目 录 i z%wozf
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 ?>/9ae^Bw
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 Lm3~< vP1e
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ^V7'S<
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 z3Zo64V~7
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 g^:
& Dh
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 zv bO
q
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 G_]zy mXQ
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Ji)Ys
ebV
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 b[KZJLZ )
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 %zz,qs)Eu
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ZA+w7S3
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 "IN[(
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ~JQ6V?fucD
Bwl@Muw
%jJ|4\
1.拟定传动方案 D/YMovH%
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 fSF_O}kLp
v=1.1m/s;D=350mm; #w@V !o
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) PH$C."Vv
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。 )uu(I5St
2.选择电动机 =}g-N)^
1）电动机类型和结构形式 QpD- %gN
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。 H~
E<ek'~
2）电动机容量 HtV 8=.^
（1）卷筒轴的输出功率Pw x n= #4:f
F=2800r/min; bH.SUd)
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 \q@Co42n\
(2)电动机输出功率Pd 0b G# '.-
Pd=Pw/t '*B%&QC -
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 OcLahz6
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： |Iknk,
弹性联轴器 1个 {l"(EeW6)
t4=0.99; 7M)<Sv
滚动轴承 2对 !bs5w_ @
t2=0.99; `ZU]eAV
圆柱齿轮闭式 1对 ik#ti=.
t3=0.97; wk#cJ`wG;
V带开式传动 1幅 [,3E#+y
t1=0.95; l
>~ Rzw
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 &F:%y( ;{Y
t5=0.98; V :/v
r
则 [y~kF?a
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 {53|X=D64
故 nC(Lr,(
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 =QK ucLo
（3）电动机额定功率Ped tOX -vQ
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 A4g,)
3）电动机的转速 %l?*w~x
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， PeIKx$$Kl{
可选电动机的最小转速 85e*um^
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min EU
Z7?4o
可选电动机的最大转速 jx{
fel
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min $_3 )m
同步转速为960r/min h$mGaw vZ~
选定电动机型号为Y132M1－6。 *R}p9;dpO
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 m>|7&l_
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 |8tKN"QG
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 _0BQnzC=
4V c``Um
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm T" t.t%(8
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 E@E P9X
>
jGoQXiX
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 Yxy!&hPLv:
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 HQ wrb HS
1）传动装置总传动比 -oTdi0P
nm=960r/min; "!_vQ^y
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 Kn1T2WSAg
2）分配各级传动比 T(,@]=d,DD
取V带传动比为 U{qwhz(
i1=3; v,Zoy|Lu
则单级圆柱齿轮减速器比为 l[ i1,4
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 S=W^iA6>
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:A:3~I!NW
4．计算传动装置的运动和动力参数 L)8%*X
1）各轴转速 97 ,Y q3
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 >6Jz=N,
n0=nm;
AQ0zsy
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min @REMl~"D5
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min B`gH({U
&O#1*y
Z
2）各轴输入功率 byTH SRt
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 HYG1BfEaW
P0=Ped=4kw .4l
cES~
轴I 的功率 sy-#Eo#3
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ~1aM5Ba{
轴II功率 : sw@1
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw <Ql2+e v6
3）各轴转矩 rxs:) # ?A
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm ?o`:V|<v
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm xj9xUun
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm }34 6uF7C
二、设计带轮 4'tY1 d
1、计算功率 >vR2K^
P=Ped=4Kw j<6+p
r
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 XL9-N?(@
查课本表8－10，得KA=1.1; H :
;X U
计算功率 m=Gb<)Y
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw [>U2!4=$M
2选择普通V带型号 |WpJen*?Y
n0 =960r/min -PU.Uw]
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 B&B L<X
r
d1=80~100 =d iGuI B
3、确定带轮基准直径 }$sTnea
表8－11及推荐标准值 x JnN95`R@
小轮直径 NTO.;S|2%
d1=100mm; g3yZi7b5FU
大轮直径 *=!r|UdB.
