目 录 [u\CD sX
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 CB@B.)E
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 "X ?LAo
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 A1!:BC
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 `Wwh`]#"~d
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ],V
kp
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 p[P[#IeL
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 WB"$u2{|i
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 2?*1~ 5~I
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 xXa#J)'
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 c d"wNH-
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 M7H~;S\3IM
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 }I<N^j=/pO
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 \R;K>c7=
T.euoFU{Z
s{% fi *
1.拟定传动方案 wL|7mMM ,
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 9l=F v6
v=1.1m/s;D=350mm; 0XQ-
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) <\xQ 7|e
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 - coy@S=.'
2.选择电动机 Pu/lpHm|
1）电动机类型和结构形式 h=wf>^l
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 NFM-)Z57
2）电动机容量 B #H2RTc
（1）卷筒轴的输出功率Pw I9s$bRbT
F=2800r/min; 9e76 pP(
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 S%P3ek>3
(2)电动机输出功率Pd n=SzF(S[M
Pd=Pw/t ].c@Gm_(
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 ^"/Dih\ _
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： 1uj05aZh}
弹性联轴器 1个 :Q#H(\26r
t4=0.99; :EaiM J_=
滚动轴承 2对 4] M =q{
t2=0.99; IM|Se4;x
圆柱齿轮闭式 1对 A9.;>8!u
t3=0.97; E- [:.
&
V带开式传动 1幅 \Qb> :
t1=0.95; qIUC2,&g
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 fzOMX
z
t5=0.98; y#GCtkhi
则 c8!j6\dC*
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 G:){^Z?
故 7j{Te)"
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 6;[1Jz]?i
（3）电动机额定功率Ped @<%oIE~]F
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 mKMGdN~
3）电动机的转速 IFkvv1S`
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， $R3.yX=[\
可选电动机的最小转速 !c v6 #:
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min MgSp.< !
可选电动机的最大转速 /G[+E&vj
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min N_*u5mfQX
同步转速为960r/min Y# .6d
选定电动机型号为Y132M1－6。 5! 2J;.&
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 MH2OqiCI
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 .Lp Nm'=R
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 U5 -zB)V
v^57j:sD
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ``/y=k/a u
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 2M5*bNU_:
o4U]lK$
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 h7)VJY
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 u_hE7#i
1）传动装置总传动比 ,5`. "-0}
nm=960r/min; H{&a)! Ms
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 D;K &
2）分配各级传动比 =t ~ +63)
取V带传动比为 S]S p Z8
i1=3; 7v.#o4nPK
则单级圆柱齿轮减速器比为 -(|7`U
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 )jp{*?^\
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。 n+:m _2T
4．计算传动装置的运动和动力参数 [ ((h<e
1）各轴转速 vEX|Q\b6'
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 R*zBnHAb!
n0=nm; :4Id7Ce
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min v[p/c.p? i
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min - d\AiT
\fkS_r, i
2）各轴输入功率 9;r4 8)5
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 )UxQf37
P0=Ped=4kw 00$ @0
轴I 的功率 A8CIP:Z
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw g!~-^_F
轴II功率 nEeQL~:
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw YqK+F =0
3）各轴转矩 ,'/HcF?yf
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Ac*B[ywA3
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm d;*OO xQV
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm '2Mjz6mBDA
二、设计带轮 8ItCfbqa6
1、计算功率 wC4AVJJ^>
P=Ped=4Kw GF$rPY[
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 L<{OBuR
查课本表8－10，得KA=1.1; c %6 @ z
计算功率 `[g# Mxw
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw [MSDk"o&
2选择普通V带型号 Kq G/a
n0 =960r/min tk] _QX
%
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 BXKlO (7
d1=80~100 4w?]dDyc%
3、确定带轮基准直径 uM}dZp 1
表8－11及推荐标准值 &-=G9sb,
小轮直径 ;%3thm7+
d1=100mm; QI
:/,w
大轮直径 {d *qlztO
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm k *zc5ev}
取标准件 75^) Ni
d2=355mm; rTm>8et
4、验算带速 ePPp )=
验算带速 `CTkx?e[
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s Y3sNr )qss
在5~25m/s范围内 6@,' m
从动轮转速 TV[6+i*#
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s JaB tX'
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s hr$VVbO ho
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 /S2p ``E+
=-0.0141 _dJVnC1 !
