目 录 aF; ]7i@
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 7yq7a[Ra
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 m &0(%
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 3p?< iVE
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 Sl eu#]-
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 E<X{72fb>
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 wW6mYgPN%
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 pmow[e
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 =!pu+&I 9
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 :_{{PY0PK
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 .-O@UQx.I
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 RTPq8S"
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Xh7~MU~X
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 + WU|sAK"
0gwm gc/#
xzMeKC `
1.拟定传动方案 `Q1WVd29
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 &(H) gjH
v=1.1m/s;D=350mm; (. @p4q Q-
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) He0N
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。 p jKl)q
2.选择电动机 St~ SiTJU
1）电动机类型和结构形式 qmue!Fv#g
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。 90y9~.v
2）电动机容量 ; $ ?jR
c
（1）卷筒轴的输出功率Pw 7q2"b?|h
F=2800r/min; 4B3irHs \Q
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 9znx1AsN
(2)电动机输出功率Pd >XXM Iz:
Pd=Pw/t Ddm76LS
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 uJ)=+Exii
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： +/~\ b/
弹性联轴器 1个 QGbD=c7
t4=0.99; ot>EnHfV
滚动轴承 2对 ] "7DV3_
t2=0.99; @aiLG wh
圆柱齿轮闭式 1对 Br ^rK}|l
t3=0.97; nnd- pf-
V带开式传动 1幅 n6!Ihip$
t1=0.95; |IcxegE
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 CI,`R&=xO
t5=0.98; Lx:N!RDw
则
yu?s5
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 kX ,FQG>
故 = C'e1=]
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 iQ]c
k-
（3）电动机额定功率Ped ^; V>}08
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 0)`lx9&h
3）电动机的转速 'G3OZ j8
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， Kf? {GNE7
可选电动机的最小转速 ;&^"q{m
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min s-N?Tzi
可选电动机的最大转速 <]e;tF)+
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min pTX'5
同步转速为960r/min e>zk 3\D!
选定电动机型号为Y132M1－6。 ][5p.owJse
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 qQ
DFg`
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 o27`g\gDR,
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 6 45C]l
ihBl",l&Hq
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm &|{,4V0%A
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 0l1]QD+Gc5
Lr\ B
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 yoY)6c n@
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 zT -"kK
1）传动装置总传动比 Sd{"A0[A|
nm=960r/min; 6dy4{i
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 e/Oj T
2）分配各级传动比 ;Kq?*H
取V带传动比为 &?` &X=Q
i1=3; PZhZK
VZx
则单级圆柱齿轮减速器比为 %y7wF'_Y
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 !>@V#I
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。 h%^kA@3F
4．计算传动装置的运动和动力参数 #:zPpMAl
1）各轴转速 U(]5U^
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 # +]! u%n
n0=nm; zPkPC}f(O
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min lKwT5ma7
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min aw"%B-N \
L0VR(
2）各轴输入功率 -*l[:5m
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 '^(v8lCu
P0=Ped=4kw 4KSN;G
轴I 的功率 ;f^jB;\<
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ;H r@0f
轴II功率 t -(7Q8(
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw I3$vw7}5Y
3）各轴转矩 g uWqHVSs
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm SW'KYzn
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 3D
dG$@
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 2U+p@}cQUA
二、设计带轮 b}*bgx@<
1、计算功率 #p`7gF l
P=Ped=4Kw XJ?z{gXJ
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 :uDB3jN[
查课本表8－10，得KA=1.1; 9cj-v}5j
计算功率 k $ &A
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw $ *- L8An?
2选择普通V带型号 M=`Se& -M
n0 =960r/min c6)zx
b
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型
@+#p: sE
d1=80~100 94 @!.11
3、确定带轮基准直径 x,_Ucc.
表8－11及推荐标准值 p' } %pAY
小轮直径 C8q-gP[
d1=100mm; ra2q. H
大轮直径 q~_jF$9SX
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ".<p R}
qp
取标准件 h8Si,W 3o
d2=355mm; Ft !~w#&-
4、验算带速 ?%ntO]
验算带速 9V\`{(R
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s iNSJOS
在5~25m/s范围内 uu.Nq*3
从动轮转速 mIodD)?{
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 7^=jv~>wP
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s g XMkI$ab
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 IPR396J+-
=-0.0141 {p iS3xBi
5、V带基准长度和中心距 69yyVu_
初定中心距 (5&"Y?#o,
中心距的范围 /]&1 XT?
