目 录 T <k;^iqR
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 y#`;[!
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 U6H3T0#
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 q&6|uV])H
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 rxy5N rue
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 B2LXF3#/
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 j}tGcFwvSN
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 LH_ U#P`E
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 (OwGp3g
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 XMP4YWuVc
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 <y cR/X
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 DYIp 2-K
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 x11r iK
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 HFyQ$pbBU
tGXH) =K
Vom,^`}
1.拟定传动方案 !:esdJH
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 z_KC G2=5
v=1.1m/s;D=350mm; 1BEc"
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) cZoj|=3a
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 =;I+: K
2.选择电动机 't*]6^
1）电动机类型和结构形式 ve.P{;;Ky
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 %{^|Av 1Uz
2）电动机容量 }1Mf0S
（1）卷筒轴的输出功率Pw '?_~{\9<
F=2800r/min; cAVdH{$"
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 W
9}xfy09
(2)电动机输出功率Pd & { qKoI ]
Pd=Pw/t =^{ MyR7
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 :.a184ax
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： f4d-eXGwx`
弹性联轴器 1个 {
JDD"z
t4=0.99; XUUP#<,s
滚动轴承 2对 `e3$jy@
t2=0.99; Y8lZ]IB
圆柱齿轮闭式 1对 ln , 9 v
t3=0.97; {5%d#|?
V带开式传动 1幅 jpW_q+^?
t1=0.95; o#z$LT1dY
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 >YF=6zq.`
t5=0.98; E&@#*~
则 }ksp(. }G
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 *0V'r H)
故 yFd94 2
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 B~ & }Mv
（3）电动机额定功率Ped >mEfd=p
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 MI:%Eq
3）电动机的转速 i -@V
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， + IjBeQ?
可选电动机的最小转速 I=P<RG7j)
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min `2x. -
可选电动机的最大转速 :mf &,?
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min /P]N40_@
同步转速为960r/min %Kp^wf#o9
选定电动机型号为Y132M1－6。 Pq(LW(
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 ^~bd AO81
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 $T7 qd
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 #&L7FBJ"*v
N{@~(>ee^
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm @B(E&
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 Q%J,: J
kr
|k \
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 t6\--lk_
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 9zCuVUcd$.
1）传动装置总传动比 5gC> j(
nm=960r/min; Lz:FR*
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 T:|p[Xbo
2）分配各级传动比 ryA+Lli.
取V带传动比为 xpwy% uo
i1=3; e:.?T \
则单级圆柱齿轮减速器比为 &uBf sa$
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 oJ" D5d,
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。 lq, ]E/<&
4．计算传动装置的运动和动力参数 zzW$F)X
1）各轴转速 +|5 O b
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 l7 @cov
n0=nm; R1<$VR
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min )"6"g9A
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min &k-NDh 3
p1 HbD`ST
2）各轴输入功率 m@w469&<(q
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 qcQq.cS_'N
P0=Ped=4kw gm!sLZ!X
轴I 的功率 se=^K#o
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw r=A A
/n<
轴II功率 ('\sUZ+5
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw j?k| -0
3）各轴转矩 g)|vS>^~
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Rr[Wka9[
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm tXZMr
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 3MKu!
二、设计带轮 . n)R@&9
1、计算功率 @v& s|X '
P=Ped=4Kw _p'@.P
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 ;v X1U8
查课本表8－10，得KA=1.1; ,\a L v
计算功率 +*Uv+oC|
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw e+4Eiv
2选择普通V带型号 imAOYEH7}
n0 =960r/min Ck" db30.
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 C+5X8
d1=80~100 WXDo`_{R
3、确定带轮基准直径 ;f N^MW@&[
表8－11及推荐标准值 >+Iph2]
小轮直径 'RzO`-d r
d1=100mm; bQ w G"N
大轮直径 ;' 08-Et
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 6 v~nEw
取标准件 6PS[OB{3
d2=355mm; oayu*a.
