目 录 $HVus=D"
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 &+ V6mH9m@
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 X(s HFVU+
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 3ZdheenK9
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 l AjP'(
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 Qtj.@CGB
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 {Up@\ M
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 l 2&cwjc
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 I5EKS0MQ!
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 j8Nl'"
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 -|E|-'
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 /ZC/yGdIS_
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 +ob<?
T
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 &'%b1CbE
p4l ^b[p
OZ{YQ}t{^1
1.拟定传动方案 Jj BG9Rp{
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 u!kC+0Y
v=1.1m/s;D=350mm; B~S"1EE[
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) +?"N5%a%F
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 hf5yTs
2.选择电动机 \HR <^xY
1）电动机类型和结构形式 Xvy3 D@o
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 c6 O1Z\M@\
2）电动机容量 IE/F =Wr
（1）卷筒轴的输出功率Pw Wh PwD6l>
F=2800r/min; 7G,{B BB
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 {NmpTb
(2)电动机输出功率Pd uu08q<B5b)
Pd=Pw/t Fh2$,$
2
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 k^A17Nf`2
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： zj~(CNE
弹性联轴器 1个 pPI'0x
t4=0.99; -1\*}m%1e
滚动轴承 2对 oWCy%76@
t2=0.99; "9mVBa|Q
圆柱齿轮闭式 1对 ;%-f>'KhI7
t3=0.97; I~:v X^%9
V带开式传动 1幅 &)(>e}es
t1=0.95; cJb.@8^J
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 <P)U Ggd
t5=0.98; Vz=ByyC
则 _8*}S=
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 S Vr3OyzI
故 F.9SyB$
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 < 5 F t3sd
（3）电动机额定功率Ped .MoOjx?
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 h8R3N?S3#
3）电动机的转速 4 h} 03 oG
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， bCv=Uo,+6
可选电动机的最小转速 . X (^E
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min x#wkODLqi
可选电动机的最大转速 }b$?t7Q)
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min q_0So}
同步转速为960r/min !Q-h#']~L
选定电动机型号为Y132M1－6。 JCL+uEX4S
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 u\L=nCtLby
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 zDEX `~c
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 KyQO>g{R
;3 N0)
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 4r'QP .h
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 f9+J}
->BGeP_=|
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 U[4Xo&`
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 bfjC: "!H
1）传动装置总传动比 v|\<N!g
nm=960r/min; A&HN7C%X
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 [w0@7p"7
2）分配各级传动比 O=,[u?
取V带传动比为 nFRU-D$7
i1=3; YY! Lv:.7>
则单级圆柱齿轮减速器比为 nRP|Qt7>
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 S5Hb9m&&
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 pQQN8Y~^Y
4．计算传动装置的运动和动力参数 O9+Dd%_KS#
1）各轴转速 bc+~g>o
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 dC&OjBQ
n0=nm; .G ^-. p
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ^Y;}GeA,
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min !ucHLo3:
uX.^zg]}%
2）各轴输入功率 3q$[r_
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 ]lX`[HX7
P0=Ped=4kw >9WJa 5{
轴I 的功率 >i6sJ)2?>
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw GnX+.uQL|
轴II功率 w^ AY= Fc
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw #8 Bs15aV
3）各轴转矩 "aU)
[
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 5Kadh2nz
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm A"S F^p
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm G_vcuCHm
二、设计带轮 e_<'zH_1
1、计算功率 PRdyc+bf
P=Ped=4Kw >,Z[IAU.x5
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 j_(DH2D
查课本表8－10，得KA=1.1; D(E3{\*R
计算功率 e9LP!"@EY
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw $dxk;V
2选择普通V带型号 ^"\3dfzK M
n0 =960r/min v>XAzA
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 H%nA"-
d1=80~100 As}e I!
