目 录 bJ6 H6D>
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 ZnuRy:
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 *xj2Z,u
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 uz20pun4B
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 T#I}w\XlhP
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 <y7Hy&&y-
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ,K 30.E
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 4v{Ye,2
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 (Gapv9R
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 \CS 4aIp
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 *%atE
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 7xW Jw
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 !tx.2m*5
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 7:JGr O
9JIL K9mVO
]n:R#5 5A
1.拟定传动方案 O9ro{ k
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 e(&u3 #7Nn
v=1.1m/s;D=350mm; +Ll29Buyi
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) yW T1C ID
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。 qa8?bNd'f
2.选择电动机 &wu1Zz[qcz
1）电动机类型和结构形式 )U]q{0 `
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。 PTXS8e4
2）电动机容量 Yg 2P(
（1）卷筒轴的输出功率Pw 5 5Mt jqfp
F=2800r/min; *o(bB!q"c
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 D+q z`
(2)电动机输出功率Pd CU*;>h1~u
Pd=Pw/t ]'hel#L;l
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 iex]J@=e
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： y;P%= M P
弹性联轴器 1个 BXz g33
t4=0.99; J?4dafkw
滚动轴承 2对 !#e+!h@
t2=0.99; a`eb9o#
圆柱齿轮闭式 1对 >Af0S;S
t3=0.97; ol
{N^fi K
V带开式传动 1幅 ?UeV5<TewS
t1=0.95; -0NkAQ rg
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 d+0= a]
t5=0.98; !i@A}$y
则 mW,b#'hy
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 IfI:|w}:"r
故 E4_,E eC#
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ']1a
（3）电动机额定功率Ped vu JE Pn%
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 z|(<Co8#.
3）电动机的转速 8"V1h72vcW
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， 7lwFxP5QT
可选电动机的最小转速 Jv]$@>#
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min #nZPnc :
可选电动机的最大转速 @s, kx.S
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min Y\4B2:Qd9
同步转速为960r/min =xSf-\F
选定电动机型号为Y132M1－6。 Wk!<P"
nHd
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 Qz$nWsD
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 - _ %~b
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 TDy$Mv=y
2 zX9c<S=5
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm U for>
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ^B7Ls{
w:R #F(
'B
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 )?6% d
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ~HKzqGQy >
1）传动装置总传动比 zzd PR}VG
nm=960r/min; WH U l.h
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 O+=}x]q*y
2）分配各级传动比 7(| f@Y ~*
取V带传动比为 \
*g3j
i1=3; J 5x ZL v
则单级圆柱齿轮减速器比为 ^^a%Lz)U
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 VG50n<m9
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。 3h A5"G+7
4．计算传动装置的运动和动力参数 )YwLj&e4tf
1）各轴转速 h o^jmp
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 'tX}6wurf
n0=nm; KYz@H#M
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min j;-2)ZLm
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min yOk{l $+
LIyb+rH#yg
2）各轴输入功率 k_gl$`A
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 0eK>QZ_
P0=Ped=4kw W"A3$/ nq^
轴I 的功率 _({wJ$aYC
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw MfdkvJ'
轴II功率 D^f;X.Qm
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw 7m:TY> {
