目 录 _ ujhD
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 9Wdx"g52_D
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 Q776cj^L
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 g,f
AV M
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 35fj-J$8
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 UvL=^*tm
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 %'Z`425a
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ,F=FM> o
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 sTxbh2
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 RVr5^l;"
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 H )X&5E
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 <{z-<D;
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 K>#QC
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 `_3 Gb
Ag;Ybk[
I@( 3~ A b
1.拟定传动方案 1#|qT7
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 } ;d=
v=1.1m/s;D=350mm; >Xxi2V y
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) IJLuu@kRm,
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 -C TLQyj)
2.选择电动机 (:RYd6i
1）电动机类型和结构形式 /LG } nY
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 V" KuwM
2）电动机容量 {-hu""x>
（1）卷筒轴的输出功率Pw ;/!o0:m^I
F=2800r/min; Dt'bbX'edw
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 p R ! m
(2)电动机输出功率Pd @/= 'BVb'T
Pd=Pw/t RH;A|[7T&
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 z#6(PZC}
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： ?' ,GR aD
弹性联轴器 1个 Y,-! QFS#
t4=0.99; Xj<xen(
滚动轴承 2对 <ti,W n.
t2=0.99;
4G j
圆柱齿轮闭式 1对 a._>?rVy
t3=0.97; NH+N+4dEO
V带开式传动 1幅 * b"aJ<+
t1=0.95; E U'P
U
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 (XV+aQ \A
t5=0.98; !HF<fn
则 %kuUQ %W1
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 ;Ao`yC2(v
故 2|${2u`$&y
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 5
axt\
（3）电动机额定功率Ped }wC=p>zA
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 ~NIqO4 D
3）电动机的转速 af&P;#U
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， 7s 0pH+
可选电动机的最小转速 }5}#QHF
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min U[hokwZ
可选电动机的最大转速 gj4ONmY
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min PVrNS7 Rk/
同步转速为960r/min X*`b}^T
选定电动机型号为Y132M1－6。 4XSq\.@G
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 !y3XIbdS"
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 %U9f`qE
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 k>:\4uI|<\
=h/61B l3
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm S"@@BQ#mf
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 XLlJ|xhY-K
]G,BSttD
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 I:YE6${k!
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 .+~9
vH
1）传动装置总传动比 QM { B(zH
nm=960r/min; pJ/{X=y
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 .G >~xm0
2）分配各级传动比 "P$')u wE
取V带传动比为 ',I$`h
i1=3; 2>m"CG
则单级圆柱齿轮减速器比为 J5}?<Dd:
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 yjM!M|
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。 +#6f)H(P]
4．计算传动装置的运动和动力参数 h3Nbgxa.
1）各轴转速 DK|/|C}6
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 Q fL8@W~e
n0=nm; X&A2:A 6\+
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min k -sBf Jy\
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min Sy^@v%P'A
o}yA{<"
2）各轴输入功率 H^g&e$d0
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 uIR
P0=Ped=4kw ix 5\Y
轴I 的功率 ^CB@4$!
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw J,k.*t:
轴II功率 a)!R4
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw jK2gc^"t
3）各轴转矩 \# 1p
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm
hAD gi^
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm UFeQ%oRa8
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm Kp6%=JjO
二、设计带轮 +xNq8yS
1、计算功率 8cj}9 }k
P=Ped=4Kw 8*eVP*g
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 $^W|@et{
]
查课本表8－10，得KA=1.1; pMkM@OH
计算功率 _;:B@Z
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw !iUT Re
2选择普通V带型号 }1NNXx Q
n0 =960r/min * K0aR!