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm JH#+E04#
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm PQr
N";+
a0=350mm; UxtZBNn8
初算带长 kq-RM#Dj:
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 WcFZRy-erc
Lc = 1461.2mm W9~datIh>
选定基准长度 I|H mbTXa
表8-7,表8-8查得 C@i g3fhV
Ld=1600mm; ><qE5 D[
定中心距 LlJvuQ 28
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm l1 S1CS
a=420mm; m<4Lo0?nS
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 9 h8G2J
o
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm _guY%2% yR
6、验算小带轮包角 Z# 04 ]
验算包角 VK#zmEiB
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ] W_T(C*
145.2107 >120度 故合格 xj<SnrrC]u
7、求V带根数Z iVcBD0 q)
由式（13-15）得 S0 `*
查得 n1=960r/min , d1=120mm u[DV{ o
查表13-3 P0=0.95 .B*)A.
由式13-9得传动比 pif gt
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 MgekLP )&
查表（13-4）得 K2QD&!4/T2
ilP&ctn6+c
由包角145.21度 XN@5TZoaW
查表13-5得Ka=0.92 ~ocr^V{"<~
KL=0.99 @ h]H _
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Sa0\9 3oa
8、作用在带上的压力F b %BwGS(z
查表13-1得q=0.10 ^R yrUb
故由13-17得单根V带初拉力 1^COR+>L
Sv ,_G'
三、轴
]%."
初做轴直径： @;0Ep 0[
轴I和轴II选用45#钢 c=110 -[ =`bHo
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm "7g: u-
取d1=28mm <Wd$6
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm p82qF zq#
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 tua+R_"
取YL10YLd10联轴器 =k'dbcfO$9
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 pr2d}~q4{
取d2=45mm (8I0%n}.Zo
四、齿轮 d+(~{xK:
1、齿轮强度 +m1edPA[
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 8wBns)wy @
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 jkbz8.K
因 ， [\!S-:
SH1=1.1， SH2=1.1 /4|qfF3
， h41v}5!-
， Z'EZ PuZ!'
因： ， ，SF=1.3 n8?gZ` W
所以 S^_na]M"4
mBNa;6w?{*
{DpZg",H-
2、按齿面接触强度设计 `: 8&m
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 =$HzEzrw
小齿轮上的转矩 mJT7e
按 计算中心距 pd|c7D!6U,
u=i=5.333 cD{[rI
E3
mm t0wLj}"U
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 c<e $6:|xM
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 Tj>~#~
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm T- 27E $0
齿宽b= 2LgRgY{Bl
b1=70mm,b2=60mm nGRF< 2!
3、验算弯曲强度 s |q B;
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 u tQ_!3u
按式（11-8）轮齿弯曲强度 FO*Py)/rX
NxNz(R
$~
dL v\H&
4、齿轮圆周速度 [u~#F,_ow
sB /*gO
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 ]92@&J0w
S9mj/GpL3
Xmtq~}K>
5 J 0
8on2 BC2
VN*^pAzlF
l B,.TK
mw.9cDf
五、轴校核： :eDwkzlHH
J8( v 65
= eYrz@,
eFbr1IV
ky z_r6
6EJ,czt(
r\a9<nZ{
><5tnBP|+L
N }Z"$4
lY0^Z
,+%$vV
.g\
,M5J~Ga
I C37f[Q
vY:A7yGW
JT, 8/o
&.;t dT7
Tw);`&Ulo
6 O!&!
圆周力Ft=2T/d1 #8QQZdC8`
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Zm^4p{I%o*
d=mz=2.5*101=252.5mm ) j_g*<
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N .{*V ^ [.
