目 录 }y|% wym
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 Uo^s]H#:
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 Z > QSZ48=
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 FD| R4 V*3
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 LU?#{dZ
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 rorzxp{
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 d q:M!F
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ~l6e&J
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 HxZ4t
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 1b6gTfU
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 ui9gt"qS`
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 A
,LAA $
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 \` >Y
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 !}1n? ~]`
[n74&EH
q6j]j~JxB
1.拟定传动方案 xR #hU;E}
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 _nx|ZJ
v=1.1m/s;D=350mm; ::TUSz2/2
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 7Fy^K;V"
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。 Tj:+:B(HB
2.选择电动机 J\;~(:
~
1）电动机类型和结构形式 v{ % /aw
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,Tc2xk
2）电动机容量 2vWkAC;
（1）卷筒轴的输出功率Pw }a<MVG:>SF
F=2800r/min; g LpWfT29V
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 Jr''S}@|x
(2)电动机输出功率Pd >wMsZ+@m
Pd=Pw/t pY8+;w
EI
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 H?'VQ=j
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： e6F:['j
弹性联轴器 1个 ;quGy3
t4=0.99; ` gss(o1}
滚动轴承 2对 v(: VUo]H
t2=0.99; YRYrR|I
圆柱齿轮闭式 1对 b7>; UX
t3=0.97; >_F& oA#
V带开式传动 1幅 n Isi
t1=0.95; CJu;X[6
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 $%t{O[ (
t5=0.98; b-O4IDIT
则 \C<rg|
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 D!Gm9Pa}
故 D 'u+3
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 -%t0'cKn,
（3）电动机额定功率Ped +Nza@B d
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 Pc(2'r@#
3）电动机的转速 9J|YP}%
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， Yd<~]aXM
可选电动机的最小转速 u j:w^t ][
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min A?7%q^;E
可选电动机的最大转速 NK4 ven7/
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min C#r`oZS1
同步转速为960r/min T\WNT#My
选定电动机型号为Y132M1－6。 @DUdgPA
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 - B4v1{An
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 Maxnk3n
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 QyN ~Crwo
C>03P.s4c
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm wR4 P0 [
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 2;&13%@!
UwM}!K7)G
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 2fLd/x~
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 .(hb8 rCM
1）传动装置总传动比 VA thQ<
nm=960r/min; 43)9iDmJ8<
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 ,
m\0IgZdz
2）分配各级传动比 BT#>b@Xub
取V带传动比为 Q72wg~% w
i1=3; ^y3\e
则单级圆柱齿轮减速器比为 fwnpmuJ
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 2+P3Sii
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 vV'^HD^v
4．计算传动装置的运动和动力参数 k}O|4*.BT
1）各轴转速 h KT:@l*
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 2$Ji4`p}S
n0=nm; +Va?wAnr
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min XnY}dsS O
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ' w!gQ#De
i&3 0n#
2）各轴输入功率 ^GAdl}
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 SB'YV#--
P0=Ped=4kw b OFLI#p&
轴I 的功率 E*I]v
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw FEZ6X
轴II功率 M$?6
'
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw m@Nx`aS?
3）各轴转矩 \I'Zc]
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm X @Bpjg
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 7 E5Dz7
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm ~pA;j7*
二、设计带轮 (g)@wNBW
1、计算功率 ]T l\9we
P=Ped=4Kw "@?|Vv ,vn
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 e>> G4g
查课本表8－10，得KA=1.1; UbibGa=
)
计算功率 ^hHeH:@
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 0B4(t6o
2选择普通V带型号 Y) h%<J
n0 =960r/min #-Rz`Y<&
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 n>0dz#
d1=80~100 y;Zfz~z
3、确定带轮基准直径 +{%4&T<nHw
表8－11及推荐标准值 iy#OmI>j
小轮直径 {l11WiqQH
d1=100mm; /T(\}Z
大轮直径 1b7xw#gLx
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm !bcbzg2d&
取标准件 &+j^{a
d2=355mm; xI4I1"/
4、验算带速 9aU:[]w
验算带速 ._&lG3'
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s HV9Sd JOf
在5~25m/s范围内 ,?`1ve_K<
从动轮转速 pu:D/2R2;k
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s :|M/+XPu
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s D,n}Qf!GYk
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 (K6`nWk2
=-0.0141 W^ :/0WR
5、V带基准长度和中心距 oyt //SE
初定中心距 ZQkw }3*n
中心距的范围 jDX<iX%e
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 1 (i>Vt.+
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm Vrj1$NL%
a0=350mm; euhZ4+
初算带长 8-"5|pNc
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 NN 6KLbC(
Lc = 1461.2mm E.`d k.
