目 录 uWQ.h ,
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 1owoh,V6
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 N11am
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 Pr"ESd>Y
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 <Do8 9
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 t@v8>J%K
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 fk_i~ K
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 wz57.e!Me=
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 L M[<?`%p
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 hCrgN?M z
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 mb K$Wp#
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 L gYzGlJp
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 UgJHS l
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 t!$/r]XM h
'AU!xG6OQ
8h=XQf6k0
1.拟定传动方案 +iR ;D$w
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 ]0O$2 j_ 7
v=1.1m/s;D=350mm; X5=7DE ]
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) >'e qOZM
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 Lj#6K@u@Z
2.选择电动机 c1f6RCu$b
1）电动机类型和结构形式 uB?YJf .T@
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。 fr7/%{s
2）电动机容量 E7,\s
（1）卷筒轴的输出功率Pw ,b8AB_yw
F=2800r/min; f.{0P -Np
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 [ S%
(2)电动机输出功率Pd A{k@V!A%
Pd=Pw/t =G`m7!Q)
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 ZL
Aq8X
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： 6)8']f
弹性联轴器 1个 g|oPRC$I'
t4=0.99; Q] HRg4r
滚动轴承 2对 ;-F#a+2]!
t2=0.99; POf \l
圆柱齿轮闭式 1对 l d@^ $
t3=0.97; ^/,s$dj
V带开式传动 1幅 W~qo
` r
t1=0.95; 3y!CkJ Kv
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 y\:2Re/*Jt
t5=0.98; VmW_,
则 DRnXo-Aaj
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 f55Ev<oOa
故 2;3q](d
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 %2{E'^#)p-
（3）电动机额定功率Ped 9o6y7hEQy
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 xii Z 'U
3）电动机的转速 5"sF #Y&
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， `i }\k
可选电动机的最小转速 wsARH> Vz
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min c:bB4ch}
可选电动机的最大转速 TCYnErqk
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min e1#}/U
同步转速为960r/min hN.#ui5 $
选定电动机型号为Y132M1－6。 _MR2,m C
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 (-
uk[["3
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 4xlsdq8`t
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 `U1"WcN
&sW/r::,
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm $ KiA~l
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 k $);<= ZI
P>H'od
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 6* e:ey U
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 |(/"IS]
1）传动装置总传动比 uGv+c.~[j
nm=960r/min; a'|0 e]
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 I%ez _VG
2）分配各级传动比 (z[cf|he
取V带传动比为 mHP1.Z`
i1=3; 0YS*=J"7 z
则单级圆柱齿轮减速器比为 YpWu\oP
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 c/s'&gG33z
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。 @{a(f;
4．计算传动装置的运动和动力参数 E?;W@MJi
1）各轴转速 6};Sn/ 8
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 h'bxgIl'`
n0=nm; `@Ob M[0p(
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min T57S!CJ^$5
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ScI9.{
rnW i<Se
2）各轴输入功率 7S Qu
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 wiutUb
Y
P0=Ped=4kw OTRTa{TB
轴I 的功率 h_cZ&P|
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw )a.U|[:y[+
轴II功率 jQc0 _F\
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw +n0y/0Au
3）各轴转矩 }/=VnCfU
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm | o?@Eh
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ;%U`P8b!
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm G~_dSa@g G
二、设计带轮 hGpaHY>My
1、计算功率 I E|$>q0Z
P=Ped=4Kw ";jhj:Xj
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 8T%z{ A1T
查课本表8－10，得KA=1.1; `5 27vK
6
计算功率 2sXW eiJy;
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw E Z$m4: {e
2选择普通V带型号 SDot0`s>
n0 =960r/min %9M_ * ]
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 ^@N @ gB
d1=80~100 K(_nfE{
3、确定带轮基准直径 {RzlmDStV
表8－11及推荐标准值 O|8 p #
小轮直径 0iwx$u 7[
d1=100mm; 5VISP 4a
大轮直径 kefQH\<X
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm a.q=
取标准件 6@bO 3K|
d2=355mm; 3 D\ I#g
4、验算带速 zW\&q!`IRP
验算带速 (_d^i Zyf
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s :imp~~L;
在5~25m/s范围内 7 VR+EV
从动轮转速 +4)Kc9S#
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s VG)kPKoi
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s & 'R\yX<J)
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 dfk=%lZYd9
=-0.0141 ]A'E61t<n
5、V带基准长度和中心距 Ix}:! L
初定中心距 JD,/oL.KA
中心距的范围 Iz
V tiX
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm =n9|r.\&uJ
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm p0[
%+n%
a0=350mm; 5*~G7/hT
初算带长 L g-Sxz}P!
