目 录 B!;:,(S~
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 /; /:>c
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 q
}>3N Ch
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ^Y;,cLXJ
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 Y\WVkd(+G
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 WagL8BpLx
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 Rti cGQy&5
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 uDkX{<_Xe
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Ba5*]VGG
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 H!hd0.
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 A+foc5B
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 [KHl ApL
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Ok@`<6v
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 9}a$0H
h
iAk.pH]a
l0URJRK{*
1.拟定传动方案 "S6";G^ I
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 : _:)S
v=1.1m/s;D=350mm; ?Js4 \X!uJ
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) .5!`wwVi
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 zh0T3U0D
2.选择电动机 V F";p^
1）电动机类型和结构形式 z^.d Yb7<
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。
FXn98UF Y
2）电动机容量 _yR_u+5
（1）卷筒轴的输出功率Pw (n: A` ]
F=2800r/min; e1E_$oJP
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 q m_m8
(2)电动机输出功率Pd @mxaZ5 Vv}
Pd=Pw/t Vp~ cN
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 O CIoY?a
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： \}W3\To_
弹性联轴器 1个 _[rQt8zn
t4=0.99; w xte
滚动轴承 2对 \,X )!%6kZ
t2=0.99; 60$;Q,]o
圆柱齿轮闭式 1对 !X$19"
t3=0.97; R) dP=W*
V带开式传动 1幅 P(2OTfGGx
t1=0.95; ~$C<^?"b
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ]Q0bL
t5=0.98; 1 hFh F^
则 x3`JC&hF,q
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 <fDT/
故 IQtQf_"e1
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ",vK~m2W_
（3）电动机额定功率Ped 73 .+0x
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 `[#id@Z1
3）电动机的转速 7}~w9jK"F
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， "+7E9m6I
可选电动机的最小转速 ENr#3+m$;
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min .;Gx.}ITG6
可选电动机的最大转速 + swT MR
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min s !2Iui
@
同步转速为960r/min 3(t ,x
选定电动机型号为Y132M1－6。 lN:;~;z_
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 w|S b`eR
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 +a|Q)Ob
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 }v|_]
Nb
!i_@m%s
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm : 7"Q
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 Ly^bP>2i
oOvQA W8`
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 u=W[ S)w
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 _4L 6
1）传动装置总传动比 /Mw;oP{&b
nm=960r/min; :2==7u7v?
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 N *$GP3]
2）分配各级传动比 uI?Z_
取V带传动比为 Il*!iX|23<
i1=3; g~.#.S ds
则单级圆柱齿轮减速器比为 <&) hg:
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 -2[4 @
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。 9@ fSO<
4．计算传动装置的运动和动力参数
]ilLed
1）各轴转速 ]4[%Sv6]G
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 i \/'w]
n0=nm; =JfwHFHd#
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min h0k?(O
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min }}]Lf 3;
=:w,wI.
2）各轴输入功率 (2> q
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 pKq[F*Lut
P0=Ped=4kw "h[)5V{
轴I 的功率 &u O-h
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw Y %bb-|\W
轴II功率 g&F$hm
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw a$Ud"
3）各轴转矩 e<9 ^h)G
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm )}N:t:rry
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm G93V=Bk=
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm ?G',Q tz<K
二、设计带轮 d;gs1]E50
1、计算功率 @M<qz\
[
P=Ped=4Kw `f&::>5tD
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 FA{Q6fi:2
查课本表8－10，得KA=1.1; \W C,iA%Y
计算功率 S g1[p#U
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw F>#F@j^c
2选择普通V带型号 nyR<pnuC'
n0 =960r/min "PRHQW
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 yBs-bp"-
d1=80~100 d1c+Ii%
3、确定带轮基准直径
A~nqSe
表8－11及推荐标准值 H^S <bZ
小轮直径 +
<E
zv
d1=100mm; l#^?sb G
大轮直径 ibQ
xL3
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm -['& aey}a
取标准件 0v SPeZ
d2=355mm; )b ]wpEFl
4、验算带速 +<p&V a#
验算带速 +VW8{=$
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s O-U A2?N@j
在5~25m/s范围内 zT&"rcT">
从动轮转速 rBQ< 5.
