目 录 E!)xj.aS$
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 ( ?1y4M
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 .,|G7DGH]
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 6RU~"C
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 t: x \kp
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 Hh3X
\
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 \g&,@'uh
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 R6<X%*&%
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Z!a =dnwHz
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 !I{0 _b{
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 aB 2F C$z
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 jE.N ev/
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 U/66L+1
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 64
wv<r]5j
g]l'' 7G
h lvK5Z
1.拟定传动方案 +5g_KS
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 @muRxi
v=1.1m/s;D=350mm; n:I,PS0H<
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) z> 1Pz(
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 ]`!> 6/[
2.选择电动机 kUL' 1!j7
1）电动机类型和结构形式 U*rc d-@
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 D# 9m\o_
2）电动机容量 > y m,{EHK
（1）卷筒轴的输出功率Pw z}77 Eh<
F=2800r/min; 0I-9nuw,^;
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 niMsQ
(2)电动机输出功率Pd '6nA F
Pd=Pw/t 60^`JVGWH
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 * /5d>04
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： Di ,^%
弹性联轴器 1个 6IN
e@
t4=0.99; 5 9
T 8r
滚动轴承 2对 y ;m |
t2=0.99; S1T"Z{$
圆柱齿轮闭式 1对 K(e$esLs-
t3=0.97; 9d0@wq.
V带开式传动 1幅 Si4!R+4w
t1=0.95; 9 R!atPz9
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 o)M}!MT
t5=0.98; ]\-A;}\e
则 W 8<&gh+
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 t5^{D>S1
故 T=
8 0,
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Fk&c=V;SU
（3）电动机额定功率Ped ueogaifvB
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 "@^k)d$
3）电动机的转速 `z}?"BW|
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， +qN>.y!Y
可选电动机的最小转速 nUaJz Pl
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min xWH.^o,"
可选电动机的最大转速 >>4qJ%bL
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min zF`0J
同步转速为960r/min <q58uuK
选定电动机型号为Y132M1－6。 ~ gJwW+
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 KWbI '}_z
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 Po+.&7F
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 i'<[DjMDlm
dM.f]-g
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm wA ,6bj
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 RT4x\ &q
Uk[b|<U-`d
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 S Bu"3ym
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 Ve$o}h-
1）传动装置总传动比 # " 6Qj'/h
nm=960r/min; (!u~ CZ;
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 YR\fa Vk
2）分配各级传动比 3GYw+%Z]
取V带传动比为 .|KyNBn
i1=3; 1/B> XkCJ
则单级圆柱齿轮减速器比为 5+4IN5o]=
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 @f>-^
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 AG
nxYV"p
4．计算传动装置的运动和动力参数 R `5.[?Dt
1）各轴转速 *}qWj_RT
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 0(}t8lc
n0=nm; e-/&$Qq
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min )th<,Lo3#
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 2 0h}
[Q(
4/ ~E4"8
2）各轴输入功率 AEI>\Y
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 H064BM
P0=Ped=4kw 'T;P;:!\
轴I 的功率 79rD7D&g
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw IxN9&xa
轴II功率 kOrZv,qFG[
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw wYXQlxd y
3）各轴转矩 un"Gozmt5
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm a#(?P .6
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm B N5[,J
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm w>&aEv/f
二、设计带轮 mkk6`,ov
1、计算功率 #4NaL
P=Ped=4Kw 8mrUotjS
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 oAVnK[EMq`
查课本表8－10，得KA=1.1; VR 8- &N
计算功率 pZ{+c
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw ha<[b u e
2选择普通V带型号 MTh<|$
n0 =960r/min .WJ Y Qi
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 @Sn(lnl B
d1=80~100 % g$o/A$
3、确定带轮基准直径 ] )\Pqn(
表8－11及推荐标准值 a 7 V-C
小轮直径 wh`"w7br
d1=100mm; T@B/xAq5!
