目 录 t I9$m[
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 {7`eR2#W q
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 "%+C@>`(
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 v})0zz?,1
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 K5x&:z
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 =,D3e+ P'
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ~o:lh], ~
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 0 T!_;IQ
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 xACA tJ'gc
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 'C6 K\E
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 V Iof4?i
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Ctbm X)vE
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 >6X GF(G
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 +p =n-
GgH=w`;_
Sqw .p#
1.拟定传动方案 UzVnC:
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 clz6; P
v=1.1m/s;D=350mm; 6:i(<7
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) !+T9NqDv [
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 7Rr(YoWa
2.选择电动机 9N>Dp N
1）电动机类型和结构形式 H*_:IfI!
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 w K@k}d
2）电动机容量 XW6>;:4k
（1）卷筒轴的输出功率Pw IfoeHAWX
F=2800r/min; iARIvhfdi
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 3_(fisvx
(2)电动机输出功率Pd E fY|S3Av
Pd=Pw/t 8W?/Sg`
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 h?2q X
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： Q4 Mp[
弹性联轴器 1个 (3C6'Wt
t4=0.99; 8D
e Rs#
滚动轴承 2对 2<Pi2s'
t2=0.99; ))}w;w
圆柱齿轮闭式 1对 f >nj9 a5
t3=0.97; bit&H
V带开式传动 1幅 |`9POl=
t1=0.95; Ip]-OVg
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 pR 2QS
t5=0.98; d?_Bll"
则 /N+*=LIK
I
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 UJ1Ui'a(!!
故 ~;W]0d4,\
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ,qJ/Jt$A
（3）电动机额定功率Ped epi{Ayb
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 vBCQ-l<Ub
3）电动机的转速 h A6!F#1
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 Q C
可选电动机的最小转速 qve2?,i8hM
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min bLoAtI
可选电动机的最大转速 siw }
}}
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min w\KO1 Ob
同步转速为960r/min g7@G&Ro9J\
选定电动机型号为Y132M1－6。 6=2M[ T
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 7{j9vl6
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 2SEfEkk
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 Pq`]^^=be'
%"V Y)
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm tG(?Pm Q
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 vMKmHq
A!&p,KfT5+
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 L%9DaK
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 =mYY8c Yl
1）传动装置总传动比 5+dQGcE@
nm=960r/min; j?4k{?x
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 A 1x?_S"a
2）分配各级传动比 -:t<%]RfY
取V带传动比为 # 4_'%~-e
i1=3; :P<}
bGN
则单级圆柱齿轮减速器比为 m/ 3b7c@r
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 g@hg u
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。 k$?zh$
4．计算传动装置的运动和动力参数 H c wqVU
1）各轴转速 B25@6
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 ~{'. 9
n0=nm; #p}I 84Q
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 3{ i'8
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min #DpDmMP9R3
J2 {?P
cs
2）各轴输入功率 R"#DR^.;
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 d:} a FP[
P0=Ped=4kw H2` aw3
轴I 的功率 >t')ZSjRs
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw k !Nl#.j
轴II功率 Ro k` }t
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw 6"C$]kF?
3）各轴转矩 VnW]-P*:
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm J4!Om&\@
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm vBAds
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm rr>*_67-:
二、设计带轮 , 2S w6u
1、计算功率 wND0KiwH
P=Ped=4Kw W-zD1q~0?
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 d-nqV5
查课本表8－10，得KA=1.1; ykc$B5*
计算功率 Tq[=&J
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw K4N B#
2选择普通V带型号 xTNWT_d
n0 =960r/min `!Ei
H<H}
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 y)o!F^
d1=80~100 833K U_ N
3、确定带轮基准直径 6=a($s!
表8－11及推荐标准值 ,\ zp&P"p
小轮直径 syhTOhOX
d1=100mm; :{?8rA5
大轮直径 S@;>l w,s!