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm HIt9W]koO
取标准件 n ywC]T
d2=355mm; ]rNxvFN*j
4、验算带速 d{7)_Sbky
验算带速
|
+uc;[`
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s $dWYu"2C D
在5~25m/s范围内 I~Qi):&x
从动轮转速 | 7 Ab _
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s NxDVU?@p*
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s yjq|8.L[
G
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 RTDplv; ]
=-0.0141 f! )yE`4-
5、V带基准长度和中心距 cct/mX2&~
初定中心距 SSyARR+;c
中心距的范围 Zz]/4 4t
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm G:wO1f6
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm
=zDvZ(5
a0=350mm; ?A24h !7
初算带长 "q!*RO'a
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ZR"qrCSw`
Lc = 1461.2mm e\f \CMb
选定基准长度 vA[7i*D{w
表8-7,表8-8查得
ZG{#CC =
Ld=1600mm; WTjmU=<\
定中心距 tfh`gUV 4
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 4Ss y (gt
a=420mm; rz2,42H]
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 9 g- 8u+&
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm G )`gn
6、验算小带轮包角 -v|lM8
验算包角 %`\Qtsape
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 83p8:C.Ze
145.2107 >120度 故合格 %$Xt1ub6(
7、求V带根数Z OECVExb@eH
由式（13-15）得 .2_xTt
查得 n1=960r/min , d1=120mm f^F"e'1
查表13-3 P0=0.95 (H:A|L w
由式13-9得传动比 j~>J?w9<O
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 .I $+
E
查表（13-4）得
U z[#ye
'A\0^EvVv
由包角145.21度 }odjaM}5Nc
查表13-5得Ka=0.92 AAKc8 {
KL=0.99 .3@Pz]\M#>
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 %qqeL
8、作用在带上的压力F @xso{$ z?j
查表13-1得q=0.10 so| U&`G
故由13-17得单根V带初拉力 %M`zk A2]J
0ia-D`^me
三、轴 V?`|Ha}
初做轴直径： -7o-d-d F
轴I和轴II选用45#钢 c=110 a40>_;}:x
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm ,_D@ggL-
取d1=28mm /F''4%S?E
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm ER@RWV 2
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 Y% @; \
取YL10YLd10联轴器 twK 3
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 UlKg2p
取d2=45mm {i3=N{5b
四、齿轮 lH@goh
1、齿轮强度 1=!2|D:C)i
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 nPl,qcyY
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。 %|f@WxNrU
因 ， $BB^xJ\O
SH1=1.1， SH2=1.1 cS@p`A7Tpo
， Bs>S2]
， ~DB:/VSmu
因： ， ，SF=1.3 kE!k y\E
所以 dldS7Q
A1z<2.R
QA)"3g
2、按齿面接触强度设计 BJLe E}= H
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 r?^L/ HGc
小齿轮上的转矩 9(_n8br1
按 计算中心距 /'_Yct=
u=i=5.333 Gc5mR9pV
mm &NbSG+t
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 |<y1<O>F
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 /Bk`3~]E>
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 2
' $ nz
齿宽b= k)8*d{ *
b1=70mm,b2=60mm ,:V[H8 ?
3、验算弯曲强度 >%n6n! "
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 "+
k}#<P4\
按式（11-8）轮齿弯曲强度 m")p]B&i=
,W/Y@Sc C
R mo'3
4、齿轮圆周速度 iV\*7
o$7UWKW8
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 -$@'@U
3RcnoXX_
uaCI2I
Pi,86?
_. EM])b
lR`.V0xA
$?LegX
)]E?~ $,
五、轴校核： [i> D|X
9'|_1Q.b^
XB:E<I'q!3
}?O>.W,/
[<Mls@?
cA|
n*A-j<
R4zOiBi'B
OF; "%IW~}
XXD4T9Wy
ofgNL .u
r CUs
d4A:XNKB
vo~ Qo;m
g"g3|$#Ej|
%/_E8GE
Tl?jq ]
ldRq: M5z
V~J t
圆周力Ft=2T/d1 Wi~?2-!
