目 录 8q!]y 6
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 @Uvz8* b6
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 _6hQ %hv8
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ;[YG@-"XZ
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 Bwpq NQN
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 NwvC[4
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 4e7-0}0
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 B m<`n;m
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 \?-<4B c@
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 V)k4:H
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 o5PO =AN
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 .2t4tb(SUw
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 8kIksy
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 GL}]y -f
3;9^
+TL%-On
1.拟定传动方案 JPHL#sKyz
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 >uRI'24
v=1.1m/s;D=350mm; Dml;#'IF3
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) u
c)eil
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。 Wvh#:Z
2.选择电动机 d7 y[0<xM
1）电动机类型和结构形式 RbnVL$c
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。 fT ec
2）电动机容量
jB2[(
（1）卷筒轴的输出功率Pw #zs~," dRv
F=2800r/min; V f&zL
Sgr
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 _jVN&\A]mC
(2)电动机输出功率Pd (%6P0*
Pd=Pw/t
b8t7 u
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 :3Ox~o
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： h i( ;;C9
弹性联轴器 1个 1CZgb
t4=0.99; @,+5y \]C
滚动轴承 2对 H*R"ntI?w
t2=0.99; > tr}|>
圆柱齿轮闭式 1对 q3!bky\
t3=0.97; B9z?mt'|r)
V带开式传动 1幅 (?c"$|^ J
t1=0.95; ZMlm )?m
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 + &Eqk
t5=0.98; [9L:),&u
则 &p@O _0nF
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 ES7s1O$#
故 \M^bD4';>
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 p6V0`5 @t
（3）电动机额定功率Ped d7upz]K9g
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 g! |kp?
3）电动机的转速 0{D'n@ve P
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， %tGO?JMkd
可选电动机的最小转速 vk^xT
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min _G@GpkSe>
可选电动机的最大转速 -Q*gW2KmV
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min +r2-S~f3N
同步转速为960r/min XR i8Gpg
选定电动机型号为Y132M1－6。 ,f>k%_U}
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 g) jYFfGfH
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 7?_CcRe
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 &h/X ku&0
wc4=VC"y
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm P JH&
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 #\m<Sz5Gp#
#*Ctwl,T
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 VTE .^EK!
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 Fx.=#bVX7
1）传动装置总传动比 "
H\k`. j
nm=960r/min; 4tBYR9 |
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 B]tQ(s ~
2）分配各级传动比 ~]2K ^bh8&
取V带传动比为 sXPe/fWo
i1=3; 26h21Z16q
则单级圆柱齿轮减速器比为 hwv/AnX~O
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 4V`G,W4^J
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。 [4f{w%~^
4．计算传动装置的运动和动力参数 b>ySv
1）各轴转速 ` Sz}`+E
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 ' `Hr}
n0=nm; VOLj>w
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min NzvXN1_%
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min tR$NRMZ.
lThB2/tV\
2）各轴输入功率 (4nq>;$3
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 #H~6 4/
P0=Ped=4kw s~X%Y<9l
轴I 的功率 vFmZ<C'
)
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw gB33?