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 oKz Lt
Lc = 1461.2mm JEj.D=@ [
选定基准长度 V,lz}&3L
表8-7,表8-8查得 @'dtlY5;
Ld=1600mm; 6tj +
定中心距 yw2sK7
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm IRD?.K]*
a=420mm; bz,C% HFA
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm % gmf
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm )p 2kx
6、验算小带轮包角 G 9d@vu
验算包角 A=Dzd/CUO
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a cR _ 8 5
145.2107 >120度 故合格 !@5B:n*
7、求V带根数Z *GD?d2.6j
由式（13-15）得 v,
9M AZ,
查得 n1=960r/min , d1=120mm r;SA 1n#
查表13-3 P0=0.95
'f] \@&Np
由式13-9得传动比 D&$%JT'3
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 QF
Vy2 q
查表（13-4）得 Q`'w)aV
r+ k5Bk'
由包角145.21度 94\k++kc
查表13-5得Ka=0.92 F ^z&s]^~
KL=0.99 N"@aisi)
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 @LqLtr@A
8、作用在带上的压力F "'~55bG
查表13-1得q=0.10 hv2@}< r?
故由13-17得单根V带初拉力 : OQx;>'
]gx]7
三、轴 G?v]p~6
初做轴直径： R$sG*=a!8j
轴I和轴II选用45#钢 c=110 .Xqe]cax%
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm ET.c8K1f
取d1=28mm 7G z f>n
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm <XDYnWz
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 :/A3l=}iV
取YL10YLd10联轴器 < #k(g\/R
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 vu Vcv
取d2=45mm oF7o"NHaWa
四、齿轮 Db3# ;
1、齿轮强度 fq-e2MCX5
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 Yi:@>A<#
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。 H$^IT#
因 ， * `1W})
SH1=1.1， SH2=1.1 OXAr..
， .?| pv}V
， A 0~uv4MC
因： ， ，SF=1.3 *.q m+#8W
所以 Y- e sD'MD
> PH in%#
\W:~;GMeD
2、按齿面接触强度设计 U|Z Yoc+](
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 H!PM b{e
小齿轮上的转矩 Vz[tgb]-
按 计算中心距 :QGgtTEV""
u=i=5.333 -q'G]}
mm J$"3w,O6+U
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 8=\}#F
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 j%%& G$Tfu
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm p(vmMWR!
齿宽b= QmxI ;l
b1=70mm,b2=60mm $z[FL=h)?+
3、验算弯曲强度 JiH^N!
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 p`N+9t&I4
按式（11-8）轮齿弯曲强度 H;D 5)eJ90
I qD;*
zp.-=)D4e
4、齿轮圆周速度 /h6K"w=='!
x6N)T4J(
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 jTHgh>n
Pnl+.?
.! 'SG6 q
EnW}>XN
:yFUlO:
v_G1YC7TU
Fw.df<
8=k IN-l_
五、轴校核： 9:9gam
J> Z.2
h$`zuz
XSOSy2:
9 ^+8b9y
sH_B*cr3
j{&*]QTN
;+;%s D
l f 2Q
!a9 `]c
>a%C'H.A9
2UbTKN
N1!O8"Q|*3
Gv\39+9 =
Lqa|9| !
U, Q
" i !Xiy~
2p|ed=ly%
圆周力Ft=2T/d1 +Z7:(o<
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 |X4 7&Y
d=mz=2.5*101=252.5mm v {r,Wy 3
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 0]k-0#JM
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 2e?a"Vss
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 jC p^CNbA
由Fr2*L-Fr*L/2=0 Wd >gOE
得Fr2=Fr/2=1015.9N X+7@8)1(
>S}^0vNZX
2、求水平平面的支承力 IoKN.#;^
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N Q'~3Ik
*N65B#
/ <
-+*79G
3、画垂直面弯矩图 as ^!c!