3、确定带轮基准直径 Rudj"OGO
表8－11及推荐标准值 65HP9`5Tm
小轮直径 {h}0 "5
d1=100mm; P&>!B,f
大轮直径 <:n !qQS6
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm s~z~9#G(6
取标准件 gNWTzz<[f>
d2=355mm; rexNsKRK_
4、验算带速 ]ZMFK>"^%
验算带速 l.@v@T(/
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s [$Dzf<0
在5~25m/s范围内 {4 y#+[
从动轮转速 @TQzF-%#7
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s tk5zq-/ d
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s xg^Z. q)d
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 C E|iu!-4
=-0.0141 f@j )t%mh
5、V带基准长度和中心距 zao=}j?
初定中心距 8PB 8 h
中心距的范围 m8T< x>
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm t=;P1d?E;
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm U.GRN)fL4
a0=350mm; ;4'pucq5/
初算带长 R<)^--n
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 +%~/~1
Lc = 1461.2mm tKX +eA]
选定基准长度 J#*%r)
表8-7,表8-8查得 ${F4x " x
Ld=1600mm; 3J_B uMV
定中心距 2. 2G79 U,
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm [0?W> A*h
a=420mm; o bz|*1M?
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm W^k|* Y|
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm @}<b42
6、验算小带轮包角 )ppIO"\
验算包角 $<s;YhM:u)
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ]zATdfa
145.2107 >120度 故合格 {8pN]=SaJ~
7、求V带根数Z lDX\" Fq
由式（13-15）得 1!=^mu8
查得 n1=960r/min , d1=120mm q2e=(]rKE{
查表13-3 P0=0.95 P?o|N<46
由式13-9得传动比 *Dc B?8%
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 di4> Ir~]
查表（13-4）得 v;o/M6GL5
f.G"[p
由包角145.21度 =#>F' A
查表13-5得Ka=0.92 )>] @@Trx
KL=0.99 O>3f*Cc
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 ,<t)aZL,A;
8、作用在带上的压力F [v Tk*#Cl4
查表13-1得q=0.10 I/hq8v~S
故由13-17得单根V带初拉力 ms{iQ:'9
*hIjVKTu79
三、轴 skP'- ^F~
初做轴直径： b[rVr
J
轴I和轴II选用45#钢 c=110 sKwUY{u\M
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm $1uT`>%
取d1=28mm ZZ324UuATX
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm sW&5Mu-
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 =k ]2 Ad
取YL10YLd10联轴器 REGk2t.L
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 @h,3"2W{Ev
取d2=45mm OsV'&@+G>
四、齿轮 `{1~]?-&
1、齿轮强度 JFu9_=%+
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 A&S n^mw
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。 `kYcTFk
因 ， #SX-Y)> 1@
SH1=1.1， SH2=1.1 :pdl2#5H^
， U[{vA6
， m0p%R>:5
因： ， ，SF=1.3 e0UL r!p
所以 ~0Z.,p_
ugzrG0=lx
2 GxkOch
2、按齿面接触强度设计 lS G]{
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 %+iAL<S
小齿轮上的转矩 2&zklXuo:
按 计算中心距 1<;VD0XX
u=i=5.333 D@)L?AB1f
mm * /^}
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ^R b*mI
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 Om(Ir&0
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm qH(H csgD
齿宽b= z#B(1uI
b1=70mm,b2=60mm %J8uVD. 2
3、验算弯曲强度 tu' s]3RE
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 E1s~ +
按式（11-8）轮齿弯曲强度 UaB2vuL*=
5><T#0W?
9y*2AaxW
4、齿轮圆周速度 *)L~1;7j>
mLfY^&2Pr
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 $ ZkT G
'fYF1gR4
l:~/%=
PlR$s
\ #N))gAQ
.=zBUvy
t rZU_eouI
tYp 185
五、轴校核： On0,#i=
+DaKP)H \:
+~"(Wooi
Q<Qd*v &-
+ryB*nT
FXul
u6"SX
*i {e$Zv'
Xp9 ]
9H.
C]&/k_k
t +|t/1s2
&g~NkJc0c
KQ^ |prN?y
ECk3Da
\U<d)j/
bg5i+a ,?
tn;{r
&Im-@rV!