轴II功率 + Z P7{%
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw "w<#^d_6
3）各轴转矩 K[YyBE id
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm sW\!hW1*x
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm >m\(6x8RE
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm p!%pP}I
二、设计带轮 Eu3E-K@y
1、计算功率 V 0mn4sfs
P=Ped=4Kw JxU5 fe
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 VIf.q)_k
查课本表8－10，得KA=1.1; ?S=m ybp
计算功率 X:{!n({r=
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw %?/X=}sE
2选择普通V带型号 @= u3ZVD
n0 =960r/min \ Cj7k^
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 Ow ,b^|
d1=80~100 \9EjClf o
3、确定带轮基准直径 >H ,*H;6
表8－11及推荐标准值 GQ
;;bcj&
小轮直径 YS_; OFsd
d1=100mm; &K,i
f
大轮直径 Vxt+]5X
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm Z;"vW!%d
取标准件 .=;
;
d2=355mm; 47/iF97
4、验算带速 \~ wMfP8
验算带速 @C aG 9]
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s #g!.T g'
在5~25m/s范围内 2Tppcj v
从动轮转速 |y!A&d=xYn
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s q5S 9C%b
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s xgtR6E^k
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Eh4= ZEX
=-0.0141 Dvln/SBk
5、V带基准长度和中心距 BJ(M 2|VH
初定中心距 ,R|BG
中心距的范围 /qw.p#
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm f%hEnZv
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm Z 3!`J&
a0=350mm; }(u
ol
初算带长 >
Nr# O
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 )!T/3|C
Lc = 1461.2mm x,V r=FB
选定基准长度 [Vt\$
表8-7,表8-8查得 +ck}l2&#
Ld=1600mm; *8XEYZa
定中心距 |Q>Ir T
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 1BEHw?dLU
a=420mm; vvOV2n .WD
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm a[TMDU;(/4
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Z/J y'$x
6、验算小带轮包角 5kXYeP3:
验算包角 rrv%~giU
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a <9
;!3 xG
145.2107 >120度 故合格 Hp nWo DM
7、求V带根数Z KK &?gTa
由式（13-15）得 qIqM{#' ^
查得 n1=960r/min , d1=120mm 8\gjST*
查表13-3 P0=0.95 cN 9t{.m
由式13-9得传动比 %~S&AE-
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ReeH@.74
查表（13-4）得 ~PNub E
;A!BVq
由包角145.21度 @s^-.z
查表13-5得Ka=0.92 |zE'd!7E
KL=0.99 >&k-'`Nw
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 pD]OT-8
8、作用在带上的压力F - Y;3I00(
查表13-1得q=0.10 L j$;:/G
故由13-17得单根V带初拉力 `y* }lg T
_wL BA^d^
三、轴 &jr3B;g!C
初做轴直径： ~F7gP{r
轴I和轴II选用45#钢 c=110 s"?3]P
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm "C 3/T&F
取d1=28mm 6S\ 8$
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm kO-(~];
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 ws^ np
取YL10YLd10联轴器 4v|W-h"K
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 M&
CqSd
取d2=45mm 5NLDYi@3
四、齿轮 BL58] P84
1、齿轮强度 Dn }Jxu'(
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 ei5~&
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。 D|#E9OQzs
因 ， da ~],MN
SH1=1.1， SH2=1.1 c6/=Gq{.
， W`*r>`krVJ
， s&J]zb`
因： ， ，SF=1.3 &
"B=/-(
所以 >i-"<&#jG
Vs{|xG7W D
4I5Y,g{6+
2、按齿面接触强度设计 FNId ;
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 @AuO`I@p=
小齿轮上的转矩 G<;*SYAb
按 计算中心距 PE 5G
u=i=5.333 eKqk= (
mm 5i{j' {_(8
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 cPc</[x[W
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 O%HHYV%[m
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ~.lPEA %%
齿宽b= fLAw12;^
b1=70mm,b2=60mm t <? ,F
3、验算弯曲强度 B^jc3 VsR
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 ef E.&]
按式（11-8）轮齿弯曲强度 b*Q &CL
mU9kVx1+
%GIr&V4|
4、齿轮圆周速度 lCHO;7YHX
63x?MY6
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 wo 5
&XUiKnNW
[;myHI`tw
t.\dpBq
U\!X,a*ts{
=zs`#-^8
w917N 4$
@2v_pJy^
五、轴校核： KdbHyg<4
@49 S`
Hl
|z</*+
i8HTzv"J
NSA-}2$
}?v )N).kW
;@E$}*3[>V
}| 5Pr(I
fL7xq$K
>t_ 6B~x9
dzrio-QU~
! #2{hQRu
GF=g<H
M
4)o
0h7r&t%YsV
SGlNKA},A
vd4ytC
cD'V>[h
圆周力Ft=2T/d1 f ZA4q0
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Z0r?| G0
d=mz=2.5*101=252.5mm >`Zy G5
