目 录 "'t <R}t!A
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 Se0/ysVB
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 }K<;ygcWE@
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 B|:{.U@ne
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 R#Bt !RNZ
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6
`c:'il?
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ?#04x70
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 Y1 `.
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 <RGRv v
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 <( BAws(X
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 &CUkR6
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 } {K)5 k@
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 <>j, Q
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 YgM6z K~
wTIf#y 1=9
et9 c<'
1.拟定传动方案 D|e6$O 5o
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 ec=4L @V*
v=1.1m/s;D=350mm; _x UhDu %
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ?a}eRA7
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 ya:H{#%6
2.选择电动机 |I OTW=>
1）电动机类型和结构形式 h(G&X9*
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 n8:2Z>
2）电动机容量 LR9'BUfFv
（1）卷筒轴的输出功率Pw e}K;5o=I
F=2800r/min; #(
k T
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 qZ1fQN1yG
(2)电动机输出功率Pd X,y$!2QI
Pd=Pw/t mY`b|cS3p$
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 7XR[`Tn 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： )3G?5
OTS
弹性联轴器 1个 \[D"W{9l
t4=0.99; niA{L:4
滚动轴承 2对 ait/|a
t2=0.99; As)-a5!
圆柱齿轮闭式 1对 /1OhW>W3eH
t3=0.97; _FVI N;!
V带开式传动 1幅 DH 9?~|
t1=0.95; `mWg$e,
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 LXK+WB/s
t5=0.98; %*s[s0$c
则 kwyvd`J8
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 wi FckF/
故 Fe/*U4xU
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 le yX:
+
（3）电动机额定功率Ped Zd~Z`B} &
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 )? _c7
R
3）电动机的转速 XS1>ti|<
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， U| y+k`
可选电动机的最小转速 Rq\.RR](
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min @,s[l1P
可选电动机的最大转速 VvPTL8Z
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min W{0<ro`
同步转速为960r/min 3N <FG .6
选定电动机型号为Y132M1－6。 g@S"!9[;U
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 J M!o(zbt
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 #|gt(p]C
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 /gPn2e ;
<)"Mi}Q[)p
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm !rwv~9I
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 QZd
,GY5{
:.Np7[~{
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 EY&hWl*a^
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 >0u4>=#
1）传动装置总传动比 Y.=v!*p?}
nm=960r/min; 4egq Y0A
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 7]G3yt->
2）分配各级传动比 CB6<Vng}C
取V带传动比为 Au:Q4x.
i1=3; ,AWN *O S
则单级圆柱齿轮减速器比为 q(_pk&/
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 _kgw+NA&-H
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。 j@Z4(X L
4．计算传动装置的运动和动力参数 >H?8?a D
1）各轴转速 NtSa# $A
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 ^P\(IDJCo
n0=nm; gHA"O@HgDI
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 0I& !a$:
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min =K}5 fe
1Y\g {A "
2）各轴输入功率 &+d>xy\^/
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 GR Rv0M
P0=Ped=4kw HTvA ]-AuM
轴I 的功率 (
{ 5LB4
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw iLNKC'
轴II功率 &}Cm9V
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw YrL: !\p.
3）各轴转矩 ST L&ZO
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm a9`E&Q}z
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm pMKnA. |
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm u-$(TyDEl|
二、设计带轮 "VRcR
1、计算功率 F /IXqj
P=Ped=4Kw Ao 69Qn
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 &2d^=fih
查课本表8－10，得KA=1.1;
bF0 y`
计算功率 yL7D;< !S&
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 2I*
7?`
2选择普通V带型号 kG^DHEne
n0 =960r/min ,|<2wn#q
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 rzsb(
d1=80~100 K*xqQ]&
3、确定带轮基准直径 *BF5B\[r?
表8－11及推荐标准值
O
KVI l
小轮直径 ( sHqzWh
d1=100mm; ,]+P#eXgE
大轮直径 1JM EniB+9
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm x DD3Y{ K
取标准件 =i O K($
d2=355mm; "l&=a1l
4、验算带速 mt u/kd'(
验算带速 sEP-jEuwG
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s RY3ANEu+
在5~25m/s范围内 :8\!; !
