目 录 Z^w11}
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 h3y0bV[g=
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 )=6 |G^
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 gB1w,96J
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 wc# #'u
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 h6c0BmS{1
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 YI!ecx%/4
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 A?I/[zkc
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 hd*bPj ;
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 RL0,QC)e#@
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 R B7?T5G
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ht _fbh(l
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 QT X5F5 w
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 >R "]{y
_kR);\V.8
JD1IL` ta;
1.拟定传动方案 ;w,+x 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 ,{=pFs2
v=1.1m/s;D=350mm; B; f\H,/59
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) P9(]9np,,
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。 e@[9WnxYe
2.选择电动机 +RLHe]9&
1）电动机类型和结构形式 $*EK
v'g[n
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。 S ! Dq8
2）电动机容量 CSF-2lSG
（1）卷筒轴的输出功率Pw o'n ju.'
F=2800r/min; oJ}!qrrH
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 9 -7.4!]I
(2)电动机输出功率Pd 26n+v(re
Pd=Pw/t yhF{
cK =
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 4t3 Y/X
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： -yKx"Q9F
弹性联轴器 1个 BK. _cDR
t4=0.99; ,CACQhrng
滚动轴承 2对 D*!p8J8Ku
t2=0.99; YCJc Dab
圆柱齿轮闭式 1对 x;d*?69f]
t3=0.97; SymBb}5
V带开式传动 1幅 @ 63Uk2{W>
t1=0.95; g *}M;"
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 U/2]ACGCN^
t5=0.98; i co%_fp
则 $
{29[hO
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 Z!\xVCG"q
故 7R W5U'B
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 'n1-?T)
（3）电动机额定功率Ped f0UB?
|
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 ' ~-JR>
3）电动机的转速 p(B>
N!:
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， ? [~ "$
可选电动机的最小转速 !ho~@sc{W
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min ;+pS-Zb
6
可选电动机的最大转速 !V|%n(O"
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min A6D.bJ)
同步转速为960r/min v2X>%
选定电动机型号为Y132M1－6。 )a:j_jy
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 7S"W7O1>
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 Skm$:`u;
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 p'#
(^
|^ z?(?w
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm y*i_Ec\h
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 k
4|*t}o7
Vaj4p""\F
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 _ ," -25a
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 (;1rM}B;1
1）传动装置总传动比 C?I vXPlV
nm=960r/min; ~hYTs
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 g.3 .
C?
2）分配各级传动比 BK,h$z7#6
取V带传动比为 O0|**Km\+
i1=3; -p|JJx?r
则单级圆柱齿轮减速器比为 H)#HK!F6f
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 %Pl
7FHfB
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。 W*D]?hXU;
4．计算传动装置的运动和动力参数 P(H,_7 4
1）各轴转速 pVuJ4+`
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 \2$-.npz
n0=nm; E: EXp7
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min Z^P]-CB|6A
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ",U>;`
iF.eBL%
2）各轴输入功率 .QwwGm
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 8#NI`s*
P0=Ped=4kw [(%6]L}
轴I 的功率 r&^LST U0!
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw N #C"@,}Y
轴II功率 p#-;u1-B
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw bf~gWzA
3）各轴转矩 Z_%9LxZlyj
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm +kh#Jq.
