目 录 y/yg-\/XF
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 L4H5# ?'
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 Y#aHGZ $i
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 !:w& eFC6
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ;+iw?"
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 Y)OTvKrOA
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 a]8}zSUK
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 Ncle8=8
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 LFV',1+
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 ?^W`7H F%0
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 fN {JLp
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 >KMTxHE`+
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 a gM I$
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 %)@3V8 OI
0xe *\CAo
>ISN2Kn
1.拟定传动方案 iH[ .u{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 SYmiDR
v=1.1m/s;D=350mm; !BikqTM
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) <zE~N~;
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。 TBp$S=_**
2.选择电动机 $7JWA9#N!
1）电动机类型和结构形式 >zY~")|R(
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 C PS1b
2）电动机容量 &[iunJv:eq
（1）卷筒轴的输出功率Pw NamO5(1C
F=2800r/min; (& t8.7O
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 biw2 f~V
(2)电动机输出功率Pd v$i[d ZSN[
Pd=Pw/t 5fVm392+
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 /QK H30E
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： p{k^ )5CR/
弹性联轴器 1个 yM-3nwk
t4=0.99; _/
U er }
滚动轴承 2对 U6Ws#e
t2=0.99; gm}[`GMU
圆柱齿轮闭式 1对 /~B \1
t3=0.97; M<"H1> q@
V带开式传动 1幅 !>R u= $9
t1=0.95; |<Gq^3 2
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 bTN0 n
t5=0.98; *dE5y S`H
则 1l*O;J9By
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 a]mPc^h
故 BavGirCp
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 BPkqC >w
（3）电动机额定功率Ped zP$Ef7bB
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 (<:mCPk(~
3）电动机的转速 &!pG1Fp9
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， ~\~K ,v
可选电动机的最小转速 T nG=X:+=
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min jWL; ElM'
可选电动机的最大转速 uEPdL':}2
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min DeTD.)pS
同步转速为960r/min \C(dWs
选定电动机型号为Y132M1－6。 'HdOW[3o
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 ek3,ss3
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 A(<"oAe|
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 UA i] hUq
ka$oUB)iQ
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm $NG |z0
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ahJu+y
A>dA&'~R
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 g9F4nExo
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ,\cO>y@
1）传动装置总传动比 )Ap0" ?q
nm=960r/min; V;}6C&aP.
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 bBC!fh!L"
2）分配各级传动比 JIobs*e0m
取V带传动比为 DoYzTSWx
i1=3; XK 09x1r
则单级圆柱齿轮减速器比为 y$n`+%_
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 U;Ne"Jh
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。 ^s=p'&6
4．计算传动装置的运动和动力参数 R6KS&Ge_
1）各轴转速 zu8l2(N
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 ~
[4oA$[a|
n0=nm; \H srUZ~
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min s[HQq;S
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 8a SH0dX
VP<_~OLc
2）各轴输入功率 7P2?SW^
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 :)9 ^T<
P0=Ped=4kw xep!.k x
轴I 的功率 `?PpzDV7Y
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 1*>lYd8 _
轴II功率 Pd[&&!+gV
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw *7 yu&a8
3）各轴转矩 E T A 1 \
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm a &89K
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm BVt)~HZ
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm l$s8O0-'T
二、设计带轮 %?7j
Q
1、计算功率 < x==T4n/
P=Ped=4Kw )G">7cg;t
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 iq!u}# x_
查课本表8－10，得KA=1.1; dGr m1w
计算功率 Fojs I<
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw mP?~#RZ
2选择普通V带型号 F9SkEf]99
n0 =960r/min dgIEc]#pH
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 h 'F\9t
d1=80~100 @]EJbiGv
3、确定带轮基准直径 3]iBX`Ni
表8－11及推荐标准值 y_=}, a
小轮直径 @%5$x]^
d1=100mm; :&/b}b!)AX
大轮直径 %z_PEqRj
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm h xCt[G@
取标准件 o y'GAc/
d2=355mm; Y_}DF.>I P
4、验算带速 Z\ `i~
验算带速 h!"| Q"18
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s ;3D[[* n9
在5~25m/s范围内 r3hUa4^9 7
从动轮转速 j/FFxlFNL
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s : Nf-}"
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ^,$>z*WQ.