选定基准长度 $uw+^(ut
表8-7,表8-8查得 LZ)m](+M
Ld=1600mm; l>UUaf|O
定中心距 e^NEj1
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm eM+;x\jo?
a=420mm; D w=Z_+J
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 1bJ ] 3\
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm &7w>K6p
6、验算小带轮包角 :#[_Osmf(
验算包角 :d guQ|e
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a E)O|16f|>
145.2107 >120度 故合格 9I\3T6&tr
7、求V带根数Z | NU0tct^
由式（13-15）得 eAsX ?iaH
查得 n1=960r/min , d1=120mm x"8ey|@&,
查表13-3 P0=0.95 paNw5]
-
由式13-9得传动比 v$m[#&O^V?
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 *sB-scD
查表（13-4）得 7+a%ehwU
mp,e9Nd;
由包角145.21度 ES\Q5)t/fo
查表13-5得Ka=0.92 = b<<5N s
KL=0.99 "'!%};
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 LBkc s4+
8、作用在带上的压力F "b>KUzuYT
查表13-1得q=0.10 v"r9|m~ '
故由13-17得单根V带初拉力 T]6 c9_
[9O~$! <%
三、轴 , ![D u::1
初做轴直径： q[7d7i/r6
轴I和轴II选用45#钢 c=110 T1Q sW<*j
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm C5+` <
取d1=28mm nF<y7XkO
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm % R|"Afa=
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 M7DLs;sD
取YL10YLd10联轴器 %A62xnX
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 :@ E1Pun?
取d2=45mm 4`6c28K0?
四、齿轮 QM Z Ut
1、齿轮强度 ;}W tJ&y=M
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 IE)"rTI)b
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 v1nQs='
因 ， < m enABN4
SH1=1.1， SH2=1.1 TH>?Gi) "
， (9}eF)+O
， qB F!b0lr
因： ， ，SF=1.3 I/HV;g:#
所以 yQZ/ ,KX
r]8x;v1
b0YiQjS6>
2、按齿面接触强度设计 3e%l8@R@
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 Or+*q91j
小齿轮上的转矩 (/U)> %n
按 计算中心距 ahNX/3; y
u=i=5.333 LZr0]g{Pu/
mm %o@['9U[j
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 UZje>. ~?
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 7}ws
|4Y
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ]$~ Fzs
齿宽b= heL$2dZ5H
b1=70mm,b2=60mm %j'G.*TD
3、验算弯曲强度 o)%-l4S
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 "x(>Sj\%I
按式（11-8）轮齿弯曲强度 =.36y9Mfo
K`QOU-M@}
lt{lpH
4、齿轮圆周速度 rQ~ \~g[tP
JF~1' "_f:
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 sI&i{D
~u /aOd
s\'y-UITi1
`DLp<_z>
GilQtd3\
C4QeDvpI
erx 5j\
J~Cc9"(
五、轴校核： w9RF2J
d/D,P=j"
hv+|s(
k"xGA*B|
DR:8oo&E
}p~OCW!
$hkq>i \
.sM <6;
X'fuF2owd
Z_H?WGO
M.>^{n$
z
S6v!GQ
S4cpQq.
