目 录 I%dFVt@
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 R RYm.dMIw
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 HS1Gy/6'
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 "BN-Jvb7q
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 JzhbuWwF-
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 [X >sG)0S~
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 YS$? Wz
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 :H}a/ x*ur
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 4]\ f}
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 +AP f[ZpU
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 3hzI6otKS
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 jY.iQBhjEB
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Bq}p]R3X
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 &r0b~RwUv
PFP/Pe Ng;
Ift @/A
1.拟定传动方案 Q4YIKNN|7
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 g[P.lpi{U
v=1.1m/s;D=350mm; CuE>=y- "I
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) _ J<^'w^;%
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 Vq)6+n8o
2.选择电动机 GWs[a$|
1）电动机类型和结构形式 -49z.(@ki
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。 L\@SX?j
2）电动机容量 q%HT)^F9oO
（1）卷筒轴的输出功率Pw < 8yv(
F=2800r/min; zbL!q _wO
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 !ueyVE$1
(2)电动机输出功率Pd d',OQ,~{
Pd=Pw/t !L3M\Q0
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 &_Py{Cv@Dw
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： Nr.maucny
弹性联轴器 1个 CTu#KJ?j
t4=0.99; +8+@Az[e0
滚动轴承 2对 7%aaqQ1T
t2=0.99; sP1wO4M?{
圆柱齿轮闭式 1对 [< ~1. L^I
t3=0.97; d
]LF5*i
V带开式传动 1幅 #& +0hS
t1=0.95; l#8SlRji
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 Y..
t5=0.98; |R Ux)&
则 k(Z+(Y'{q~
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 "*o54z5"
故 FI,>v`
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 =*Z=My}3~
（3）电动机额定功率Ped dQfV dqg
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 $ t ' .
3）电动机的转速 i?R+Ul` Q
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， m2o*d$Ke
可选电动机的最小转速 ?2ZggV
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min o XA3 i
可选电动机的最大转速 "e WN5 2
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min voRr9E*n
同步转速为960r/min Y 9rW_m@B
选定电动机型号为Y132M1－6。 Y,O )"6ev
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 -!E ))|A
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 3`@al hD'
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ,#G>&
as\6XW$;Q
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm v,t& t9}/
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 !,}W|(P)
%-? :'F!1
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 J[ 9yQ
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 =ogzq.+|
1）传动装置总传动比 bH }6N>Fp
nm=960r/min; |*079v
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 8D[8(5
2）分配各级传动比 ZM oV !lu
取V带传动比为 rM6^pzxe
i1=3; Q9X7- \n
则单级圆柱齿轮减速器比为 1(C3;qlVD
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 *@'4 A :A
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。 S4]}/Imn)
4．计算传动装置的运动和动力参数 @DgJxY|
1）各轴转速 J{$ +\
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 ^p#f B4z
n0=nm; f$a%&X6"-
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min td^2gjr^5
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min Q+/:5Z
C
%)[m bb
2）各轴输入功率 QF/A-[V
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 h4C DZ
P0=Ped=4kw 2XJn3wPi
轴I 的功率 w[w{~`([",
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ;2"#X2B
轴II功率 YH33E~f
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw m%ZJp7C
3）各轴转矩 8%s ^>.rG
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm WN9 <
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 1aKYxjYM
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 910Ym!\{:
二、设计带轮 z)Xf6&
1、计算功率 ;+]9KIa_Pq
P=Ped=4Kw 7sECbbJT
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 6|U0"C# ]
查课本表8－10，得KA=1.1; *_ d+c G
计算功率 /sY(/ J E
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw m7X&"0X
2选择普通V带型号 #*uSYGd c
n0 =960r/min IuDg-M[
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 5T,Doxo
d1=80~100 P;[5#-e
3、确定带轮基准直径 {GDMix
表8－11及推荐标准值 dsP|j (y
小轮直径 Iu6KW :x
d1=100mm; @AUx%:}0Y:
大轮直径 !=C4=xv
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 87%t =X
取标准件 =jdO2MgSg*
d2=355mm; f!;i$Oif
4、验算带速 Mw!?2G[|
验算带速 -jsNAQ
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s n k]tq3 .[
在5~25m/s范围内 \3dM A_5
从动轮转速 ]#]m_+} Z
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 2UY0:y e
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s \Ku=a{Ne
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 rP.qCl+J
=-0.0141 mfOr+
5、V带基准长度和中心距 xP 3 _
初定中心距 nt\6o?W
中心距的范围 e#Jx|Ej=
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm $C h!]lJA
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm $Tu %dE(OF
a0=350mm; 21GjRPs\
初算带长 V x1C4
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 P<GY"W+r R
Lc = 1461.2mm P0U=lj/ b
选定基准长度 r$=MBeT
表8-7,表8-8查得
`we2zT
Ld=1600mm; GutH}Kz"&
定中心距 &n|!
