目 录 k4-C*Gx$h
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 58My6(5y
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 =M9Od7\J
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 :U;Z Bs3
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 .~
W^P >t
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 HPj7i;?O
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 V# 6`PD6
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 !$5U \"M
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 BT+ws@|[
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 4d3PF`,H`
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 |5,q54d(K
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 s.I=H^ T
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 # 6JCm!s
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 akQtre`5sd
7<?v!vQ}-
Z)(C7,Xu
1.拟定传动方案 x2TCw
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 7b T5-=.
v=1.1m/s;D=350mm; \9BIRY `
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) lBTgI"n=eK
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。 @ B3@M
2.选择电动机 ~c3CyOab
1）电动机类型和结构形式 o0Hh&:6!M
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。 6 i \b&
2）电动机容量 W"Wv kW>-
（1）卷筒轴的输出功率Pw ,k@fX oW
F=2800r/min; fe mAVx}go
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 _" F(w"|
(2)电动机输出功率Pd Wm .SLr,o0
Pd=Pw/t ?Zoq|Q+
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 i@_|18F]`
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： YKU s>tQ!
弹性联轴器 1个 ]}G (@9
t4=0.99; rYq8OZLi
滚动轴承 2对 GYv2 ^IB:
t2=0.99; U1rh [A>
圆柱齿轮闭式 1对 gy<pN?Mw
t3=0.97; c-avX
V带开式传动 1幅 $X-,6*
t1=0.95; G#CWl ),=
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 7IZ(3B<87t
t5=0.98; d|6*1hby
则 / )y~%0
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 iygdX2
故 P5vM y'1X
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ">voi$Kzey
（3）电动机额定功率Ped 'J<KL#og
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 <<&:BK
3）电动机的转速 "Rs^0iT7>
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， M* QqiE
可选电动机的最小转速 Ctt{j'-[
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min M6|Q ~8$
可选电动机的最大转速 WE`Y !
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min E9226
同步转速为960r/min mKnkHGM
选定电动机型号为Y132M1－6。 S` X;2\:
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 R`>E_S Y
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 h.~S^uKi*
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 JYKA@s ZHe
(g ~&$&pa
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm tp*AA@~
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28
h+ELtf
;Cyt2]F
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 jB?Tua$,s
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比
{v]A`u)
1）传动装置总传动比 NY1olnI
nm=960r/min; WZ ~rsSZSV
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 &sWq SS
2）分配各级传动比 "PJ@Q9n__
取V带传动比为 Ty# L%k}-t
i1=3; le|e 4f*+
则单级圆柱齿轮减速器比为 RpS 'Tz}
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 <(@m913|
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。 M*+_E8Lh
4．计算传动装置的运动和动力参数 W/{HZ< :.
1）各轴转速 cD2}EqZ 9
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 Y@^M U->+
n0=nm; 3Xf}vdgdM$
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min T6- e
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min $N5}N\C:a
M.!U;U<?
2）各轴输入功率
+<AX
0(
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 {Sd{|R_
P0=Ped=4kw H-0A&oG
轴I 的功率 ;9 XM
s)
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw OES+BXGX
轴II功率 nvsuF)%9hZ
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw QSEf
3）各轴转矩 MBDu0
[c
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm z+NXD4
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm SH5GW3\h
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 6#.z:_
二、设计带轮 zn>*^h0B
1、计算功率 Uq0RJ< n
P=Ped=4Kw SS@# $t:
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 g5X+iV
查课本表8－10，得KA=1.1; x"5/1b3aq
计算功率 3(}HD*{E[@
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw &FI PEe #n
2选择普通V带型号 GZ
UDI#
n0 =960r/min S#_i<u$$
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 !2tZ@ p|
d1=80~100 &D>e>]E|P
3、确定带轮基准直径 |AuN5|ob I
表8－11及推荐标准值 B {f&'1pp/
小轮直径 C -m
OtI
d1=100mm; wp-*S}TT
大轮直径 z';p27 5
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm xv9SQ,n<
取标准件 TR5"K{WDx
d2=355mm; C B=H1+
4、验算带速 5A Vo#}&\
验算带速 9] Uvy|
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s w,;CrW T2t
在5~25m/s范围内 * pyi;
从动轮转速 ) #9 /vIQ
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s mz3!HksZ "
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s S3`zB?7,
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 G?8LYg!-
=-0.0141 'h.{fKG]ME
5、V带基准长度和中心距 N3TkRJZ
初定中心距 8BhLO.( <O
中心距的范围 Pj8s;#~u
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm q[ ] "`?
