目 录 2P9gS[Ub
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 mJT<
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 l:v:f@M&
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 PjriAlxD
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 @vWf-\
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 i$HA@S
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 <}S1ZEZcQ
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 J(+I`
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 b0
))->&2
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 @+LkGrDP
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 OYKeu(=L
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 DJ?kQ
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ~ B0L7}d
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 j0b?dKd
P$z8TD CH
8 x$BbK
1.拟定传动方案 >5C|i-HX
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 MNURY A=
v=1.1m/s;D=350mm; '`g #Zo
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) b|F_]i T
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 6x%uWZa'
2.选择电动机 K)5' Jp@
1）电动机类型和结构形式 C' x?riJ/
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 ~IvAnwQ'
2）电动机容量 z(]1425 0
（1）卷筒轴的输出功率Pw ,H!E :k
F=2800r/min; w'[lIEP 2$
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 TCAtb('D
(2)电动机输出功率Pd T1TKwU8l
Pd=Pw/t p9]008C89
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 siveqz6h
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： PM3kI\:)m
弹性联轴器 1个 nbM[?=WS
t4=0.99; [gm[mwZ
滚动轴承 2对 AF5.)Y@.
t2=0.99; gf/$M[H!
圆柱齿轮闭式 1对 /mLOh2 T
t3=0.97; Xq`| '6]/
V带开式传动 1幅 vZj:\g eV
t1=0.95; 7{HJjH!zx
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 V_pWf5F
t5=0.98; nG< _&h
则 ceN*wkGyB
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 S;#S3?G
故 hES_JbX}]
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 7PG&G5
（3）电动机额定功率Ped #({0HFSC:j
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 ((i%h^tGa;
3）电动机的转速 le%&r
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， bdh6ii
可选电动机的最小转速 %00KOM :
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min \T)2J|mW
可选电动机的最大转速 ! 6yo D
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min A[QUFk(
同步转速为960r/min 9W3zcL8
选定电动机型号为Y132M1－6。 ;=goIsk{Q
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 -*8 |J;
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 ?+-uF }
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 @~pIyy\_
/wplP+w2
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 8,\toT7
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 r}k2n s9
??& Q"6Oe
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 ut8v&i1?
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 e1$T%?(&[
1）传动装置总传动比 +3]1AJa
nm=960r/min; eZes) &4
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 Db"jzMW.
2）分配各级传动比 ,l-tLc
取V带传动比为 x6Q, $B
i1=3; (> O'^W\3p
则单级圆柱齿轮减速器比为 ;T1OXuQ
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 H4C ]%Q
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 AlP}H~|M7
4．计算传动装置的运动和动力参数 eXo7_#
1）各轴转速 &h1.9AO
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 N!R>L{H>
n0=nm; w1q-bIU
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min W Z'UVUi8
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min VF8pH <
A")F7F31c
2）各轴输入功率 W"j&':xD
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 m x`QBJ
P0=Ped=4kw vv0A5p8H
轴I 的功率 b CWSh~
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw -/ 5" Py
轴II功率 `[)
a wP
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw X>}-UHKV+
3）各轴转矩 CK4C:`YG
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm NP
}b
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm Zy !^HS$
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm QD6<sw@]P
二、设计带轮 @smjXeF o
1、计算功率 L 1P.@hJ
P=Ped=4Kw S\$ =b_.
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 )"W__U0
查课本表8－10，得KA=1.1; 5d ?\>dA
计算功率 WC2sRv4]3
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 3zC<k2B
2选择普通V带型号 dM n0nc+
n0 =960r/min p7H0| >
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 =3K}]3f
d1=80~100 #8xP,2&zf
3、确定带轮基准直径 =i'APeNaQ
表8－11及推荐标准值 e,J
q<=j
小轮直径 gJ \CT'/
d1=100mm; -zn$h$N4
大轮直径 ,O`a_b]
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm _. )6~
取标准件 CKB~&>xx
d2=355mm; d @d\9*mn
4、验算带速 },r9f MJ
验算带速 }:Q Q{h_
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s L_@P fI
在5~25m/s范围内 ^ l;N;5L
从动轮转速 4i]h0_ ]
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s
r Uau? ?