'/H
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm N8(xz-6
a=420mm; kRNr`yfN
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm [dFxW6n
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm #(3w6 l2
6、验算小带轮包角 /b,M492
验算包角 %cG6=`vR
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a A<^IG+Q,B7
145.2107 >120度 故合格 fV * x2g7w
7、求V带根数Z =-jk p
由式（13-15）得 W >eJGZ<
查得 n1=960r/min , d1=120mm #C,M8~Q7
查表13-3 P0=0.95 `Bx3grZ
7&
由式13-9得传动比 Z@&_ T3M
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ;[WW,,!Y
查表（13-4）得 /s& xI
x3>K{
由包角145.21度 r=4'6!
查表13-5得Ka=0.92 o%h"gbvMY!
KL=0.99 Fh& ` v0
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 5%D:w S1
8、作用在带上的压力F iaXNf
])?
查表13-1得q=0.10 t
),~w,7(J
故由13-17得单根V带初拉力 %KNnss}
}MY7<sMDOy
三、轴 'p-jMD}O
初做轴直径： /%}+FMj
轴I和轴II选用45#钢 c=110 E+V^5Z:u
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm VaQ>g*(I
取d1=28mm mk_c ub @
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm w/KHS#~
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
S%uH*& `
取YL10YLd10联轴器 UTKS<.q
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 84)$ CA+NX
取d2=45mm {%.
_cR2
四、齿轮 xksQMS2#
1、齿轮强度 CeS8I-,
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 )u ]J`.OA
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。 k( <5tv d
因 ， &#v^y 3r
SH1=1.1， SH2=1.1 UBqA[9
， ZT4._|2
， >8Z z<S&z
因： ， ，SF=1.3 Fwyv>U
所以 G& cm5
J}EQ_FC"$
Gnp,~F"
2、按齿面接触强度设计 i;lzFu )G
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 rmpJG |(
小齿轮上的转矩 ?l`DkUo*j
按 计算中心距 5^cPG" 4@
u=i=5.333 mfFC@~|g
mm 'VFxg,
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 5p"n g8nR
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 Z!G _" 3
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm *$/7;CLq
齿宽b= |;'V":yDs
b1=70mm,b2=60mm c.6u)"@$
3、验算弯曲强度 h'^7xDw
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 pA3j@ w
按式（11-8）轮齿弯曲强度 hD{+V!{
??=CAU%\
[%;LZZgl
4、齿轮圆周速度 R "e~0WO
'Kxs>/y3
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 NZ 9=hI;iM
J)A1`(x&T
"6 ^tG[G%
\6)l(b;
H&E c *MT
iHr{
VQ
d]VL( &
'Fo *h6 =
五、轴校核： J6Hw05%0=
&|iFhf[o
rOyK==8/Fg
!tCw)cou
=+~e44!~D
!cE>L~cza
vrm[sP
6AqHzeh
YZ:YYcr
oc?,8I[P5
I8gGP'
'?E^\\"*
.oH0yNFX
Dk& cIZ43
G5ebb6[+
E{^*^+c"h
=DvFY]9{
QOlm#S
圆周力Ft=2T/d1 k^ J~l=?v
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 6/hY[a!