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm }rxFX
a0=350mm; /4<eI 3Z
初算带长 smF#'"{
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 "+[:\
Lc = 1461.2mm .&T JSIx$
选定基准长度 KaZ*HPe(
表8-7,表8-8查得 `) *
Ld=1600mm; ~}z{RE($v
定中心距 [58xT>5`m
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm n1a;vE{!
a=420mm; W> s@fN9
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm DAj@wn3K?
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm /KO!s,Nk
6、验算小带轮包角 iXqc$!lTH
验算包角 UsNr$MO
{
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a -:Nowb
145.2107 >120度 故合格 ;l [/<J
7、求V带根数Z XD<7d")I
由式（13-15）得 Ge8&_7
查得 n1=960r/min , d1=120mm z%Op_Ddp
查表13-3 P0=0.95 TSt-#c4B
由式13-9得传动比 #U{^L{1Gx
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 vS6} R5
查表（13-4）得 $M@SZknm
{l-,Jbfi`
由包角145.21度 P >z k
查表13-5得Ka=0.92 j/ 5>zS
KL=0.99 1c(1 YGuH
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 4r\Sbh
8、作用在带上的压力F Pwt4e-
查表13-1得q=0.10 f9cS^v_:
故由13-17得单根V带初拉力 >r2m1}6g"
36 s[hg
三、轴 is}o5\JEL
初做轴直径： &,4^LFZ W
轴I和轴II选用45#钢 c=110 IvTtQ q
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm $h 0 ]
取d1=28mm =#[_8 )q
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm YQG[8I
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 ]F r+cP
取YL10YLd10联轴器 `zAV#
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 VZ & >zF
取d2=45mm H'-Fv!l?
四、齿轮 D9B?9Qt2[
1、齿轮强度 [R)?93
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 IJ3[6>/ M0
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 5YUn{qtD
因 ， E1_FK1*V;
SH1=1.1， SH2=1.1 6|r`
k75.
， (pm]U7
， DKqFe5rw
因： ， ，SF=1.3 Sdz!J 1
所以 S ])YU?e
W1$B6+}Z0V
- o$S=
2、按齿面接触强度设计
0|9(oP/:
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 c5>&~^~>Tx
小齿轮上的转矩 "5Bga jrB
按 计算中心距 :!;BOCTYI
u=i=5.333 0PE $n
mm 9Xmb_@7b}
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 HdGAE1eU]}
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ]^Z7w`=%5
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm K YD,eVQ
齿宽b= J)Dw` =O0n
b1=70mm,b2=60mm #dE #w#=r
3、验算弯曲强度 ,Ej2]iO\7
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 8 )&y jY
按式（11-8）轮齿弯曲强度 lSC3m=4g
cRs Lt/Wr
t*5d'aE`/
4、齿轮圆周速度 ndT:,"s
s$YKdtR
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 Qf0$Z.-
SE)_5|k*
[4]lAxrRF
)TJz'J\*
H@bra~k-
EShc1KPqc
1*S It5?4
~;_]U[eOL
五、轴校核： - y{*U1[
@xH|(
LN
]ks)
N5#qox$D
4,tMaQ
xY(+[T!OF
E0$UoP
#R4Mv(BG
J?)vsnD.H
5)'
_3r
/p~"?9b[ i
~`
@ dI
ji? 0;2Y
^+oi|y
yZ~<!
