目 录 C \B&'+uR
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 t<|S7EqIL
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ^6E+l#
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 y(!Y N7_A
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 |%@.@c
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 '9Hah
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 Gw/imXL
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 "#a_--"k9
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 5D32d1A
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 Rt [zZv
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 lStYfO:<'v
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 "XEK oeG{
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 `T
gwa
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 u&!QP4$"z
q@}eYQ=P|e
P sLMV:O9S
1.拟定传动方案 H~IN<3ko
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 dvAvG. ;U
v=1.1m/s;D=350mm; ;;9W/m~]
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) LXIQpD ,M
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 %ifq4'?Z
2.选择电动机 ?5A!/`E& %
1）电动机类型和结构形式 -Tw96 dv
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 s:6pPJL
2）电动机容量 Nl3@i `;
（1）卷筒轴的输出功率Pw rl0sN5n
F=2800r/min; <9]9;
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 e*7nq ~ B5
(2)电动机输出功率Pd y3]7^+k
Pd=Pw/t vT#$`M<
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 kXmnLxhS/
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： |,&5.|E 7
弹性联轴器 1个 $R '
t4=0.99; F3aOKV^
滚动轴承 2对 _\9|acFT2O
t2=0.99; }E\ b_.
圆柱齿轮闭式 1对 bvf}r
,`Q7
t3=0.97; c B l
F
V带开式传动 1幅 PfaBzi9?f
t1=0.95; 1kG{ z;9
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 CMm:Vea
t5=0.98; q"|,HpQ
则 0wx lsny?
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 pohA??t2:
故 SIBNU3;DL
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 8b0!eB#_Ee
（3）电动机额定功率Ped dPdodjSu,!
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 s)=fs#%
3）电动机的转速 I.f)rMl+h
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6，
1^*M*>&d<
可选电动机的最小转速 ;^9A o>(?y
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min lzQmD/i*
可选电动机的最大转速 B I '}
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min mG? g
同步转速为960r/min 7r`A6 \
!
选定电动机型号为Y132M1－6。 U;Iqz1S
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 +bG^SH2ke
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 Q-3o k7
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 tSr.0'CE
6;02_C]\o
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm l ( EDe
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 "k)}qI{
~ nQv
yM!$
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 gEVN;G'B<=
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 }tvLe3O
1）传动装置总传动比 }klET
nm=960r/min; i@=0fHiZQ
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 y"Fp4$qb
2）分配各级传动比 i'GBj, :
取V带传动比为 uQwKnD?F+e
i1=3; 7QXA*.'
F
则单级圆柱齿轮减速器比为 p;["> ["
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 '[E|3K 5d
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 7oPLO(0L
4．计算传动装置的运动和动力参数 t%
-"h|
1）各轴转速 \`H"4r[?(
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 J}Q4.1WG$
n0=nm; I7b_dJD;*
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min h]wahExYP
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 8 JOfx
AY{-Hf&
2）各轴输入功率 q5jLK)
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 6TN!6 3{Cz
P0=Ped=4kw 9n#Q1Xq
轴I 的功率
1o&] =(
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw RTPxAp+\5
轴II功率 -dCM
eC
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw Q&zEa0^rG6
3）各轴转矩 ~]}V"O%,
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Mw=sW5Z
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm [I4:R_\
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm _|VWf 8?\
二、设计带轮 ~FnB!Mh}?
