目 录 &
"B=/-(
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 dGTsc/$
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 e(8Ba X _
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 K 'I#W
lg
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ?b5 ^
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 c_l"I9M#r
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 {cw /!B
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 EAby?51+
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 EDs\,f}
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 ]]j; /TiG
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 ?@
$r
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 8SS|a
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ##4HYQ%E
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 0'o : #-
7i1q wRv
uhutg,[
1.拟定传动方案 $]2vvr
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 r-/`"j{O!
v=1.1m/s;D=350mm;
^L&iR0
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) MR.'t9m2L
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 *s iFj
CN<
2.选择电动机 5d!-G$ @
1）电动机类型和结构形式 S?BG_J6A7
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。 Lbb0_-']
2）电动机容量 t.\dpBq
（1）卷筒轴的输出功率Pw &UlWCOo8
F=2800r/min; VTHH&$ZNq
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 _/<x
(2)电动机输出功率Pd @2v_pJy^
Pd=Pw/t 4]}'Hln*U
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 yyy|Pw4:Z
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： !m?-!:
弹性联轴器 1个 i8HTzv"J
t4=0.99; 0}dpK $.
滚动轴承 2对 P J[ `|
t2=0.99; =[jXe
圆柱齿轮闭式 1对 }| 5Pr(I
t3=0.97; b9dLt6d
V带开式传动 1幅 ^@NU}S):yN
t1=0.95; V,N%;iB}
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ! #2{hQRu
t5=0.98; !brf(-sr)
则 /fV ;^=:8c
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 b<gr@ WF
故 Q>1[JW{$}
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 5bpEYW+
（3）电动机额定功率Ped )q3p-)@kQ
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 fvxu#m=
3）电动机的转速 c6]D-YNF G
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， 2*#|Nj=^
可选电动机的最小转速 UU0,!?o4
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min "AGLVp.zT
可选电动机的最大转速 ]
{HI?V
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min o J;$sj
同步转速为960r/min U}j 0D2
选定电动机型号为Y132M1－6。 y9}>: pj4
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 lQkQ9##*
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 %FI E\9
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 UFb )AnK
AbmA KA@
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm pBA7,z"`mP
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 I"7u2"@-8j
O]1(FWYy
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 ]f9Cx\d:k
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 yd`mG{Z
1）传动装置总传动比 V[vl!XM
nm=960r/min; K~u q,~
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 J!U}iD@occ
2）分配各级传动比 QWHug:c
取V带传动比为 d <JM36j?
i1=3; p|D/;Mk
则单级圆柱齿轮减速器比为 (mt k 4
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 )gy!GK
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。 i9][N5\$
4．计算传动装置的运动和动力参数 M{hg0/}sUW
1）各轴转速 $,Yd>%Y
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 I,@6J(9
n0=nm; 6MdiY1Lr!K
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min F;0}x;:>
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ?o#%Xs
IG9VdDj
2）各轴输入功率 ur7q [n
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 @A ^;jk
P0=Ped=4kw =] Jd9]vi
轴I 的功率 yFlm[K5YD
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw G<rHkt@[
轴II功率 W Ka~[j|-K
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ly3\e_z:G
3）各轴转矩 |3 yL&"
