目 录 Z4@y?f v7s
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 -tyaE
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 CQ1 8%w6
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 g;G5 r &T
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ]!aUT &
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 S Q <f
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 jw4TLc7p
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 hr~ .Lj5^W
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 J6auUm` `
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 #(dhBEXPW;
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 D|T R!
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 26PD[af64O
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 }`]]b+_b>@
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 (hsZ
"dq>) JF\
(9'b e\
1.拟定传动方案 hS_.l}0yf
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 !gJzg*{u@
v=1.1m/s;D=350mm; rKI RNc#d
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) bd{\{[^S!
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。 m1y `v"
2.选择电动机 zbg+6qs})
1）电动机类型和结构形式 I>hmbBlDv
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。 b 9#m m
2）电动机容量 . s-5N\
（1）卷筒轴的输出功率Pw xVTo 4-[p
F=2800r/min; Hz? ,#>{
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 8]]@S"ZM,\
(2)电动机输出功率Pd =mLeMk/7 w
Pd=Pw/t _yJ|`g]U3
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 Gh iHA9.
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： ^'Y HJEK
弹性联轴器 1个 |*1xrM:v~
t4=0.99; 6 >uQt:e
滚动轴承 2对
%mL5+d-oP
t2=0.99; niAZ$w
圆柱齿轮闭式 1对 _.-#E$6s#q
t3=0.97; ?RJdn]`4j
V带开式传动 1幅 oX {@'B
t1=0.95; ^XNw$@&',
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 Z9f/-|r5
t5=0.98; Y{j7Q4{
则 e# <4/FR
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 g/B\ObY
故 C ( U
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 K4Y' B
o4
（3）电动机额定功率Ped 5Kee2s?*
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 A$ J9U3+O
3）电动机的转速 ;t~*F#p(!
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， h,~tXj
可选电动机的最小转速 XD
5n]AL
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min G
~A$jStm
可选电动机的最大转速 Nuo^+z
E
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ajGcKyj8i
同步转速为960r/min n fa_8
选定电动机型号为Y132M1－6。 1]Lhk?4t
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 y,V6h*x2
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 ]2PQ X4t 0
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 V07VwVD
wePI*."]
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm /B h >
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 3jXR"@Z-
Enu!u~1]F
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 [.ey_} X8
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 %6N)G!P
1）传动装置总传动比 HmW=t}!
nm=960r/min; ^glX1 )
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 6N&| 2: U
2）分配各级传动比 : q(D (mK
取V带传动比为 8-A:k E
i1=3; % uj[ `
则单级圆柱齿轮减速器比为 &jt02+Hj'
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 X:U=MWc>
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 Q7L)f71i
4．计算传动装置的运动和动力参数 3Fgz)*Gu]
1）各轴转速 o>.AdZby
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 )=y. ^@UT@
n0=nm; vUqe.?5
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min O/(3 87= U
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min LNaeB(z"
40R"^*
2）各轴输入功率 =,O /,2)
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 Qg[h eND
P0=Ped=4kw }M^_Z#|,
轴I 的功率 1E8$% 6VV
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw *B %y`cj|
轴II功率 ) sRN!~
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ^)Smv\Md
3）各轴转矩 7,f:Qi@g
