目 录 E
b-?wzh
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 I+kGEHO}
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ]!d #2(
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 X-|`|>3E
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ` Xhj7 %>
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 _k\ *4K8L
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 x>A(016:C
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 .>zXz%p
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 EFW'D=&h8
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 t4GG@`
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 awB1ryrOF
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 [c +[t3dz
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 sTP`xaY
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 b] DF7 U
*NS :X7p!V
BKP XXR
1.拟定传动方案 btkD<1{g
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 Zgkk%3'^'
v=1.1m/s;D=350mm; a}|B[b
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) - K0>^2hh
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。 J(ZYoJ
2.选择电动机 8)s}>:}
1）电动机类型和结构形式 e%uPZ >'q
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。 |a%&7-;
2）电动机容量 (TM1(<j
（1）卷筒轴的输出功率Pw N\ChA]Ck
F=2800r/min; gtHWd;1&f
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 dT4?8:
(2)电动机输出功率Pd OC nQSkj
Pd=Pw/t kO{A]LnAH
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 $ jWe!]ASU
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： wb~#=6Y
弹性联轴器 1个 L9M0vkgri
t4=0.99; yDg`9q.ckm
滚动轴承 2对 w6zB uW
t2=0.99; @;_xFL;{g
圆柱齿轮闭式 1对 5Mf bO3
t3=0.97; qPDe;$J)
V带开式传动 1幅 Cp`) *P2
t1=0.95; % 3d59O
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 u|&"l
t5=0.98; f]W$4f {
则 9gVu:o 1/
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 tGDsZ;3Yr
故 V*5 ~A [r
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Aj((tMJNOw
（3）电动机额定功率Ped lK;|ciq"c7
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 piIj
t
3）电动机的转速 0}}b\!]9
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， h}r .(MVt
可选电动机的最小转速 _^]2??V
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min :l ~Wt7 R
可选电动机的最大转速 ;) ].Dj9
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ZFpi'u.&
同步转速为960r/min j;6kN-jx
选定电动机型号为Y132M1－6。 I!>pHF4
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 zO)A_s.6K
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 w g?GEY
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 VN6h:-&iY
1ml>
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 8 SFw|
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ,'w9@A
[hC-} 9
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 V_+XZ+7Lx}
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 f GS5{dti
1）传动装置总传动比 i
E p{
nm=960r/min; KnK8\p88\
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 :j f eY
2）分配各级传动比 zt,pV \|
取V带传动比为 w6FtDl$
i1=3; Zpc R
则单级圆柱齿轮减速器比为 6?\X)qB I
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 x h|NmZg
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。 xNDX(_U>\
4．计算传动装置的运动和动力参数 Jd#g"a>zZ
1）各轴转速 #fdQ\)#q>
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~Zcrt_D
n0=nm; <g9@iUOI
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min [C_Dv-d
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min "A? &`}%
S 2vjjS
2）各轴输入功率 bz $)@gLc
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 Y6<"_
P0=Ped=4kw ))Q3;mI"
轴I 的功率 3 >O=d>
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw .$&_fUY
轴II功率 a(cZ]`s]*
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw O$SQzLZx&
3）各轴转矩 =VXxQ\{
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm =?9z6=
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 1:{BC 2P
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 6IRzm6d
二、设计带轮 1=NP=ZB
1、计算功率 Vm6
0aXm_
P=Ped=4Kw eD<Kk 4){
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 XNZW J
查课本表8－10，得KA=1.1; ?VM4_ dugf
计算功率 M$L ; -T
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw AE?G+:B
2选择普通V带型号 P[q` {TdV
n0 =960r/min ~#
~XDcc
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 sl PLc
d1=80~100 >U4hsr05
3、确定带轮基准直径 UB5X2uBv
表8－11及推荐标准值 $K-od3h4=
小轮直径 R>|)-"b( `
d1=100mm; LS(J%\hMDm
大轮直径 DMeP9D
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm \9 FWH}|
取标准件 -`d9dJ dB
d2=355mm; Fq r}zR)
4、验算带速 I tLP&S=
验算带速 (A<'{J#5,
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s FEoH$.4
在5~25m/s范围内 T ~Z7k c'
从动轮转速 RlW7l1h&
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s Wa {()Cz
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s sD_"
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 aNcuT,=(?8
=-0.0141 ;`p!/9il
5、V带基准长度和中心距 vH`m
W`=
初定中心距 k uEB
中心距的范围 e
9p +
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm >R&=mo~
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 97XGJ1HI
a0=350mm; ~sk{O%OI
初算带长 \@% sX24 D
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 S zqY@
Lc = 1461.2mm ;R#:? r;t
选定基准长度 k~P{Rm ;F
表8-7,表8-8查得 J 3;dR W
Ld=1600mm; 0SJ7QRo|K
定中心距 L EM^8G]O
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm aucQZD-_"
a=420mm; <kY | |
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm JE[ +
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm xQKD1#y
6、验算小带轮包角
n-%8RV
验算包角 \q |n0>
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 9S _N*wC.
