目 录 UtQ j<18<
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 y:'Ns$+
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 5kGn iG?T#
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 sN41Bz$q.
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 wQ 33Gc
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 g=Z52y`N <
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8
EBy7wU`S
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 s%)f<3=a
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 )vW'g3u _
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 U1 _"D+XB
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 O= S[ n
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Qs 1p
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 |A&;m}(Mt
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 :nx+(xgw
wf 8{ v
h/EIFve
1.拟定传动方案 yqN`R\d
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 =B}IsBn'J
v=1.1m/s;D=350mm; u)@:V)z
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ,rMf; /[
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。 A@V$~&JCL5
2.选择电动机 2!#g\"
1）电动机类型和结构形式 <h -)zI
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。 ? +zFa2J
2）电动机容量 ^KhJBM /Z
（1）卷筒轴的输出功率Pw %o?)`z9-
F=2800r/min; P~a@{n*8
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 2uj
.*
(2)电动机输出功率Pd _vTr?jjfK
Pd=Pw/t &%2 ^B[{
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 ~/rD _K
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： Fb{N>*l.
弹性联轴器 1个 `2f/4]fY
t4=0.99; x}/jh
滚动轴承 2对 1jKpLTSs
t2=0.99; TiD#t+g
圆柱齿轮闭式 1对 lOm01&^"E
t3=0.97; ~.T|n =
V带开式传动 1幅 $_S-R
3L\
t1=0.95; 6kAAdy}ck
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 NjIPHM$g
t5=0.98; Y (UK:LZ'
则 ad}8~6}_&
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 u+8"W[ZULq
故 | ]G%b[
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 W& hW N9iR
（3）电动机额定功率Ped N K0'\~7&
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 u8c@q'_
3）电动机的转速 v]EMJm6d|
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， qA >#;UTp
可选电动机的最小转速 k
A3K
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min d*8*9CpO:
可选电动机的最大转速 5aaM;45C
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min KKC%!Xy
同步转速为960r/min {0,b[
选定电动机型号为Y132M1－6。 30v xOkS
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 l`"?K D
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 /?; 'y,(Q
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 v~ >Bbe
-riX=K>$
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm v>keZZOs
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 Lg<h54X
~cc }yDe
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 /4T6Z[=s
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 '~Y@HRVL@|
1）传动装置总传动比 BL&AZv/T
nm=960r/min; C:J frg`
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 #L R4%}mg
2）分配各级传动比 ) ,yar9C
取V带传动比为 a,w|r#x]
i1=3; NF0_D1Goi
则单级圆柱齿轮减速器比为 'I>USl3 hI
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 T +vo)9w
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。 x+cL(R
4．计算传动装置的运动和动力参数 d.? }>jl
1）各轴转速 NK q I x
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 *Z#OfB4}
n0=nm; p6%V f
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min !=eNr<:V.
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 4'z)J1M
u\Cf@}5 (
2）各轴输入功率 Xf4 ~e(O
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 jJIP $
P0=Ped=4kw D% j GK
轴I 的功率 L2 >e@p\>
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw !JXiTI!
轴II功率 (tYZq86`
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw 1
tO slP@
3）各轴转矩 p q`uB
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Gko"iO#
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm l/={aF7+
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm <\O+
二、设计带轮 >e {1e
1、计算功率 Qa,=
P=Ped=4Kw !S=YM<A d
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 d3:GmB .
查课本表8－10，得KA=1.1; K T0t4XPM
计算功率 l_}d Q&R
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw R%KF/1;/
2选择普通V带型号 A1/@KC"&{G
n0 =960r/min QdgJNT<=H,
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 %>$<s<y
d1=80~100 Dnd; N/9
3、确定带轮基准直径 f|,Kh1{e
表8－11及推荐标准值 @ZU$W9g
小轮直径 ,gw9R9 x_
d1=100mm; I(^ 0/]'
大轮直径 KhND
pwO"
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm y7hDMQ c'
取标准件 y.A3hV%6b
d2=355mm; 7
0?iZIK _
4、验算带速 ;p+'?%Y}
验算带速 &B&8$X
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s #DgHF*GG+>
在5~25m/s范围内 =dPokLXn
从动轮转速 0{b} 1D
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s U,P>P+\@
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s {V/>5pz4e
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 SO6)FiPy!n
=-0.0141 XSC=qg$
5、V带基准长度和中心距 @?<[ //1
初定中心距 kL1<H%1'
中心距的范围 3A`Gx#
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm bVUIeX'
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm ;(?tlFc
a0=350mm; }PJsPIa3j
初算带长 ?)1Y|W'Rv
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 !Q[v"6?