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ZLAy-
9^Y
Fr=5852.5*tan20=2031.9N gEE\y{y
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 R hLVg~x
由Fr2*L-Fr*L/2=0 L5:$U>H(
得Fr2=Fr/2=1015.9N ZbAcO/
Gjo`&#
2、求水平平面的支承力 $5Ff1{
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 8 uwq-/$
hODWB&b
y7 Df_|Z
3、画垂直面弯矩图 L8#5*8W6
L=40/2+40/2+90＋10=140mm e.V:)7Uc
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm q.`NtsW!\+
l"]}Ts#
vn"{I&L+w0
4、画水平面弯矩图 Wbq WG^W
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm y;@:ulv[
m5Di=8
A
' ];`
!H>R%g#28_
5、求合成弯矩图 >[=^_8M
(,Df^4%7
L OV)3{m
zu|\fP
6、求轴传递转矩 3y8G?LL/[7
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ?"g2v-jTK
HBx= \%;n
|64~ K\X
W#WV fr
{8,J@9NU
OMg<V
n3
r3"~i
Qhcu>r a
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Jcm&RI"{
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F,)%?<!I
Z lzjVU/E
g0ly
e|WJQd4+S
d-r@E 3
%
0+j?>#X
7、求危险截面的当量弯矩 9kS^Abtk
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 @ eIJ]p
轴的扭切应力是脉动循环应力 qfRH5) k
取折合系数a=0.6代入上式可得 d;9FB[MmOJ
RcU }}V
8、计算危险截面处轴的直径 (7=!+'T"
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 =uYYsC\T
由表13-3查得许用弯曲应力 ， Hm'=aff6A
所以 ?[Q3q4
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 M>ruKHipFE
故d=1.04*25.4=26.42mm /F'sb[
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 | kV*Jc k
所以此轴选d=40mm,安全 .j<]m UY
六、轴承的选择 HqD^B[ jS
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 ZO$m["|
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N @x'"~"%7b
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） !"/n/jz
因为大修期三年，可更换一次轴承 V"G*N<q
所以取三年 c*L\_Vx+
由公式 `gf0l /d
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) n!xt5=x P{
（深沟球轴承系列） nWYN Np?h
"PTZ%7YH}
由附表选6207型轴承 kbMWGB%;
七、键的选择 ll.N^y;a
选普通平键A型 kN4{13Qs*
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 T1 Z;r*}
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm Df<xWd2
由公式 \Vy Z
所以 x QXXC|T
选变通平键，铸铁键 (UvM@]B
PV\+P6aIb
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 4UvZ)^r
八、减速器附件的选择 1A G<$d5U|
1、通气器： 6v NrBB
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 p=GBUII #
2、油面指示器： 6BbGA*%{
选用油标尺，规格M16 +&( Mgbna
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 yt=3sq
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ADP%QTdqFJ
5、窥视孔及视孔盖 J1I ;Jgql(
选用板结构的视孔盖 !y:v LB#q
九、润滑与密封： vM t/u?oB
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： EGzzHIZ`!
Bb^;q #S1
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。 ]X5 9
2、滚动轴承的润滑 _'>oXQJ
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。 B43HNs
3、润滑油的选择 W=Mb
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 {kCw+eXn?
L-AN15润滑油 pg.ri64H<
4、密封方式选取： 2s&*
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。
(SDr!!V<
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 7-
]
as$
设计小结： f~y%%+{p
二、课程设计总结 w?wG(+X7
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。 4C-jlm)V
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。 $M lW4&a|
bE#,=OI$
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。 &U
raU l
4UlyxA~
特别感谢—程莉老师。 ! ^=*Jq>
(k) l= ]`}
参考资料目录 l(u.I2^o
[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； QnXA*6DJ
[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； 5JCG2jqx0
[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； CBOi`bEf
[3]《设计手册软件》，网络上下载； Z
X(z;|l45
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn qnJt5
];a=Pn-:}G
V=qwwY z~
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T0=39.7917Nm H,<7G;FPT
T1=113.4063Nm $ RwB_F
T2=589.5878Nm xwZ8D<e-,
$hVYTy~}
]:$
O{y
C#=bW'C
" ;w}3+R
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KA=1.1 HygY>s+3[
]G}B 0u3
Pc=4.4Kw desThnT w
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输送带拉力 F=2800 N +ouy]b0`t
输送带速度 V=1.1 m/s M0" g/W
滚筒直径 D=350 mm (qc!-Isd~[
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