Fr=5852.5*tan20=2031.9N sJ{NbN~`I
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 &%$r3ePwc
由Fr2*L-Fr*L/2=0 m:.ywiw=
得Fr2=Fr/2=1015.9N }L3k pw
|#Z:v1]"
2、求水平平面的支承力 f)~urGazS
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N _ ^r KOd
inBBU[Sl
ZC@sUj"
3、画垂直面弯矩图 MyXgp>?~T
L=40/2+40/2+90＋10=140mm lrPiaSO`I
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 5\A[ra
'!I^Lfz-Z
5V Dqx@(
4、画水平面弯矩图 j
~:Dr
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm H~^am
}PTYNidlR
51u8.%{4
T XWi5f[
5、求合成弯矩图 M1^,g~e
al.~[T-O+
FY|.eY_7 {
lED-Jo2
6、求轴传递转矩 ^w/_hY!4/
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm l \vtz5L
^F"Q~ ?D)
yZE"t[q#O
llXyM */
Y9F!HM -`
V\^3I7F
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W 0%FZ0 l
fOs"\Y4
RsIR}.*
-'*\KA@u
7、求危险截面的当量弯矩 &^KmfT5C
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 O:cta/M
轴的扭切应力是脉动循环应力 St}j^i
取折合系数a=0.6代入上式可得 tkx1iBW=
z;yb;) ,
8、计算危险截面处轴的直径 ?kEcYD
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 f< bc8Lp
由表13-3查得许用弯曲应力 ， :oh(M|;/2
所以 6m"_=.k%
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 !_P; 4 E
故d=1.04*25.4=26.42mm ;gfY_MXnF
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 i>#[*.|P
所以此轴选d=40mm,安全 GP6-5Y"8
六、轴承的选择 a<9cj@h
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 ^_BHgbS%;
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N l ps
6lnh
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） (,<&H;,8
因为大修期三年，可更换一次轴承 *$mDu,'8
所以取三年 y1z<{'2x
由公式 \,| Xz|?C
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) s\A"B#9r
（深沟球轴承系列） U+gOojRy{
q{I,i(%m8
由附表选6207型轴承 pcwkO
七、键的选择 *< ?or"P
选普通平键A型 :a3 +f5
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ENW>bS8 e`
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm h$7r Es
由公式 g RA}sF
所以 ~Vq<nkWS
选变通平键，铸铁键 ~"F83+RDe
Mr'P0^^
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 QB p`r#{I{
八、减速器附件的选择 MN1
kR
1、通气器： HPJ\]HV(
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 &iCE/
2、油面指示器： )f(.{M
选用油标尺，规格M16 lj g2 P5
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 FRa@T N/Ic
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 2K?~)q&t*
5、窥视孔及视孔盖 'ap<]mf2
选用板结构的视孔盖 w O:!B\e
九、润滑与密封： <%WN<T{q|
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： Khd "
# LRN@?P
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。 &<8Q/m]5
2、滚动轴承的润滑 + <A D
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。 8`Wj 1 , q
3、润滑油的选择 *h6Lh ]7
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 *K#7,*Oz
L-AN15润滑油 t<S]YA~N'
4、密封方式选取： u%n6!Zx
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。 py#`
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 .Y B}w
设计小结： g3[Zh=+]E
二、课程设计总结 ).aQ}G wx^
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。 TS0x8,'$q
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。 )X*?M ?~\
zO#{qF+~;
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。 P(OgT/7A
WXz'H),R
特别感谢—程莉老师。 Nu !(7
eeI aH
>
参考资料目录 S hXk\"
[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； : B(F ?9qK
[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； I,4t;4;Zk
[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； cBICG",TA
[3]《设计手册软件》，网络上下载； m8KJ~02l#
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn gp0 7I{0~m
HU[a b
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n1=320r/min [| UW_Bz
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P0=4Kw b:7;zOtF
JJ56d)37.
P1=3.8Kw BQf} S
+
Kp"mV=RG2T
P2=3.6491Kw ".| 9h
~\hA-l36
@Z!leya m
T0=39.7917Nm eif<aG5
T1=113.4063Nm iR 4CY-
T2=589.5878Nm +S M $#
'DF3|A],
u*[,W-R&
\Ja%u"D A
T4T_32`XR
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KA=1.1 AW6]S*rh
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输送带速度 V=1.1 m/s (w)Qt/P^4
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