5、V带基准长度和中心距 -> RF`SQu
初定中心距 | P[D2R}
中心距的范围 l{D,O?`Av
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm /4f 5s#hR
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm NL>[8#
a0=350mm; sEgeS9a{
初算带长 "\R@l Ux.Y
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 =km-` }I,
Lc = 1461.2mm I1}{~@
选定基准长度 L`VQ{|&3V
表8-7,表8-8查得 0W<nE[U
Ld=1600mm; #4|i@0n}D
定中心距 >8Yrmq
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm D ^T7pO
a=420mm; v2W"+QS}u
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm ys"mP* wD
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm d
q+7K
6、验算小带轮包角 :n%sU* 'T
验算包角 (VF4FC
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a y 1jGf83
145.2107 >120度 故合格 9DP75 ti
7、求V带根数Z [> aoDJ
由式（13-15）得 \Im \*A
查得 n1=960r/min , d1=120mm -+S~1`0
查表13-3 P0=0.95 5k 7(!
由式13-9得传动比 LBiv]3
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 VQW)qOR9
查表（13-4）得 *M\i4FO8
j}x
O34
由包角145.21度 ^VL UZ
查表13-5得Ka=0.92 d8y =.
KL=0.99 S tp*JU
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 GXv o't@N
8、作用在带上的压力F BBuY O$p
查表13-1得q=0.10 KohQ6q
故由13-17得单根V带初拉力 %>*0.)wG
I5<#SW\a?
三、轴 X7 B)j H%N
初做轴直径： HDae_.
轴I和轴II选用45#钢 c=110 j/` qd(=B
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm A1 s=;qr
取d1=28mm vS,G<V3B
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm F~0%j}ve
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 }rAN2D]"}
取YL10YLd10联轴器 'frL/[S
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 =g>7|?6>=
取d2=45mm =D"63fP1
四、齿轮 V/wc[p
~
1、齿轮强度 ]bU'G$Qm&s
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 PAWr1]DI
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。 #o |&MV_j
因 ， QIz N# ;g
SH1=1.1， SH2=1.1 hZ /
， f8_UI dM7
， z%gt V'
因： ， ，SF=1.3 lIc9, |FL
所以 &DhA$o "'
$(mdz)Cfy
{*r$m>HpM
2、按齿面接触强度设计 E1 gTrMo
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 ~9'4w-Sy
小齿轮上的转矩 Ch&]<#E>`
按 计算中心距 Pge }xKT
u=i=5.333 9QQ @Y}
mm M,! n o
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 F p=Q$J|
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 IqJ=\
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 3f.Gog
齿宽b= R~ c vml
b1=70mm,b2=60mm 'p ls ]I]
3、验算弯曲强度 3V!&y/c<
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 -3%)nV
按式（11-8）轮齿弯曲强度 F^bQ -
)tQ6rd'
7Mg7B
4、齿轮圆周速度 ?g#t3j>zoF
qy (/
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 F3|pS :
adPU)k_j:
SIVLYi
Cspm\F
)0V]G{QN
@X><lz
nVA'O
?D 9#dGK
五、轴校核： W%ZU& YBc
;Sl0kSu
]~ eWr2uG?
