目 录 d; \x 'h2
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 7,ODh-?ez
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 P L<q|y
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 R% XbO~{u
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 iUqL /
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 waXA%u50
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8
(`gqLPx[
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 kc `Q-
N}
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 pt GM'
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 6gfv7V2 H
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 he&*N*of:
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 t)XNS!6#]?
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 NvXds;EC
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 eu ~WF I
ro7\}O :I
{$ 4fRxj
1.拟定传动方案 9>d$a2 nc
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 e4O l:V
v=1.1m/s;D=350mm; P h2jj,K
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) axnkuP(
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。 & :x_
2.选择电动机 d _Ll,*J9
1）电动机类型和结构形式 |eWlB\ x8
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。 -uenCWF\#
2）电动机容量 `TKe+oS)
（1）卷筒轴的输出功率Pw mZJ" e,AY
F=2800r/min; %0@Jm)K^
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 2J9_(w
(2)电动机输出功率Pd X'e@(I!0
Pd=Pw/t >f4H<V-
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 #/!a=0
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： ` :Am#"j]}
弹性联轴器 1个 nRN&u4
t4=0.99; YY{S0jnhF
滚动轴承 2对 )P@t,mxW/
t2=0.99; s2riayM9/
圆柱齿轮闭式 1对 "' -f?kZ
t3=0.97; 0Z8K +,'!
V带开式传动 1幅 !6\{q
M
t1=0.95; ^KhA\MzY
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 )nJs9}( 0
t5=0.98; BftW<1,U^
则 `gfh]7T
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 Xa\{WM==;
故 I0sd%'Ht?
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 [2~Et+r6g
（3）电动机额定功率Ped z%(m:/N70
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 ) FGm5-K@
3）电动机的转速 wlKfTJrn&
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， ?SRG;G1
可选电动机的最小转速 w_q{C>- cR
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min > `Gys8 T
可选电动机的最大转速 SaMg)s~B
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min i5w
同步转速为960r/min \ $}^u5Y
选定电动机型号为Y132M1－6。 ~~,\BhG?
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 _5EM < Ux
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 yYwZZa1
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 4*d$o =wa
ZGf R:a)wc
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 2G<\Wz
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 \-$wY%7
,1EyT>
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 9lNO
~8
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 "detD B
1）传动装置总传动比 9^QiFgJy
nm=960r/min; _@;t^j+l
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 }p$>V,u
2）分配各级传动比 A
'rfoA6
取V带传动比为 ({i}EC7{
i1=3; zMxHJNQ\D
则单级圆柱齿轮减速器比为 P qli3(
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Lqq
RuKi
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。 x>d,\{U
4．计算传动装置的运动和动力参数 x;dyF_*;
1）各轴转速 |RS9N_eRt
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 DKnjmZ:J|
n0=nm; XdjM/hB{fD
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min !f[ LFQ D
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min "bZ%1)+
l8 k@.<nCO
2）各轴输入功率 _>+!&_h
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 Fy37I/#)r&
P0=Ped=4kw GM=r{F
&
轴I 的功率 xCGa3 X
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw d,AEV_
轴II功率 _[u&}i
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw u:JD
3）各轴转矩 I },.U&r
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm ej,j1iB
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 88x_}M^Fnl
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm n4\UoKq
二、设计带轮 ~o_0RB
1、计算功率 rT7W_[&P
P=Ped=4Kw s :ig;zb
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 k%Dpy2uH
查课本表8－10，得KA=1.1; +A%|.;
计算功率 Q46^i7=
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw CAg~K[
2选择普通V带型号 Ey96XJV
n0 =960r/min G(gJt l
