目 录 5 ?{a=r9
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 xh,};TS(K
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2
\}Z5}~S
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 /{6PwlP5
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ihdN{Mx<2
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 <`}Oi 5nW
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 '(r/@%=U
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 wknX\,`Q
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 unKi)v1
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 vWc =^tT
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 8HDYA$L
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 _SY4Q s`d
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 R5(<:]
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 VyK[*k yN
fYBmW')
{1Z8cV
1.拟定传动方案 U iO%y
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 PRg^E 4
v=1.1m/s;D=350mm; Bvb.N$G
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) @m[q0G}
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。 BIqZg$
2.选择电动机 Y[#EFM
1）电动机类型和结构形式 ;EDc1:
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。 YMb\v4
2）电动机容量 z|E/pm$^
（1）卷筒轴的输出功率Pw L|A}A[ P
F=2800r/min; `f?v_Ui-$
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ;/ l$&:
(2)电动机输出功率Pd e) "] H*
Pd=Pw/t ]?tC+UKb
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 fyaiRn 9/
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： 9$U@h7|Q`
弹性联轴器 1个 '#pY/,hVB
t4=0.99; o_R<7o/d|
滚动轴承 2对 IYAvO% ~
t2=0.99; 1$mxMXNsJ
圆柱齿轮闭式 1对 B8_)I.
t3=0.97; #SyF-QZ[1
V带开式传动 1幅 .LMOmc=(
t1=0.95; F<H[-k*t/
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 qmQ}
t5=0.98; -hL 0}Wy$N
则 A8tzIh8
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 X )6}<A
故 =)QtE|p,77
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 :buH\LB*P
（3）电动机额定功率Ped mXAGa8##j
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 nz_=]PH O&
3）电动机的转速 PY.4J4nn|
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， ]$Ud`<Xnx
可选电动机的最小转速 Q5%$P\
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min v_=xN^R
可选电动机的最大转速 ~hiJOaCzM
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min SUGB)vEa
同步转速为960r/min ;6+e !h'1
选定电动机型号为Y132M1－6。 Em6P6D>S>,
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 pAK7V;sJ
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 (h&XtFul}
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ,yPs4',d
XL =Y~7b
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 3QM; K^$
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ly_@dsU'
*49({TD6`
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 0'm$hU}
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 d OG]Yjc
1）传动装置总传动比 F"I{_yleq'
nm=960r/min; V%|CCrR
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 _T\/kJ)Q\
2）分配各级传动比 *aem5 E`c
取V带传动比为 v$n J$M&k
i1=3; A8|DB@ Bi
则单级圆柱齿轮减速器比为 v H[G#A~ 4
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 =@ SJy W
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。 dio<?6ZD9P
4．计算传动装置的运动和动力参数 lRO7 Ae
1）各轴转速 :6h$1
+6
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 x JcM1>cT>
n0=nm; ` @PHV
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 1& 7~.S;km
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min O4c[,Uq8~
H8lh.K
2）各轴输入功率 H0dHW;U<1
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 |M;tAG$,"y
P0=Ped=4kw o x|K 2A
轴I 的功率 S`w_q=-^ 8
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw aB $xQ |~
轴II功率 J`I^F:y*
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw UgqfO(
3）各轴转矩 Q85Y6',
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm # .j[iN
:+
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm {.r
jp`39
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm V
eD<1<
二、设计带轮 1 J{1>r
1、计算功率 {?+dVLa^;
P=Ped=4Kw 3QZ~t#,7ij
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 b'5]o
查课本表8－10，得KA=1.1; g %ZKn
计算功率 u*h+ c8|zI
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw HxE`"/~.7k
2选择普通V带型号 FS+v YqwK
n0 =960r/min Bu{1^g:
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 pBR9)T\ n
d1=80~100 U
%,K8u|WH
3、确定带轮基准直径 fR^aFT
表8－11及推荐标准值 bP+b~!3
小轮直径 #Rw9 Iy4
d1=100mm;
}Ghh%]
大轮直径 `i"7; _HoV
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm !et[Rdbu
取标准件 n[f<]4<
d2=355mm; 3;E,B7,mQ
4、验算带速 #P,C9OQ D
验算带速 yG/_k !{9
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s { K,KIj"
在5~25m/s范围内 cD 5^mxd%
从动轮转速 )a;ou>u
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 0hCrEM!8
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s S-Z s
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 #q-7#pp
=-0.0141 " Vw;y+F}
5、V带基准长度和中心距 4Y x\U
初定中心距 cs\/6gSCo
中心距的范围 iC`mj
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm naaww
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm y5!fbmf
a0=350mm; q33Z.3R
初算带长 W]aX}>0
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 m1\+~*i
Lc = 1461.2mm %J b/HWC[
选定基准长度 sfUKH;xC
表8-7,表8-8查得 dU<qFxW
Ld=1600mm; " 4Bk
定中心距 N5%Cwl6i
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 4\rw JD<
a=420mm; 6~O9|s^38w
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm h+"UK=
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm YB?5s`vr9d
6、验算小带轮包角 q"OJF'>w5
验算包角 muZ6 }&4
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a o
00(\ -eb
145.2107 >120度 故合格 xkPH_+4i8
7、求V带根数Z Ug~ ]! L
由式（13-15）得 h!4jl0 oX]
查得 n1=960r/min , d1=120mm g=q1@ )
查表13-3 P0=0.95 %.nZ@';.