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 _w7yfZLv+
d1=80~100 yg"FF:^T
3、确定带轮基准直径 K\5/ ||gi
表8－11及推荐标准值 Q1x=@lXR
小轮直径 la`f@~Bbr1
d1=100mm; v=-T3
n
大轮直径 3 *eS<n[uG
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ;Eh v1{;
取标准件 >eX 9dA3X
d2=355mm; HyIyrU rYW
4、验算带速 'Kd-A:K2g
验算带速 u`u{\
xN9
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 7 M$cIWe$
在5~25m/s范围内 >&Vz/0
从动轮转速 D*ZswHT{y
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s yRt7&,}zL
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s / & yc?Ui
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 i L'j9_w,
=-0.0141 Om2w+yU
5、V带基准长度和中心距 m|PJwd6
初定中心距 A#]78lR
中心距的范围
`dIwBfg_
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm x(A6RRh
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm LPkl16yZ
a0=350mm; <,Jx3y q
初算带长 m5cRHo<9Y
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 (.kz J\x
Lc = 1461.2mm \
F)}brPc
选定基准长度 c4}|a1R\=
表8-7,表8-8查得 )%HIC@MM6
Ld=1600mm;
g hW
定中心距 )-\qo#0l
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm :13u{5:th
a=420mm; LB^xdMXi
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm U"L-1]L
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm W?du ]
6、验算小带轮包角 d/\ajQ1::
验算包角 0+KSD{
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 5`q#~fJ2
145.2107 >120度 故合格 Rp6q)
7、求V带根数Z '-P+|bZW4
由式（13-15）得 MaZS|Zei[
查得 n1=960r/min , d1=120mm YAd%d|Q
查表13-3 P0=0.95 n39EKH rm%
由式13-9得传动比 f\H1$q\p\
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 DDZnNSo<JQ
查表（13-4）得 &@'+ h*
b
Twk<<
由包角145.21度 UtHloq(r
查表13-5得Ka=0.92 >C` #4e?}
KL=0.99 x::d}PP7
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 gq~"Z[T
8、作用在带上的压力F v(P <_}G
查表13-1得q=0.10 _Zxo <}w}y
故由13-17得单根V带初拉力 }Zfi/ ^0U
z< 8VJZd
三、轴 p Moza8
初做轴直径： y8 dOx=c
轴I和轴II选用45#钢 c=110 @QF;m
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm P|TM4i ]
取d1=28mm X#o;`QM
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm P[jh ^! <j
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 {HjJ9ZGQ
取YL10YLd10联轴器 SUD~@]N1
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 6Y9<| .
取d2=45mm {"db1Gbfg
四、齿轮 R 0 -Y2v
1、齿轮强度 ulfs Z:
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 chM-YuN|
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 Ti>}To}B5
因 ， 6xu%M&ht
SH1=1.1， SH2=1.1 7t+H94KG7
， R#s_pW{op
， 18]Q4 s8E
因： ， ，SF=1.3 6r lvSdB
所以 l|M|;5TW
\8USFN~(Y
Mo4c8wp&SM
2、按齿面接触强度设计 n2Q ?sV;m
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 )/Oldyp
小齿轮上的转矩 upFe{M@
按 计算中心距 \!*F:v0g^
u=i=5.333 ,_K :DSiB
mm zbfe=J4 c
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 \\35}
9
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 /bmkt@$-0
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm }d@;]cps
齿宽b= ri4:w_/{,Y
b1=70mm,b2=60mm OXZx!h
3、验算弯曲强度 #hXuGBZEI
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 M{p9b E[j
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ;HiaX<O!
WN o+ %
JvS
~.g1
4、齿轮圆周速度 _B\87e
qJw \<7m
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 %cASk>^i
tZ:fOM
o%K1 !'
-o57 "r^x
(A -Uo
SRrp= >w?
jJ?G7Q5 l
m`jGBSlw_
五、轴校核： p$<){ ,R
S e(apQ H
2
S2;LB
5xa!L@)`wF
x[$ : ^5V
@9\E
B0^:nYko
~O
4@b/!4
TBgiA}|\D
S}K-\[i?
b )T6%2
>Fc=F#tA9
H-8_&E?6m
8'u,}b)
GD!!xt
LtNspFoLb
Hq,znRz~`
uC2 5pH"
圆周力Ft=2T/d1 '(8}
<(%
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 #: Ukv?
