目 录 n[ (Qr9
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 jMpD+Mb
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 <I"S#M7-s
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3
`7H 4Y&E
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 p0pWzwTG3
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6
P\_`
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 0
Us5
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 0:b2(^]bg
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 *&f$K1p
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 -ig6w.%lk
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 @]ao"u i@/
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 /q5:p`4{J
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 o;?/HE%,[
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 'R_g">B.
XQS9,Hl
p ]d] QMu
1.拟定传动方案 'e6WDC1Am(
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*tO@HG
v=1.1m/s;D=350mm; E4hLtc^
+
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) {GJ@psG*
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。 l<N}!lG|
2.选择电动机 RZ+`T+zL
1）电动机类型和结构形式 [}&Sxgv
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。 G\(|N9 ^:
2）电动机容量 H<3I 5Kgt
（1）卷筒轴的输出功率Pw v,ju!I0.
F=2800r/min; 2p " WTd
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 0'IB N}
(2)电动机输出功率Pd YY!Rz[/
Pd=Pw/t ,TFIG^Dvq
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 O?|gp<=d
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： KGg 3 !jY
弹性联轴器 1个 Z4\=*ic@
t4=0.99; QqU!Najf
滚动轴承 2对 r-<F5<H+K@
t2=0.99; LGtIm7
圆柱齿轮闭式 1对 h2D >; k
t3=0.97; Ng_!zrx04
V带开式传动 1幅 w`5xrqt@
t1=0.95; (P$H <FtH
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 $ ,
u+4h
t5=0.98; ,S!az N=
则 K1T4cUo
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 6AhM =C
故 <%" b9T`'
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 d m`E!R_
（3）电动机额定功率Ped lg&t8FHa;
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 qo|WXwP2
3）电动机的转速 ~Rr~1I&mR,
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， 4H/fP]u
可选电动机的最小转速 (I ./ Uu%
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 8Q'0h
m?
可选电动机的最大转速 {lc\,F* $
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min V=*w KuB
同步转速为960r/min n<u
$= H
选定电动机型号为Y132M1－6。 (}2 ~<
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 - RU=z!{
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 \:UIc*S
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 VF y s.=
$A-J,_:T<
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm MpR2]k#n<
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 J
G{3EWXR
_BP&n
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 #n8IZ3+
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 rQ qW_t%
1）传动装置总传动比 Ug<#en
nm=960r/min; V]db'qB\
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 9'X7w G
2）分配各级传动比 FFEfI4&SfS
取V带传动比为 Ob<{G"
i1=3; XY3v_5~/1F
则单级圆柱齿轮减速器比为 #iHs*
/85
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 ~S,,w1`
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 ,]d /Q<
4．计算传动装置的运动和动力参数 0a XPPnuX
1）各轴转速 cHk)i
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 lE(a%'36
n0=nm; pz.JWCU1
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ~XmLX)vO/
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ,1+y/{ S
|M, iM]
2）各轴输入功率
ElW~48
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 |}di&y@-JI
P0=Ped=4kw `M^=
D&Bf
轴I 的功率 /k, -P
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw /~$WUAh
轴II功率 ?b>,9A.Z
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw yj.7'{mA
3）各轴转矩 '|8} z4/g
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 2KYw}j|5
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm |#cm`v
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm "4{LN}`
二、设计带轮 hRD=Y<>A
1、计算功率 heC/\@B
P=Ped=4Kw ( Fh s "
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 #PH~1`vl
查课本表8－10，得KA=1.1; r
w2arx
计算功率 sl`s_$J
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw NRIG 1v>
2选择普通V带型号 .ufTQ?Fe
n0 =960r/min S ]Mw #O|
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 ,NyY>~+
d1=80~100 /YMj-S_b~
3、确定带轮基准直径 tne S T .