145.2107 >120度 故合格 y%9Q]7& =
7、求V带根数Z `U~Y{f_!H
由式（13-15）得 P0/B!8x
查得 n1=960r/min , d1=120mm `/1Zy}cD
查表13-3 P0=0.95 r]0UF0#
由式13-9得传动比 1zz.`.R2U
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 m{ya%F
查表（13-4）得 9Ytd E*,k
p Pezy:
由包角145.21度 Sn _zhQxG
查表13-5得Ka=0.92 XI rNT:h4
KL=0.99 :2n(W XFFI
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 x>$! R\Cj
8、作用在带上的压力F qL \*rYe<
查表13-1得q=0.10 7+h*&f3>
故由13-17得单根V带初拉力 OR\-%JX/5
FyZ iiH4|
三、轴 =XT'D@q~W
初做轴直径： A{7N#-h_
轴I和轴II选用45#钢 c=110 I8 <s4q
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm
W1 @Q)i
取d1=28mm #=MQE
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm `Al[gG?/!
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 0 H V -e
取YL10YLd10联轴器 /&+6nOP
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 tv_Cn
w
取d2=45mm >VAZ^kgi
四、齿轮 MKuy?mri~
1、齿轮强度 7 -(LWH
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 OoFQ@zE7%
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 <?T J-
因 ， MI!JZI$z5
SH1=1.1， SH2=1.1 L-ZJ[#D
， kt";Jx
， l7]$Wc[
因： ， ，SF=1.3 AR}M*sSh
所以 h= 3156M
x+O}R D*G
GMw|@?:{
2、按齿面接触强度设计 ,H3C\.%w\
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 TwZvz[u
小齿轮上的转矩 )-3!- 1
按 计算中心距 RfT#kh/5
u=i=5.333 %5_eos&<^)
mm $E^#DjhRQ3
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 VD \pQ.=
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 NRS!Ox
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm -S=Zsr\
齿宽b= ^"w.v' sL
b1=70mm,b2=60mm ^}2 ie|
3、验算弯曲强度 3 I_"vk
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 y*M,&,$
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ta+'*@V +G
}*n( RnCn
-=E/_c;
4、齿轮圆周速度 Ru?Ue4W^b
6(4o}Sv
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 hfY
Ieb#91
XR^VRn6O
/$hfd?L
%J `;
cU25]V^{\
(k"oV>a|
1T n!.E *
+a&-'`7g
五、轴校核： +q]
:):=KowI
/Q"nQSG
0EM`,?i .Q
9p !V?cH#8
x5m
.MQ J
O.=~/!(
Gvt.m&_
k@5,6s:
DYH-5yX7
pBt/vS ad
wLD/#Hfi7
{KL<Hx2M
Do(7LidC5
2
G_*Pqc
1vu4}%nD
t8s1 d
RlX;c!K
圆周力Ft=2T/d1 L6j
5pI
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 fH f+!