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm <:v2 N/i
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm x2@Q5|a
二、设计带轮 xR9<I:^&
1、计算功率 /qf2LO'+
P=Ped=4Kw .#py5&`%
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 sIx8,3`&y
查课本表8－10，得KA=1.1; e|ChCvk
计算功率 G@4ro<
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw o6{ [7jI
2选择普通V带型号 P=Au~2 X
n0 =960r/min H.s Yy-_]F
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 f 7g?{M
d1=80~100 B.zRDB}i=
3、确定带轮基准直径 cmw2EHTT<
表8－11及推荐标准值 H@!\?5I
小轮直径 43i@5F]
d1=100mm; P)h ZFX
大轮直径 L^}i7nJ
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm Ww8C}2g 3
取标准件 egOZ.oV
d2=355mm; )v1y
P
4、验算带速 7/p&]0w
验算带速 ^|h5*Tb
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s }3G`f> s
在5~25m/s范围内 HM'P<<
从动轮转速 y)`f$Hl@1
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s ]Q?`|a+i
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s } Mh@%2$
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 3<5E254N
=-0.0141 *2K/)(
5、V带基准长度和中心距 7=$@bHEF#*
初定中心距 ~Ibq,9i
中心距的范围 gBF2.{"^
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm s7x&x;-
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm hJuR,N P
a0=350mm; i{#5 =np H
初算带长 u@( z(P
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 i_ ha^mq3
Lc = 1461.2mm =dVPx<l5
选定基准长度 . @#GNZe
表8-7,表8-8查得 Ro&s \T+d
Ld=1600mm; xJ/<G$LNJ0
定中心距 f)~j'e
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm a>3#z2#
a=420mm; 0|1)cO} Dy
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm Q]Kc< [E
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm -r.Qy(}p
6、验算小带轮包角 75u 5zD
验算包角 I n[!g
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a aFC ma2
145.2107 >120度 故合格 S N${cs%
7、求V带根数Z *bi!iz5F
由式（13-15）得 oWJ0>)
查得 n1=960r/min , d1=120mm 9 n(.v}
查表13-3 P0=0.95 0j =xWC
由式13-9得传动比 Gr1WBYK
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 K,ccM[hu|
查表（13-4）得 j_3X
1 w)k
y:C=Ni&,"
由包角145.21度 gpIq4Q<
查表13-5得Ka=0.92 EWI2qaSnO
KL=0.99 EWcqMD]4u
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 4,nUCT
8、作用在带上的压力F TS gfIE|
查表13-1得q=0.10 0
`Yg
故由13-17得单根V带初拉力 5:oteNc3
_TGv"c@V
三、轴 LSX;|#AI
初做轴直径： rc_K|Df
轴I和轴II选用45#钢 c=110 8ZnHp~
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm il=:T\'U9
取d1=28mm SxAZ2|/-
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm /o$C=fDF
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 EFd9n
取YL10YLd10联轴器 T - ;|E^
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 '@jP$6T&
取d2=45mm /Dmuvb|A
四、齿轮 *$+:Cbe-F
1、齿轮强度 z 2/E ?$(
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 ]J] ~i [
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 \& KfIh8
因 ， bhqV2y*'
SH1=1.1， SH2=1.1 \$Jz26
-n
， 2^V/>| W>w
， pA~eGar_J
因： ， ，SF=1.3 O/N
Ed)H!
所以 |qp^4vq.p
rV5QKz6'
BEfP#h=hr
2、按齿面接触强度设计 ee OE\
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 @xq jAcfg
小齿轮上的转矩 B % L dH
按 计算中心距 (8XP7c] 5
u=i=5.333 eHIsTL@Fp
mm gq:2`W& 5
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ^U5g7Emf
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ?'jRUf l
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Xy[ *)<
齿宽b= 4:50dj
b1=70mm,b2=60mm hFiJHV
3、验算弯曲强度 }O7!>T
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 x2 _?B[z
按式（11-8）轮齿弯曲强度 IXz)xdP
ah8xiABa
JKJ+RkX f3
4、齿轮圆周速度 J v I6+[
9 M<3m
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 J+]W*?m
B]_NI=d
79 Y;Zgv
m })EYs1
1d E |q{
k~| 5TO
p10i_<J]=
& % infPI'
五、轴校核： 7hq$vI% 0
YU (|i}b
`#Yv(a2TY
k2@|fe
{~=Z%Cj2 Q
o4l=o Y:'
aR@s.
ll
]?/7iM
UbDRE[^P
9Z_!}eY2mc
j 56Dt_
@qaK5
^5,B6
q>^x ,:L
4Ww.CkRG
ndB [f
FKVf_Ncf%
4^>FN"Ve`B
圆周力Ft=2T/d1 nN|1cJ'.Fk
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 2(%C
d=mz=2.5*101=252.5mm :TTZ@ q
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N "6}
#65
Fr=5852.5*tan20=2031.9N JIYZ
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 +Vsd%AnN"l
由Fr2*L-Fr*L/2=0 p> #QFd"m
得Fr2=Fr/2=1015.9N ?yq $
>Qba
9-6E(D-ux
2、求水平平面的支承力 ZR"BxE0_k
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ML= :&M!ao
oD vE0"Sz
9yA? 82)E
3、画垂直面弯矩图 Y{v\m(D
L=40/2+40/2+90＋10=140mm l A1l
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ex}6(;7)O
Oj`I=O6
^CtA@4
4、画水平面弯矩图 uz8Y)b
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm JS:AHJSz
iAWd
9x
1TIP23:
s+jL BY
5、求合成弯矩图 +:#x!i;W8[
'*XX|\.