5.P
Q 2cF++Q1
?{?mAb c
? aEBS
圆周力Ft=2T/d1 X5U_|XK6Y
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 0{F"b'h
d=mz=2.5*101=252.5mm e
&^BPzg
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N }X$vriW
Fr=5852.5*tan20=2031.9N fO [X<|9
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 h?j;*|o-
由Fr2*L-Fr*L/2=0 @k <RX'~q
得Fr2=Fr/2=1015.9N Y'i0=w6G
nM x0 +N1
2、求水平平面的支承力 o+;=C@,'
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N \#1!qeF
6[$kEKOY=
`IOp*8
3、画垂直面弯矩图 p^Ca-+R3
L=40/2+40/2+90＋10=140mm t>7t4>X
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm Hj
|~*kG
H$KE*Wwq
\ 3n{ %\_
4、画水平面弯矩图 Kv:U QdnU[
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm z{d] ,M
O HssUt
6#T?g7\pyR
7U:,:=
5、求合成弯矩图 (aVs p *E
kMKI=>s+
1B' i7
V[wEn9
6、求轴传递转矩 B, xrZ s
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 0 ! 9vGs
jec03wH_0
da aUC
VXQS~#dQj
m}:";>?#
Vxj EKc
[@kzC/Jq3
c x|[P6d
HQ7-,!XO
j$T2ff6
MVjc.^
LnZ*,>1 Z
-Hh$3U v
}1TfKS]m>
D4s*J21)D
?Ee?Ol?i2
'Vy$d<@s[
Wq0 h3AjR
H`-%)c=
B5#a
4G.
NhCO C
7、求危险截面的当量弯矩 V J){@
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 1KruGq~
轴的扭切应力是脉动循环应力 tH 5f;mY,
取折合系数a=0.6代入上式可得 P0RM df
\>cZ =
8、计算危险截面处轴的直径 |?s %8c'w=
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 'gUHy1p
由表13-3查得许用弯曲应力 ， TnL%_!V!
所以 $MKx\qx}
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 s.1(- "DU
故d=1.04*25.4=26.42mm AbZ:AJ(
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 x?:WR*5w
所以此轴选d=40mm,安全 o1Mb HBb
六、轴承的选择 Br]VCp
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 ~IE:i-K z
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N o|] xj'
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） aC]~
因为大修期三年，可更换一次轴承
<$UMMA
所以取三年 s? ~Abj_
由公式 }w8h^(+B
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) j0 =`Jf
（深沟球轴承系列） +SPC@E_v
%!(6vm>8
由附表选6207型轴承 #$jAGt3^BT
七、键的选择 gD=s~DgN)
选普通平键A型 "uGJ\
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 /,Ln)? eD
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm Zdh4CNEeFP
由公式 wI x Lr{
所以 x 9Gm)~
选变通平键，铸铁键 ~Ufcy{x#
G aRL ]w
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 k49CS*I
八、减速器附件的选择 -jC. dz
1、通气器： Rr%]/%
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 kG?tgO?*
2、油面指示器：
*}ay
选用油标尺，规格M16 cB.v&BSW
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ]a _;*Xq8d
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 8Y5*
1E*
5、窥视孔及视孔盖 xg'0YZ\t
选用板结构的视孔盖 JB+pd_>5
九、润滑与密封： Nj#!L~^h,
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： Zs+6Zd4f
^Xa-)Pu
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 &\0LR?Nh
2、滚动轴承的润滑 r+m8#uR
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 K/MI D H
3、润滑油的选择 =C`v+NPM)|
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 bnD>/z]E
L-AN15润滑油 N:L<ySJ7
4、密封方式选取： V_+ 3@C
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 i Y;)R|6
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 y9W*/H{[`
设计小结： I FG`
二、课程设计总结 A ba6/
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 7acAU{Rr
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 jy&p_v1
i"JF~6c<
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 _$cQAH0 E
>IoOCQQ*
特别感谢—程莉老师。 gu wnYS
/&kZ)XOi
参考资料目录 ).v;~yE
[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； xFg=Tyq:
[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； 9oc[}k-M
[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； Bc t>EWQ
[3]《设计手册软件》，网络上下载；
U,Z(h
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn S vI
^gb2=gWZ<
_BR>- :Jr
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T0=39.7917Nm ]y!|x_5c3
T1=113.4063Nm j1<@ *W&b
T2=589.5878Nm .$S`J2Y
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L suc*Ps
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KA=1.1 t</Kel|D
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