Mq'
4、密封方式选取： Xl %ax!/
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。 X{u\|e{
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 '@{Mq%`
设计小结： pQNTN.L9NZ
二、课程设计总结 h@{mcz
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。 R_zQiSwG<
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。 I^l\<1"]
P?o|N<46
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。 :Ldx^UO
/wX5>^
特别感谢—程莉老师。 IZs NMY
{ g]Mx|5Q
参考资料目录 Fl}{"eCF8
[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 ([1l&]i
[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； 0}3Xry,{
[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； 'Z8=y[l
[3]《设计手册软件》，网络上下载； %F}i2!\<L
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn UGP,/[XI
J|aU}Z8m
l3:2f-H
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n0=960r/min CwD =nT5`
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n2=60.0241r/min PQUJUs
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P2=3.6491Kw cG&@PO]+.
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T0=39.7917Nm 2Bi?^kQ#
T1=113.4063Nm 2O- 4x
T2=589.5878Nm _5S||TuN S
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