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm !;TR2Zcn
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm
ccRlql(
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm =Y/}b\9`T
二、设计带轮 JR] )xPI`
1、计算功率 s%5Uj }
P=Ped=4Kw ZT r:xX{R6
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 vf6`s\6
查课本表8－10，得KA=1.1; KuIkul9^%
计算功率 E=}6 X9X
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw $|rCrak;
2选择普通V带型号 =n)JJS 94
n0 =960r/min L^6"' #
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 NS
h%t+XU]
d1=80~100 P`7ojXy
3、确定带轮基准直径 %B[YtWqm`/
表8－11及推荐标准值 3(MoXA*
小轮直径 @8QFP3\1
d1=100mm; d:A\<F
大轮直径 Yd[U
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm pi|\0lH6W
取标准件 52da]BW<
d2=355mm; , <7" K&
4、验算带速 G}182"#4
验算带速 m"5{D*|
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s -)p@BtMS
在5~25m/s范围内 >s;oOo+5
从动轮转速 ${wU+E*
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 0Ul xp
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s Ii|uGxEc
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 W^^K0yn`@
=-0.0141 bjuY A/w<
5、V带基准长度和中心距 &,^mM'
C
初定中心距 CR%D\I$o
中心距的范围 MomLda
V9Q
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm !>CE(;E>z
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 2O?Vr "
A
a0=350mm; /7c2OI=\
初算带长 >_rzT9gX&
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 sGXp}{E9
Lc = 1461.2mm fx]\) 0n
选定基准长度 OD{5m(JwL
表8-7,表8-8查得 3ye K@ >C
Ld=1600mm; kJHr&=VO~
定中心距 ,lrYl!,
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm V*~1,6N [
a=420mm; aeEw#
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm O ]c=Yyl
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm `6 |i&w:b
6、验算小带轮包角 =6.8bZT\
验算包角 b{ Z^)u2X
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a xR\D(FLV S
145.2107 >120度 故合格
m"96:v
7、求V带根数Z "9c.C I
由式（13-15）得 sjkWz2 ]S
查得 n1=960r/min , d1=120mm pYYqGv^oa
查表13-3 P0=0.95 qFV;n6&V
由式13-9得传动比 aQz|!8Is
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 i58ZV`Rk`
查表（13-4）得 RY >)eGJ
A ~qW.
由包角145.21度 r~ZS1Tp
查表13-5得Ka=0.92 K<$wz/\
KL=0.99 /X(@|tk:
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 hB |H9+
8、作用在带上的压力F clh3
查表13-1得q=0.10 p:DL:^zx
故由13-17得单根V带初拉力 )B -MPuB
)2iM<-uB
三、轴 Xz;et>UD*B
初做轴直径： -9=M9}eDF
轴I和轴II选用45#钢 c=110 CBiU#h
q
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm >w z ;}9v
取d1=28mm 08<k'Oi]
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm i_j9/k
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 F Q8RK~?`
取YL10YLd10联轴器 >2l13^Y
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 v 7s ]
取d2=45mm @rnp- +kq
四、齿轮 (|yRo
1、齿轮强度 FK4nz2&4
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 u=p ;A1oy
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 /e-ka{WS
因 ， 8>C ;
>v
SH1=1.1， SH2=1.1 />dB%*
， ' hwV
， .Q=2WCv0
因： ， ，SF=1.3 [;>zq Ny
所以 _ n-VgP Rn
Sqp;/&Ji
Ze [g0"
2、按齿面接触强度设计 mQwk!* U
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 "D
ts*
小齿轮上的转矩 Hmz=/.$
按 计算中心距 e5*5.AB6&
u=i=5.333 (cOND/S
mm nx!qCgo
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 JcvHJ0X~a
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ]jVIpG M
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm )64LKb$
齿宽b= uR 06&SaA>
b1=70mm,b2=60mm _H~pH7WU
3、验算弯曲强度 b aUEsg[~V
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 KKeb ioW
按式（11-8）轮齿弯曲强度 Bi9
N
hj^G} 4
IqvqvHxLX
4、齿轮圆周速度 C ?GvTc
B)j`}7O 06
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 [?|l X$<
TTA{#[=7
,XWay%8{E
ZI2K- z'e
aH5t.x79b
hYP6z^
{#dp-5V
Mr5('9%
五、轴校核： _Ewy^;S%L
! # ,-
OCbQB5k3
UA69_E{JCH
Ct =E;v7}
IEno.i\
boC>N
S7?f5ux
"v\ bMuS
K^z5x#Yj
{<-
ouD
( )JYN5
b:}wR*Adc
6SW|H"!!