3）各轴转矩 u4 ~.[3E*
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Ie s` !W^
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm .VohW=D3
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm %D%
Ok7s})
二、设计带轮 Tiimb[|
1、计算功率 0E{DO<~
P=Ped=4Kw 8VC%4+.FF
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 <vxTfE@>bp
查课本表8－10，得KA=1.1; Q6N?cQtOT
计算功率 ,8!'jE[d
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 9j5-/
2选择普通V带型号 O&VA79 \UO
n0 =960r/min !lM.1gTTC
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 "}oo`+]Cq
d1=80~100 kN 0N18E
3、确定带轮基准直径 4 `Jf_C
表8－11及推荐标准值 8;,|z%rS"
小轮直径 xokA_3,1F
d1=100mm; K;>9K' n
大轮直径 Fw#1?/K~
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 0+.<BOcW5
取标准件 G+I ->n-s4
d2=355mm; i8f +woZL
4、验算带速 g(G$*#}o8A
验算带速 XdnpL$0
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s B ^{~,'
在5~25m/s范围内 `f <w+u
从动轮转速 9Q 73 42
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 6 l2Os
$
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s `91Z]zGpU
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ^SM5o K
=-0.0141 U VW4KUxR
5、V带基准长度和中心距 `_BmVms
初定中心距 BQs\!~Ux 2
中心距的范围 :% +9y @%
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm en6; I[\
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm a a dw#90
a0=350mm; C]h_co2eI
初算带长 '+c@U~d*7
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 /Kd'!lMuz
Lc = 1461.2mm 46B 'Ec
选定基准长度 gtqtFrleG
表8-7,表8-8查得 }?HWUAL\
Ld=1600mm; +I}!)$/
定中心距 `\/\C[Gg
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm *nv ^ s
a=420mm; p1T0FBV
L
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm @xk ;]H80
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm mXyg\5
6、验算小带轮包角 R0|4KT-i
验算包角 H. o3d/8:
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a C^:{y
145.2107 >120度 故合格 pOj8-r r
7、求V带根数Z J*AYZS-tSE
由式（13-15）得 w @\4ft6d
查得 n1=960r/min , d1=120mm w$ ""])o,
查表13-3 P0=0.95 ?30pNF|
由式13-9得传动比 7f<@+&
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 C ioS}K
查表（13-4）得 Zlygx
#/\Zo &V8
由包角145.21度 3T [zieX
查表13-5得Ka=0.92 "I @akM$x
KL=0.99 o |_9%o52'
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 :8N{;aui
8、作用在带上的压力F K~fWZT3]
查表13-1得q=0.10 }Nma %6PfV
故由13-17得单根V带初拉力 ?u0qYep:
^b^ buCYw
三、轴 PWO5 R]
初做轴直径： 6_:KFqc W
轴I和轴II选用45#钢 c=110 _<l)4A3rS
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm 2(P<TP._E
取d1=28mm %/S HB
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm ^Cj3\G4,
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 n;QFy5HB8
取YL10YLd10联轴器 .&h|r>*|J
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 qa4j>;
取d2=45mm J~h9i=4<bF
四、齿轮 $y UPua /-
1、齿轮强度 nj-LG!"a
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3
=NWzsRl,
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。 L(C0236r
因 ， $J0o%9K
SH1=1.1， SH2=1.1 gf^y3F[\
， "Id 1H
， 8?w#=@ s
因： ， ，SF=1.3 9S<V5$}
所以 :W+%jn
BHU=TK@ GR
V@\u<LO0G
2、按齿面接触强度设计 =<AG}by![
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 3PkU>+.6
小齿轮上的转矩 $8Z4 jo
按 计算中心距 j@4]0o
u=i=5.333 * o <|^,R
mm &4*f28 s
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 j{/5i`5m
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 iT+t
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm rmdg~
齿宽b= *z dUCX
b1=70mm,b2=60mm zKh <zj
3、验算弯曲强度 n' 1L Ni
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 .sb0|3&
按式（11-8）轮齿弯曲强度
lk=[Xo
FS*J8)
5D mSgP:
4、齿轮圆周速度 % UG|R:
ziv+*Qn_b4
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 _*xY>?Aq
-oY8]HrXfK
V|<'o<h8
eu//Q'W
IiY %y:!g
$ -
Y8@bw
5JG` FRW!
