目 录 BP& T|s
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 6`tc]a"#Zb
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 )<?^~"h
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 6%hr]>L
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 %yj z@
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 xp!M A
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 y h
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 m~[4eH,
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 /E/Z0<l7
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 ig Q,ZY1
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 3y[6n$U&
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 59L v/Mfy
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 M@k8 ;_5
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 B1x# 7>K
r9nyEzk
) Vn(J#s
1.拟定传动方案 D#=$? {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 9; \a|8O
v=1.1m/s;D=350mm; K}vP0O}
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) \gB sAZE
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。 kBh*@g f
2.选择电动机 1BA/ $8G
1）电动机类型和结构形式 > FVBn;1
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 Hwz.5hV"
2）电动机容量 kB2]Z}
（1）卷筒轴的输出功率Pw 6a w1
F=2800r/min; sew 0 n`d1
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 \jkMnS6FvL
(2)电动机输出功率Pd &V`~ z
e
Pd=Pw/t BHNcE*U}@?
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 ,P%a0\
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： n=z=%T6
弹性联轴器 1个 AYVkJq ?
t4=0.99; yDuMn< =3
滚动轴承 2对 ^^9O9]
t2=0.99; n A<#A
圆柱齿轮闭式 1对 YB `;<+sY
t3=0.97; \ah.@s
V带开式传动 1幅 TFQ X} kr]
t1=0.95; 8_d>=*(
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 lYF~CNvE
t5=0.98; 'l sG?
则 ^69ZX61vt
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 Y"n$d0%
故 LL Mom.
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 T{US zMj
（3）电动机额定功率Ped kBRy(?Mft&
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 `kRv+Qwfa
3）电动机的转速 69/br @j%`
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， Rk8oshS+2
可选电动机的最小转速 _^k9!V jo
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min pV^(8!+
可选电动机的最大转速 R v/=bY
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ;8~tt I
同步转速为960r/min ;Y^.SR"
选定电动机型号为Y132M1－6。 x%Fy1.
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 r(VGdG
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 !wU~;sL8C3
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 mj7E m&
~jpdDV&u\
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm f4 [Bj{F
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 J"$Y `;
6^+T_{gl
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 E dp%z"J;C
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 2Hp<(
1）传动装置总传动比 ?a] 1$>r
nm=960r/min; a,YU)v^
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 i?+>,r@\p
2）分配各级传动比 >!g W]{
取V带传动比为 OsGKlWM/
i1=3; 4g "_E
则单级圆柱齿轮减速器比为 -s !cZ3
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 }T DoQ]P
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。 .zQ'}H1.C
4．计算传动装置的运动和动力参数 R/ |2s
1）各轴转速 0+m4
}]6l
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 4r- CF#o
n0=nm; tm#[.
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min GX@=b6#-
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min bPL.8hX
\5q0nB@i5y
2）各轴输入功率 $;Nw_S@
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 +DR ,&;
P0=Ped=4kw iYR`|PJi
轴I 的功率 }%l k$g';
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw F=9-po
轴II功率 G1?m}{D)
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw -n#fj;.2_
3）各轴转矩 KM&bu='L^
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm hVLV M qd
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm G>?'b
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm G{!adBna
二、设计带轮 f$ I$A(0P
1、计算功率 kWm[Lt
P=Ped=4Kw 0 \DlzIO
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 8Hxtm FqG
查课本表8－10，得KA=1.1; <%ZlJ_cM
计算功率 <)4>"SN&^
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw A`
)A=L
2选择普通V带型号 C<"b99\2`
n0 =960r/min # _9Jam%M
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 8;+dlWp
d1=80~100 X6 SqOb\(a
3、确定带轮基准直径 71wtO
表8－11及推荐标准值 gg+!e#-X
小轮直径 h5p,BRtu
d1=100mm; ELa:yIl0
大轮直径 ^Sj*
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm rd
hM#?