表8－11及推荐标准值 >\P@^ h]
小轮直径 3 09hn
d1=100mm; ':3 pq2{
大轮直径 afuOeZP
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm fY51:0{
取标准件 CF Mo)"
d2=355mm; xRzFlay 8
4、验算带速 _M`--.{\O[
验算带速 ~O
oidKT
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s g+Sbl
在5~25m/s范围内 iXVe.n
从动轮转速 c|B.n] Z
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s ~- _kM
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 4gz
H8sF
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 mpU$ +
=-0.0141 vyK7I%T'R
5、V带基准长度和中心距 O7-m T8 o
初定中心距 :toh0oB[
中心距的范围 t\k$ };qJ
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm `(ue63AZ
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm *
K D I}B>
a0=350mm; *rs5]U<
初算带长 i@)i$i4
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 aW)-?(6>
Lc = 1461.2mm @s ?
选定基准长度 N~goI #4
表8-7,表8-8查得 ao1(]64X"
Ld=1600mm; }@'$b<!B
定中心距 cdl&9-}
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm k;AD`7(=
a=420mm; dJeN bVd
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm
-:Da&V
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Rg\z<wPBG
6、验算小带轮包角 c'>/
验算包角 [!HEQ8 2g
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a &:9c AIe]H
145.2107 >120度 故合格 4sF"6+%5d
7、求V带根数Z MDhRR*CBh
由式（13-15）得 zZPuha8
查得 n1=960r/min , d1=120mm DC IxRPw
查表13-3 P0=0.95 %Gz0^[+
由式13-9得传动比 nm5cpnNl
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 42{Ew8
查表（13-4）得 J%v=yBC2
p{amC ;cI$
由包角145.21度 : UGZ+
查表13-5得Ka=0.92 M -cTR d-i
KL=0.99 f9t6q*a`%
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 D/Z6C&/I
8、作用在带上的压力F $+8cc\fq
查表13-1得q=0.10 fi-WZ
故由13-17得单根V带初拉力 @r/# -?W
p4. wh|n
三、轴 ]qethaNy
初做轴直径： |o H,
轴I和轴II选用45#钢 c=110 bhTb[r
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm T! Y@`Ox
取d1=28mm 5{|7$VqPF
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm >Ea8G,
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 fxgPhnaC>
取YL10YLd10联轴器 `18 qbot
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 0bc eI
取d2=45mm >BIMi^
四、齿轮 $UMFNjL
1、齿轮强度 |% F=po>w
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 2Nu=/tMN
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 >:A ARx%
因 ， |{B IHgMh
SH1=1.1， SH2=1.1 wKtl+}}
， > BR(W d.
， V]|^&A _c
因： ， ，SF=1.3 c(3~0Yr
所以 R0P
iv:
k$R~R-'
7L`A{L
2、按齿面接触强度设计 iZ#!O* >
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 aGrIQq/k)%
小齿轮上的转矩 WK ts[Z
按 计算中心距 ^nT/i
.#_
u=i=5.333 d? s<2RkPT
mm dbwe?ksh
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 `> 7; !
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 03|PYk 6EW
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm +DW~BS3
齿宽b= y~B h
b1=70mm,b2=60mm oiF}?:7Q7
3、验算弯曲强度 g y,h t3
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 _D+}q_
按式（11-8）轮齿弯曲强度 m;H.#^b *
$h2){*5 E{
\a 5U8shc
4、齿轮圆周速度 #^`4DhQ/
1
o9| nJ;
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 J ][T"K
j|4<i9^}
"9m2/D`=
3p3 9`"~
) brVduB
RTvqCp
6TQoqH8@U
I!^;8Pg
五、轴校核： gwOa$f%O
dU6ou'p f
ta35 K"
H2&@shOOQJ
q+L r"&'Q
aO]ZZleNS
~T ]m>A!
SFB~
->db
I~q#eO)
aDq5C-MzG
"w ^! /
M2HomO/X)
k&&2Tq
s:OFVlC %\
VYu~26Zr
=q>'19^Jx
'= _/ 1F*q
y-T| #
圆周力Ft=2T/d1 %dRo^ E1p
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 DQNnNsP:M-
d=mz=2.5*101=252.5mm zAK+8{,
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N `{eyvW[Ks
Fr=5852.5*tan20=2031.9N M9Cv
wMi
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 ZRv*!n(Ug<
由Fr2*L-Fr*L/2=0 u6 M.'