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 E#}OIZ\S
d1=80~100 qg1s]c~0u
3、确定带轮基准直径 EZnX S"z
表8－11及推荐标准值 =f0qih5.4
小轮直径 z,dh ?%H>X
d1=100mm; M|8vP53=q
大轮直径 )N$T&
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm E| eEAa
取标准件 `t[b0; 'OH
d2=355mm; !jlLF:v|1A
4、验算带速 <8;SSdoKi
验算带速 EM y>X
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s #C^)W/dP
在5~25m/s范围内 1%Hc/ N-
从动轮转速 3{c6)vR2
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s ;B*im
S10
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ls[0X82F
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 x6yYx_
=-0.0141 )&/ecx"2Q
5、V带基准长度和中心距 |pLx,#n
初定中心距 >,%or cN
中心距的范围 !UHWCJ<
<w
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm >u?m
Bx
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm E;v #'
a0=350mm; w{F{7X$^
初算带长 <c'0-=
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 $[f-{B{>*
Lc = 1461.2mm j- ]` ;&L
选定基准长度 - t#YL
表8-7,表8-8查得 s uK r//_
Ld=1600mm; %lsRj)n
定中心距 / 3Y\s&y
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm lV%oIf[OB
a=420mm; :/A7Z<u,
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm W*2d!/;7>
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm B^;"<2b *
6、验算小带轮包角 *Wj]e%
验算包角 {$>Pg/
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a I<+EXH%1,
145.2107 >120度 故合格 L2\<iJA}c
7、求V带根数Z N 2XL5<
由式（13-15）得 E P3Vz8^
查得 n1=960r/min , d1=120mm HQkK8'\LP
查表13-3 P0=0.95 j_3`J8WwF
由式13-9得传动比 uH{o JSrK
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 i0}f@pCB?X
查表（13-4）得 ~a$h\F'6
}G/!9Zq
由包角145.21度 = Ed0vw
查表13-5得Ka=0.92 ;_X2E~i[
KL=0.99 `!( I Q&
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 3xIelTf*
8、作用在带上的压力F %6.WGuO
查表13-1得q=0.10 ?lca#@f(
故由13-17得单根V带初拉力 {gz-w|7
6 ?(yMSKa
三、轴 +)xjw9b
初做轴直径： kqkTz_r|H
轴I和轴II选用45#钢 c=110 c/ DK31K
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm emSky-{$u
取d1=28mm gNHS:k\"
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm b#nI#!p'
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 pC~ M5(F_
取YL10YLd10联轴器 ^UCH+C yl
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 s_;o1 K0
取d2=45mm a[_IG-l|i4
四、齿轮 +OI <0
1、齿轮强度 w,i?e\5
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 $ \+x7"pI
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。 j7BLMTF3v
因 ， 9OYyR
SH1=1.1， SH2=1.1 YP
Qix
， hd*GDjmRQ/
， ^H0#2hFa
因： ， ，SF=1.3 B[3u,<opFU
所以 VqUCcT
Xub*i^(]
L}
"bp
2、按齿面接触强度设计 $cW t^B '
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 U8.V Rn
小齿轮上的转矩 h /Yxm2
按 计算中心距 8y']kVg
u=i=5.333 efN scgi
mm bvOnS0,y
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ]Cs=EZr
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 %VGW]!QR
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm z/]]u.UP
齿宽b= )@ofczl6
b1=70mm,b2=60mm {O:{F?
3、验算弯曲强度 eEBo:Rc9
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 n2 can
按式（11-8）轮齿弯曲强度 jOU 99X\0
eBH:_Ls_-^
5 JlgnxRq
4、齿轮圆周速度 %JHv2[r^P
.{t*v6(TP
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 tI@aRF=p]2
1eywnOjrj
nG ";?TT
l$Vy\CfK3n
qm"SN<2S*
?nPG#Z|%
1c{m
rsB
k'_f?_PBu
五、轴校核： oI!"F=?&6
:%z#s
n5%\FF G0M
D>8p: ^3g
P-a8S*RRa
i\_LLXc
s= ]NKJaQH
-u xU[E
41]a{A7q
<S=( `D
3"zPG~fY{
o5j6(`#;
",&QO 7_
zrqI^i"c
$ OG){'X
4/%fpU2
qTK(sW
/{: XYeX
圆周力Ft=2T/d1 2*<Zc|uNW
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 L}CU "
d=mz=2.5*101=252.5mm {:3\M s#
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N hsQDRx%H}
Fr=5852.5*tan20=2031.9N bf@g*~h@
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 { Ef.w lZ
由Fr2*L-Fr*L/2=0 uJCp
得Fr2=Fr/2=1015.9N EcL6lNTR+
Lu {/"&)
2、求水平平面的支承力 \I:27:iAL
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ]E-3/r$_cO
Q
8Hl7__^
@I-,5F|r
3、画垂直面弯矩图 {ZrlbDQX
L=40/2+40/2+90＋10=140mm Yb^e7E ug
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm
+WAkBE/
mW4Cc1*
i%!<6K6UT
4、画水平面弯矩图 zt:
!hM/Vt
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 1Xo0(*O
'5 Yzo^R;
-N% V 5 TN
&BLCP d
5、求合成弯矩图 SGSyO0O
\?]U*)B. r
{ibu 0
h$kz3r;b,"
6、求轴传递转矩 lHtywZ@%3
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm *d jLf.I@
o_`6oC"s
t 8 6w&
'=vZAV`
Dc@ O Mr
sBB [u'h!