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 yE \dv)(<
=-0.0141 @\=% M^b x
5、V带基准长度和中心距 z}" Xt=G?
初定中心距 2[Ja|W\If
中心距的范围 "s6O|=^*
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm % e@Jc 3
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm sK kk+-J4
a0=350mm; ?G#T6$E8
初算带长 m ),3J4(q
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 E_aDkNT
Lc = 1461.2mm A7;|~??
选定基准长度 %Tn0r |K
表8-7,表8-8查得 ~;f,Ad`Q
Ld=1600mm; ! ] W}I
定中心距 Ier0F7]I
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 7%-+7O 3ud
a=420mm; <Q4yN!6
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm q x1}e
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm @"6dq;"
6、验算小带轮包角 BtSl% (w
验算包角 4mG?$kCN
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a \s.c.c*eh;
145.2107 >120度 故合格 BtyB Z8P;e
7、求V带根数Z SLa\F
由式（13-15）得 9K>$
查得 n1=960r/min , d1=120mm 5df~] -=0Y
查表13-3 P0=0.95 O;N QJ$^bI
由式13-9得传动比 7yU<!p?(
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 vsjl 8L
查表（13-4）得 6NO_S
$_6DvJ0
由包角145.21度 .H, wdzg)
查表13-5得Ka=0.92 QsaaA
MGY
KL=0.99 Hd1e9Q,:|
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Kw%n;GFl'
8、作用在带上的压力F ]#C;)Vy
查表13-1得q=0.10 FM c9oyU~
故由13-17得单根V带初拉力 `d H[&=S
8?lp:kM
三、轴 g| W|>`>
初做轴直径： '$]u?m
轴I和轴II选用45#钢 c=110 L{hP&8$k
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm "g)@jqq:>
取d1=28mm xwwy9:ze*l
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm +v 9@du
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 yW&|ZJ F?
取YL10YLd10联轴器 <bPn<QI
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 >f [Lb|t
取d2=45mm ddDl~&}o
四、齿轮 \\F@_nB,b
1、齿轮强度 !+?, y/*5(
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 O\64)V
0
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 ,8KD-" l^g
因 ， -Mb`I >=
SH1=1.1， SH2=1.1 Mh04O@"
， DK/xHIv8-
， A9_)}
因： ， ，SF=1.3 F[Dhj,C"
所以 t7rz]EN
[@U2a$k+d
:nuMakZZ
2、按齿面接触强度设计 By| y:
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 OY'490
小齿轮上的转矩 IK%fX/tDyc
按 计算中心距 :%M[| Fj
u=i=5.333 J?\z{ ;qa
mm D8otU DB {
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 1C [j:Ly/
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 A$K>:Tt>
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm S7cxEOfAu
齿宽b= Ou~|Q&f'
b1=70mm,b2=60mm 7-nz'-'
3、验算弯曲强度 l65-8
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 5*=a*nD11
按式（11-8）轮齿弯曲强度 $a|DR
Sm;EWz-?
D2$"!7O1H
4、齿轮圆周速度 ?QGAiu0
^<0u~u)%T
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 &J~vXk:
!
S ^? &a5{o
_y Q*
<Z^t^ O
v3w5+F
Y [ =Gv6Fr
p&w XRI
\29a@ 6
五、轴校核： ,nqG*
o
a}3sG_( Y
"Jw6.q +
]| oh1q
JO:40V?op
Xp <RG p7E
9/OB!<*V|
U[\aj;g)
[gZd$9a
?MevPy`H
GWZ0!V
\S(:O8_"68
k,>sBk 8
,bRvj 8"M
K'[H`x^
(`}O!;/E}
)--v> *,V
%C*oy$.