大轮直径 Zd%k* BC
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm K:[F%e
取标准件 oG?Xk%7&\
d2=355mm; &vMb_;~B
4、验算带速 Y;M|D'y+
验算带速 !;v|' I
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s YQvD|x
在5~25m/s范围内 B)g[3gQ
从动轮转速 !dnH 7 "
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 1W
LXM^ 4
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s >Eto(
y"q
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 <oV(7
=-0.0141 ` wEb<H
5、V带基准长度和中心距 S!CC
}3zw
初定中心距 9G5rcYi
中心距的范围 RWZ SQ~
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm V! A~K
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm ~L\z8[<C
a0=350mm; Z]Cq3~l
初算带长 ` p-cSxR_
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 *u [BP@vE
Lc = 1461.2mm OX!tsARC@
选定基准长度 D2 eckLT
表8-7,表8-8查得 xGg )Y#
Ld=1600mm; % /.b~|,-
定中心距 !9r$e99R
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm `iNSr?N.
a=420mm; I" <\<^B<
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm _C?hH WSf"
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm @o _}g !9=
6、验算小带轮包角 "?xHlYj@ +
验算包角 m}t`FsB.
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a osAd1<EIC
145.2107 >120度 故合格 G 4X|Bka
7、求V带根数Z nRS} }6 Q
由式（13-15）得 Jhhb7uU+
查得 n1=960r/min , d1=120mm 0&|\N
? 8_
查表13-3 P0=0.95 l<LI7Z]A
由式13-9得传动比 24 *XL,
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 '9J/T57]e
查表（13-4）得 ChPmX+.i_
l'. VKh\C
由包角145.21度 }rw8PZ9
查表13-5得Ka=0.92 WlC:l
KL=0.99 om z
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 _op}1
8、作用在带上的压力F VU]`&`~J
查表13-1得q=0.10 K=h9Ce
故由13-17得单根V带初拉力 z E9W8:7
K!Y71_#
三、轴 !ons]^km
初做轴直径： k 2 t F}
轴I和轴II选用45#钢 c=110 7WS p($
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm 6}Ci>_i4#
取d1=28mm jcf7n` L
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm ?X<eV1a
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 R "t,xM
取YL10YLd10联轴器 04P}-L,
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 s8t;.^1}
取d2=45mm CxW >~O:
四、齿轮 LYK "( C
1、齿轮强度 29] G^f>
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 mL{6L?
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。 P{> !5|k
因 ， aSQ#k;T[
SH1=1.1， SH2=1.1 FGmb<z 2p
， >tV{Pd1
， y/7\?qfTk
因： ， ，SF=1.3 ~P **O~
所以 :J&oX
<nF^
Jk
n>S #SZ
Y)2,PES=
2、按齿面接触强度设计 M oza".fiN
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 7.j ?U
小齿轮上的转矩 V6X 0^g
按 计算中心距 .?sx&2R2
u=i=5.333 mNTzUoZF'@
mm 0=1T.4+=
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 nMUw_7Y6
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 iz PDd{[
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm d^
8ZeC#
齿宽b= j6 z^Tt12
b1=70mm,b2=60mm ?NsW|w_
3、验算弯曲强度 _Q 4)X)F
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 ndMA-`Ny,
按式（11-8）轮齿弯曲强度 7[XRd9a5(
d{3QP5
&B1Wt W
4、齿轮圆周速度 9qzHS~l
Feq]U?
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 \Uq(Zga4)
&}B|"s[
[waIi3Dv\
"@0]G<H
m&&m,6``P
. 3T3E X|G
hhc,uJ">!
VuZuS6~#J
五、轴校核： ;iL#7NG-R
=GM kR+<)
F{;((VboN
RMu~l@
yYA$I'Bm\
M%P:n/j
c4eBt))}V
R$[vm6T?
