目 录 , ~^0AtLv
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 6 &~ 8TH
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 0zrgK;9
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 X 0<qG
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 $OI 6^
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 [RtTi <F^
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 yuyI)ebC
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 3IXa i)6U
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 )!+M\ fT
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 HUF],[N
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 yo\R [i(
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 RbPD3& .
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 wf 47Ul x
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 >b2j j+8
0 p 6
s"u6po.'
1.拟定传动方案 0$RZ~
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 D K' ? '
v=1.1m/s;D=350mm; a] 0B{
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) t8 vR9]n
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。 b1rW0}A
2.选择电动机 {wU br ^
1）电动机类型和结构形式 Q-A:0F&{t
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。 X[' VZz7
2）电动机容量 h"~i&T
h
（1）卷筒轴的输出功率Pw ?D 8<}~Do
F=2800r/min;
Xe ;Eu
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 I,[njlO:
(2)电动机输出功率Pd %S$P<nKN5
Pd=Pw/t -cDS+ * [
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 e}@V R<h
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： w&c6iFMd0
弹性联轴器 1个 O} #Ic$38
t4=0.99; +0,'B5 (E
滚动轴承 2对 SB1j$6]OR7
t2=0.99; { XI 0KiE
圆柱齿轮闭式 1对 (Dat`:
t3=0.97; HgGwV;W
V带开式传动 1幅 .[8!
E_
t1=0.95; QR+xPY~
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 fAEgrw%Ti
t5=0.98; Q!9
则 'iY~F 0U
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 vl`Qz "Xy
故 \eF _Xk[
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 8k ( zU>^
（3）电动机额定功率Ped nrBp q
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 UC
e{V ]T
3）电动机的转速 ]QU
9|1
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， r|MBkpcvp
可选电动机的最小转速 }}Zwdpo
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min ^4 MJ
可选电动机的最大转速 f: 9b q}vH
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min Y9 /`w@"v
同步转速为960r/min V GY x(
选定电动机型号为Y132M1－6。 o5 @d1A
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 @Ojbu@ A
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 ; Sd== *
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ~hZr1hT6L
]x1;uE?1J
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm >]L\B w
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 8aqH;|fG}
{e +}jZ[L
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 Zt"#' 1
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 4 <j 7F4
1）传动装置总传动比 B,q)<z6<
nm=960r/min; R?3N><o h*
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 tCR#TW+IY-
2）分配各级传动比 %p(X*mVX
取V带传动比为 p)qM{`]G\
i1=3; j 5gL 67B
则单级圆柱齿轮减速器比为 8DuD1hZq
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 R0#'t+7 ^
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 6J]8BHJn+
4．计算传动装置的运动和动力参数 y&W3CW\:
1）各轴转速 M9QYYo@
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 ~ c=F$M^"c
n0=nm; <^w4+5sT/
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 6zp] SPY
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min =D`:2k~
,
}0C v J4
2）各轴输入功率 `)tIXMn
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 $!vK#8- &{
P0=Ped=4kw 6VtN4c .Q
轴I 的功率 :CsrcT=
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw z?t75#u9.
轴II功率 hvc3n>
Y[}
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw n#5S-z1KNw
3）各轴转矩 HPX JRQBE
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm GvBmh .