th5UzpB4
五、轴校核： !P6?nS
7_eV.'h
9j5B(_J^
TZdJq
;R3o$ZlY
=!/T4Oo
ly@%1
P H?<)Wj9i
^}<]sjmk
g9IIC5
q35=_'\ W
<1`MjP*w
|:`)sx3@#
ciW;sK8
Qh]k)]+*|
7}(YCZny5
'G`xD3 E3,
46H@z =5
圆周力Ft=2T/d1 fS%B/h=
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 z*o 2jz?t4
d=mz=2.5*101=252.5mm ZR8y9mx2"
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ]UZP dw1D
Fr=5852.5*tan20=2031.9N f+Fzpd?w S
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 aLwEz}-
由Fr2*L-Fr*L/2=0 'yh)6mid
得Fr2=Fr/2=1015.9N IcNZUZGE
F'ez{ B\AX
2、求水平平面的支承力 R0F&!y !B
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N %mOQIXr1s
}t1 q5@QU
-@~4: o
3、画垂直面弯矩图 WJ\,Y} J
L=40/2+40/2+90＋10=140mm =~q $k
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 0 Cyus
59V8cO+qH
.{(gku>g(
4、画水平面弯矩图 F#RtU :R
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm >&T J
4OG 1_6K
%V(U]sbV
G420 o}q
5、求合成弯矩图 (T .j3@Ko
SN$3cg]z
C
*7x7|z
+;q` A 1
6、求轴传递转矩 v}@Uc-(
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm K)eyFc
^Jc|d,u;s
^vI`#}?
yx7y3TSq
b >' c
w4RtIDW:
Z0M|B v9_
-8S Z}J
3RI %O CGF
`mquGk|)
zGP@!R`_
C`8. 8
_A=i2?g
R l)g[s
"}0)~,{x B
^>z+e"PQA
1W7ClT_cQ
$$'[ %
_t6 .9CXl
&B$%|~Y5
~hT(uxU/
7、求危险截面的当量弯矩 uao#=]?)
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 G6X 5`eLQ
轴的扭切应力是脉动循环应力 - I~\
取折合系数a=0.6代入上式可得 C0&ZQvvy1:
X$_z"t
8、计算危险截面处轴的直径 =3GgfU5 k
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 Q6CVMYT
由表13-3查得许用弯曲应力 ， = @ 1{LF;
所以 gc W'
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 M[0NB2`Wp
故d=1.04*25.4=26.42mm Uf|@h
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 %'Z`425a
所以此轴选d=40mm,安全 ,F=FM> o
六、轴承的选择 sTxbh2
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 RVr5^l;"
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 3WPZZN<K9
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） X/ /=OpS`
因为大修期三年，可更换一次轴承 <Q_E3lQy/
所以取三年 `_3 Gb
由公式 Ag;Ybk[
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) I@( 3~ A b
（深沟球轴承系列） 1#|qT7
} ;d=
由附表选6207型轴承 >Xxi2V y
七、键的选择 IJLuu@kRm,
选普通平键A型 -C TLQyj)
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 (:RYd6i
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm /LG } nY
由公式 V" KuwM
所以 {-hu""x>
选变通平键，铸铁键 ;/!o0:m^I
Dt'bbX'edw
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 p R ! m
八、减速器附件的选择 @/= 'BVb'T
1、通气器： RH;A|[7T&
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5
L$@qEsO
2、油面指示器： <_SdW 5BF<
选用油标尺，规格M16 {@[#0gPH
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 #d$lN}8
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 9r 5(
5、窥视孔及视孔盖 bj@f<f`
选用板结构的视孔盖 ~eXI}KhBw6
九、润滑与密封： * b"aJ<+
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： JHJ]BMm
=Nr?F '<
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。 t V2o9!N4
2、滚动轴承的润滑 oKPG0iM:
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。 )k81
3、润滑油的选择 A H^ud*3F
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 4p>,
L-AN15润滑油 cvjZ$Fcc%(
4、密封方式选取： VwT&A9&{8
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 i4)]lWnd
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。
*,,:;F^
设计小结： RP9~n)h~b
二、课程设计总结 ?v&2^d4C*F
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 ">q?(i\
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 J$S*QCo
,hCbx #h
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。 5-: H
dA0o{[o=
特别感谢—程莉老师。 dlwOmO'Bm)
Xv xrz{
参考资料目录 w NMA)S
[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； 4H`B]Zt7
[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； zG<>-?q~'
[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； m[hHaX
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ,8stEp9~h]
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn S~^]ib0
$v=(` =
'2SZ]
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Nw=60.0241r/min l=47#zbpZ]
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输送带速度 V=1.1 m/s ??!+2G#%!
滚筒直径 D=350 mm \