得Fr2=Fr/2=1015.9N o 4`hY/<t
,oN8HpGs
2、求水平平面的支承力 FYOD
Upn
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N N96jJk
!,l9@eJQ
3 ;)>Fs;
3、画垂直面弯矩图 Q~814P 8]
L=40/2+40/2+90＋10=140mm `k=bL"T>\
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm K\>tA)IPSV
3Vsc 9B"w
l\BVS )
4、画水平面弯矩图 *YW/_
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm r> dwDBE
&J55P]7w
ZtV9&rd7
2Gz}T _e
5、求合成弯矩图 :@kGAI
6,"IDH|ND
e`@ # *}A
d{rQzia"mV
6、求轴传递转矩 guX
9}
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm @xQgY*f#
LG-y]4a}
0n @rLF
DamC F
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6S\C}U/
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%F\?R[^5
wkP#Z"A0~
6Ca (U'
t/ +=|*
t DSJpW'd
J+[_W d
c05TsMF&O
7、求危险截面的当量弯矩 kz{/(t
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 g$(
V^
轴的扭切应力是脉动循环应力 0%,!jW{`
取折合系数a=0.6代入上式可得 &@%W29:
k:* S&$S!E
8、计算危险截面处轴的直径 xG}(5Tt
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 `n$I]_}/%
由表13-3查得许用弯曲应力 ， 9dFy"yxYa
所以 ;} und*q
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 D-8O+.@
故d=1.04*25.4=26.42mm k spTp>~
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 Uh7v@YMC
所以此轴选d=40mm,安全 }~#pEX~j*
六、轴承的选择 Sczc5 FG
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 N e#WI'
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N FQT~pfY
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） /<E5"Mm%
因为大修期三年，可更换一次轴承 S?R N?1
所以取三年 -cZDG t
由公式 yMyE s 8
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) f&}k^>N#3
（深沟球轴承系列） KiI!frm1
MxWy*|J}
由附表选6207型轴承 Nn dddk`
七、键的选择 t>1Z\lE\"
选普通平键A型 +u!0rLb
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 f>aEkh6u9
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 8i6Ps$T
由公式 , $;yY)x7U
所以 K#*reJ}K
选变通平键，铸铁键 D!.[ q -<
.7i` (F)
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 lrnyk(M}Q.
八、减速器附件的选择 U"q/rcA
1、通气器： ZX5 xF<os8
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 /V8}eZ97
2、油面指示器： ^dP KDrKxh
选用油标尺，规格M16 GKvN*
SU=
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 7:9.&W/KE
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ]04 e1F1J
5、窥视孔及视孔盖 H2Z1TIh
选用板结构的视孔盖 _{R=B8Zz\
九、润滑与密封： Vl%^H[]
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： AFc$%\s4
t'BLVCu
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。 gN24M3{C
2、滚动轴承的润滑 <,3^|$c%
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 h.-@ F
3、润滑油的选择 a["2VY6Eq@
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 1U^A56CN
L-AN15润滑油 S V:4GVf
4、密封方式选取： rA2 g&
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 JL\w_v
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 M&N B/
设计小结： PH?#)l D
二、课程设计总结 ?shIj;c[
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 `!D s6
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 Ggl~nxz
}e2(T
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 2WtRJi?b|
\2ZPj)&-E
特别感谢—程莉老师。 ?*?R P)V
A,\6 nO67
参考资料目录 dDm):Z*`b
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； yHHt(GM|o
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； ]l'Y'z,}
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； vhsk 0$f
[3]《设计手册软件》，网络上下载； MF~H"D
n
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn qHNE8\9
w"OP8KA:^T
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n2=60.0241r/min gJ ;_$`
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P2=3.6491Kw S}f?.7
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T2=589.5878Nm ,+g&o^T
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