d=mz=2.5*101=252.5mm $6X SW
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N &BqRy UM$F
Fr=5852.5*tan20=2031.9N M A} =
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Z*.fSmT8)
由Fr2*L-Fr*L/2=0 +Qt=N 6>
得Fr2=Fr/2=1015.9N ]7O)iq%
W)1)zOD
2、求水平平面的支承力 6LL/wemq
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N gH Q[D|zu
LVq3 R 8A
699z@>$}
3、画垂直面弯矩图 Fo3[KW)8I
L=40/2+40/2+90＋10=140mm { r` l
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm rhMsZ={M
@R9zLL6#7
6b9D db*
4、画水平面弯矩图 N)lzX X
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm oR5hMu;j+
:t? 9$ d L
pM@|P,w {
XPd>DH(Yc
5、求合成弯矩图 &Sj<X`^
q5 I2dNE
Op,C e4A
}+nC}A"BC
6、求轴传递转矩 !
o:m*:
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm \bCm]w R
lInq=
24:;vcb
;
@
h{-@
+)^F9LPl
>1`FR w<
^*`{W4e]
8js5 /G+
yX,2`&c
QN9$n%Z
mk~i (Ee
`FH Hh
MxuwEV|^
U />f" F
i@6MO'y
gAh CNOp
lJ3/^Htn
TgSU}Mf)a
b3wE8Co
5` { +y]
[z]@ <99/
7、求危险截面的当量弯矩 y<m{eDV7
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 U
u(ysN4`
轴的扭切应力是脉动循环应力 KwN o/x|
v
取折合系数a=0.6代入上式可得 $lOx
6rL
|VB}Kv
8、计算危险截面处轴的直径 6TbDno/!'
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 #] vq
<Y
由表13-3查得许用弯曲应力 ， >-r\]/^
所以 tE]g*]o
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 <]b}R;9v
故d=1.04*25.4=26.42mm nSz Fs(]f
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 tv+q~TFB=Z
所以此轴选d=40mm,安全 : :uD%a zd
六、轴承的选择 X"(!\{ySI;
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 i)1E[jc{p!
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N U> (5J,G
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） ; Z-Cn .
因为大修期三年，可更换一次轴承 ;*:d)'A
所以取三年 &O#a==F!(
由公式 2}'qu)
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) {0lY\#qcE
（深沟球轴承系列） &jl'1mZ
rwtSn?0z"
由附表选6207型轴承 _c['_HC
七、键的选择 o B-&ma[ZS
选普通平键A型 #-'=)l}i1A
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 owCQ71Q
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm o$\ {&:y
由公式 +o?.<[>!GR
所以 'A F2:T \
选变通平键，铸铁键 R I:x`do
J{@ gp,&e
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 .i" v([eQ
八、减速器附件的选择 Z9i,#/
1、通气器： P~#!-9?
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 {dg3 qg~
2、油面指示器： a { L`C"rJ
选用油标尺，规格M16 jHT 4I>\
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 b5_A*-s$M
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5
UQ$dO2^
5、窥视孔及视孔盖 }y LdU|'W
选用板结构的视孔盖 (i |`PA
九、润滑与密封： b*nyt F
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： bS&'oWy*B
(gNI6; P;}
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。 "@gJ[BL#
2、滚动轴承的润滑 l T@5=ou[
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。 @!Il!+^3
3、润滑油的选择 k!xi
(l<C
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.6S :
L-AN15润滑油 T5z %X:VD(
4、密封方式选取： * <x]gV
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。 394u']M
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 L(PJ9wjkD
设计小结： Q[i;I bY
二、课程设计总结 .!U `,)I
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。 &m5 WmEz>`
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。 N Rcg~Nu
!__f
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。 !.+iA=K{
`tVBV :4\
特别感谢—程莉老师。 Y3-Tg~ /~W
)P[B!
参考资料目录 ]g I XG`
[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； N,(@k[uta
[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； GL@s~_;T6
[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； RL~ \/#
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 2N5 N^S
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn *Sz `=U7n
To]WCFp6@
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P2=3.6491Kw }bB_[+YV`{
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{ ET+V
T0=39.7917Nm ZnmBb_eX
T1=113.4063Nm 08.dV<P
T2=589.5878Nm B<0lif|
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