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm <
w; 49 0g
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm *mz -g7
二、设计带轮 mgTzwE_\
1、计算功率 Ri>ZupQ6
P=Ped=4Kw U Z1Au;(|
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 q8}he~a
查课本表8－10，得KA=1.1; aP]h03s S
计算功率 4N5\sdi
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw LvMA('4
2选择普通V带型号 CY\D.Eow
n0 =960r/min {mB!mbr
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 ]QQeUxi
d1=80~100 =&)R2pLs*
3、确定带轮基准直径 `i!fg\qnK
表8－11及推荐标准值 _:%i6c*"
小轮直径 TUARYJ6=
d1=100mm; !gcea?I
大轮直径 2$'bO o
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm <`u_O!h
取标准件 z 3{Cp:Mn
d2=355mm; +$F,!rV-s
4、验算带速 T!i$nI&
验算带速 i7e_ ~K
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s agq4Zy
在5~25m/s范围内 viJP6fh
从动轮转速 ZSr!L@ S
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s ` fE'$2
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 4( ,M&NC
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Ir =G\/A
=-0.0141 S| fb'
5、V带基准长度和中心距 c& K` t
初定中心距 l&5Tft
中心距的范围 _h 6c[*
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm Gzs$0Ki=
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm k9;t3 -P
a0=350mm; t*)!BZ
初算带长 FN w]DJ]
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ;%k C?Vzi
Lc = 1461.2mm aj/+#G2
选定基准长度 4$81ilBcL
表8-7,表8-8查得 y(#6nG@S
Ld=1600mm; C=IN "
定中心距 Xq<_r^
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Y /?z8g'p
a=420mm; K=r~+4F
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm nB 0KDt_
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 5m;BL+>YE
6、验算小带轮包角 KT7R0 v
验算包角 =pTTXo
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a u \<APn
145.2107 >120度 故合格 gGN 6Yqj0
7、求V带根数Z uy<<m"cA;
由式（13-15）得 x 0#u2j?zj
查得 n1=960r/min , d1=120mm '&2-{Y [!
查表13-3 P0=0.95 gf>GK/^HH
由式13-9得传动比 $~VIx% h
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 6L)7Q0Z
查表（13-4）得 U3{4GmrT
[_}8Vv&6
由包角145.21度 b|;h$otC
查表13-5得Ka=0.92 {+[ Ex2b$
KL=0.99 iX WB
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Z[B:6\oQ
8、作用在带上的压力F /0$405
查表13-1得q=0.10 2\1bQ q\
故由13-17得单根V带初拉力 Y9&na&vY?
fVVD}GM=
三、轴 B6KG\,'|
初做轴直径： zL3zvOhu}
轴I和轴II选用45#钢 c=110 2 @@evQ
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm qQ6@43TC
取d1=28mm p )]x,F
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm VE1j2=3+o
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 K
V
取YL10YLd10联轴器 k#7A@ Vb
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ^HtB!Xc
取d2=45mm ? STO#<a
四、齿轮 ao[yHcAs
1、齿轮强度 LR\8M(rtvH
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 <`NsX
6t
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 &\Lu}t7Ru
因 ， +Z86Qz_
SH1=1.1， SH2=1.1 (d
(>0YMv
， 412E7
， x 25zk4-
因： ， ，SF=1.3 i1A<0W|
所以 U~t!
R*XZPzg%
)0"T?Ivp]
2、按齿面接触强度设计 @LDs$"f9=
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 1oQbV `P
小齿轮上的转矩 a/3'!} &e
按 计算中心距 V0&7 MY *
u=i=5.333 o_[~{@ RoR
mm fX6pW%Q'6
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 m_BpY9c]5
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 w"#rwV &
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm a1u4v/Qu9
齿宽b= 3d7A/7S
b1=70mm,b2=60mm m}z Xy\
3、验算弯曲强度 PMW@xk^<Y
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 %g3QE:(2@q
按式（11-8）轮齿弯曲强度 U5@B7v1
* LWihal
{4f%Un Sz(
4、齿轮圆周速度 Qz%q #4Zb
PxvxZJf$@
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 aG4 ^xOD
Gl45HyY_
A )CsF
dn Xu(e%
9f5~hBlo
Z?3 B1o9
3webAaO
3DB= Xh
五、轴校核： {_$['D^ az
/Dt:4{aTOC
qs_cC3"=%=
q D=b+\F
eWD!/y r|
| UQ [pas
2bw.mp &v1
V$Oj@vI
f(!cz,y^\*
f><V;D#
@ptrF
pSL
+ek6}f#
TM_bu
)-}<}< oO
';D>Z ?l
r~fnK%|
;<E?NBV^
X(DP=C}v9
圆周力Ft=2T/d1 <pS#wTsN4%
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 > #9
a&O
d=mz=2.5*101=252.5mm J<Ki;_=I
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ?G]yU
Fr=5852.5*tan20=2031.9N rfSEL
57'
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 5N ;xo??
