目 录 ]LhNP}c
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 # nh;KlI 0
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 OW<5,h
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 V qW(S1w
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 A5ps|zidI
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 fOyL BixR
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 9WuK W***
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 U= PG0
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 !>+Na~eN
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 9m
fYB
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 WNPdy m
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 x~tG[Y2F?
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 OC]_ b36v
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ^25[%aJI
S|%f<z AtJ
}0Q6iHX@
1.拟定传动方案 n300kpv
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 ,Mwj`fgh
v=1.1m/s;D=350mm; $fY4amX6Z
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) RSY{IY
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 a{6rQ
2.选择电动机 <zK9J?ZQW>
1）电动机类型和结构形式 { LJRdV
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 bg)yl iX
2）电动机容量 #9Z*.
（1）卷筒轴的输出功率Pw /*lSpsBn
F=2800r/min; bewi.$E{
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 %o +VZEH3
(2)电动机输出功率Pd *Gm%Dn
Pd=Pw/t (v^L2Po
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 .;n<k
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： ET`;TfqM
弹性联轴器 1个 |T9p#) ec2
t4=0.99; 08S| $_
滚动轴承 2对 S0~F$mP'
t2=0.99; 7b,u|F
圆柱齿轮闭式 1对 j%KLp4J/e
t3=0.97; fO .gfHI
V带开式传动 1幅 G~e`O,+
t1=0.95; Oav^BhUO
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 mIZ# uW
t5=0.98; @qH<4` y.^
则 -C5Qh &~W
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 !G#3jh:kiY
故 8_ns^6XK5p
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ('xu2 ;<
（3）电动机额定功率Ped v>$GVCY
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 q"A( l
3）电动机的转速 vGC^1AM
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， =1%3".
"n@
可选电动机的最小转速 1k\1U
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min M *E4:A9_M
可选电动机的最大转速 ewk62 {
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min b' ^ -$
同步转速为960r/min JF_\A)<ki
选定电动机型号为Y132M1－6。 LeY\{w
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 Fp06a!7<
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 PZR pH
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 V2'(}k
^Y n{Vi2.
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 7k:}9 M~
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 jpaY:fcF
z$`=7 afp
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158
~-6Kl3Y
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 6pQ#Zg()vp
1）传动装置总传动比 o_EXbS]C
nm=960r/min; |]]Xee]
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 >\$ qF
2）分配各级传动比 abCcZ<=|b
取V带传动比为 w=3@I W
i1=3; h&5H`CR[
则单级圆柱齿轮减速器比为 NwuME/C7#
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Om{[ <tL
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 2[Q*?N
4．计算传动装置的运动和动力参数 6,0pkx&Nv
1）各轴转速 ZsUxO%jP
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 _pKW($\
n0=nm; v)+wr[Qs
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 2 ,;+)
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min F)Yn1&a #H
}jfU qqFd
2）各轴输入功率 .7Ys@;>B
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 Y 1Bj++?2
P0=Ped=4kw Uz\B^"i|
轴I 的功率 or ~o'
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw W UdKj
轴II功率 OcMd' fwO
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw u s4.-L
3）各轴转矩 5} ~*,_J2Z
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Y+V* $73`
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm [FC7+
Ey^
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm } ` Q'!_`
二、设计带轮 -^$CGRE6A
1、计算功率 } !& w<wR
P=Ped=4Kw _W ]2~9
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 wQp,RpM