圆周力Ft=2T/d1 o/E A%q1
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ^7C?yC
d=mz=2.5*101=252.5mm cT
abZc
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N xX l^\?HC
Fr=5852.5*tan20=2031.9N Ug=8:a(U.
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 <>,V> k|
由Fr2*L-Fr*L/2=0 4C2J yP3
得Fr2=Fr/2=1015.9N <lh+mrXm
O/M\Q
2、求水平平面的支承力 2F(zHa
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N Q7O8']~n
_K{hq <g
"=I
ioY
3、画垂直面弯矩图 O@ jW&-;
L=40/2+40/2+90＋10=140mm {.tUn`j6V
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm pX
]K-
s$e0;C!D
U@v =q9'W
4、画水平面弯矩图 ` INc Zr"
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 1P&XG@
{.2A+JT,
t E/s|v#O
(l : ;p&[
5、求合成弯矩图 !h&A^sAc
0IoS|P}6a
?#^(QR|/
*G ot
6、求轴传递转矩 e"^* ~'mJ
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm &Mbpv) V8
-p =b5L
Hs<vCL \
R iid,n
I 3o6ym-i
S2/c2
TfK$tTkM
{'8a' 9\
a?%X9 +1A
A<.`HCv2
jvn:W{'Q
aloP@U/\Sn
Pb=J4Lvz(d
`WHP #z
Kxb_9y0`r
j E_a ++
u(\O
qCOe,$\1/
hp6S *d
_O ~DJ"
jLc4D'
7、求危险截面的当量弯矩 gT Z1LJ
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 w$UWfL(
轴的扭切应力是脉动循环应力 <T JUKznO
取折合系数a=0.6代入上式可得 bY7d
F n4i[|W42
8、计算危险截面处轴的直径 H
`Fe |6I&
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 75}BI&t3k
由表13-3查得许用弯曲应力 ， [_ESR/&N
所以 4)ez0[i$X
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 %{s<h6{R
故d=1.04*25.4=26.42mm k_.%(ZE
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 n\&[^Q#b|
所以此轴选d=40mm,安全 .0;Z:x_3
六、轴承的选择 '"Q;54S**
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 &^^zm9{
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N Js[dT|>.
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） d(zBd=;
因为大修期三年，可更换一次轴承 K1 a$
m2
所以取三年 HkFo y y
由公式 PvX>+y5
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) WjtmV2b<7
（深沟球轴承系列） S1NM9xHJ
85YE6^y
由附表选6207型轴承 $5T3JOFz
七、键的选择 Qp~O!9ph
选普通平键A型 'ek7e.x|V
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 hl?G _%a
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 5O<7<O B
由公式 XfmPq'#Z
所以 w N9I )hB
选变通平键，铸铁键 }2;~':Mklz
`= 8g%O|T
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 &m_4#
八、减速器附件的选择 i/`N~r
1、通气器： <rV3(qb#]J
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 {Sm^F
2、油面指示器： 0 q(}n v
选用油标尺，规格M16 I|]~f[xI
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 , cD(s(6+
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 E$d Pu
5、窥视孔及视孔盖 l -us j%\
选用板结构的视孔盖 =B_vQJF2
九、润滑与密封： `)$'1, ]u
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： p = _K P9
2bwf(
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。 zts%oIgV
2、滚动轴承的润滑 <z+5+h|^
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。 Ad DlS~\?
3、润滑油的选择 f"j~{b7
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 86$9)UI
L-AN15润滑油 tb#. Y
4、密封方式选取： jFfuT9oId
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 xG i,\K\:
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 fOs} 5J
设计小结： Y S )Q#fP
二、课程设计总结 hOjy$Z
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。 -@ f5d
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。 d[ (KgX9
9`eu&n@Z
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。 v1wMXOR
57*`y'C W
特别感谢—程莉老师。 ^R riu $\
;(AVZ xCM
参考资料目录 := !?W^J
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； U 1!6%x
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； nS'hd eoW
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； g Oa L4tu
[3]《设计手册软件》，网络上下载； < ]#'6'
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn r kOL Ti[$
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Nw=60.0241r/min cC@B\Q
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