从动轮转速 4wk-f7I(
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s nk|j(D
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s /`McKYIP
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 #}*w &y
=-0.0141 q<Gn@xc'
5、V带基准长度和中心距 QWz5iM
初定中心距 AlT41v~6
中心距的范围 &D0s uK#
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm y=7WnQc
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm Z^5j.d{e$
a0=350mm; v'gP,UO-%D
初算带长 z(V?pHv+
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 )NAC9:8!
Lc = 1461.2mm U'(}emh}
选定基准长度 x dDR/KS
表8-7,表8-8查得 OjO$.ecT
Ld=1600mm; a Mp*A p
定中心距 1&N|k;#QS
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm ? g9 mDe;k
a=420mm; juOOD
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm N5 ITb0Tv
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm uMOm<kn
6、验算小带轮包角 G tI]6 t
验算包角 e Bi P\
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a gNk x]bm
145.2107 >120度 故合格 Jg#L8>p1
7、求V带根数Z {6ML bL{
由式（13-15）得 Cr0
\7
查得 n1=960r/min , d1=120mm sX53(|?*
查表13-3 P0=0.95 G #n99X@-
由式13-9得传动比 s ' %KKC
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 u*_I7.}9
查表（13-4）得 A6w/X`([O
=w &%29BYq
由包角145.21度 pKK&+um g
查表13-5得Ka=0.92 VuTH"br6
KL=0.99 :H[E
W3Q
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 i[FcY2
8、作用在带上的压力F M
(dVY/ i
查表13-1得q=0.10 rN#ydw:9
故由13-17得单根V带初拉力 D Jgk"'
U|odm58s
三、轴 @(.?e<
初做轴直径： @'[w7HsJ
轴I和轴II选用45#钢 c=110 p-V#nPb
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm : 4$Ex2
取d1=28mm G-oC A1UdN
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm G[u_Uu=>
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 @%J?[PG
取YL10YLd10联轴器 9Vk61x 6
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 >VP\@xt(R[
取d2=45mm YlOYgr^
四、齿轮 g92M\5
x9
1、齿轮强度 M0o=bYI
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 (omdmT%D
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。 Rf 2/[
因 ， 'ntb.S)
SH1=1.1， SH2=1.1 Y">tfLIL_
， Zx25H"5j
， Fy-nV% P
因： ， ，SF=1.3 S|;a=K&hS
所以 xTD6?X'4
`ZN@L<I6
FVG|5'V^
2、按齿面接触强度设计 _ % &"4bm.
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 A4';((OXy
小齿轮上的转矩 m|~,#d@
按 计算中心距 3~I<f ^K4
u=i=5.333 K *vNv 4
mm 2EE/xnwX
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 avO+1<`4B
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 9 K$F.{cx
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm % n}fk j'
齿宽b= o~P8=1t
b1=70mm,b2=60mm +6<M K;
3、验算弯曲强度 4)Pt]#Ti
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 58e{WC
按式（11-8）轮齿弯曲强度 08k1 w,6W
~ezCE4^&
I]SR .Yp%
4、齿轮圆周速度 }T,E$vsx
;t?pyFT2Z
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 "6KOql3
y_ $^Po
g 1zqh,
_IlL'c5
GMNf#;x
eHnC^W}|s
eazP' (rc
6@F Z,e
五、轴校核： H~V=TEj
?,%N?
^E:;8h4 $9
"R9kF-
` jUn
&P+cTN9)
P2s0 H+<
?5GjH~
[FCNW0NV
3=K-+dhk|t
S7SPc
U)l>#gf 8
*l9Y]hinq
R1m18 G HQ
<_Lo3WGwc
j68Gz5;j
^IId
=V=2
){ (cRB$
圆周力Ft=2T/d1 #]'V#[;~
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 SwL\=nq+~
d=mz=2.5*101=252.5mm +I~?8*
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N He@= bLLa
Fr=5852.5*tan20=2031.9N }9k q?