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm m:o<X K[>
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm `t'W2X
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm _?0}<k Q&
二、设计带轮 )*x6 FfTUd
1、计算功率 7 X'u6$i
P=Ped=4Kw i|*)I:SHU
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 gz# i. -
查课本表8－10，得KA=1.1; D#JL!A%O
计算功率 'K{Z{[s{
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 6- B|Y3)B
2选择普通V带型号 Av V|(K"
n0 =960r/min |f_[\&<*
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 6wECo
d1=80~100 ?\s+EE&-
3、确定带轮基准直径 .r qhi
表8－11及推荐标准值 \WB<86+z
小轮直径 yx &51G$
d1=100mm; @8rx`9
大轮直径 4 s{~r
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm q6 `b26
取标准件 TXvI4"&
d2=355mm; 9=h'9Wo
4、验算带速 v+#}rUTF
验算带速 [o+q>|q
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s T\j{Bi5 \J
在5~25m/s范围内 \k!{uRy'
从动轮转速 k:F9. j%*
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s %
*INT
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s q ]e`9/U
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 mtmjZP(w
=-0.0141 T@&K- UQ
5、V带基准长度和中心距 aa#Y=%^
初定中心距 qUGC" <W
中心距的范围 6'G6<8 >-
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 8sTp`}54 J
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm \Vy Z
a0=350mm; x QXXC|T
初算带长 (UvM@]B
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 PV\+P6aIb
Lc = 1461.2mm 4UvZ)^r
选定基准长度 [b>Fn%y
表8-7,表8-8查得 %r}{hq4
Ld=1600mm; {NFr]LGOp
定中心距 BB*f4z$Y%
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm ?6un4EVL{
a=420mm; {rH@gz|@i
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm mA+&Io
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Q)" Nu.m
&
6、验算小带轮包角 h!.^?NF
验算包角 q?DTMK x
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a < [\`qX
145.2107 >120度 故合格 1o;J,dYu
7、求V带根数Z +|'c>,?2H
由式（13-15）得 b#toM';T
查得 n1=960r/min , d1=120mm jW3!6*93
查表13-3 P0=0.95 9c#+qH
由式13-9得传动比 QWSTR\!
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 MmnOHN@.
查表（13-4）得 XJ` ]ga
N OiN^::m
由包角145.21度 wKY Za# u
查表13-5得Ka=0.92 o9%)D<4M
KL=0.99 L> 9V&\
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 >eqxV|]i
8、作用在带上的压力F ^*8G8'k;$
查表13-1得q=0.10 n}_JB>i~
故由13-17得单根V带初拉力 2w_W Adi
Ba*,-i3ZK
三、轴 .
Z.) t
初做轴直径： D!NQ~'.a=2
轴I和轴II选用45#钢 c=110 /VS [pXXT|
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm (k) l= ]`}
取d1=28mm l(u.I2^o
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm QnXA*6DJ
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 5JCG2jqx0
取YL10YLd10联轴器 CBOi`bEf
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 Z
X(z;|l45
取d2=45mm qnJt5
四、齿轮 ];a=Pn-:}G
1、齿轮强度 V=qwwY z~
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 $Ifmc` r1
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 !?p%xj?
因 ， v'qG26
SH1=1.1， SH2=1.1 i2Y uOV!
， 'EF9Zt 8
， ') gi%
因： ， ，SF=1.3 d `nVc50
所以 Wi2WRJdyu
>.'*) @vQi
YN2sd G
2、按齿面接触强度设计
lBhLf@
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 Mjfx~I27
小齿轮上的转矩 ang~<
按 计算中心距 n'01Hh`0
u=i=5.333 4.h= &jz&
mm {u\Mj
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 Q/I! }C4
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 Jd(,/q
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm e~@ [ 18
齿宽b= fX.>9H[w@~
b1=70mm,b2=60mm sqJSSNt
3、验算弯曲强度 :Jy'# c
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 4EZ9h A9+
按式（11-8）轮齿弯曲强度 tqeZ#w7
7L@K _ZJ
T/xp?Vq6/
4、齿轮圆周速度 \2}bi:e 6
.J.-Mm` .
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 0 79'(%
gk+ h8 LZ
Nwt" \3
Eam
[y)`k@
\XM^oE#G
s]mY*@a%
eDJ fU
五、轴校核： =ng\ 9y[;D
)m{Ye0!RD
O :"*q&;J
m -DsY
K+8-9$w6
.YnFH$;$
psC
mbN
J9Ou+6 u(
] GTAq
z=_Ef3`M
rBTeb0i?