1、计算功率 {s=n "*Qp)
P=Ped=4Kw o5!"dxR
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 5O cd2T'
查课本表8－10，得KA=1.1; v9<7= D&x
计算功率 >EVlMt27'
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw L*;XjacI]
2选择普通V带型号 .AEOf0t
n0 =960r/min \E9Hk{V:6
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 t7A '
d1=80~100 _R&}CP
3、确定带轮基准直径 x$G u)S
表8－11及推荐标准值 >Oary
小轮直径 }( x|
d1=100mm; eBZa 9X$
大轮直径 hD~P)@^
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm aBo8?VV]8
取标准件 ?\_N*NEtK
d2=355mm; Y)?dq(
4、验算带速 PV_E3,RY
验算带速 fZoV\a6Kj
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 7@[3]c<=
在5~25m/s范围内 mI55vNyer
从动轮转速 Hwr#
NKz-
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s Q
o}&2 m
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s F[q:j Y
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Vb${Oy+
=-0.0141 5gZEcJ
5、V带基准长度和中心距 ]1A"l!yf
初定中心距 VieX 5
中心距的范围 |K},f,
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm c zMu<@c [
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm #+mt}w /
a0=350mm; )Fc ` rY
初算带长 U) tqo _
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 }*WNrS">S
Lc = 1461.2mm ;>*l?m-S@n
选定基准长度 *gu 4%
表8-7,表8-8查得 )@-v6;7b 0
Ld=1600mm; "=cWcztiP
定中心距 ./_o+~ \e'
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm :HSqa9>wa
a=420mm; oY!n M%z/
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm Wa#!O$u
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm X#l]%IrW!
6、验算小带轮包角 goYRA_%cX
验算包角 K".\ QF,:
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a V=<OV]0
145.2107 >120度 故合格 /*5t@_0fe
7、求V带根数Z y`"b%P)+T
由式（13-15）得 !olvP*c"
查得 n1=960r/min , d1=120mm
z^s40707x
查表13-3 P0=0.95 %
K$o m|]p
由式13-9得传动比 wRgh`Hc\}
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 sOc<'):TK
查表（13-4）得 _pu G?p
wGd4:W
由包角145.21度 SHw%u~[hu
查表13-5得Ka=0.92 VGbuEC [Y
KL=0.99 19)fN-0Z
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 l26DPtWi
8、作用在带上的压力F [ al, UO
查表13-1得q=0.10 0qXkWGB
故由13-17得单根V带初拉力 p5<2t SD
T GnyN'P|
三、轴 |*4)G6J@n
初做轴直径： zz ^2/l
轴I和轴II选用45#钢 c=110 VKtrSY}6T
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm l~.}#$P]
取d1=28mm z /bJDSQ
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm :3qA7D }
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 =Qt08,.bW
取YL10YLd10联轴器 1tvgM
!.
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 7g(,$5
取d2=45mm !"u) `I2
四、齿轮 ># FO0 R
1、齿轮强度 A1xY8?#?~c
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 q7}$F]UM"
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。 3z Jbb3e
因 ， h :QKd!Gq
SH1=1.1， SH2=1.1 M[5 zn
， kc& >l (
， ,|?- \?I
因： ， ，SF=1.3 .pNPC|XU
所以 iE}ji lU
(5 @9j
sY?pp
' }a
2、按齿面接触强度设计 6x\+j
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 }{*((@GY}
小齿轮上的转矩 $ KL5Z#K
按 计算中心距 XcJ'w
u=i=5.333 ,RFcR[ak
mm [3`T/Wm
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 1nh2()QI[
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 tN|sHgs
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm G!~[+B
齿宽b= L2>UA <@mZ
b1=70mm,b2=60mm M 7j0&>NTG
3、验算弯曲强度 ^6v o b
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 [ V `j @dV
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ^n5[pF} Gw
>'#G$f
{.9phW4Vr?
4、齿轮圆周速度 |xaJv:96%
0*^)n&O
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 t5h]]TOz
j3QpY9A
7*5$=z4,1
>b;fhdd:4
>LxYP7M
d )|{iUcW
F ,#)8>O
hvu>P {
五、轴校核： M-KjRl
=LJc8@<:f
T{M~*5$
D %cWw0Oq
m3]|I(]`Xe
U6qv8*~
c8mcJAc
]X +3"
[X:mmM0gd
tx ;DMxN!W
WAiEINQ^)
HBYqqEO
10 dVV[=
oo7&.H Wf
!]Z> T5$
a#W:SgE?Y
DsY-JBDvoz
tYyva
圆周力Ft=2T/d1 }NPF]P;
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ((rk)Q+;v
d=mz=2.5*101=252.5mm vTY I
ez`g
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 8Dpf{9Y-E
Fr=5852.5*tan20=2031.9N #V[ ?puE@
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 -CW&! oW
由Fr2*L-Fr*L/2=0 Lys4l$J]
得Fr2=Fr/2=1015.9N }gL9G
xd8UdQ, lt
2、求水平平面的支承力 s) <#a(!
