目 录 :WS@=sZN
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 6NuD4Ga
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 gH Eu/8E
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 #n #}s
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 n;C
:0
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 6|%?te x
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 m@F`!qY~Y\
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 Y nS#H"
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 vHc%z$-d
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 fLD, 5SN
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 oUr66a/[U
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 4JXeV&5Qk'
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 )Y0!~#
`
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 x7w4[QYw
rjAn@!| :+
9C9oUtS
1.拟定传动方案 {n.PF8A5X
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 w w3-^v
v=1.1m/s;D=350mm; KV aiugQ
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) =.U[$~3q%
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。 EIAc@$4
2.选择电动机 ^4hO
1）电动机类型和结构形式 t!X. |`h
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 Rz/gtEP
2）电动机容量 %y[h5 *y*
（1）卷筒轴的输出功率Pw hJ? O],4J
F=2800r/min; PO^ij2eS
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 TnA-;Ha
(2)电动机输出功率Pd ,0Hr2*p
Pd=Pw/t 6=/F$|
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 fc3{sZE2M
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： IGQFtO/x
弹性联轴器 1个 7`Ak) F: V
t4=0.99; \fd v]f
滚动轴承 2对 2tEkj=fA-
t2=0.99; EU;9 *W<
圆柱齿轮闭式 1对 _,0
t3=0.97; :#ik. D
V带开式传动 1幅 L,`LN>
t1=0.95; k FD; i
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 Yn Mvl
t5=0.98; "|
g>'w M*
则 E GS) b
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 (OL4Ex' ]
故 T2W eE@o
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 XFpjYwn
（3）电动机额定功率Ped ^|(LAjet
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 #L;dI@7C
3）电动机的转速 N!=v4f
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， ]|a g
可选电动机的最小转速 4f@rv^f(X
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min uyWu npT
可选电动机的最大转速 O+]ZyHnB
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min
#A/
同步转速为960r/min >T-u~i$s
选定电动机型号为Y132M1－6。 "m8^zg hL
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 CwzZ8.o$i
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 &` r-.&Y
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 "|q& ea rc
o#Dk&
cH
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 8q!]y 6
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 lgy <? LI\
`HSKQ52
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 %) 1 ?TU
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 exUFS5d
1）传动装置总传动比 [ l??A3G
nm=960r/min; B d fwa
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 MJO-q $)c
2）分配各级传动比 @b%=H/5\
取V带传动比为 /C:g Ky4
i1=3; yx[/|nZDC4
则单级圆柱齿轮减速器比为 |syR6(U}
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 v n8aFA
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。 U '_Q>k
4．计算传动装置的运动和动力参数
Pmx -8w
1）各轴转速 v!-pSa)3
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 4F: \-O
n0=nm; t!l&iVWs
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min iWkWR"ys y
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min V=l0(03j~
G~a ZJ,
2）各轴输入功率 {S)6;|ua'
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 Q3~H{)[Kq
P0=Ped=4kw >Cp0.A:UC#
轴I 的功率 +Kc
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ;H*T^0
轴II功率 g:@#@1rB6
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw (5YM?QAd
3）各轴转矩 s l l\g
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm h; "4+uw
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm Sz`,X0a
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 2]*OQb#O6e
二、设计带轮 !;A\.~-!G
1、计算功率 $h"\N$iSq
P=Ped=4Kw PC8Q"O
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 ^^$s%{ep"
查课本表8－10，得KA=1.1; tDcT%D {:
计算功率 lUZ +YD4
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw JH9J5%sp
2选择普通V带型号 Rhs/3O8k
n0 =960r/min bAqA1y3=
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 iYoMO["X
d1=80~100 FW4<5~'
3、确定带轮基准直径
qEOhwrh
表8－11及推荐标准值 ouQ T
小轮直径 Qw*|qGvy^
d1=100mm; $6 f3F?y7
大轮直径 U i W > J
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm H7n>Vx:L-
取标准件 J*M>6Q .)
d2=355mm; #;yZ
4、验算带速 wi=v}R_
验算带速 gwMNYMI
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 6 H$FhJF
在5~25m/s范围内 5t]H?b8
从动轮转速 CA~- rv
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s m: 2^= l4
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s Y:[ u1~a
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ~ $^XP.a.