6,LubZFD
YJ/zU52JK~
T4 N~(Fi)
W4U@% b do
3a 1 u
?wF'<kEH
T<@ cd|`
圆周力Ft=2T/d1 kbfC|5S
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 x ^y" <
d=mz=2.5*101=252.5mm f{i8w!O"~
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ;w-qHha
Fr=5852.5*tan20=2031.9N K ryo}
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 xD /9F18
由Fr2*L-Fr*L/2=0 Ppt2A 6W
得Fr2=Fr/2=1015.9N <ggtjw S
)r
z+'|,
2、求水平平面的支承力 wwowez tER
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N npyAJp
A@D2 +fS
pge++Di
3、画垂直面弯矩图 7,MS '2nz
L=40/2+40/2+90＋10=140mm 6XJ [h
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm )T66<UDK|
rVa?JvDO=
CWG6;NT6m
4、画水平面弯矩图
kWb2F7m
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm >'5_Y]h4m|
_#s=h_
FD
L0]_hxE?
eo!zW
5、求合成弯矩图 TLf9>=
OVh
7HJS .047
8?O>ZZtu
y}K\%;`[a
6、求轴传递转矩 [;. ` ,/
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm J5 [~LZKW
,prF6*g+WE
lvpc*d|K
J.+BD\pa
c$,_>tc P
%tt%`0
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%F9{EX Jy
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SL&hJs4c'
4YMX|1wd)
b*mKei
7"*|2Xq
m&0"<V!H/B
A +w v-~3
LFp]7Dq
uw7{>9
_uu<4c
@l(vYJ:f
Na, _
@C-dG7U.P
7、求危险截面的当量弯矩 rJ'I>Q~x6
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 )g@S%Yu
轴的扭切应力是脉动循环应力 5;TuVU.8Q
取折合系数a=0.6代入上式可得 geefnb
p(m1O70 C
8、计算危险截面处轴的直径 _0 snAt^iC
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 hc$@J}`
由表13-3查得许用弯曲应力 ， aSYs_?&.
所以 i_LF`JhEQT
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 9kY[j2,+
故d=1.04*25.4=26.42mm LDy<k=;o
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 QI[}( O7#6
所以此轴选d=40mm,安全 l??;3kh1
六、轴承的选择 kao}(?x%
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 Y/8K ;U|
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N r\9TMg`C
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） I5);jgb
因为大修期三年，可更换一次轴承 &yz&LN n'
所以取三年 q1hMmMi
由公式 pY^9l3y^
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) i(wgB\9i4
（深沟球轴承系列） AzpV4(:an.
f.pkQe(
由附表选6207型轴承 qq0?e0H
七、键的选择 "n\%_'R\hH
选普通平键A型 :Px\ qh}K
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 3|@t%K
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm jUjr6b"
由公式 4DO/rtkVq
所以 8xI`jE"1
选变通平键，铸铁键 ,
Ut Hc]
_#qe#
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 ?& h3P8
八、减速器附件的选择 ?Zyok]s
1、通气器： qM S}t3X
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 2+9 2Q_ +
2、油面指示器： $
A-b vL
选用油标尺，规格M16 azb=(l-
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 - Ubj6 t_K
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 #DP7SO
5、窥视孔及视孔盖 i j &p4
选用板结构的视孔盖
H=zN[M U
九、润滑与密封： G\Q9IcJ0dY
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： `:-J+<`
H] qq ~bO[
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。 nY) .|\|i
2、滚动轴承的润滑 Gbd?%{Xc-
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。 <qiICb)~
3、润滑油的选择 ]u &dJL
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 Q59/ex
L-AN15润滑油 B$`lY DqaG
4、密封方式选取： +>3]%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。 !J.rM5K
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 4&}\BU*
设计小结： co B 6 rW
二、课程设计总结 r2G*!qK*1
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。 | Od u4 Q
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。 Yn[x #DS
z=?0)e(H,
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。 Cals ?u#U=
.w FU:y4r
特别感谢—程莉老师。 ?2~U2Ir]:
oa9)Dv
参考资料目录 uU+s!C9r
[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； $ WFhBak8
[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；
o?R,0 -
[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； wd`R4CKhP]
[3]《设计手册软件》，网络上下载； PbUI!Xqe`
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn mW$ot.I
X"J%R/f
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T1=113.4063Nm A}
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T2=589.5878Nm ..v@Q%
8 T!fGzHx
58a)&s[+
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'Y~8_+J?
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输送带速度 V=1.1 m/s = >9`qcNW_
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