Lc = 1461.2mm ?C[?dg{n
选定基准长度 XY| y1L 3[
表8-7,表8-8查得 YJv$,Z&;HO
Ld=1600mm; (|BY<Ac3
定中心距 _ 94
W@dW
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm eMRH*MyD
a=420mm; i3,.E]/wX@
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm @F 5Af/
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm W+&5G(z~
6、验算小带轮包角 QP%_2m>yhl
验算包角 tle`O)&uo
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a }AS /^E
145.2107 >120度 故合格 #Kb /tOp1
7、求V带根数Z i"G'#n~e
由式（13-15）得 B)Y[~4o
查得 n1=960r/min , d1=120mm %C_tBNE <
查表13-3 P0=0.95 R `tJ7MB
由式13-9得传动比 2'@m'4-N
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ~Y x_ 3
查表（13-4）得 S[K5ofV
6&x\!+]F8
由包角145.21度 tkctwjD
查表13-5得Ka=0.92 1@v <
KL=0.99 $Er=i }`
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 =#u4^%i)
8、作用在带上的压力F !ekByD
查表13-1得q=0.10 [8 Pt$5]^
故由13-17得单根V带初拉力 * Y(59J2
^^V3nT2rR3
三、轴 jUm-!SK}q
初做轴直径： OV]xo8a;
轴I和轴II选用45#钢 c=110 fi
HE`]0
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm K+`GVmD
取d1=28mm ? uYO]!V C
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm 'u<e<hU
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 sYS
8]JU
取YL10YLd10联轴器 6R bDc *
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 )P(S:x'b0
取d2=45mm Y_Gd_+o J
四、齿轮 YcA. Bn|as
1、齿轮强度 q8$t4_ pF
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 "0!h- bQN
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。 %<>:$4U@]
因 ， I#MPJ@*WT
SH1=1.1， SH2=1.1 >.qFhO\1so
， 5b:1+5i F-
， ZhY{,sy?QO
因： ， ，SF=1.3 zls^JTE
所以 pX _
4;L|Ua
Yd3lL:M
2、按齿面接触强度设计 Bb=r?;zjO
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 MUl`0H"tR
小齿轮上的转矩 lW c[Q1
按 计算中心距 edMCj
u=i=5.333 d7kE}{,
mm QKP
#wR
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ,?yjsJd.
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ;((t|
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm $}(Z]z}O ;
齿宽b= d `=
~8`
b1=70mm,b2=60mm us.[wp'Sh
3、验算弯曲强度 p-"C^=l
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 9\Gk)0
按式（11-8）轮齿弯曲强度 _9=87u0
]izHn; +
D]E=0+
4、齿轮圆周速度 bR7tmJ[)Z
_qE9]mU
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 d[?RL&hJO
Yuv=<V
uM$b/3%s
1#N`elm
8d*S9p,/
m u9,vH
gN}$$vS
d rAJ-ii
五、轴校核： DTC
IVLV
|vd|; " `
B-LV/WJ_
$@6q5Iz!&
# fF5O2E'3
Mc c%&j
/HUT6B
N $> Ml!J
2`Bb9&ut>
aO$0[-A
)F hbN@3
$z OV*O2
p zRV X8
d1#lC *.Sg
Wg % ]
Pm P&Qje7
5dv|NLl
\
3E %6L
圆周力Ft=2T/d1 ~<u\YIJ
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 =,*/P h&
d=mz=2.5*101=252.5mm jA^yUd-
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 1?)h-aN
Fr=5852.5*tan20=2031.9N y=9fuG L6
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 !]R>D{""
由Fr2*L-Fr*L/2=0 BT(eU*m-
得Fr2=Fr/2=1015.9N 0<uL0FOT
A
PSkW9 H
2、求水平平面的支承力 nEU H; z
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 0Bgj.?l
6 [bQ'Ir^8
nd\$Y
3、画垂直面弯矩图 i*l =xW;bM
L=40/2+40/2+90＋10=140mm M`7lYw\Or!