查课本表8－10，得KA=1.1; v (=fV/
计算功率 )Bl% { C
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 6k42>e*p
2选择普通V带型号 =5%jKHo+9z
n0 =960r/min _1dG!! L_
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 Xe*@`&nv@
d1=80~100 ?qw&H / R
3、确定带轮基准直径 eP'e_E
表8－11及推荐标准值 p2!x8`IB*
小轮直径 ~VUNN[
d1=100mm; \"_;rJ{!aE
大轮直径 *2 4P T7
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm x h @H@Q\
取标准件 >?b/_O
d2=355mm; =@ binTC4
4、验算带速 Otn,(j;u
验算带速 eO D;@4lR
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s '7wI 2D
在5~25m/s范围内 mv SNKS
从动轮转速 X+P&
up06
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 1b;Aru~l
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 5D-xm$8C
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 . ~G>v Vb
=-0.0141 _m yam3[W
5、V带基准长度和中心距 8 8pz <$
初定中心距 20 zIO.&o
中心距的范围 /I$g .f/#
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm - CT?JB
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm /%Rz`}
a0=350mm; VV?+q)
初算带长
=^q: h<
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 0l.+yr}PE
Lc = 1461.2mm tV*g1)'zX
选定基准长度 A<9ZX=DAjw
表8-7,表8-8查得 a%;$l_wVT:
Ld=1600mm; E} U y-
定中心距 :8E(pq|1PB
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm +%?_1bGX>
a=420mm; 0}PW ?t76
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm l0tMdsz
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm n|SsV
6、验算小带轮包角 $62ospR^Y
验算包角 26 o68U8&y
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a (
y2%G=.j
145.2107 >120度 故合格 M `Y~IG}
7、求V带根数Z D>?%p"e
由式（13-15）得 UG&/0{j5XV
查得 n1=960r/min , d1=120mm Z\(+ awv
查表13-3 P0=0.95 ut& RKr3
由式13-9得传动比 H:,rNaz7D^
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 T"in
查表（13-4）得 e]uk}#4
o8
q@rwu3
由包角145.21度 '<>pz<c
查表13-5得Ka=0.92 /]F3t]FlC
KL=0.99 j@ UI N3
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 *vCJTz
8、作用在带上的压力F f@[q# }6
查表13-1得q=0.10 *; Hvx32I
故由13-17得单根V带初拉力 Ga. a"\F.V
N=zrY`Vd
三、轴 _;v4 ]MU
初做轴直径： =MB[v/M59w
轴I和轴II选用45#钢 c=110 #&1mc_`/
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm V. =! ^0'A
取d1=28mm EXS
1.3>
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm Wl;F]_|* (
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(}7>~fC
取YL10YLd10联轴器 xo6-Y=c8
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 S,n*1&ogj
取d2=45mm qI^6}PB
四、齿轮 %^2LTK(P
1、齿轮强度 *]W{83rXQ
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 l yF~E
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。 # J)sz,)(
因 ， yJppPIW^
SH1=1.1， SH2=1.1 CbS- Rz:
， O <Ht-TN&
， [Sg1\UTl
因： ， ，SF=1.3 ]A5 FN4 E
所以 $FNj>1
pu0I hDMn
}_@*,
2、按齿面接触强度设计 Xb?P'nD
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 crz )F"
小齿轮上的转矩 (}V.xi
按 计算中心距 ,=Xr'7w,
u=i=5.333 |k^'}n
mm =Qsh3b&<P
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 Ra%RcUf~sh
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 pTprU)sa7
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm _o'ii
VDuD
齿宽b= |b QKymS
b1=70mm,b2=60mm r0+lH:G*q
3、验算弯曲强度 O7g
?x3
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 CJz2.yd
按式（11-8）轮齿弯曲强度 =XzrmPu
4fT,/[k ?
3PIZay
4、齿轮圆周速度 W.r0W2) )(
Rf^$?D&^
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 58DkVQ 6
&-:ZM0Fl
Yev ] Lp
2RFY nDN
T4]/w|?G
:"5i/Cx
^vn8s~#
=kp #v
五、轴校核： cV\(Z6u
ZgP=maQ k
Q })x4
9E'fM
!trt]? *-
$]2srRA^A
{pH{SRM)B
tSaLR90Y6
UOJx-o!c?
)e d5~ok
'- oS=OrZ
,)TtI~6Q
lr 'h
Se.\wkl#Y
>v7fR<(%s
9t:F![rg
;R|i@[(J
Bi;D d?.
圆周力Ft=2T/d1 Y,w'Op
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 t~U:Ea[gd
d=mz=2.5*101=252.5mm ]-QY,
k
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N \3JZ =/
Fr=5852.5*tan20=2031.9N b`){f\#t
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 #tg,%*.s
由Fr2*L-Fr*L/2=0 S96H`kedZo
得Fr2=Fr/2=1015.9N R 4"*<% 1
Ydm 0
2、求水平平面的支承力 2~dUnskyy
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ,V1/(|[h
ZUePHI-dP
J@sH(S
3、画垂直面弯矩图 a\ ;1%2a
L=40/2+40/2+90＋10=140mm s~
||Vv!