L=40/2+40/2+90＋10=140mm 89Ch'D
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm \%/Y(YVm
5}Z_A ?gy
[cso$Tv
4、画水平面弯矩图 X+KQ%Efo
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm q=x1:^rVH
2A&Y })D
?v,4seRuz
|V-) 3 #c
5、求合成弯矩图 >(He,o@M
zvOSQxGQ
}rA
_4%
|C`.m |
6、求轴传递转矩 kO}Q OL4
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm v43FU3
6 K-jje;)
/ NB;eV?
K<E|29t^k
AGMrBd|J{
mO^ )k
j|ow U
_FxQl ] @
(5h+b_eB
C ^ 1;r9
v=J[p;H^H
ov|/=bzro
x.%x |6G*
kre cUpo
OM (D @up
J_7&nI H7
Bhf4 /$
cz;gz4d8
i1 ^#TC$x
_i pY;
R4 AKp1Y
7、求危险截面的当量弯矩 X;QhK] Z
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 L4!T
轴的扭切应力是脉动循环应力 NsF8`r g
取折合系数a=0.6代入上式可得 $E6bu4I
JXAH/N& i
8、计算危险截面处轴的直径 I%tJLdL
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 ZnZ`/zN O
由表13-3查得许用弯曲应力 ， "
"{#~X}
所以 xC
YL3hl
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 cIO M}/gqv
故d=1.04*25.4=26.42mm HOb0\X
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 dW9Ci"~v
所以此轴选d=40mm,安全 dS)c~:&+
六、轴承的选择 'eg;)e:`b+
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 dFzlcKFFD
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 't#E-+o
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） BkJNu_{m?
因为大修期三年，可更换一次轴承 @R s3i;"W
所以取三年 s^>1rV]=(`
由公式 s\i o9'Ec
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) ]}A3Pm- t*
（深沟球轴承系列） &\
\)x.!
VhX~sJ1%Gp
由附表选6207型轴承 C,G $C7$%
七、键的选择 wJ> 2}
选普通平键A型 b$/ 'dnx
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 }1?
2
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm `%Jq^uW
由公式 _ su$]s
所以 <j&LC
/]o
选变通平键，铸铁键 rF)[ Sed:T
a6 epew!2
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 MC lvmv^
八、减速器附件的选择 [O\[,E" K
1、通气器： ![hVTZ,hyZ
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 PNG!q}( c
2、油面指示器： N Ty0NH
选用油标尺，规格M16 IrTMZG
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 Ika(ip#]=
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 Jwe9L^gL
5、窥视孔及视孔盖 Mhiz{Td
选用板结构的视孔盖 V^E.9fs,
九、润滑与密封： p}9bZKyf
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： \%$z ! ]S>
jyFXAs 2
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 Av"^uevfs
2、滚动轴承的润滑 ~"8)9&
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 a z;o7[rI^
3、润滑油的选择 Ln@n6*%(/
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 q}MPl 2
L-AN15润滑油 (vb8M k
4、密封方式选取： hkoCbR0}8
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 i2Cw#x0s
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 `&!J6)OJ
设计小结： :y8wv|m
二、课程设计总结 \A=:6R%Qb
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 mQ qv{1
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 1k?k{Ri
j/PNi @
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 3PgiV%]
0
V3`rK
特别感谢—程莉老师。 =#K$b *#
g1B[RSWv
参考资料目录 N_eZz#);
[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； KL4vr|i,
[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； z[bS
s oK`
[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； J rm 9,7/
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ^ L +@oS
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn k CVA~ %d7
g}Esj"7
d/!R;,^
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Nw=60.0241r/min LJ+Qe%|
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FBP'AL|
P0=4Kw km,I75o.
p`I[3/$3
P1=3.8Kw )kpN g:2p
C4H $w:bVk
P2=3.6491Kw f]C`]qg
qOs'Ljx6l
"pInb5F
T0=39.7917Nm h%UM<TZ]"
T1=113.4063Nm z55g'+Kab
T2=589.5878Nm =v:}{~M^$
%5yP^BL0
s$D"
J Upb*B_z
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