目 录 _"a(vfl#
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 {.H}+ @0
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 A]BG*
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 W}WGg|ug
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 2[9hl@=%
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6
?O\n!c
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 o&;+!Si@T
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 emw3cQ
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 = NF},j "
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 6O$ O M
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 }N2T/U
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 X LA
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 # u^F B
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 6N~~:Gt
x
nW apG
!z(POK
1.拟定传动方案 0}PW ?t76
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 -:a
9'dT
v=1.1m/s;D=350mm; 4zpprh+`K
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) f Nm
Sx
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。 /Kwo^Q{
2.选择电动机 bX|Z||img
1）电动机类型和结构形式 BA A) IQF
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。
@5acTY Q
2）电动机容量 7,j }]
（1）卷筒轴的输出功率Pw Nypa, _9}
F=2800r/min; ~6k Epa
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 zg)Z2?K|;u
(2)电动机输出功率Pd C% }FVO\c
Pd=Pw/t -7' >Rw
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 2!7wGXm~U
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： @]Iku 6d-
弹性联轴器 1个 {\;CGoN|
t4=0.99; V_Wv(G0- \
滚动轴承 2对 S w%=/ g
t2=0.99; f/*Xw {s#
圆柱齿轮闭式 1对 >A h [uM
t3=0.97; 'Xxt[Jy
V带开式传动 1幅 ) ( PA:j
t1=0.95; 8!b#ez
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 L:XnW 1(Or
t5=0.98; x}AWWmXv
则 e DX{}Dq(
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 z1T.\mzfX
故 (gvaYKvr
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ::9U5E; !
（3）电动机额定功率Ped rVt6tx
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 'F5&f9 A
3）电动机的转速 2e/ JFhA
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， c[3sg
可选电动机的最小转速 ,Tvk&<!0
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min J6n@|L!yO
可选电动机的最大转速 ,l& Dt,
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min <^
@1wg
同步转速为960r/min zp!{u{
选定电动机型号为Y132M1－6。 p#qQGJe
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸
3RX q/E
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 HP:ee+n
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 9=ns.r
^0pd- n@pn
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm "n}J6
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 Al5E
t*NZ@)>
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 ,gU SW
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 k9~NIvnB`
1）传动装置总传动比 pTprU)sa7
nm=960r/min; _o'ii
VDuD
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 |b QKymS
2）分配各级传动比 r0+lH:G*q
取V带传动比为 O7g
?x3
i1=3; CJz2.yd
则单级圆柱齿轮减速器比为 ]p\7s
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 4fT,/[k ?
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。 3PIZay
4．计算传动装置的运动和动力参数 W.r0W2) )(
1）各轴转速 Dw j!B;AZ_
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 WJ<nc+/v:
n0=nm; 5@ %$M$ E
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min IX$dDwY|O>
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min =kp #v
-+Axa[,5=
2）各轴输入功率 s )POtJ<
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 6 NPCp/
P0=Ped=4kw !g
#
轴I 的功率 aHNR0L3$}{
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw j1Fy' os"!