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 7x*C`
Et<x
d=mz=2.5*101=252.5mm KR%NgV+}!0
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N [8 23w.{]#
Fr=5852.5*tan20=2031.9N :01 B)~^
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 3b`#)y^y?%
由Fr2*L-Fr*L/2=0 IL?"g {w
得Fr2=Fr/2=1015.9N *h pS/g/3\
1.Neg|
2、求水平平面的支承力 |ss4pN0X
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N /NuO>kQa
5)->.* G*
qmNG|U&
3、画垂直面弯矩图 "od 2i \
L=40/2+40/2+90＋10=140mm <" 0b 8 Z
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm tvUC d}
SI=7$8T5=5
)t2 eg1a:
4、画水平面弯矩图 h66mzV: `
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm >3I|5kZ6
i\#?M "
}5Km \OI
A3J=,aRI_v
5、求合成弯矩图 C[><m2T
Nkn2\ w
FyChH7
Fg R9$ is+
6、求轴传递转矩 jFI`CA6P
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm D23 c/8K
SXNde@%
{
'<6DLtZl
on1B~?*D
I`x[1%y2 F
IUD@Kf]S
`1lGAKv
s dN1BV2
0L d"df*
6yC4rX!a
|:L}/onK
K :>O X
'{)Jhl47
+.-mqtM
ezS@`_pR;
U[Lr+nKo\
%Vk7 7(
P]2V~I/X
5!Ovd
O}g
)`mBvS.}
Tz&h[+ 6`
7、求危险截面的当量弯矩 '*<I<? z;
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 }-T,cA_H|
轴的扭切应力是脉动循环应力 l] ~IZTC
取折合系数a=0.6代入上式可得 Ue ! yK
3KtJT&RuL
8、计算危险截面处轴的直径 -Q|] C{r
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 s?
2ikJq
由表13-3查得许用弯曲应力 ， .X:,]of
所以 3`Xzp
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 =VV><^uzdY
故d=1.04*25.4=26.42mm #K!"/,d@>J
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 B#3Q 4c$
所以此轴选d=40mm,安全 thE9fr/
六、轴承的选择 d- z[=1m
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 %8xK BL]J
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N KxWm63"
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 1Vs> G
因为大修期三年，可更换一次轴承 v4XEp
所以取三年 bV+2 U
由公式 &q#.
>
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) MSB /O.
（深沟球轴承系列） m ^w{:\p
,;f5OUl?[
由附表选6207型轴承 ,wn gS=
七、键的选择 AHHV \r
选普通平键A型 yR"mRy1
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 bCiyz+VyJn
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm .Ad9(s
由公式 xqQK-? k
所以 8\jsGN.$JZ
选变通平键，铸铁键 #7KR`H
R*r"};
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 3$.#\*s_4
八、减速器附件的选择 ? 51i0~O=
1、通气器： 6h0}ZM
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 v:n[H]K|
2、油面指示器： 5Vai0Qfcu:
选用油标尺，规格M16 PKQ.gPu6*@
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳
un KgOvtj
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 /U`p|M;
5、窥视孔及视孔盖 hD4>mpk
选用板结构的视孔盖 n~ 0MhE0H
九、润滑与密封： KLG2 9G
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： d]MpE 9@'v
C>SO d]
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。 P'DcNMdw
2、滚动轴承的润滑 wuM'M<J@
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。 _]{LjJ!M
3、润滑油的选择 /y6I I$AvM
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 S h ?e b
L-AN15润滑油 T| 0d2aa
4、密封方式选取： Ijk hV
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 LF#[$
so{i
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ) TRU x
设计小结： 5"X@<;H%
二、课程设计总结 h@o6=d=4
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。 7 p1B"%
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。 ^Ai QNL}
*z.r OY=
8
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。 \jmZ t* c
` U- vXP
特别感谢—程莉老师。 @;N(3| n7
;cZp$
xb3
参考资料目录 w'E?L`c
[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； $cU7)vmK`
[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； rm-;Z<
[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； tG zp= PyA
[3]《设计手册软件》，网络上下载； e
m0 hTxb
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn i0J`{ PbI
v`]y:Ku|wR
~ qI r'?D
j;
R20xf 0
Eggu-i(rD
Nw=60.0241r/min f1;@a>X
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P2=3.6491Kw ab%I&B<b
@6tczU}ak
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T0=39.7917Nm %=9o'Y,4
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