由Fr2*L-Fr*L/2=0 aE"dpY Q
得Fr2=Fr/2=1015.9N ; >X;cZMd
C R#-!_=4
2、求水平平面的支承力 iF.f*3-NJB
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 1UB.2}/:
Ze[\y(K!
.uN(44^ +x
3、画垂直面弯矩图 NPa4I7`A
L=40/2+40/2+90＋10=140mm n}4q2x"
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 7W&XcF
20J-VN:
vJx( lU`Y
4、画水平面弯矩图 Y[>`#RhP
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm mOLz(0
.=hVto[QC
vn@sPT
^ b= ;
5、求合成弯矩图 i.-2
w6
;oVOq$ql
?D_}',Wx
eV;nTj
6、求轴传递转矩 cnG> EG
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm \3F)M `g
[~n |R Oo
C 8d9 (u
7+6I~&x!Lz
rQTG- & ,
:x?G [x=
3 rLc\rK
Q ,ZV C
CT<z1)#@^
J10&iCr{r*
k#p6QA hS
m? ;/H
WaE%g
v.g Ai6
f\Q_]%^W
.9<euPrz
$:vS_#
Kzwe36O;?
91k-os(4]
)R"UX:Q>
b.)jJLWv@
7、求危险截面的当量弯矩 z07:E>D]
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 }|znQ3A2\l
轴的扭切应力是脉动循环应力 _0Y?(}
取折合系数a=0.6代入上式可得 Nfmr5MU_
UcB2Aauji
8、计算危险截面处轴的直径 jRW@ $ <mG
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 %e+*&Z',
由表13-3查得许用弯曲应力 ， >#Bu [nD%
所以 :y_] JL;w
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 $3eoZ1q'U-
故d=1.04*25.4=26.42mm Zk31|dL
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ^ Qxv5HS2
所以此轴选d=40mm,安全 t&_X{!1X"w
六、轴承的选择 Lo=n)cV 1,
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 <s'0<e!./t
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 0s F|Y%N
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） nrbP3sf*
因为大修期三年，可更换一次轴承 g q} c
所以取三年 VaO[SW^
由公式 Qm*X Wo
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) r,P`$ -
（深沟球轴承系列） VWqZ`X
P5lk3Zg '
由附表选6207型轴承 X-psao0tI`
七、键的选择 @\a~5CLN
选普通平键A型 4Ujy_E?^
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ;f}
']2
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm BteeQ&A|~
由公式 Xc L%0 %`
所以 p+b$jKWQ
选变通平键，铸铁键 'UC1 !Z
v3<q_J'qT
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 Dd:^ {
八、减速器附件的选择 6-+ wfrN2
1、通气器： 2W#^^4^ +
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 QuC_sFP10
2、油面指示器： tjx|;m7
选用油标尺，规格M16 #)O^aac29
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 _z9~\N/@[
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 QXgfjo
5、窥视孔及视孔盖 :@- .whj
选用板结构的视孔盖 =T1Xfib
九、润滑与密封： dXsD%sG @
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： z" ;(0%
c:<a"$
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。 r`< x@,
2、滚动轴承的润滑 kO$n0y5e
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。 oA@c.%&
3、润滑油的选择 [8%q@6[
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|i)
L-AN15润滑油 G\^<MR |
4、密封方式选取： E[4
vUnm-
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。 ( GoPXh
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 -Kc jnl92i
设计小结： u7j,Vc' ~
二、课程设计总结 B+Ft
>
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。 < RtyW
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。 Q>cE G"
>y(lo Ml
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。 };<?W){!H
CF@*ki3 X
特别感谢—程莉老师。 ^7Z;=]8J
0rm(i* Q
参考资料目录 5% }!z~8Y4
[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； c27(en(
[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； rBy0hGx
[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； !hHX8TD^J
[3]《设计手册软件》，网络上下载； a'. 7)f[g}
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn lnm@DWhf
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n2=60.0241r/min m6BUKX\m
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P2=3.6491Kw .cs x"JC
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T0=39.7917Nm 7_s+7x =
T1=113.4063Nm _4Eq_w`
T2=589.5878Nm ( jU_lsG
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