d=mz=2.5*101=252.5mm #c-Jo[%G
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N KC54=Rf
Fr=5852.5*tan20=2031.9N N]G`]
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 oM,UQ!x <
由Fr2*L-Fr*L/2=0 wL&[Vi_j{
得Fr2=Fr/2=1015.9N }m S+%w"j
ictOC F
2、求水平平面的支承力 6 lwWF R+k
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 7s;*vd>
UiZ1 $d*
"rw'mogRL
3、画垂直面弯矩图 \G6V -W
L=40/2+40/2+90＋10=140mm d)0 hAdh
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm M*F`s& vM
Y }8HJTMB
Dj
w#{ WR
4、画水平面弯矩图 DMT2~mh
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm R I]x=
Hlj3z3
Z
FIgKWZ'
D
\boF+^
5、求合成弯矩图 !1P<A1K
wT:mfS09N
?#L5V'ZZ*
5% " 0
6、求轴传递转矩 ),0Ea~LB 4
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm &l W~ot1,
dVBr-+
G)%r|meKGB
$oZV 54
i.+ #a2
T7*p! 0
u6*mHkM
smX&B,&@
Y+3 r{OI
i\\, Z
L
SuA`F|7?P
`e5f69"
l I+KT_|L
8FBXdk?A
QC +BE N$
5R O_)G<
6Ou[t6
n Ayyjd3!S
MG$Df$R
!(qaudX{>k
{^Q1b.=
7、求危险截面的当量弯矩 '>UQsAvm
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 )H<F([Jri
轴的扭切应力是脉动循环应力 A<cnIUW
取折合系数a=0.6代入上式可得 y!kM#DC^
L(3}
H,t
8、计算危险截面处轴的直径 =bb )B(
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 Qs\!Kk@
由表13-3查得许用弯曲应力 ， {I QCA-AI
所以 (%|L23
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 N x/_+JWje
故d=1.04*25.4=26.42mm 9'h4QF+Y
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 UC?i>HsJrX
所以此轴选d=40mm,安全 > ^d+;~Q;
六、轴承的选择 = p$:vW
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 $lAhKpdlW
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N |dk9/xdX
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） q=uJ^ N
因为大修期三年，可更换一次轴承 c`!8 !R
所以取三年 \oA xmvt
由公式 i^6g1"h
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) OeY+Yt0
（深沟球轴承系列） O:te;lQ K
I i J%.U
由附表选6207型轴承 " ?Xb$V7
七、键的选择 2ee((vO&
选普通平键A型
ScTeh
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 mX
QVL.P\
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm -hpMd/F
由公式 <Z9 N}wY,8
所以 kG]FB.@bG
选变通平键，铸铁键 ? Eh)JJt
-n C!kpo
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 :X ~{,J
八、减速器附件的选择 rTL o6wI
1、通气器： ~0XV[$`L
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 FR 1se
2、油面指示器： -S *MQA4
选用油标尺，规格M16 $61*X f+*
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 73'.TReK
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 D}:M0EBS
5、窥视孔及视孔盖 ao.v]6a
选用板结构的视孔盖 ;l2pdP4jf
九、润滑与密封： <{b#nPc!,#
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： N"#=Q=)x
%4HpTx
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 Dh{sVR A
2、滚动轴承的润滑 iWu^m+"k
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 z9[BQ(9t
3、润滑油的选择 9<S};I;
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 NHq*& xy
L-AN15润滑油 (.54`[2+L
4、密封方式选取： =f{YwtG
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 # ~T
K C|G
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 l:rT{l=8*
设计小结： q(cSHHv+
二、课程设计总结 aw8q}:
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 ]
cY
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 mBZg(TY
{!rpE7P-
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 vx8-~Oq{|;
a)G T\1q
特别感谢—程莉老师。
V;-YM W
A('_.J=
参考资料目录 a4iq_F#NF
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； >rb 8 A6
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； wX*F'r" z
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； }c~o3t(7`b
[3]《设计手册软件》，网络上下载； SvD^'(
x
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn -YHyJs-bU
nofK(0TF
K<Qy1y~[
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Nw=60.0241r/min G*l kVQ6?
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n0=960r/min gsqpQq7
n1=320r/min S 9$* w!W
n2=60.0241r/min Z>) (yi9+
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P0=4Kw ?3Ytn+Py
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P1=3.8Kw bN6FhKg|
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P2=3.6491Kw kAF[K,G G
J v*(DFt!v
@w)Vt $+b]
T0=39.7917Nm r.5}Q?
T1=113.4063Nm ] Fx9!S
T2=589.5878Nm y^o*wz:D*
<5s51b <
z9k3@\7
rpk
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