4、验算带速 ki/Cpfq40*
验算带速 8c_X`0jy
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s Cg`lQY U
在5~25m/s范围内 y'>JT/Q5
从动轮转速 !y' >sAf
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s ^3H:I8gRCl
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s UX<-j Y#'V
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 S $o1Q
=-0.0141 gFu,q`Vf*
5、V带基准长度和中心距 S7#dyA X8
初定中心距 dga4|7-MY
中心距的范围 ) jvI Nb
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm hlze ]d?z
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 5;^1Ab0
a0=350mm; UL>2gl4s/
初算带长 MuP>#Vk
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 0( A ?&
Lc = 1461.2mm I.T?A9Z
选定基准长度 i^ |G
表8-7,表8-8查得 !IO\g"y~|%
Ld=1600mm; Y Q .Xl_
定中心距 i'"#{4I
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm j6XHH&ZEb
a=420mm; ?_A[E]/H
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm /93z3o7D>
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ]j6K3
6、验算小带轮包角 Tcc83_Iq
验算包角 k`|E&+og
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a vD?D]8.F~Q
145.2107 >120度 故合格 "Y &
7、求V带根数Z '-[hy>t
由式（13-15）得 H^@Hco>|
查得 n1=960r/min , d1=120mm U=69q]
查表13-3 P0=0.95 : D-D+x
由式13-9得传动比 rBi<Yy$z
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ^H1m8=
查表（13-4）得 Nq8 3 6HL
m{X{h4t
由包角145.21度 rwP)TJh"
查表13-5得Ka=0.92 Qzo -Yw`=
KL=0.99 C7* YZe
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3
^RT_Lky
8、作用在带上的压力F cRD;a?0/6s
查表13-1得q=0.10 ?*+U[*M
故由13-17得单根V带初拉力 xE^G*<mj:
F8{gJaP x
三、轴 H@$K /
初做轴直径： !t"/w6X1I
轴I和轴II选用45#钢 c=110 Ka-o$o[^u`
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm ]BjY UTNm
取d1=28mm UI U:^g0
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm ?Fn y_{&^H
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 x>TIx[ x
取YL10YLd10联轴器 3 HYdb|y
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 q0Q[]|L
取d2=45mm R%\3[
四、齿轮 3Wbd=^hRvq
1、齿轮强度 ]w _&%mB
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 HJ]e%og
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。 _|0#
因 ， W)/f5[L
SH1=1.1， SH2=1.1 d v[.u{#tP
， T &>65`L
， Q[K$f %>
因： ， ，SF=1.3 ol/@)k^s>
所以 @-\=`#C**
.d^8?vo
rA B=H*|6
2、按齿面接触强度设计 {nUmlP=mS
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 YjTr49Af0
小齿轮上的转矩 % H"
按 计算中心距 Fs $FR-x
u=i=5.333 fx(8 o+
mm 2# lp Ij
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ]w ;t0Bk
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 P![ZO6`:W'
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 8~-TN1H
齿宽b= CkNR{?S
b1=70mm,b2=60mm .[]S!@+%
3、验算弯曲强度 _rIo
@v
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 I5l%X{u"N
按式（11-8）轮齿弯曲强度 4_j_!QH87
:'C?uk ?
UR _ Ty59
4、齿轮圆周速度 Zn
r4^i&(
"i/GzD7 `n
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 OhCdBO
U=
f9b] Y
?;`G CE
> W-xDzJry
!J#P 'x0
_[-MyU s
e4Y+u8gT
Bl6I@w
五、轴校核： 2 SD
Z
5~DKx7P!Z
!w%c= V]tV
db_?da;!`
27c0wz q
NdLe|L?c
'R+^+urq^
Oi: Hs
x
zF
lrKT ?siB
,~Xe #e M
NR_3nt^h
x+6z9{O
]] 0 M
*'aJO }$
R,PN?aj
t/O^7)%
WK*tXc_[b
圆周力Ft=2T/d1 hkb\ GcOj
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 PP'5ANK
d=mz=2.5*101=252.5mm jmv=rl>E*
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N [3-u7Fx!