+HBizJ9K
~ 1D^C |%
'bJGQ[c
7bk77`qWr
)I[f(f%W7
3 nG.ah
PkrVQH9^w
a51e~mg Z`
2L1y4nnbwo
ns%gb!FBJX
;O%
H]oN
CdF;0A9 .3
u0Wt"d-=
UP^8Yhdo
mA{?E9W
7、求危险截面的当量弯矩 ]5jS6 @Vl*
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 Q3ty K{JE
轴的扭切应力是脉动循环应力 ?).; cG:<
取折合系数a=0.6代入上式可得 w[
v {)
@KK6Jy OTQ
8、计算危险截面处轴的直径 3T 8d?%.l
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得
I8?
由表13-3查得许用弯曲应力 ， T4] 2R
所以 O3@DU#N&s
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 "G
[Nb:,CR
故d=1.04*25.4=26.42mm VIz(@
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 -y-}g[`
所以此轴选d=40mm,安全 VKl,m ;& N
六、轴承的选择 /IWA U)A0
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 fgd2jr 3T
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N (DO'iCxlNh
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） OW@%H;b
因为大修期三年，可更换一次轴承 ot<d
FvD
所以取三年 - *'
?D@l
由公式 4j=3'Z|
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) YSeH;<'
（深沟球轴承系列） 7 A\`
= g{I`u
由附表选6207型轴承 bI &<L O
七、键的选择 bFX{|&tHU
选普通平键A型 0~fjY^(
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 D{N8q^Cs9
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm
^wolY0p
由公式 h p|v?3(
所以 #@B"E2F
选变通平键，铸铁键 G 1 "QX
3P6O] x<-?
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 ]gq)%T]
八、减速器附件的选择 &# 2&V>pE
1、通气器： 8X,6U_>#a
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 $Aw@xC^!
2、油面指示器： <2U@O`
gC
选用油标尺，规格M16 hN2A%ds*(j
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 RRt(%Wm*
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 23):OB>S`
5、窥视孔及视孔盖 ^xa, r#N:V
选用板结构的视孔盖 ZRxOXt&;
九、润滑与密封： 0 #8
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： P+j=]Yg
0$)Q@#
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。 49MEGl;K0\
2、滚动轴承的润滑 @PvO;]] %
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。 +]%S}<R
3、润滑油的选择 KrpIH6
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 ( zo7h
L-AN15润滑油 5*$y Y-A
4、密封方式选取： xG/Q% A
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 4f\NtQ)
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 '3b\d:hN
设计小结： ">bhxXeiN
二、课程设计总结 ^&?,L@fW
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 }/a%-07R
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 5.6tVr
I`0-q?l
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 2 l) "I
%)lp]Y33
特别感谢—程莉老师。 l53i
{o
dQj/ Sr
参考资料目录 W"Ip]LJ
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； @)U.Dbm
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； #3rS{4[
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； StI
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[3]《设计手册软件》，网络上下载； MLWHO$ C~T
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn dVb6u
}93kHO{
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P2=3.6491Kw 8ve-g\C8 H
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T0=39.7917Nm B>i%:[-e
T1=113.4063Nm V_
6K ?~j
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