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s E+XS7':I
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s Et }%) M
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 VUUnB<j
=-0.0141 mCg^Y)Q
5、V带基准长度和中心距 z)^.ai,: 0
初定中心距 H#YI7l2
中心距的范围 ySiZ@i4
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm
*?1 \S^7R
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm T}Wbt=\M
a0=350mm; V~/@KU8cH
初算带长 >S } X)4
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 Jv 3G\9_
Lc = 1461.2mm _MIh eCvV
选定基准长度 V 1d#7rP
表8-7,表8-8查得 "wZvr}xk
Ld=1600mm; Q bHX.:C
定中心距 Za Y|v-
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 9"S iHp\)
a=420mm; %Ul,9qG+
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm # =y)Wuo=
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm nxuH22:
6、验算小带轮包角 9fbbJ"I+
验算包角 Q wG_-
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a N3#^Ifn[
145.2107 >120度 故合格 )mN/e+/Lu
7、求V带根数Z =EYgck;)
由式（13-15）得 -U$;\1--
查得 n1=960r/min , d1=120mm zTMLE~w
查表13-3 P0=0.95 Y&,}q_Z:
由式13-9得传动比 -lfDoNRhQ
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 C"5P7F{
查表（13-4）得 q~aj" GD
@.k^ 8hc
由包角145.21度 OYWHiXE6]
查表13-5得Ka=0.92 1@LUxU#Uu$
KL=0.99 W-r^ME
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 5-fASN.Lx
8、作用在带上的压力F 5o4KV?"
查表13-1得q=0.10 IOxtuR
故由13-17得单根V带初拉力 R%}<z*~NE@
!+Y +P?
三、轴 d#d&C JAfr
初做轴直径： qk^/ &j
轴I和轴II选用45#钢 c=110 =IX-n$d`>
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm NM:$Q< n
取d1=28mm SfY 5Xgp
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm *wJz0ex7R/
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 C]JK'K<7-
取YL10YLd10联轴器 abS~'r14
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 & uwOyb
取d2=45mm 7>r[.g
四、齿轮 cQd?,B3#F
1、齿轮强度 #M!{ D
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 jbZTlG
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。 {*8 G<&
因 ， ?771e:>S-
SH1=1.1， SH2=1.1 ^uw]/H3?L
， \@ h$|nb
， jzpDKc%
因： ， ，SF=1.3 jp4-w(
所以 3jW& S
Au)~"N~p?
vA op#V
2、按齿面接触强度设计 YE*|KL^
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 Pz
D30VA
小齿轮上的转矩 x{ `{j'
按 计算中心距 ->IZZ 5G<
u=i=5.333 /4 K d
mm *a8 <cf
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 mb3aUFxA;
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 RTg\c[=w
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 2-UD^;0
齿宽b= {!? M!/d
b1=70mm,b2=60mm v/~&n
3、验算弯曲强度 'ks .TS&
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 |XNw&X1VF
按式（11-8）轮齿弯曲强度 )J+ OyR=
.X.6<@$
}C[ "'tLX
4、齿轮圆周速度 16@<G
*+6iXMwe
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 OA}; pQ9QN
/7+b.h])^
~ W4SFp
6v%ePFul
Us# /#-hJ
p NQ7uy
u+6D |
%Q}(.h%M
五、轴校核： >fT%CGLC0
y#`;[!