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm gE'b.04Y9i
取标准件 pfs RV]
d2=355mm; % FW__SN$c
4、验算带速 :J` *@cDn
验算带速 289teU
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s A $ v Cm
在5~25m/s范围内 'aMT^w4if)
从动轮转速 fM,U|
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s m~ :W$x1+
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s LyR t o
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Ub(zwR;
=-0.0141 v+ dt1;
5、V带基准长度和中心距 bv ,_7UOG
初定中心距 ]^:l?F\h
中心距的范围 8" l9W=
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm pn?c6K vO
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm z 3)pvX5
a0=350mm; C^I h"S
初算带长 ](c[D9I!8
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 //*>p
Lc = 1461.2mm h 3Kv0^{
选定基准长度 'PTWC.C?9
表8-7,表8-8查得 2ijw g~_@
Ld=1600mm; (wLzkV/6
定中心距 (r,tU(
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm c-8Pc ]+g
a=420mm; r#LoBfM;^A
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm mwLp~z%OX
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm | W:JI
6、验算小带轮包角 Q?rb(u(
验算包角 NMb`d0;(
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a \NwL #bQ~
145.2107 >120度 故合格 v{9< ATi
7、求V带根数Z \:ntqj&A|
由式（13-15）得
N6H/J_:
查得 n1=960r/min , d1=120mm Q)x`'[3"7W
查表13-3 P0=0.95 W _(
由式13-9得传动比 n|
=k9z<y8
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 `vWFTv
查表（13-4）得 vQCRs!A
*l :5FT p
由包角145.21度 p|VoIQY
查表13-5得Ka=0.92 I4
d S,h
KL=0.99 Z =`\U? ,
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Z7? C^m
8、作用在带上的压力F E ?(+v
查表13-1得q=0.10 z OkU R 9
故由13-17得单根V带初拉力 e(E6 t_
~3 4Ly
三、轴 >AIkkQT
初做轴直径： /N(L52mz
轴I和轴II选用45#钢 c=110 4RYK9=NH
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm RMU]GCa
取d1=28mm :=x-b3U
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm JJ l wzH
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 Ftu~ nh}
取YL10YLd10联轴器 KZ^W@*`D
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 WF#eqU*&
取d2=45mm 8;>vgD
四、齿轮 {X$8yy2zC5
1、齿轮强度 FaO1?.
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 qXO@FW]
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。 HH/ bBM!
因 ， zTb!$8D"g
SH1=1.1， SH2=1.1 gd3~R+Kd
， S;[g 0j
， F/ ;uN5{o
因： ， ，SF=1.3 {2?o:
所以 _:F0>=$
afY~Y?PJ<
g2p/#\D\J
2、按齿面接触强度设计 `[x`#irD
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 f%ude@E3
小齿轮上的转矩 8+m;zvDSU
按 计算中心距 <}x_F)E[t
u=i=5.333 GQ~wx1jj1
mm Ru8k2d$B
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 _r0[ z
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 1+6)0 OH{
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm "i/ l'
齿宽b= qTFktJZw
b1=70mm,b2=60mm ]H8 ,}
3、验算弯曲强度 )Cl!, m)~
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 m ~a'
按式（11-8）轮齿弯曲强度 {w*5uI%%e
9C[i#+_3M
"@Ir Bi6
4、齿轮圆周速度 $w{!}U 2+-
FTvFtdY
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。
meQ>mW
)`5k fj
8$</HNu,
z /zUb``
M_@%*y\o
K
cI'P(
;`<uo $R
It.G-(
五、轴校核： \]pRu"
=@w,D.5h
KDD_WXGt~
!.>TF+]
W8hf
Qpw
.{U@Hva_K
r9[{0y!4
5&V0(LT]C
3 D<s #
U z(Sv:G
5P{PBd}glp
~"-+BG(5
IK~'ke
VNKtJm t
Hm xA2 ~C
bs{i@ 1$
]; c JIa
y" 4Nw]kU
圆周力Ft=2T/d1 CMk0(sztU_
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Th&-n%r9K
d=mz=2.5*101=252.5mm .{ , PC
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N Bn> "lDf,
Fr=5852.5*tan20=2031.9N Lo"w,p`n@
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 OhUEp g[
由Fr2*L-Fr*L/2=0 Fy(-. S 1
得Fr2=Fr/2=1015.9N h>>KH*dQ
xb`,9.a7
2、求水平平面的支承力 |ymw])L
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 8 }9B*m
K/)*P4C-
t+C9QXY
3、画垂直面弯矩图 mI5BJ
L=40/2+40/2+90＋10=140mm Af'L=0
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm qfF/X"#0
Qoa gy L
j*2Q{ik>J
4、画水平面弯矩图 ,+`1 /
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm N>8p A )
v X=zqV
_^{!`*S
Nr24Rv
5、求合成弯矩图 _
U/[n\oC
{J_1.uN=
H oA[U T
rl#[HbPM
6、求轴传递转矩 VXr'Z
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm %Ot2bhK;
Snm
m (.