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 df)1} /* L
由Fr2*L-Fr*L/2=0 E:tUbWVp
得Fr2=Fr/2=1015.9N j)0R*_-B[
Y\=:j7'
2、求水平平面的支承力 sd6Wmmo
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N \r 2qH0B
!K2[S
J
(l,o UBRr
3、画垂直面弯矩图 :R y 24X
L=40/2+40/2+90＋10=140mm -jy"?]ve.
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm +!Ltn
D^~g q`/)
`iI "rlc
4、画水平面弯矩图 525 >=h
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm KWUz]>Z
)-{~7@yqZ
rifxr4c[X>
#j JcgR<
5、求合成弯矩图 1sJN^BvuG
""d>f4,S
8iNAs#s
s*f.` A*)
6、求轴传递转矩 GP$ Y4*y/
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm $%JyM
(0Cszm.
}v, THj
zTB9GrU
W wha?W>
W6T&hB
DcA'{21
hhGpB$A
#pSOZX
63S1ed [
S$52KOo
5-HJ&Q
Nh9!lBm*]
g{hA,-3
8
-;ZPhN&
F |81i$R
vXyo
R"gm ]SQ/
~@b}=+n
' u};z:t
$S8bp3)
7、求危险截面的当量弯矩 ws>Iyw.u
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 /%9p9$kFot
轴的扭切应力是脉动循环应力 j jT 2k
取折合系数a=0.6代入上式可得 OCO,-(
)^S^s >3
8、计算危险截面处轴的直径 jQeE07g
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 ku9F N
由表13-3查得许用弯曲应力 ， x ETVt q
所以 LY!3u0PnlT
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 lEb R)B,
故d=1.04*25.4=26.42mm V'f5-E0
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 TgE.=`"7
所以此轴选d=40mm,安全 |DPpp/
六、轴承的选择 }:l%,D Bw
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 2j/1@Z1j=
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 27 YLg c
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） GlgOR y=>
因为大修期三年，可更换一次轴承 2N8sq( LK{
所以取三年 QRZTT qG
由公式 ='] };
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) Z=Y _;dS 9
（深沟球轴承系列） (T#(A4:6S
]7R&m)16
由附表选6207型轴承 %)hIpxOrX
七、键的选择 U>B5LU9&
选普通平键A型 UFIAgNKl
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 07LL)v ~
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm pGbFg&
由公式 ) 3 `
所以 ~SR(K{nf#.
选变通平键，铸铁键 ;]oXEq`
"J[i=~(
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。
E agmafu
八、减速器附件的选择 vrm{Ql&
1、通气器： K,C $J
I
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 Sv ~1XL W
2、油面指示器： Uygw*+
选用油标尺，规格M16 K@j^gF/0B
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 M Nf@HG
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 jY#(A23
5、窥视孔及视孔盖 +%le/ Pg@
选用板结构的视孔盖 i^s`6:rNu
九、润滑与密封： B=Zukg1G
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： UP~ WP@0F
-M>K4*%K
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。 uku}Mr"p
2、滚动轴承的润滑 ,2
g M-
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。 ?LV -W
3、润滑油的选择 G1? 0Q_RN
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 8=n9hLhqo
L-AN15润滑油 tkdBlG]!
4、密封方式选取： ! 0!U01SWa
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。 :Er^"9'A2
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 56bud3CVs
设计小结： c4ZuW_&:
二、课程设计总结 OD?y
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。 ,TKs/-_?
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。 l\T!)Ql
68koQgI[^
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。 bVa+ kYE
tT@w%Sz57N
特别感谢—程莉老师。 d}{LM!s
(B _7\}v|_
参考资料目录
#g W /qJ
[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； ,67" C2Y
[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； mQd4#LJ_
[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； KP[N uXA`
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ^CZCZ,v
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn (O)\#%,@R
=jg#fdM
-
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T0=39.7917Nm TGXa,A{
T1=113.4063Nm {GDmVWG0q
T2=589.5878Nm )n49lr6 X
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