Fr=5852.5*tan20=2031.9N dS 4/spNq
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 k}< H
由Fr2*L-Fr*L/2=0 -YQS\@?
得Fr2=Fr/2=1015.9N B\rY\
",gVo\^
2、求水平平面的支承力 CStNCBZ|\
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N l6WEx
-d
&XC d2
r-EIoZ"P
3、画垂直面弯矩图 mMZ{W+"[f
L=40/2+40/2+90＋10=140mm Hn)?
xw]x
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm db1ZNw
sRcd{)|Cq
jmq^98jB
4、画水平面弯矩图 -w C}JVVcK
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 'J &R=MD
?OnL ,y|
C XoiA" P
(oy@j{G)c6
5、求合成弯矩图 h~
_i::vg
DUu:et&c1
[|* 7"Q (
lW #2 ox
6、求轴传递转矩 ceks~[rP
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ~1* 37 w~
R E4#a 2
H'!OEZ
) a MiT
k^K76m B
[>p!*%m
z0ufLxq
\^y~w~g?
xh#_K@ 8
C "@>NC_
Q/Z>w+zh#
W!X Buk-
qrw*?6mSQ
; t9_*)[
Px?"5g#+
>+i +_^]
X.#9[3U+
CfrO1i F
R'B_YKHBY
0k\,z(e
S\I+Ue Fkf
7、求危险截面的当量弯矩 zp f<!x ^
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 .e3@fq
轴的扭切应力是脉动循环应力 =<9Mv+Ry8
取折合系数a=0.6代入上式可得 WixE nsJ
@Q ~; @M
8、计算危险截面处轴的直径 X04LAYY_u
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 67T.qX2I$
由表13-3查得许用弯曲应力 ， |p*cI @
所以 p8.JJt^
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 9 {SzE /[
故d=1.04*25.4=26.42mm OC,yL Q
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 Z)(#D($-
所以此轴选d=40mm,安全 #H Jlm1d
六、轴承的选择 ,s}&|+
'"
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 X5+^b({
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N h'G
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） #H~$^L
因为大修期三年，可更换一次轴承 yF|yZ{
所以取三年 p_n$}z
由公式
h 1 "#
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) &y73^"%
（深沟球轴承系列） f t{i6}
ZK2&l8
由附表选6207型轴承 [A x :gj
七、键的选择 w0sy@OF
选普通平键A型 O<>+l*bk
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 Jk|DWZ
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm ,:-^O #
由公式 ]-X\n
所以 gV:0 &g\v
选变通平键，铸铁键 0%\fm W j
%t9Kc9u3p
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 a.O"I3{?h
八、减速器附件的选择 <H<Aba9\
1、通气器： SZtSUt(ss
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 @sd{V
2、油面指示器： {~g7&+9x*
选用油标尺，规格M16 k{ Y\YG%b
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 6+s&%io4
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 hlc g[Qdo*
5、窥视孔及视孔盖 ib]<;t
选用板结构的视孔盖 ^pfM/LQ@
九、润滑与密封： w}07u5
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： _q@ lP|
? )IH#kL
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 :=q9ay
2、滚动轴承的润滑 0&&P+adk
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 l.}gWN9-
3、润滑油的选择 Fo
,8"m
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 <0l:B ;3
L-AN15润滑油 v )2yR~J
4、密封方式选取： BTA2['
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 %.uN|o&n
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 5(Q-||J
设计小结： l`j@QP
二、课程设计总结 [ >j.x 2=
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 NLgeBLB
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 xw1,Wbu]
%$_?%X0=t
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。 NY[48H
.Z 17X_
特别感谢—程莉老师。 ~g~`,:Qc
;gRPTk$X3
参考资料目录 q} g0-Da
[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； vL "n oLs
[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； =7 -k D3
[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； %uP/v\l
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 8L@@UUjr
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn {+9t!'
N =8CVI
3VQmo\li
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f,-'eW/j
Nw=60.0241r/min ,
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