=-0.0141 L="}E rmK
5、V带基准长度和中心距 <bWG!ZG
初定中心距 ~f98#43
中心距的范围 3]S$ih&A
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm onzxx4bax
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 3s#N2X;Bc
a0=350mm; ;e *!S}C,
初算带长 D p9+HA9t
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 q/,O\,
Lc = 1461.2mm =7eV/3
选定基准长度 O\ r0bUPE
表8-7,表8-8查得 YOO+R{4(
Ld=1600mm; S,he6zS
定中心距 b ]KBgZ
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 5$k:t
a=420mm; rey!{3U
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm evmeqQG=
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm > ~O.@|
6、验算小带轮包角 _t^&Ah*
验算包角 <LiP Eo.R
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ym1Y4,
145.2107 >120度 故合格 ww1[rCh\+
7、求V带根数Z K$=zi}J W
由式（13-15）得 wi bNQ`4k
查得 n1=960r/min , d1=120mm D&y7-/
查表13-3 P0=0.95 0g8NHkM:2a
由式13-9得传动比 |A(Iti{v
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 S
f#
R0SA
查表（13-4）得 abVmk dP_s
f/?P514h
由包角145.21度 H Pz+Dm
查表13-5得Ka=0.92 !4+<<(B=E
KL=0.99 ,ig/s2ZG6X
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 v]Uw Jz3<
8、作用在带上的压力F |[8Th4*n
查表13-1得q=0.10 `R^g U]Z,
故由13-17得单根V带初拉力 *vMn$,^0h9
Q"#J6@
三、轴 qHsA1<wg
初做轴直径： C0Z=~Q%
轴I和轴II选用45#钢 c=110 -KbYOb
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm m1A J{cs
取d1=28mm I> $& -i
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm aN3;`~{9
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 Aos+dP5h,8
取YL10YLd10联轴器 owv[M6lbD
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ,V}WM%Km
取d2=45mm lyhiFkO
iH
四、齿轮 WNc0W>*NE1
1、齿轮强度 a 1*p*dM#
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 MolgwVd
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 xT2PyI_:
因 ， uyx 2;f
SH1=1.1， SH2=1.1 [Ch.cE_
， G3v5KmT
， X@FN|Rdh
因： ， ，SF=1.3 Ax}JLPz5'
所以 \fe]c :
Flb&B1
aw> #P
2、按齿面接触强度设计 I%Z
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 ,hmL/K0"(5
小齿轮上的转矩 c:.eGH_f
按 计算中心距 *P g2c(Vg
u=i=5.333 =2x^nW
mm 2:ylv<\$
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 C7AUsYM
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 T51
`oZ`
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm `r_/Wt{g
齿宽b= kcx Ad
b1=70mm,b2=60mm Oow2>F%_#
3、验算弯曲强度 jc9y<{~x/
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 /C i<xmP
按式（11-8）轮齿弯曲强度 <a+Z;>
%8x#rohP
0m ? )ROaJ
4、齿轮圆周速度 tLmTjX .6
{ (}By/_
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 T6k0 >[3xf
ehY5!D1Q
Wm5 dk9&x
?z
u 8)U
Z%\,w(o[h
I<tm"?q0
bN@
l?w
as=LIw}Q4
五、轴校核： 4X|zmr:A
t
|oR7qa{w
;*&-C9b
po 7q mLq
OZ!^a k
1aABzB
^
@\I#^X5lv
t0 ?\l)
5/z />D;
TuqH*{NNy9
#R
RRu2
}o{(S%%
29q _BR *:
2f_:v6
;jTN | i'
3oG,E;(
=mmWl9 'mJ
! 0E&@X:-
圆周力Ft=2T/d1 RCLeA=/N@0
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Xb, 3Dvf
d=mz=2.5*101=252.5mm pY$Q
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N g$o&Udgs
Fr=5852.5*tan20=2031.9N A. w:h;7
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 C VR3
A'
由Fr2*L-Fr*L/2=0 '[O;zJN;
得Fr2=Fr/2=1015.9N C2)2)
T9q-,w/j;
2、求水平平面的支承力 9] @!S|1
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N NW)1#]gg%
r!{Up7uL
.w ,q0<}
3、画垂直面弯矩图 W|(1Y
D
L=40/2+40/2+90＋10=140mm .XhrCi Z
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm /vb`H>P