由式13-9得传动比 *$6dN x
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 )^q7s&p/
查表（13-4）得 KJQW ))%e
ji] H|
由包角145.21度 8
mFy9{M
查表13-5得Ka=0.92 nS$_VJ]~
KL=0.99 l+!eC
lM%
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 =TcT` ](o
8、作用在带上的压力F ]Lz:oV^%
查表13-1得q=0.10 tUXly|k
故由13-17得单根V带初拉力 9% wVE]
lBN1OL[N
三、轴 ZPO+ #,
初做轴直径： B J,D1E
轴I和轴II选用45#钢 c=110 Uif uRmn
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm $bd ti D
取d1=28mm !STa}wl
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm ROWrkJ I>i
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 {%! >0@7
取YL10YLd10联轴器 -rXo}I,VI
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 :u4q.^&!e
取d2=45mm [)S7`K;
四、齿轮 8+=-!": ]
1、齿轮强度 =e j'5m($3
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 ^W)h=49PN
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 %'`L+y
因 ， " %[a Wb
SH1=1.1， SH2=1.1 ]\ DIJ>JZ
， 9~Ve}NB#z&
， P"k`h=>!4
因： ， ，SF=1.3 {S*:pG:+q
所以 '}pe$=
7~H.\4HB
<J kmJ/X
2、按齿面接触强度设计 Q(0eq_X|6
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 zh6 0b{
小齿轮上的转矩 [e.@Yx_}
按 计算中心距 Hi5 }s
u=i=5.333 W%,h{
mm |tua*zEsS
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 >^|( AzS
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 RX6s[u Q
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm _ giZ'&l!
齿宽b= >/eV4ma"
b1=70mm,b2=60mm )Co&(;zf
3、验算弯曲强度 vf-cx\y7
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 ;G\RGU~
按式（11-8）轮齿弯曲强度 k}tT l 2
H 7&bUt/
z($h7TZ$
4、齿轮圆周速度 zmdu\:_X9
,lUr[xzV
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 xTV3U9 v
[: xpz,
iF !r}fUU6
GDBxciv
2 ,bLEhu
s>+,u7EV
+GDT@,/
rV6SN.
五、轴校核： 1 ^q~NYTK
aNxq_pRb
}
0^wJs
WAWy 3 i
3<vw#]yL
BH+@!H3 hf
|',$5!:0O
hDAxX= FM
KB 6'sj
cq-UVk"Gl
6Q}WX[| tQ
/QT"5fxKJ
S{. G=O
.e|VW)
"1X@t'H38
v$_YZm{!<
z &@O\>Q
hErO.ad1o
圆周力Ft=2T/d1 -Uu65m~:{k
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 _Vl22'wl
d=mz=2.5*101=252.5mm $< QOMf Y>
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N %M
KZ':m
Fr=5852.5*tan20=2031.9N }_ [Bp
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 "PhP1;A9,
由Fr2*L-Fr*L/2=0 $CgR~D2G
得Fr2=Fr/2=1015.9N kEr; p{5
F\U^ -/0,
2、求水平平面的支承力 Q
q7+_,w
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N .