d=mz=2.5*101=252.5mm ? 9i7+Y"
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 2 c'=^0:
Fr=5852.5*tan20=2031.9N u w+v]y
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 )dLESk
由Fr2*L-Fr*L/2=0 UTUIL D
得Fr2=Fr/2=1015.9N +D4Nu+~BSN
/-$`GT?l
2、求水平平面的支承力 .c"UlOZ&w^
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N `q e L$`
~`hI|i<]
Y[ T;j p(k
3、画垂直面弯矩图 ,I=Cl m R
L=40/2+40/2+90＋10=140mm )+ Wr- Yay
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm /[[zAq{OA
"h7-n wm
;sNyN#
4、画水平面弯矩图 PZ pwi?N
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm svyC(m)'
P,iLqat
_89
_*t(
]Vl5v5_
5、求合成弯矩图 #X"\:yN
|i?At Ot@f
7^KQQ([
*8/Q_ w
6、求轴传递转矩 FTCp3 g
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 2k"a% #H8
WGG|d)'@
z}C#+VhQ`
>o 3X)
tb/u@}" )
h%+8}uywZ
7!oqn'#>A
7L;yN..0
I6y&6 g
ADv
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J~gf Mp.
(^a;2j9
z8Dn<h
G:WMocyXI'
@dCu]0oNI
\U !<-
q3NS?t!
J@Zm8r<
7、求危险截面的当量弯矩 .j}u'!LKul
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 a' #-%!]
轴的扭切应力是脉动循环应力 Q=PaTh
取折合系数a=0.6代入上式可得 &p ;};n
Z(as@gj H
8、计算危险截面处轴的直径 D<++6HN&#
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 fy_'K}i3k
由表13-3查得许用弯曲应力 ， kOdS^-
所以 QwT ]|
6>
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 5)$U<^uy
故d=1.04*25.4=26.42mm @/$mZ] |T
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 _"0n.JQg
所以此轴选d=40mm,安全 3sp*.dk
六、轴承的选择 bq(*r:`"
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 n"FOCcTIs
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N
6{ 7O
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） /WHhwMc!
因为大修期三年，可更换一次轴承 =l7LEkR
所以取三年 @bqCs^U35
由公式 3l L:vD5(
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) ]LSa(7>EU
（深沟球轴承系列） E0O{5YF^T
TJ; v}HSo
由附表选6207型轴承 5\4>H6
七、键的选择 4uftx1o
选普通平键A型 t91CxZQ^s
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 `=KrV#/758
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm v$tS 2N2
由公式 v Q_ B2#U:
所以 yPQ{tS*t
选变通平键，铸铁键 FwW%@Y
4 l $8 lYi
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 w
x, ;
八、减速器附件的选择 CIaabn
1、通气器： rk. UW
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 !k s<VJh
2、油面指示器： ,o}[q92@w
选用油标尺，规格M16 ~IqT >
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ZDDwh&h
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 bs`/k&'
5、窥视孔及视孔盖 aZ0H)
选用板结构的视孔盖 4Dd9cG,lN
九、润滑与密封： ]yIy~V
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： #TSM#Uqe
A&M/W'$s
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。 FN,uD:a
2、滚动轴承的润滑 7J;.T%4 l
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。 )?xt=9Lh
3、润滑油的选择 |1<Z3\+_/
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 5:PZ=jPR
L-AN15润滑油 d:wA I|
4、密封方式选取： 5-3gsy/Mo
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。 785iY865
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 j?mJ1J5
设计小结： Ucy9fM
二、课程设计总结 Z*QRdB%,
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。 "Jwz.,Y\
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。 GbE3 :;JI
qB:`tHy
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。 |kd^]! _
<5#e.w
特别感谢—程莉老师。 $_ i41f[
a,E;R$[!
参考资料目录 jFc{$#g-
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； s-ou ;S3s
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； i :$g1
[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； zc{C+:3$^
[3]《设计手册软件》，网络上下载； Wm, , OioK
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn > @%!r
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n0=960r/min
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n1=320r/min pm\X*t}L
n2=60.0241r/min l ,wN@Nk
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:N*T2mP
: !3 y>bP)
Bq@wS\W>b}
P0=4Kw 8F`
.5;LL,S-
P1=3.8Kw Ky#B'Bh}`g
Yj6p19
P2=3.6491Kw 'hO;sL
PU5mz.&0'
CDj Dhs
T0=39.7917Nm 4rG 7\
T1=113.4063Nm ,hLSRj{
T2=589.5878Nm k &iDJt
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