%2\6.c =c
圆周力Ft=2T/d1 \Vpv78QF;
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ,H_d# Koa.
d=mz=2.5*101=252.5mm $>T (31)c
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N B`YD>oCN
Fr=5852.5*tan20=2031.9N ~~ @dbB
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 fw5+eTQ^
由Fr2*L-Fr*L/2=0 ~x^Ra8A
得Fr2=Fr/2=1015.9N h.wffk,
h]vEXWpG ]
2、求水平平面的支承力 -EP(/CS!
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N !>f:wk2
5"ooam3
RKZBI?@4
3、画垂直面弯矩图 1je /l9L
L=40/2+40/2+90＋10=140mm 6z] y
=J
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm $)$ _}^.k
4 !m'9
0oZZLi
4、画水平面弯矩图 T[<554
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm u@tH6k*cBz
q/Zs]Gz
N) PkE>%X
`KZu/r-M9
5、求合成弯矩图 N,UUM|?9_
eaDR-g"
P 5.@LN
_SkiO }c8
6、求轴传递转矩 ;N Q}c"9
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm L9oLdWa(C
-q8l"i>h=
BLAF{vVaf
^j@+!A_.Q
abv *X 1
Z>l|R C
LG:d
j#u{ (W 'r
N3zZ>#{
gW<4E=fl
!p76I=H%
Q}cti /
zeq")A
"G ,,:H9v
T]/5aA4
+
)z5ai0m
=M}tet
}
/r2S1"(q
irvd>^&jDC
=>kg]
%YbL%i|U
7、求危险截面的当量弯矩 |K ZX_4
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为
?!<Q8=
轴的扭切应力是脉动循环应力 |ICn/r~
取折合系数a=0.6代入上式可得 mkfDDl2 GP
}/#*opcv
8、计算危险截面处轴的直径 )\PX1 198
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 We\i0zUU
由表13-3查得许用弯曲应力 ， cLRz m9
所以 3ZI:EZ5
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 .5AFAGv_c
故d=1.04*25.4=26.42mm UG_ PrZd
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 KFRf5^ %
所以此轴选d=40mm,安全 *]}F=dtR k
六、轴承的选择 X
@pm !c#
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 54B`T/>R:E
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 4q:8<*W=
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 9H PmJ`b
因为大修期三年，可更换一次轴承 gs7_Q
所以取三年 j8
`7)^
由公式 C rSBN~
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) Kv9FqrDj
（深沟球轴承系列） & }0QnO_mj
mq:WBSsV
由附表选6207型轴承 %O f w"W
七、键的选择 OCJt5#e~A
选普通平键A型 c5uC?b].
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 wjZ Q.T!
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm ylb)SXBf
由公式 RZKx!X4=q
所以 u!HX`~q+A
选变通平键，铸铁键 >8x)\'w
p|NY.N
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 .o5K X*
八、减速器附件的选择 xWqV~NnE
1、通气器： isdN W l
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ^^*L;b>I
2、油面指示器： Q'!'+;&%
选用油标尺，规格M16 s;E(51V<>
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 xf8[&?
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 .C5<uW5-R
5、窥视孔及视孔盖 n%G[Y^^,
选用板结构的视孔盖 'h 7 x@ [|
九、润滑与密封： :-lq Yd5^
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 9;uH}j8sE
yPe9KN_
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。 2{Dnfl'k
2、滚动轴承的润滑 BOR$R}q
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。 :-<30LS $
3、润滑油的选择 ->o[ S0
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 ^$C&{%
L-AN15润滑油 5''k|B>
4、密封方式选取： q*,HN(& l?
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 ]Hq,Pr_+
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 :?LNP3}
设计小结： 98| v.d
二、课程设计总结 l:bbc!3
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 .Y^3G7On
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 {T,}]oX
ZXkrFA |
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 PFx.uqp
B2*>7 kc_s
特别感谢—程莉老师。 64 'QTF{D
f2pA+j5[
参考资料目录 *JZ9'|v_H
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； w |6?A-
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； L[<Y6u>m!1
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； S 1^ t;{"
[3]《设计手册软件》，网络上下载； @8w5Oudvx
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn "#gS ?aS
:is2 &-|x
iR PE0
;$ 1x_
Cb
N !ay#V
Nw=60.0241r/min :xq{\ "r
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