v
L4@_
!`$ xN~_
XI"8d.VR
3、画垂直面弯矩图 IA&NMf;{
L=40/2+40/2+90＋10=140mm q o^P S
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ^w1&A 3=6
\u@*FTS
AIK99
4、画水平面弯矩图 jXu)%<
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm $-Wn|w+h<a
hI Q 2s
2$OI(7 b=
|'?. /
5、求合成弯矩图 qS.TVNZ
08 $y1;
Sh(W s2b7
LLlt9(^d
6、求轴传递转矩 _RI!Z
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm "jFRGgd79
y53f73Cg
piv/QP-X
v0|[w2 Q2
2qQG
sCi"qtHP
B<}0r 4T}
{ t1|6R0
5OS|Vp||b
pA| Z%aL
6Uik>e7?
9]E;en NQ
#Y9'n0 AL
J/ ! Mt
&Ub0o2+y
RD1N@sHDKc
FK ~ FC: K
p# fd+
WhY8#B'?
/xseI)y.B
=:~%$5[[
7、求危险截面的当量弯矩 l{u2W$8
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 vsDR@Y}k
轴的扭切应力是脉动循环应力 Q;EQ8pL?"
取折合系数a=0.6代入上式可得 U! xOJ
kl&9M!;:n
8、计算危险截面处轴的直径 |5(<
Vk=
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 RXZ}aX[h
由表13-3查得许用弯曲应力 ， 7 g2@RKo
所以 F9Y/Z5 Ea
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 nm3 /-Q},
故d=1.04*25.4=26.42mm `EjPy>kM
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 [LcHO] _^M
所以此轴选d=40mm,安全 'i5 V6yB
六、轴承的选择 GLIe8T*ht
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 6gSo>F4=
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N _t+.I9kQ
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） -N4km5
因为大修期三年，可更换一次轴承 ,cg%t9
所以取三年 6n}5>GSF
由公式 &-s/F`
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) nWd]P\a'V
（深沟球轴承系列） N Dt +m
fQ@k$W\
由附表选6207型轴承 D-GI rw{>5
七、键的选择 a1p}y2
选普通平键A型 &q? A)R
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 |i-d#x8
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm [l9iWs'M
由公式 G"~% [k
所以 nKP[U=ac
选变通平键，铸铁键 9sR?aW^$,/
Oy, `tG0
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 @fML.AT
八、减速器附件的选择 ^9 g+\ W
1、通气器： :gvw5h%
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 y_mD9bgW
2、油面指示器： [`u3SN/P
选用油标尺，规格M16 qxR7;/@j )
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 p%_m!
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 g 'F{;Ur
5、窥视孔及视孔盖 W%)uKQha
选用板结构的视孔盖 %^r}$mfy:0
九、润滑与密封： G31??L:<
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： #t^y$9^
PN$vBFjm
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。 -wqnmK+G
2、滚动轴承的润滑 qBkI9H
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。 xK3
xiR
3、润滑油的选择 e!:/enQo
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 ]nEZ Q+F
L-AN15润滑油 ~BSE8M+r
4、密封方式选取： o,#[Se*n
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。 cjd Z.jR2
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。
H, F/u&O
设计小结： &v y/Vd
二、课程设计总结 ?2#v`Z=L;
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。 AxXFzMW
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。 c2,1d `
vw'`t6
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。 <}^W9 >u<
\; b)qB
特别感谢—程莉老师。 -]uN16\ F
D9#?l <D
参考资料目录 2!Mwui;%
[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； $SP *hkU
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； '_~X(izc
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； N <xf=a+j
[3]《设计手册软件》，网络上下载； k]vrqjn Q
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn sw(dd01a
7
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n0=960r/min Hu|;cbK
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n2=60.0241r/min ^)Xl7d|m+
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P0=4Kw bCY8C IF
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P1=3.8Kw H8+7rM
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P2=3.6491Kw 8^CdE*a
oJJ2y
s/ +@o:
T0=39.7917Nm ! Mp. jE
T1=113.4063Nm d^sS{m\
T2=589.5878Nm E7-il;`cKn
)%lPa|7s
iE$qq ~%
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输送带速度 V=1.1 m/s 4j VFzO%.
滚筒直径 D=350 mm #SIIhpjA(
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