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm FJ XYKpY[r
rH*1bDL
BmR++ ?L
4、画水平面弯矩图 &|yQwNA*a"
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm l/1u>'
`B6*wE-|
+`tl<r g;
&.X lXihnt
5、求合成弯矩图 Q6blX6DWU
vUm#^/#I
x\PZ.o
JjA3G`m=
6、求轴传递转矩 )4:K@
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm \|e>(h!l;
G"k.s RKu
CD]hi,B_J
Dl=9<:6FW
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4/KGrY! ck
9
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5OEo(&
Nq]8p =e
C,;T/9
Lk%`hsv
I0iTa99K
(rKyX:Vsy
7、求危险截面的当量弯矩 y;Ez|MS
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 ~6 {iQZa1Y
轴的扭切应力是脉动循环应力 /x%h@Cn!
取折合系数a=0.6代入上式可得 z<_&4)2{
*Bfo "["0.
8、计算危险截面处轴的直径 BF^dNgn+%K
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 o<h2]TN
由表13-3查得许用弯曲应力 ， @!p bR(8
所以 [U5@m]>^
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 8Z&M}Llk
故d=1.04*25.4=26.42mm mJxr"cwHl
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 5 D]3I=kj
所以此轴选d=40mm,安全 1G}f83yR
六、轴承的选择 1`hmD1d
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 } 6 ,m2u
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N T`?7z+2A
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） }K .Rv(m
因为大修期三年，可更换一次轴承 .7 K)'
所以取三年 {c
: 7:
由公式 uzoI*aqk-s
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) zA %YaekJ
（深沟球轴承系列） C n"_x
1.9bU/X
由附表选6207型轴承 ` ~w|X z
七、键的选择 GB%kxtGD;\
选普通平键A型 s5bqS'%
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 w"`Zf7a{/
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 1d$qr`
由公式 @V?T'@W7D
所以 L@5sY0 M
选变通平键，铸铁键 @4t_cxmD
,? >{M
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 sYEh>%mo^C
八、减速器附件的选择 i)iK0g"2
1、通气器： |,bP` Z
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 -9]
ucmN
2、油面指示器： ~dO+kD
选用油标尺，规格M16 @m5c<(bkfp
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 f+ cN'jH
E
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 !>:SPt l
5、窥视孔及视孔盖 u^O!5 'D %
选用板结构的视孔盖 nt&"?
/s
九、润滑与密封： ^B_SAZ&%%
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： +\doF
jn
5v
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。
rp
'^]Zx
2、滚动轴承的润滑 bm*.*A]
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。 TU6(Q,Yi|
3、润滑油的选择 $@D*/@
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 yhkKakg,)
L-AN15润滑油 nt]'>eX_}
4、密封方式选取： "S]G+/I|iw
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 {#.<h PXn
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 +CVB[r#hu
设计小结： 5t I#UBha
二、课程设计总结 S:K$fFcJ
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。 fs l
ZJE
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。 mm9uhlV8
s{Og3qUy
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。 csd9[=HW/Q
iT;Ld $!{f
特别感谢—程莉老师。 pO/vD~C>
LOgFi%!6:
参考资料目录 p,V %wGM
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； soRY M
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； dB)-qL8,2
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； =H`yzGt
[3]《设计手册软件》，网络上下载； Z2L7US -
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn i[?VF\Y(
sf0\#Q
Pl. y9g~
!4a#);`G
C2aA])7 D
Nw=60.0241r/min EKD#s,(V*X
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P0=4Kw (xN1?qXB.
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P1=3.8Kw R3U|{vgl
NN=^4Xpc:
P2=3.6491Kw nD X Em6|e
TwI s _r:
Y I;iG[T,&
T0=39.7917Nm TEY~E*=}$
T1=113.4063Nm _K!.TM+9
T2=589.5878Nm
U-4F
(YYg-@IO
M2|h.+[Q
tE {M
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[2Zy~`*y {
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