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s &YiUhK
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 tfz"9PV80
=-0.0141 ,,}&
Q%5
5、V带基准长度和中心距 5/w4 [d
初定中心距 $"e$#<g
中心距的范围 Pp{Re|.
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm zDD
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm Ms>CO7Nvy
a0=350mm; t=(d, kf
初算带长 B>]4NF\)H9
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 >6X$iBb0
Lc = 1461.2mm 8uh^%La8b.
选定基准长度 ZovF]jf k
表8-7,表8-8查得 xLN$!9t
Ld=1600mm; #(Xv\OE
定中心距 Z;'5A2
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm ]a=n(`l?
a=420mm; x->H~ /
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm T<ka4
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm E'g?44vyw
6、验算小带轮包角 _keI0ML-#
验算包角 O3/w@q Q
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a lZ'ZL*
145.2107 >120度 故合格 8T523VI
7、求V带根数Z u2o196,Ut
由式（13-15）得 y8 . 3tp
查得 n1=960r/min , d1=120mm ~pt#'65}:
查表13-3 P0=0.95 X$A[~v
由式13-9得传动比 JHJIjYG>P
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 { POfT
m}
查表（13-4）得 2G&H[ `
s=8$h:^9>
由包角145.21度 P P{s&(
查表13-5得Ka=0.92 q.:j
yj6
KL=0.99 nvInq2T 1
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 x'iBEm
8、作用在带上的压力F cgV5{|P
查表13-1得q=0.10 U-.A+#<IT9
故由13-17得单根V带初拉力 Q $^)z_jai
4p6\8eytq.
三、轴 P;bOtT --
初做轴直径： yc7 "tptfF
轴I和轴II选用45#钢 c=110 oAt{ #v
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm tq.g4X ;_
取d1=28mm 6[T)Q ^0`
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm 9i`MUE1Sh
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 [M#I Nm}
取YL10YLd10联轴器 -~NjZ=vPh
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 <Kk [^.7C;
取d2=45mm 3kJ7aBiR<
四、齿轮 &Db'}Y?x]
1、齿轮强度 \R.Fmeko
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 = `+c}i?
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 ^!7 |B3`
因 ， OI)U c .
SH1=1.1， SH2=1.1 K<vb4!9Z9
， 5?HoCz]l
， V8947h|&
因： ， ，SF=1.3 _edT+ r>+
所以 W 61nJ7@
y{9<>28
HV[ *=Qi
2、按齿面接触强度设计 [&5%$ T
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 1$v1: 6
小齿轮上的转矩 xX~;
/e&,
按 计算中心距 UNCI"Mjb
u=i=5.333 rrrn8b6
mm AiUK#I
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 t-Zk)*d/0
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ia*Bcx_RW+
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm K*aGz8N
齿宽b= nC@UK{tVa
b1=70mm,b2=60mm ' p!\[* e
3、验算弯曲强度 `{+aJ0<S
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 fctVJ{?
按式（11-8）轮齿弯曲强度 p Igjo>K
PS/00F/Ak
PbIi r=
4、齿轮圆周速度 ]}9D* V
^~DClZ
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 EVi DMp"
tW \q;_DSr
Ixr#zt$T-G
=P`l+k3
%)}y[
(
OcZ8 :`=%
K)nn;j=
&-(p~[|
五、轴校核： +7$zL;ph=n
Qg5-I$0
*6Q mYq6c<
(T8dh|
-3|i5,f
I7HP~v~
Z:Nm9m
B+n(K+
&DX
l ^4!