$B5aje}i
6mxfLlZ
,R*
]>'
M!D3 }JRm
U8n V[
cU!vsdR3
S3 Xl
Q sCh eHP
ope^~+c~\
12 gU{VD
圆周力Ft=2T/d1 z5*'{t)
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Y O}<Ytx
d=mz=2.5*101=252.5mm 6A+nS=
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N $}<e|3 _
Fr=5852.5*tan20=2031.9N
_
*Pf
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 -k"/X8
由Fr2*L-Fr*L/2=0 5MJS
~(
得Fr2=Fr/2=1015.9N z[qDkL
3 {sVVq5Y
2、求水平平面的支承力 $suzW;{#
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N f\L 0 xJ
Y\g3h M
a H K}sr,U
3、画垂直面弯矩图 0[W:d=C`a
L=40/2+40/2+90＋10=140mm t&e{_|i#+
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm kVLS
z 1X` o
R%[ c; i
4、画水平面弯矩图 s&3Vg7B
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm suDQ ~\ n
di )L[<$DY
'YSHi\z ](
SSMHo JGm
5、求合成弯矩图 /R wjCUf
AFE~
v\Gz
hZt!/?dc
V1B5w_^>h'
6、求轴传递转矩 8& b,qQ~
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm "87:?v[[1
ds [|
aWF655Fs*
{kR#p %E]
"oO%`:pb
3AN/
H
WCixKYq
s|r3Gv|G
PALc;"]O
GC}==^1
uJ v-4H
& 6nWzF
[S!/ E4>['
Z4
=GM Xj
sD#.Oq4&]y
Qd3 j% (
^s"R$?;h
"S?z@ i(K^
C1 *v,i
nZYBE03 0
TAW/zpps$
7、求危险截面的当量弯矩 >tW#/\x{
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 &gx%b*;`L0
轴的扭切应力是脉动循环应力 o0KL5].
取折合系数a=0.6代入上式可得 O3kA;[f ;
n b%6X82Q
8、计算危险截面处轴的直径 : eVq#3}
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 r mg}N
由表13-3查得许用弯曲应力 ， m!HJj>GEo
所以 vUM4S26"NT
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 Wvf
^N(
故d=1.04*25.4=26.42mm Mb~F%_
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 c SV aI
所以此轴选d=40mm,安全 Lw>N rY(Y
六、轴承的选择 v`1M[
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 {3aua:q
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N YNi.SXH
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） &
>fQp(f
因为大修期三年，可更换一次轴承 $6SW;d+>n
所以取三年 dvUic-w<j
由公式 $q j2w"'
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) P/_['7
（深沟球轴承系列） @~a%/GQ#n*
ZPYS$Ydy
由附表选6207型轴承 ( S As-
七、键的选择 KPUV@eQ,
选普通平键A型 /mzlH
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 Z4ImV~m
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm
[/8%3
由公式 CzrC%x y
所以 qUb&
选变通平键，铸铁键 'TB2:W3
R (n2A$
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 hp|YE'uYT
八、减速器附件的选择 `VguQl_,gA
1、通气器： * \ F~[
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 IW] rb/H
2、油面指示器： CRy|kkT
选用油标尺，规格M16 R0*|Lo$6
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 6.yu-xm
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ;9QEK]@
5、窥视孔及视孔盖 }Jj}%XxKs
选用板结构的视孔盖 @ f3 E`8
九、润滑与密封： ;
BHtCuY
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： a9Zq{Ysj
rjnrju+
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 wN~_v-~*Q
2、滚动轴承的润滑 5 \VWC I
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 iD qoa\
3、润滑油的选择 [ub e6
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 sK?twg;D*|
L-AN15润滑油 |M;7>'YNC*
4、密封方式选取： )zDCu`
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 X %x*f3[
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 g *+>H1}
设计小结： mj7#&r,1l
二、课程设计总结 T pa5N'O
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 8'y$M] e9n
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。 gL/9/b4
ysnx3(+|
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。 O+x !Bg7
>uEzw4w
特别感谢—程莉老师。 <t!W5q
EQSQFRk;
参考资料目录 ) Hr`M B
[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； R 2vlFx/
[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； Q\sK"~@3
[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； ]\HvK CN}
[3]《设计手册软件》，网络上下载； deh*Ib :(S
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn !&@615Vtw
qwAT> 4
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