mSw?iL
bc}OmPE
'Mh d w}
${ ,eQ\
R6o<p<fTh
&fhurzzAm
r&~iEO|?\
8VGXw;(Y,d
-#M~Nb I,
RKb3=}
*C
!fjU?_[S
BcO2* 3
j?) `VLZ
_rh.z_a7w
2l4 i-;
圆周力Ft=2T/d1 /4BXF4ksi,
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ghR]$SG
d=mz=2.5*101=252.5mm m:<3d]L
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 69[k
?')LM
Fr=5852.5*tan20=2031.9N W/X;|m`
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 t[oc p;Q
由Fr2*L-Fr*L/2=0 5Cka."bQ
得Fr2=Fr/2=1015.9N /s_$CSiB
~?+m=\
2、求水平平面的支承力 #e|kA&+8M
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N BV:,b S
YAG3PWmD
2 ~'quA
3、画垂直面弯矩图 f TtMmz
L=40/2+40/2+90＋10=140mm Q'M Ez
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm OB@t(KNx*P
na; ^/_U@
aJ@qB9(ZBe
4、画水平面弯矩图
H;L&G|[
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm FeRuZww._J
?bA]U:
{XW>:EU'N
bx6}zkf&
5、求合成弯矩图 jd'R2e
WF0>R^SpZ
F+r6/e6a
bcs(#
6、求轴传递转矩 ^yZEpQN_
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ] 6B!eB
!
C(+BrIS*
e n":
h :90K
#< 3\}* /
%c{)'X
Ip-jqN J~
0~+ k
j(2T,WM
|sAg@kM
UGg i)
31Du@h8YX
DR=1';63
C" WZsF^3
^Y |s^N
5E=Odep`
gC- 0je
[%Xfl7;Wh
rJwJ5U
{}e IpK,+
v$Z1Lh
7、求危险截面的当量弯矩 h^, a 1'
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 #YdU,y=B
轴的扭切应力是脉动循环应力 | w -W=v
取折合系数a=0.6代入上式可得 iDJ2dM} v
;wZ.p"T9^
8、计算危险截面处轴的直径 mD3#$E!A1
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 LPF?\mf ^4
由表13-3查得许用弯曲应力 ，
`SrVMb(
所以 _A*0K,F-
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 2ra4t]f6
故d=1.04*25.4=26.42mm RPwSo.c4
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 {lJp cS
所以此轴选d=40mm,安全 ;GSj }Nq
六、轴承的选择 LLi X%XOh
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 p10->BBg
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 6W Zp&pO
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） rD g l@B3
因为大修期三年，可更换一次轴承 IZLX[y
所以取三年 @}:(t{>;e7
由公式 `PfC:L
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) pz+# 1=b]
（深沟球轴承系列） TuL(
/
*6DKU CA/
由附表选6207型轴承 3@*8\
七、键的选择 u QCS%|8C
选普通平键A型 yFjSvm6
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 fmh]Y/UC
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 62 ) F
由公式 vr$ [
所以 b._pG (o1
选变通平键，铸铁键 E:AXnnGKO
X@rAe37h+
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 lKcnM3n
八、减速器附件的选择 XT)@)c7j
1、通气器： va\cE*,@ns
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 -[z;y73]t
2、油面指示器： dL>ZL1.$
选用油标尺，规格M16 A7se#"w
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 %|Vq"MW,I
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 XQ>m8K?\d
5、窥视孔及视孔盖 n7vi@^lf(
选用板结构的视孔盖 lOZZ-
九、润滑与密封： Jh1fM`kB5K
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： A]1](VQ)4
Flsf5 Tr0
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。 ZC"p^~U_e[
2、滚动轴承的润滑 H`sV\'`!}
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。 qmhHHFjQ
3、润滑油的选择 \TjsXy=:)
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 "Z
<1Msz
L-AN15润滑油 L,$9)`j
4、密封方式选取： ;IyQqP#,<
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。 o/&Q^^Xj^~
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 Y&nY]V V
设计小结： 6;Bqu5_Cj
二、课程设计总结 mSs%g L]g
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。 gwyz)CUkL
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。 9#+X?|p+0
eG.?s ;J0
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。 W>. qGK|l
^V D14V 3
特别感谢—程莉老师。 ;TYkJH"
8WMC ~
参考资料目录 s&4Y+dk93
[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； yfj<P/aA+
[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； %j
yLRT]H
[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； EG,RlmcPp
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ]`%cTdpLj
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn !"Kg
b;A
QM=X<?m/,=
IsI\T8yfc
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T0=39.7917Nm M@%$9N)gd
T1=113.4063Nm g?-HA k6
T2=589.5878Nm >LS*G
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