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N $DW3H1iW
&N V[)6!
sChMIbq!Av
3、画垂直面弯矩图 /h%<e
L=40/2+40/2+90＋10=140mm L1*P<C b
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 9BB<.
p
xbrxh-gV
\/4i p U.
4、画水平面弯矩图 %[ 4/UD=7
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 9Qp39(l:
yyh
L]Uq"=
i7 `dY {p7
V
?3>hQtB
5、求合成弯矩图 _lb ^
qEKTSet?
,.tT9?
m
H V<|eL #
6、求轴传递转矩 wo7.y["$
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 4vTO # F
joDnjz=
vP&dvAUF
@Fqh]1t
H[V^wyi' z
7P9n.
[
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6BVV2j)zl:
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_~_04p
;_K+b,
#}) Oz| c
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m3
;
QRdNi 1&M
7、求危险截面的当量弯矩 l9 )iLOj
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 YS,kjL/
轴的扭切应力是脉动循环应力 #h ;j2
取折合系数a=0.6代入上式可得 hx x,E>k
|8&AsQd
8、计算危险截面处轴的直径 Km]N scq1
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 )V JAs|
由表13-3查得许用弯曲应力 ， +%X_+9bd
所以 k @5#^G
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 rf Yu8-
故d=1.04*25.4=26.42mm 7GfgW02
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ,oIZ5u{# ,
所以此轴选d=40mm,安全 %H>vMR-,~
六、轴承的选择 EVNTn`J_
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 NmST1pMk
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 9 f-T> }
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） aRq7x~j
)\
因为大修期三年，可更换一次轴承 > NB}Bc
所以取三年 a \vf{2
由公式 b@^M|h.Va
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) '15j$q
（深沟球轴承系列） p]`pUw{
]? -56c,
由附表选6207型轴承 vi4 1`
七、键的选择 Y::fcMJr;Q
选普通平键A型 !W^2?pqN
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 7E Y~5U/4
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm %2BFbaE
由公式 8 jqt=}b
所以 kBIF[.v(\
选变通平键，铸铁键 h\'GL(?DBI
FO_nS
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 #lltXqvD?
八、减速器附件的选择 U`FybP2R~
1、通气器： FvG9PPd
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 [2 2IF
2、油面指示器： *I Gxa
选用油标尺，规格M16 Ou2H~3^PL
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 _I~TpH^1K
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 sl6p/\_w
5、窥视孔及视孔盖 Lj *F KP\{
选用板结构的视孔盖
a[";K,
九、润滑与密封： dr~M yQ
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 68FxM#xR
Z<jRZH*L
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 TzPx4L 6?
2、滚动轴承的润滑 \^Y#"zXo1
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 x)"=*Jj
3、润滑油的选择 k% hD<_: p
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 P|h <|Gcp
L-AN15润滑油 :m#vvH
4、密封方式选取： `6~*kCj5
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 G]P4[#5
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 FAM`+QtNw
设计小结： U%oI*
二、课程设计总结 82$By] Y9
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。 H7Y}qP5 X
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。 4bAgbx-^
$nn~K
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。 JTx}{kVO
d.2b7q09
特别感谢—程莉老师。 07(E/A]
yqejd_cd
参考资料目录 6\5U%~78
[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； H kg@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； H5&>Eny
[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； 7[D0n7B@
[3]《设计手册软件》，网络上下载； S<Q1
&],
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn Efp=z=E
_'I9rGlx3
_
<>+Dk&
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