取标准件 9zac[t no
d2=355mm; %}ASll0uq
4、验算带速 *If ]f0?%
验算带速 /`H{ n$
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s ki<4G
在5~25m/s范围内 Z0!yTM/C
从动轮转速 a&)4Dv0
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s ^Q baMX
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 9Lp[y%{GP
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 sA1 XtO<&7
=-0.0141 nX\Q{R2
5、V带基准长度和中心距 M7.
fz"M
初定中心距 Ks F kC=
中心距的范围 ("T8 mt[w>
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm +~l`rJ
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm a0*qK)gH
a0=350mm; ZB5u\NpcW
初算带长 0OF ]|hH
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 eczS(KoL4
Lc = 1461.2mm W;y ,X s
选定基准长度 `bMw t?[*
表8-7,表8-8查得 t#sw {RO
Ld=1600mm; yr, Oq~e
定中心距 C=!YcJ9
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm /aX#j`PrH
a=420mm; ^E| {i]j#f
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm O$$$1VHYo
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 6"PwOEt
6、验算小带轮包角 HP
G*o
验算包角 +E8}5pDt
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a >7j(V`i"y
145.2107 >120度 故合格 C$#X6Q!,
7、求V带根数Z 0\a;}
S'g#
由式（13-15）得 F%F : Gr/
查得 n1=960r/min , d1=120mm ptvM>zw'~g
查表13-3 P0=0.95 <lFQ4< "m
由式13-9得传动比 ," ~4l&
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 &XH{,fv $
查表（13-4）得 (14J~MDB
uU#7SX(uu
由包角145.21度 9<Kc 9Z
查表13-5得Ka=0.92 zm`^=cV
KL=0.99 8j%hxA V$
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 *oP&'$P
8、作用在带上的压力F Tt*n.HA
查表13-1得q=0.10 /m+q!yi &
故由13-17得单根V带初拉力 o])2_e5
(%^Bp\.02!
三、轴 2%oo.?!R
初做轴直径： 53jtwklA
轴I和轴II选用45#钢 c=110 ~n $e
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm RiNKUk{-
取d1=28mm PN @[k:5(
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm -f!oq7U
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 +5C*i@v
取YL10YLd10联轴器 '@Q
aeFm
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 8 ?+t+m[
取d2=45mm .-W_m7&}
四、齿轮 l:
X]$2;
1、齿轮强度 %U$PcHOo
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 2 -
?
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。 _O*"_^6
因 ， |=CV.Su
SH1=1.1， SH2=1.1 )/1,Ogb%_
， A! j4;=}
， 3kl\W[`?
因： ， ，SF=1.3 _8 G
所以 I];Hx'/<~
!` -/E']/
*=O~TY<](
2、按齿面接触强度设计 3" OD "
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 V$7SVq
小齿轮上的转矩 Z*Qra4GBl]
按 计算中心距 wt@q+9:
u=i=5.333 wZV/]jmlEt
mm 3#@E Tt0X(
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 zXH CP.Rmg
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 {Noa4i
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm P{!r<N
齿宽b= I 8 \Ka=w
b1=70mm,b2=60mm Vgh_F8G!V
3、验算弯曲强度 b-x, `s
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 TLk=H Gw
按式（11-8）轮齿弯曲强度 8yDu(. Q
I}a iy.l
=Qcz :ng
4、齿轮圆周速度 5$|wW}SA
Yy"05V.
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 9rn[46s`
8R6!SB
D%0GX Up
5r:SBt|/
aiKZ$KLC
n>Rt9
6J|Y+Y$
P*# H]Pv
五、轴校核： 3PEv.h Gx
[8VB"{{&
d2x|PpmH
n~#%>C7
l(T CF
C
NNyz$
2B#
]z
* \Y \$w
76\ir<1up
WJ9 = hr
A(mU,^
}/yhwijg
ov= [g l
24)3^1P\V
Q`qHzb~ %
T'cahkSw'O
O/9 dPod
`o 6Hm
圆周力Ft=2T/d1 .O{2]e$
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 <|M cE
d=mz=2.5*101=252.5mm HXT Bxh
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N );wSay>%(
Fr=5852.5*tan20=2031.9N $T\z
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 DHO6&8S
由Fr2*L-Fr*L/2=0 gc 14 %
得Fr2=Fr/2=1015.9N 4ey m$UWw
bUf2 uWy7
2、求水平平面的支承力 W27EU/+3
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N *v[WJ"8@
b8QA>]6A
+-=w`
3、画垂直面弯矩图 a a=GW%
L=40/2+40/2+90＋10=140mm k[] B
P4
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm Fg)Iw<7_2
.$/Su3]K/
6 s{~9
4、画水平面弯矩图 W>Eee?