o WcBQ|
]7
2wv#-
{f[X)
mVEHVz $
(db4.G+ 0
MzCZj
xYD.j ~
4qmaL+Q
圆周力Ft=2T/d1 O_[]+5.TX
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ! /6KQ dF
d=mz=2.5*101=252.5mm '/Ag3 R
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N Rt Scv
Fr=5852.5*tan20=2031.9N /]hE? cmj
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 {+x;J4
由Fr2*L-Fr*L/2=0 @1tv/W
得Fr2=Fr/2=1015.9N )NCSO b
x[1( cj
2、求水平平面的支承力 6dQ]=];
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N JB(P-Y#yyA
Vv~:^6il
Q??nw^8Hi
3、画垂直面弯矩图 ( V H0+
L=40/2+40/2+90＋10=140mm 5d 5q0bb
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm +,A 7XBn
jLgx(bMn
[cvtF(,
4、画水平面弯矩图 [;qZu`n>
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm hw B>@r2
_5SA(0D#9
G8Sx;Xi
-40OS=wpA
5、求合成弯矩图 qFg"!w
zx=AT
P4.snR Q
N
cnL -k.
6、求轴传递转矩 V.12
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm dRPX`%J
6n5>{X
[SA$d`B/
Ialbz\;F2%
Gw0MDV&[
;'xd8Jf
BHEZ<K[U
n
2m!a0;
`Wy8g?d;bn
p@bcf5'
{fAj*,pzl
84UI)nE:Q
eE- c40Bae
4.}J'3 .
Lyj0$wbH`
&0QtHcXpR
`1qM Sq
[Csv/
+\@WOs
~ f:jI1(}
3^J~ts{*
7、求危险截面的当量弯矩 ; ^Y]nsd
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 !
fSM6Vo
轴的扭切应力是脉动循环应力 E2a00i/9Y
取折合系数a=0.6代入上式可得 T{Rh n V1
2 E d
8、计算危险截面处轴的直径 2h^9lrQcQG
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 _aLml9f
W
由表13-3查得许用弯曲应力 ， v9 K{oB
所以 A-XWG9nL
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 FsyM{LT
故d=1.04*25.4=26.42mm 'AjDB:Mt$
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 GVt}\e~"
所以此轴选d=40mm,安全 X9xXL%Q
六、轴承的选择 Q'n]+%YN
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 T6=q[LpsKN
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 1=.+!Tg
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） %.3] F2_Q
因为大修期三年，可更换一次轴承 >:yU bo)
所以取三年 0zvA>4cq)
由公式 "Ooc;xD3<
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) e$+/;MRq
（深沟球轴承系列） 3(/J(8
!1s ^TB>N
由附表选6207型轴承 XK7$X bd
七、键的选择 07: N)y,
选普通平键A型 hB:}0@l6p=
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ;[>g(W+
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 1__Mf.A
由公式 pg; y\}
所以 |KQkmc
选变通平键，铸铁键 L&s|<<L
PWw2;3`-6w
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 @<W^/D1#L
八、减速器附件的选择 <h7FS90S
1、通气器： !^EdB}@yS
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 0cxk)l%
2、油面指示器： Yo$
xz
选用油标尺，规格M16 g.re`m|Aj
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 %]15=7#'y
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 u:FFZ
5、窥视孔及视孔盖 #=* y7w
选用板结构的视孔盖 {zf)im[.
九、润滑与密封： ]J%p&y+6
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 2/]74d8
&/7D4!N]
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。 }&h* bim
2、滚动轴承的润滑 Cm5:_K`;]
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。 6]*~!al?
3、润滑油的选择 Q5:8$
C}+
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 vS$_H<;P
L-AN15润滑油 w6 x{ <d
4、密封方式选取： s/"?P/R
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 _Ka6! 9
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ;H PQhN_
设计小结： S)h0@; q
二、课程设计总结 ^XIVWf#` H
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 lwU$*?yv
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。 1 ynjDin<
zAxscD f'
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。 GvCB3z
j.FW*iX1C
特别感谢—程莉老师。 *Ou )P9~-L
gPu0j4 &-
参考资料目录 } 9qbF+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； g,0u_$U
[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； lW!}OzE(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； 0E k + }`
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 3bGJ?hpp
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn qf7oG0
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