D3MRRv#
MPxe|Wws
6、求轴传递转矩 N %K%0o-
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 2TxHY |4
<dA D-2O+
nYF;. k
O*%@(w 6
x+V @f~2F
0Ia8x?80V
f kjo
$^XCI%DH
ra[*E4P9L*
}wkZ\q[
0w lKBwf`J
#;WKuRv
=SEgv;#KZ~
t X Wh q
2xEG s Q
'9 R.$,N
k9|8@3(h
K:3u/C`
)rce%j7
),u)#`.l
G
}+wvZq +c
7、求危险截面的当量弯矩 SJXA
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 G7yR&x ^
轴的扭切应力是脉动循环应力 3{j&J -
取折合系数a=0.6代入上式可得 "dN4EA&QJ
wP: w8O
8、计算危险截面处轴的直径 -T0@b8
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 HT:
p'Yyi
由表13-3查得许用弯曲应力 ， Ld?-Ik~fF>
所以 \ O#6H5F
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 f#mcW L1}
故d=1.04*25.4=26.42mm ;vDj d2 @
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 9jC> OZ0s
所以此轴选d=40mm,安全 z|5Sy.H>
六、轴承的选择 GO II
B
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 A3Lfh6O
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N i7UE9Nyl*
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） `7))[._
因为大修期三年，可更换一次轴承 E7K(I ?
所以取三年 * t-Wol
由公式 (r ]3tGp
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) !B#Lea
（深沟球轴承系列） l^$8;$Rq
|~Op|gs
由附表选6207型轴承 e/{1u$
七、键的选择 0< { zW%w
选普通平键A型 \>%.ktG
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 @0 mR_ \u\
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm zv%9? :
由公式 Jn/"(mM
所以 uoIvFcb^
选变通平键，铸铁键 +F9)+wT~;q
zxV,v*L)
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 GF3"$?Cw
八、减速器附件的选择 Z^ e?V7q
1、通气器： VX`E7Sf! }
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 jQgy=;?Lwm
2、油面指示器： ^-24S#KE
选用油标尺，规格M16 8!T6N2O6d
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 =WYI|3~Cz
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 FuKp` T-H
5、窥视孔及视孔盖 lg(*:To3B
选用板结构的视孔盖 ~G ;lEp
九、润滑与密封： zh<[ /'l
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： E`DsRR <
b\dzB\,&
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 *&m{)cTs
2、滚动轴承的润滑 )<vU F]e~
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 @
z{ E
3、润滑油的选择 <DM
/"^*
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 giDe
L-AN15润滑油 !='?+Ysxs
4、密封方式选取： |K H&,
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 h5x_Vjj
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 6^Q Bol
设计小结： Wd R ~
二、课程设计总结 _I&];WM\
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 rTgCmr'&
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 ?/SI A9VK
%s^2m"ca}=
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 .sO.Y<- fl
h]DS$WZ
特别感谢—程莉老师。 KXAh0A?&+
\U D:9g"
参考资料目录 Td7=La0
[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； ?_!} lg
[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； } ! jk
[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； CPw=?<db
[3]《设计手册软件》，网络上下载； aMxg6\8
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn '\&t3?;
123 6W+
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u+&t"B
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Nw=60.0241r/min {GTOHJ2
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n0=960r/min ^GyGh{@,f
n1=320r/min C6!P8q X
n2=60.0241r/min T% opkyP>=
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P1=3.8Kw ,{pC 1A@s
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P2=3.6491Kw $69ef[b
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FtEmSKD
T0=39.7917Nm hDP &~Mk
T1=113.4063Nm K4H U 9!
T2=589.5878Nm HxH.=M8S_
OLl?1
_:0)uR LS
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W=$cQ(x4Z
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