Oz#{S:24M+
wn)W
?P;k
4、画水平面弯矩图 !$>R j
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm xi; `ecqS<
HLHz 2-lI
$xd y&
_t}WsEQ+P
5、求合成弯矩图 rk )`\=No
b\+`e b8_
##4HYQ%E
! FF U=f
6、求轴传递转矩 -RK- Fu<e
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ef E.&]
:S( ZzY
Q
5.J.RE"M
-;k+GrLr^
2T[9f;jM'
t5IEQ2
SOvF[,+
4|#WFLo@
Nu~lsWyRI5
8|58 H
CQDkFQq-dq
t9IW/Q
|)/aGZ+
=rX>1
H~z`] 5CN
0Pi:N{x8
3%=~) 7cF
{U !g.rh
Tc3y S(aq
)IZ~G\Ra'
LvYB7<zk>
7、求危险截面的当量弯矩 ?p8_AL'RS
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 "i W"NFO
轴的扭切应力是脉动循环应力 ,U dVNA
取折合系数a=0.6代入上式可得 G?Hdq;
.y:U&Rw 4
8、计算危险截面处轴的直径 jdJ>9O0A,
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 OprkR
由表13-3查得许用弯曲应力 ， Jma1N;d
所以 [0D .K}7 |
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 )q3p-)@kQ
故d=1.04*25.4=26.42mm fvxu#m=
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ( Px OE
所以此轴选d=40mm,安全 Xh;#
六、轴承的选择 HT1!5
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 "kgdbAZ
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N *<ewS8f*6
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） fPW @{~t
因为大修期三年，可更换一次轴承 q{;:Sg Z
所以取三年 ,:\|7 F
由公式 yY&I dE
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) p0<\ G
（深沟球轴承系列） _ n>, !vH
Ck7uJI<x
由附表选6207型轴承 e'D&8z_;
七、键的选择 sY f~c0${
选普通平键A型 l8 #EM1g-
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 GYUn6 P
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm (0y~% J
由公式
_~ iw[*#u
所以 $[=%R`~w
选变通平键，铸铁键 ]}2ZttQ?
)~ h}
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 #" iu| D
八、减速器附件的选择 gQ1;],_
1、通气器： <
F+l
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 H\tUpan6fy
2、油面指示器： (n9g kO&8"
选用油标尺，规格M16 5 5c|O
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 &m:uO^-D
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 #';:2Nyq
5、窥视孔及视孔盖 YcK| .Mq':
选用板结构的视孔盖 Sa;qW3dt3E
九、润滑与密封： Y#$%iF
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： K1!j fp
WWHoi{ q
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。
n$,*|_$#
2、滚动轴承的润滑 _D(rI#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。 =xx] @
3、润滑油的选择 2Ny"O.0h
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 Px`!A EFd[
L-AN15润滑油 FZ E"7ec>m
4、密封方式选取： mk+B9?;cF-
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。 `t'W2X
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 mmRJ9OhS
设计小结： V~;1IQd{
二、课程设计总结 7 X'u6$i
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。 i|*)I:SHU
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。 %
0+j?>#X
9kS^Abtk
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。 @ eIJ]p
qfRH5) k
特别感谢—程莉老师。 d;9FB[MmOJ
RcU }}V
参考资料目录 (7=!+'T"
[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； =uYYsC\T
[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； s
3f-7f<
[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； ?[Q3q4
[3]《设计手册软件》，网络上下载； M>ruKHipFE
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn C-6F]2:
Y+u _IJ
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Nw=60.0241r/min
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T0=39.7917Nm /yF Q eE
T1=113.4063Nm PSVc+s[Q+V
T2=589.5878Nm 1_
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