EO o'a
.-C+0L1 j
_H^^2#wc/
),D `ZRXS
圆周力Ft=2T/d1 h8iaJqqvJ
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 C;58z 5*,
d=mz=2.5*101=252.5mm i#@ v_^ q
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N %9~kA5Qj
Fr=5852.5*tan20=2031.9N ?;AL F
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 uJ|5 Ve
由Fr2*L-Fr*L/2=0 >+A1 V[
得Fr2=Fr/2=1015.9N :w
{M6mM>
{L-{Y<fke
2、求水平平面的支承力 }6uV]V{
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N zCj*:n
9:CVN@E
@,y F Y
3、画垂直面弯矩图 M Q9 M%>
L=40/2+40/2+90＋10=140mm y]E)2:B[d
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 2#$}yP~
T 9<H%iF
;H m-,W
4、画水平面弯矩图 ~$y#(YbH
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm & |'Kut?8
8M3p\}O
O9qKwn;q(
Q?Bj q>
5、求合成弯矩图 ) <}VP&:X
=XRgT1>e
~Me&cT8
eBSn1n
6、求轴传递转矩 WoC lTb>F
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm W)$|Hm:H
*s<dgFA'
R
uFu,H-
8,H#t@+MT
$:-= >
; K)?:
4s1kZ`e
"u,~ yxYWl
8ZNd|\
d9[6kQ]
rvoS52XG,
eLt Cxe
tI!R5q;k
N8L)KgM5#7
_!CvtUU0Vv
,39$iHk
{6=H/g=:i
<- oRhi4
kGBl)0pr`x
m|Q&Lph b8
|$|n V^y
7、求危险截面的当量弯矩 2fL88 /'
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 G.q^Zd#.T
轴的扭切应力是脉动循环应力 /xrq'|r?C
取折合系数a=0.6代入上式可得 !Pi?
!
w_z^5\u0
8、计算危险截面处轴的直径 'bY|$ \I
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 BorfEv} SN
由表13-3查得许用弯曲应力 ， u7 y7
所以 w3?t})PB&
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 @=zBF'<.9
故d=1.04*25.4=26.42mm 6 pe M4X
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 4K?H-Jco
所以此轴选d=40mm,安全 g!kRa.`u1
六、轴承的选择 4iP ua"8
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 KJvJUq
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N Fp|rMq
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） Y;/=3T7An
因为大修期三年，可更换一次轴承 - m x3^
所以取三年 - 5-SlQu
由公式 I3E8vi%B.
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) y3o4%K8
（深沟球轴承系列） CyBM4qyH
nu<!2xs,
由附表选6207型轴承 koWb@V]
七、键的选择 [Ey%uh
6*
选普通平键A型 A'AWuj\r2R
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 PK`(qK9
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm [ q+ 39
由公式 CR<pB )F?a
所以 T I7Ty +s
选变通平键，铸铁键 4z 3$
*ej o6 >
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 7Hkf7\JY
八、减速器附件的选择 "}x70q' >S
1、通气器： 3<' Q`H >
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 Vqp.jF1|
2、油面指示器： L!8?2 \5
选用油标尺，规格M16 vhe Ah`u^&
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 !
{o+B^^
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 h}:5hi Jw
5、窥视孔及视孔盖 ?yM/j7Xn
选用板结构的视孔盖 b
yreleWo
九、润滑与密封： Nm:<rI,^
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： : )V0zHo&(
%Ja{IWz9L
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。 Q@.9wEAJ
2、滚动轴承的润滑 SFPIr0 u
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。 Qs[EA_
3、润滑油的选择 6 8br
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 =/'*(\C2
L-AN15润滑油 ^d $e^cU
4、密封方式选取： wm`"yNbD
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 vc1G mB
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 {kO:HhUg
设计小结： S@2Jj>3D?
二、课程设计总结 EsxTBg
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 V'h z1roe
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 UHl/AM> !
Oy`\8*Uy__
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 hahD.P<
`TR9GWU+B
特别感谢—程莉老师。 ZZJ"Ny.2
UlZ)|Ya<M
参考资料目录 /@}# K P=
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； Us~wv"L=UX
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； zyn =Xv@p
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； b 020U>)v
[3]《设计手册软件》，网络上下载； (e IxU&o'
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn -ddatc|
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n0=960r/min ]5CFL$_Q{
n1=320r/min YN3uhd[2
n2=60.0241r/min c 0~'5Mlp
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P2=3.6491Kw T9 1Iz+j
!LA #c'
hCrgN?M z
T0=39.7917Nm O jmz /W
T1=113.4063Nm
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T2=589.5878Nm *{bqHMd4L
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