轴II功率 r{!]`
'8
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ] JVs/
3）各轴转矩 '- oS=OrZ
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm ,)TtI~6Q
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm lr 'h
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm Se.\wkl#Y
二、设计带轮 k |k
1、计算功率 |`+kZ-M*
P=Ped=4Kw )r 3}9J
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 4nK\gXz19
查课本表8－10，得KA=1.1; ,m;S-Im_Xr
计算功率 IppzQ0'=y1
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw ]-QY,
k
2选择普通V带型号 \3JZ =/
n0 =960r/min b`){f\#t
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 #tg,%*.s
d1=80~100 S96H`kedZo
3、确定带轮基准直径 R 4"*<% 1
表8－11及推荐标准值 Ydm 0
小轮直径 2~dUnskyy
d1=100mm; ,V1/(|[h
大轮直径 ZUePHI-dP
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm #5)0~4%l
取标准件 4Vl_vTz{i
d2=355mm; @ol=gBU
4、验算带速 @ 32~#0a
验算带速 w^OV;gp
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s + Ysm6n '
在5~25m/s范围内 , I6jfXI4
从动轮转速 x93h{K f
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s P 4Vi~zMX
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s a%| I'r
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 [.J&@96,b
=-0.0141 NwAvxN<R(f
5、V带基准长度和中心距 ! %MI9 Ok
初定中心距 DrI" YX
中心距的范围 4/KGrY! ck
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 9
5bi
W
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm ?*DM|hzOi
a0=350mm; paKur%2u
初算带长 V"Cx5#\7C
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 bfo..f-0/Y
Lc = 1461.2mm A*+pGQ
选定基准长度 ]oT8H?%*Y
表8-7,表8-8查得 K[wny0 (
Ld=1600mm; +cH,2 ^&
定中心距 5OEo(&
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Nq]8p =e
a=420mm; CD^C}MB
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 1oKF-";u(
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm &T.d"i
6、验算小带轮包角 $Lj~ge3#
验算包角 /my5s\;s|z
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ?'_Ty`vT
145.2107 >120度 故合格 E_q/*} ]pE
7、求V带根数Z nm "]q`(K
由式（13-15）得 `iHy Gfm
查得 n1=960r/min , d1=120mm YnR8mVo5Q
查表13-3 P0=0.95 $4>(}
由式13-9得传动比 1O#]qZS}]
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 Sjosb dD
查表（13-4）得 vCvjb\S
S?b^g'5m
由包角145.21度 cNbH:r"Ay
查表13-5得Ka=0.92 .lsD+}
KL=0.99 J`6I H#54
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 z*V 8l*
8、作用在带上的压力F 2[!3!@.
查表13-1得q=0.10 $>JfLSyC
故由13-17得单根V带初拉力 :g%hT$,]3b
mpr_AL!ZO~
三、轴 [}Q_T.4)E
初做轴直径： D\ :dn
轴I和轴II选用45#钢 c=110 R$XHjb)
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm V0)bP cS/
取d1=28mm
]z5k YU&
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm jJY{np
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 Hs:0j$
取YL10YLd10联轴器 SFu]*II;{
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 D`|8Og
取d2=45mm ^ps6\>=0cW
四、齿轮 kzE<Y
1、齿轮强度 reQr=OAez
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 QdIx@[+WOq
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。 K`=9"v'f+
因 ， >&DC[)28
SH1=1.1， SH2=1.1 3S 5`I9I
， Y #,&Tu
， ~8 B]
因： ， ，SF=1.3 vjL +fH<0:
所以
O~Jm<
]'NL-8x">
`@q\R-`
2、按齿面接触强度设计 hv
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 I4 |LD/b
小齿轮上的转矩 85x34nT
按 计算中心距 .5" s[(S
u=i=5.333 8J#U=qYei
mm oVTXn=cYDp
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 S$O5jX 0
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 +v2 )'?BS
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm {RGQX"k
齿宽b= _ Sg "|g
b1=70mm,b2=60mm O #<F "e;$
3、验算弯曲强度 <{+U- ^rzR
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 UX2@eyejQ7
按式（11-8）轮齿弯曲强度 (@ 1>G
^%
*HsA.W~2W
BM~6P|&qD
4、齿轮圆周速度 ew \WV "
ur:8`+"
(
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 `;=-71Gn~
vM@8&,;
85f :!p
v 8YF+N
6HguZ_jC
v.&c1hK Hb
O14\_eAu6
.=)[S5.BVq
五、轴校核： o}&{Y2!x
@D i!~ e6
b^STegz
m-6&-G#
y!dw{Lz
<O1os"w
[_KV;qS%/
$dxA7 `L
y"Pd>61h
)7{r8a
i)] f0F
]H aX.Z<
S &'?L0
}= wor~
@M OaXe
1 0zw}1x
k*u6'IKi.4
_s+G02/q1
圆周力Ft=2T/d1 diNAT`|?#
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 b9ud8wLE[
d=mz=2.5*101=252.5mm (&1.!R[X
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N V% {WH}
Fr=5852.5*tan20=2031.9N .R@s6}C`}=
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 2">de/jS
由Fr2*L-Fr*L/2=0 OTGy[jY"
得Fr2=Fr/2=1015.9N k+%&dEE|vH
bEB2q\|J e
2、求水平平面的支承力 ?S'aA !/;
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N qX`Hi9ja
vsyg u
+?W4ac1
3、画垂直面弯矩图 hj& ~Dn(
L=40/2+40/2+90＋10=140mm gkX 7,J-0
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm tUuARo7#
d/T&J=
}a/z.&x]V
4、画水平面弯矩图 Fg 8lX9L
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 5 HsF#
+*w}H
0 Z
?E_;[(Mcr
Z wz co
5、求合成弯矩图 m[(_fOd
7AS_Aw1L
`a:3S@n(}
]DU?N7J
6、求轴传递转矩 SSxz1y
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm o
^ \+Ua
Q-!gO
+zd /<
YF-A8gXS
0{ua SR
o <iU; 15
\m~p;B
: 8j7}'
L&y"oAp<
?G,gPb
t, dm3+R
u#rbc"
>MKj~Ud
u]7wd3(
(X
Oz0.W
P[-do
MoQ\~/Z|
-C i&h
W8$0y2
% k32 :qe
/:G y .