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm }`Wo(E}O
QX?moW6U W
BV<_1 WT}
4、画水平面弯矩图 p}~Sg i
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm fvta<
b!-= L&V
'ym Mu}q
YpZuAJm<2_
5、求合成弯矩图 S^1ZsD.
[#aJ- Uu
nCV7(ldmH
uYO$gRem
6、求轴传递转矩 y:zNf?6&
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ) F -8
tw 3zw`o:
?1|\(W#
MYJMZ3qBi
bWp)'mx5u
',+Zqog92
\u6.*w5TI
xA;)0 2
y'6l fThT
WOgkv(5KN
5l,Lp'k
V~8]ag4
?]*"S{Cq v
o ]] tH
_`*G71PS
K{Nj-Rqd
D0_CDdW%7
Dm?:j9o]g
m1K4_a)^[
Z>/
*q2
_iA oNT!
7、求危险截面的当量弯矩 a&kt!%p:
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 O<AGAD
轴的扭切应力是脉动循环应力 Z" l].\=
F
取折合系数a=0.6代入上式可得 i6FJG\d
ifl
LY7j
8、计算危险截面处轴的直径 %b h: c5
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 av'[k<
由表13-3查得许用弯曲应力 ， -:!Wds
所以 ~USyN'5lU7
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 S%?%06$
故d=1.04*25.4=26.42mm W}k/>V_
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 RP 6<#tq,
所以此轴选d=40mm,安全 y(a>Y! dgU
六、轴承的选择 klc$n07
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 5|}u25J
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 2/F8kVx{
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） %ol1WG 9
因为大修期三年，可更换一次轴承 6xr%xk2E
所以取三年 9[ &q
C
由公式 . Y!dO@$:
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) 3 l
j^I
（深沟球轴承系列） #<V5sgq S
*6}'bdQbNP
由附表选6207型轴承 @d0~'_vtB
七、键的选择 7 > _vH]
选普通平键A型 <jaQ 0S{|
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 s`yg?CR`,
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm McbbEs=)
由公式 >~ 'z%
所以 lQRt smZ0
选变通平键，铸铁键 %n,_^voE
C0^r]^$Z
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 p&2d&;Qo0
八、减速器附件的选择 Lv)1
)'v0
1、通气器： LOwd mj
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ]Ee$ulJ02
2、油面指示器： X #$l7I9H
选用油标尺，规格M16 zG%'Cw)8
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 n-GoG(s..b
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 I2) 2'j,B
5、窥视孔及视孔盖 ra@CouR^c{
选用板结构的视孔盖 @ L 6)RF
九、润滑与密封： j]mnH`#BL
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： oykb8~u}}
jnM}N:v
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。 SC 3_S.
2、滚动轴承的润滑 UQP>yuSx
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。 xbCQ^W2YU|
3、润滑油的选择 YPKB4p#
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 rodqa
L-AN15润滑油 /z}b1m +
4、密封方式选取： 4`o<e)c3
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。 4l> d^L
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ~g@}A
设计小结： uA t{WDHm
二、课程设计总结 m G+=0Rn^
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。 NE Zu?g
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 ]C uSi
)tS;g n
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。 U?5G%o(q
m !i`|]m
特别感谢—程莉老师。 /*M3Ns1@2
(Y^tky$9
参考资料目录 hL}ZPHA
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； I; G(Wj
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； _S-@|9\&#
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； T_9o0Q k
[3]《设计手册软件》，网络上下载； e3[Q6d&|
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn D O||o&u
VZ
7(6?W
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T0=39.7917Nm <r$h =hM
T1=113.4063Nm $Th)z}A}EA
T2=589.5878Nm QuPz'Ut#
F P|cA^$<
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