5Sr4-F+@%
D.'h ?^ kA
25 CZmsg
iI5+P`sE&J
v" }WP34
圆周力Ft=2T/d1 :e*DTVv8
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 t3PtKgP-6
d=mz=2.5*101=252.5mm eR:b=%T8
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N [SVhtrx|%
Fr=5852.5*tan20=2031.9N C ye
T]y
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 ,7GWB:Sk
由Fr2*L-Fr*L/2=0 %$@1FlqX;
得Fr2=Fr/2=1015.9N z{9=1XY
f-;$0mTQ
2、求水平平面的支承力 I>PZYh'.T
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N TZ[Zm
1y
J5l,q
LL&ud_Y
3、画垂直面弯矩图 Cyq?5\ a
L=40/2+40/2+90＋10=140mm ~q)u(W C|
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm JB3 "EFv
M=O Cz gj
{7* >Cv}
4、画水平面弯矩图 E<tK4?i"
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm lVz9k
`v d= ec
<$%X<sDkq
x2co>.i
5、求合成弯矩图 WJ |:kuF
rcV-_+KE(B
^$v3eKA
n]Zk;%yL
6、求轴传递转矩 e,>%Z@92(
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm NYwR2oX
~@T <gA9V
* z'8j
%SrM|&[
J'b<z.OW
# 2RiLht
L*h{'<Bz
s,6`RI%
!*aPEf270
rYY$wA@
X&M4MuL
{o0qUX>[
9T7e\<8"vC
Qck| #tc
UDy(dn>J:J
w]u@G-e
OoBCY-gj*
)[L^Dmd,
G,f-.
"T2"]u<52
J NVr
7、求危险截面的当量弯矩 ]}Z4 P-"t
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 z0%\OhuCcf
轴的扭切应力是脉动循环应力 MZV_5i@:
取折合系数a=0.6代入上式可得 !ErH~<f%K
)? =Y T
8、计算危险截面处轴的直径 b0v:12q
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 T f4tj!t-
由表13-3查得许用弯曲应力 ， >(r{7Qg
所以 /ASaB
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 *T`-|H*6@
故d=1.04*25.4=26.42mm S?ujRp
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ~Y P Jez
所以此轴选d=40mm,安全 < IJu7t>
六、轴承的选择 uR;gVO+QC
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 UlcH%pxTt1
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 6"/WZmOp
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） fX~'Zk\u
因为大修期三年，可更换一次轴承 >j*;vG5T
所以取三年 `'I{U5;e
由公式 h6_(?|:-(
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) 5| B(\wqG
（深沟球轴承系列） jN31hDg<z
H
3@Z.D
由附表选6207型轴承 fu[K".
七、键的选择 ^qGb%! l
选普通平键A型 7O5`v(<9n>
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 O`G/=/ GZ
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm KLoE&ds
由公式 j.e0;!
(L}
所以 @"-</x3o
选变通平键，铸铁键 k o;>#::
= ?D(g
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 8:=n*
八、减速器附件的选择 *NFg;<:j
1、通气器： ;-P)m
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 rxn Frx
2、油面指示器： U b1hHA*)
选用油标尺，规格M16 ?BA]7M(,4
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 fhPkEvJ
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 mw$r$C{
5、窥视孔及视孔盖 K6/ @]y%Wr
选用板结构的视孔盖 Q?b14]6im
九、润滑与密封： :W#r huzC
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： YB<*"HxM)}
fmqb` %
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。 C+[%7vF1
2、滚动轴承的润滑 ) J]9 lW&y
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。 [^CV>RuO
3、润滑油的选择 1 `^Rdi0
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 ca i <,3H
L-AN15润滑油 <+MyZM(z>
4、密封方式选取： 5oEV-6
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。 dr)YzOvba
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 A?_ =K
设计小结： S/|,u`g-
二、课程设计总结 NBl+_/2'w
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!-
0xl x
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。 *eI)Z=8
)?_#gLrE6
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。 &'cL%.
X%z }VA
特别感谢—程莉老师。 ojYbR<jn9
mxor1P#|
参考资料目录 ! cKz7?w
[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； Lg8nj< TF
[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； ^` un'5Vk
[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； mc=LP>uoS
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 4XVCHs(
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn 3bO(?l`3h
R1Sy9x .
COH<Tj
:0Z^uuk`gq
"KcA
Nw=60.0241r/min c/c$D;T
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P2=3.6491Kw sCu+Lg~f
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kHqzt g
T0=39.7917Nm Zy09L}5 9P
T1=113.4063Nm +Y+Y6Ac[}
T2=589.5878Nm Zc?ppO
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