7、求危险截面的当量弯矩 ;gZ/i93:Q
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 _{; _wwz
轴的扭切应力是脉动循环应力 GA$fueiQNs
取折合系数a=0.6代入上式可得 <ShA_+Nd
$i6z)]rjg
8、计算危险截面处轴的直径 ~@Q ]@8Tv\
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 : \q apF V
由表13-3查得许用弯曲应力 ， s3nO"~tM
所以 /gl8w-6
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 Dw7Xy}I/
故d=1.04*25.4=26.42mm QRK\74'uY
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 H<n"[u^@E
所以此轴选d=40mm,安全 q^sZP\i,*;
六、轴承的选择 )qw;KG0F
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 D*[J rq,
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N a*LfT<hmU3
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） DpvHIE:W
因为大修期三年，可更换一次轴承 &Jb\}c }
所以取三年 @y~kQ5 k
由公式 U|Gy 9"
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) [:#K_EI5%
（深沟球轴承系列） -y$6gC RY
P_NF;v5 v
由附表选6207型轴承 M-@X&b m,S
七、键的选择 rIJPgF
选普通平键A型 jLt3jN
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ![_0 GFbT
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm M jQju@
由公式 pvUV5^B(M
所以 -,b+tC<V)0
选变通平键，铸铁键 !rr,(!Ip?O
0"% dPKi
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 h*C!b?:"
八、减速器附件的选择 Vc;[ 0iB
1、通气器： @- L]mLY
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 eh<mJL%T
2、油面指示器： t1o
6;r K
选用油标尺，规格M16 -5 PVWL\
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 'U WkJ2:!
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 c+e?xXCEAz
5、窥视孔及视孔盖 5!fYTo|G>
选用板结构的视孔盖 -u'"l(n)~
九、润滑与密封： `MuX/ [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： E5)0YYjHZ
l#1#3F
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。 >~rlnRX
2、滚动轴承的润滑 zA>X+JH>iw
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。 )]FX Uz|;
3、润滑油的选择 $1|E(d1
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 r>peKo[X(
L-AN15润滑油 {FI*oO1A~
4、密封方式选取： [ UI>SN
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。 ;[R6rVHe{
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 j\~,Gtn>Z
设计小结： o4WQA"VxM
二、课程设计总结 yiC7)=
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。 _8u TK%|
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。 Wy7w zt
IJGw<cB]+
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。 S\8v)|Pr
iLuC_.'u=
特别感谢—程莉老师。 2.niB>
b|Emu!9U
参考资料目录 IoL i7NKw
[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； ^wd@m Wxx
[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； [M~tH *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； +|obU9M
[3]《设计手册软件》，网络上下载； KoNu{TJ
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn s{' Sl{-Eu
h>\C2Q
F6[F~^9D
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Nw=60.0241r/min ?QT6q]|d0+
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T1=113.4063Nm Mt4]\pMUb
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