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm :A\8#]3
S ni Ck*T,
.v36xX K(
XO+^q9
5、求合成弯矩图 L'LZ K
;Ft_ Xiq
1D 03Nbh|5
QCFLi n+r
6、求轴传递转矩 [];*9vxW
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm QAigbSn]
IWvLt
D9M<> Xz)
V,<3uQD9a
lC Bb0k2
D.zEE-cGyb
W3s>+yU
&13qlc6
n 0_q-8r
Y<0;;tVf4U
-y70-K3
5o 4\Jwt
9k mkF ,
rmS.$h@7 m
v1Tla]d
^s/ HbCA
-xS{{ "-
095:"GvO
g5X;]%:
m?DI]sIv #
@:\ Iw" P
7、求危险截面的当量弯矩 ;/w-7O:
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 1*\JqCR
轴的扭切应力是脉动循环应力 ~0"(C#l 9
取折合系数a=0.6代入上式可得 @: u>
q(sEN!^L`
8、计算危险截面处轴的直径
n4;
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 Q>R jv.1
由表13-3查得许用弯曲应力 ， G+2!+N\P
所以 kH'LG! O
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 (- `h8M
故d=1.04*25.4=26.42mm A)9OkLrc
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 r(;sX
所以此轴选d=40mm,安全 f%fD>a
六、轴承的选择 fYrC;&n
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 #zflU9 9d
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N wVU.j$+_#
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） c++GnQ c.
因为大修期三年，可更换一次轴承 P;_}n bB
所以取三年 h"Qp e'D}
由公式 mw2/jA7
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) iV#sMJN9
（深沟球轴承系列） f]Jn\7j 4
\ng!qN
由附表选6207型轴承 nBw4YDR!
七、键的选择 _L } k.
选普通平键A型 Dv~W!T i
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 /J''`Tf
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm -D*,*L
由公式 g\_J
所以 Wz D=Ol
选变通平键，铸铁键 nn[OC=cDN
i\~@2
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 >&pB&'A a
八、减速器附件的选择 SU>2MT^
1、通气器： D%[yA r;r
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 +i"^"/2f{
2、油面指示器： !1G6ZC:z
选用油标尺，规格M16 <'WS -P%U
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 sz;B-1^6
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 `sW+R=
5、窥视孔及视孔盖 UAleGR`,
选用板结构的视孔盖 JZ=ahSi
九、润滑与密封： 2F5*C
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： jQ>~
90g=&O5@O
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。 >\f'Q Q
2、滚动轴承的润滑 v_U+wga
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。 Tvp ~~Dk
3、润滑油的选择 jEK{QOq 0
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 7 ) Q>R
L-AN15润滑油 6:\0=k5
4、密封方式选取： Fsdp" X.
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。 s=KK)6T
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 V 46=48K.
设计小结： i&K-|[3{g
二、课程设计总结 .VD:FFkW
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。 LVHIQ9
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。 {&u`d.Lk2p
JSp V2c 5Q
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。 MBp, ! _Q6
dZ6\2ok+
特别感谢—程莉老师。 z5njblUz
oItEGJ|
参考资料目录 Nq y)jfyex
[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； M\m6|P
[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； 5vP=Wf cW
[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； ,F;<Y9]
[3]《设计手册软件》，网络上下载； G q& [T:
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn c]Z@L~WW
@ #u'z ~a)
s?Wkh `b
K>a@AXC
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Nw=60.0241r/min %D Q!#Nl*
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1WbawiG}
P0=4Kw K-f\n r
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e) x;3r"j
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D |BP]j}6
9'S~zG%{
T0=39.7917Nm eOI#T'5
T1=113.4063Nm ;th]/ G
T2=589.5878Nm 0-{l4;o
SjRR8p<
q7'[II;
zMI0W &P M
!s:v UY58
. 7EZB
KA=1.1 <78LB/:
7h3JH
Pc=4.4Kw
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xK8R![x
_-.~>C
0XNj! ^&
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