:p)^+AF"5
R @ Gll 60
B2LXF3#/
rhaq!s38:
CsT&}-C
;0 +Dx~
CHO_3QIz
b9T6JS j
jxhZOLG
H SU?4=Q
`YZl2c<w*
>mMfZvxl%
.qYQ3G'V
`Z{s,!z
~d\V>
*h).V&::O
圆周力Ft=2T/d1 !5[SNr3^
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Sj/v:
d=mz=2.5*101=252.5mm Z1$U[Tsd
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N o.zP1n|G~r
Fr=5852.5*tan20=2031.9N Bzt:9hr6BO
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 ywyg(8>zE
由Fr2*L-Fr*L/2=0 EASmB
得Fr2=Fr/2=1015.9N xA2I+r*o
S+t2k&pm
2、求水平平面的支承力 3q@JhB
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ^k^? >h
{=gJGP/}_
.EjR<U U
3、画垂直面弯矩图 SGy2&{\Z
L=40/2+40/2+90＋10=140mm `*kl> }$
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm r>*+d|c 4
:Zob"*T
t7V7 TL!5'
4、画水平面弯矩图 B#5[PX
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm [[N${ C
1Q9Hs(s
+NvpYz
Nx*1m
BC
5、求合成弯矩图 4qsxlN>4O
3a ZS1]/
O kT@ _U
{%y|A{}c
6、求轴传递转矩 K@Q%NK,
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 0sme0"Sl
yUxz,36wZ
ouFKqRs;
o "A)t=
kw2d< I$]
Vwjic2lGI
OpIeo+^X*
r[GH#vF;7
3qH1\
^si[L52BZ
1:@ScHS
N cGFPi (Z
cg9}T[A
vW? /:
R1% J6w Zq
\"Z\Af<
9 v3n4=gc
Bx$?*y&f!v
s&$e}yxVO
'(N(k@>{
ov Xk~%_
7、求危险截面的当量弯矩 [EZ=t k
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 tw\1 &*:
轴的扭切应力是脉动循环应力 \l
8_aj
取折合系数a=0.6代入上式可得 +bJ~S:[
.ns= jp
8、计算危险截面处轴的直径 |m@>AbR5dk
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 IX<9_q
由表13-3查得许用弯曲应力 ， D vOvtd
所以 HPt\ BK
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 e#3RT8u#
故d=1.04*25.4=26.42mm v.u 5%
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 hH%fWB2(
所以此轴选d=40mm,安全 F8Mf,jnPs
六、轴承的选择 m!P<#
|V
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 X{ 6a
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N elp Tak@
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） sdyNJh7Jr
因为大修期三年，可更换一次轴承 hk
S:_ e=
所以取三年 `s Pk:cNz~
由公式 ~ 3f|-%Z
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) 734n1-F?I%
（深沟球轴承系列） y}|E)
C-h?#/ #?y
由附表选6207型轴承 n XI8 `7D
七、键的选择 +/]*ChrS
选普通平键A型 3#>%_@<
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 DxpJP,wY3
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm PDCb(5
由公式 |k%1mE(+=s
所以 b0@K ~O;g
选变通平键，铸铁键 7-~)/7L
:)tsz;
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 0 G33hIOS
八、减速器附件的选择 R osU~OK
1、通气器： VEn3 b
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 KtH^k&z.f
2、油面指示器： )EKWsGNe/
选用油标尺，规格M16 Fpeokr"i
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 gG}H5uN
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 kp}[nehF
5、窥视孔及视孔盖 z5Tsu1 c
选用板结构的视孔盖 Hz==,NR-W
九、润滑与密封： >gM"*Laa?
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： ^&8hhxCPu|
8c_X`0jy
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。 Cg`lQY U
2、滚动轴承的润滑 y'>JT/Q5
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。 !y' >sAf
3、润滑油的选择 F[!%,-*
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 tns8B
L-AN15润滑油 *p #@W-:9E
4、密封方式选取： k)X\z@I'
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。 :M f8q!Q'
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 cs9h\]ZA
设计小结：
kN8B,
二、课程设计总结 fqq4Qc)#U&
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。 2 k^rZ^^"
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。 iF837ng5
M+HhTW;I=
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。 >D}|'. &
]*l ZFP~
特别感谢—程莉老师。 6akI5\b
dC-~=} HR^
参考资料目录 [{[m)Z^
[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； 8~s0%%{,M
[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； *n7=m=%)
[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； X# ud5h
[3]《设计手册软件》，网络上下载； HuU $x ;~
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn @o^$/AE?
.>.GQ Ur
CmBgay
o|c6=77043
Gau@RX:O
Nw=60.0241r/min lBs-u h
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T0=39.7917Nm RPeH [M^
T1=113.4063Nm p7`9
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T2=589.5878Nm N-F&=u}
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输送带速度 V=1.1 m/s A3VXh^y+
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