_ ," -25a
(;1rM}B;1
C?I vXPlV
~hYTs
P3[!-sv
E bTj Bq
^.']-XjC
kJ^)7_3
{R`,iWV
*Ru@F:
2?=R_&0 Q
]
T `6Hz!
Iud]*5W
vn5X]U"
KC@F"/h`/
^Kvbpi ,
'] 'H8Y-M
_,S
L;*G4|
|$$gj[+^
7、求危险截面的当量弯矩 N*d
)<8_
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 g[Tl#X7F
轴的扭切应力是脉动循环应力 m@Zii f-A
取折合系数a=0.6代入上式可得 +o{]0~ y
`jl 1Q,~2r
8、计算危险截面处轴的直径 4 1\r7
BS
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 x 6=Yt{
由表13-3查得许用弯曲应力 ， '
K X'{ Gy
所以 Kk?]z7s-4
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 8|:bis~wm
故d=1.04*25.4=26.42mm q]1HCWde
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 -Oj}PGj$e\
所以此轴选d=40mm,安全 f-Yp`lnn.d
六、轴承的选择 ["5Z =4
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 v
};r
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N )s @ }|`
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 6 [q<%wA
因为大修期三年，可更换一次轴承 D{b*,F:&@)
所以取三年 aSu6SU
由公式 BQ&G7V
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) `5VEGSP]
（深沟球轴承系列） wi{qN___
A6?+$ Hr
由附表选6207型轴承 B/P E{ /
七、键的选择 J;?#Zt]`L
选普通平键A型 KY1(yni&8[
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 nEtG(^N
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 1M%'Xe7
由公式 %RlG~a
所以 wHGiN9A+
选变通平键，铸铁键 F*&A=@/3
/ h/f&3'h
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 3['aK|qk.
八、减速器附件的选择 -2)6QKh~D
1、通气器： H9 d! -9I
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 O<A$,<6 7
2、油面指示器： (A\X+S(
选用油标尺，规格M16 ;0)|c}n+.5
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 }|MP Qy
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 * $
5、窥视孔及视孔盖 vDG AC'
选用板结构的视孔盖 Gp0B^^H $
九、润滑与密封： 'X()|{
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： \KBE +yj
^jY'Hj.Bs
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。 s-\.j-Sa
2、滚动轴承的润滑 p};B*[ki
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。 <!+T#)Qi
3、润滑油的选择 'qhi8=*
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 4$j7DJ8dj
L-AN15润滑油 \0K3TMl)J
4、密封方式选取： KW3Dr`A
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 T FIP>$*_C
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 X/=*o;" :
设计小结： yuTSzl25,/
二、课程设计总结 M
Y2=lT
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。 {F Ir|R&
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。 K>!+5A$6i
F\! V a
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。 :h4Nfz(
4Nz@s^9
特别感谢—程莉老师。 ;zMZ+GZ?;+
@
m' z m:
参考资料目录 { 8!\aYI
[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； *.4VO+^
[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； ,Z2fVz~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； k<bA\5K
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 5Op |="W.
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn :\]TA Qd-
fyRSg B00$
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