目 录 vM`~)rO@!
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 I:$"E%
>=
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ."mlSW"Wm
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 Mw^ *yW
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 <> =mCZ2
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 rLF*DB3l
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ssl&5AS
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 #3MKH8k&~
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 qn"K9k
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 }c|U X
ZW
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 AhxGj+
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 3nFt1E
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 n?E}b$6
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 f z}?*vPW
u7=T(4a
&5Y_>{,
1.拟定传动方案 - k`.j
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 ]ii+S"U3
v=1.1m/s;D=350mm; z%: )
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) &[j]Bp?
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 ?C Y1]d
2.选择电动机 'fY9a(Xt.
1）电动机类型和结构形式 8&E}n(XE
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 CMl~=[foW
2）电动机容量 WY>Knp=
（1）卷筒轴的输出功率Pw *Km7U-BG
F=2800r/min; &erm`Ho
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 2]ti !<
(2)电动机输出功率Pd g`?:=G:a*
Pd=Pw/t tu}>:mk
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 zxKC VRJ
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： Gi7RMql6Q
弹性联轴器 1个 eb M{OI
t4=0.99; n&!+wcJ;Yt
滚动轴承 2对 8MZ$T3IM
t2=0.99; C2/}d? bki
圆柱齿轮闭式 1对 A3+6 #?:;
t3=0.97; ycX{NDGs
V带开式传动 1幅 J (iV0LAZb
t1=0.95; k4y}&?$B
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ` |Fp^gM
t5=0.98; '6S %9ahE
则 {-WTV"L5*2
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 L`3n2DEBf
故 q#[`KOPV
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 TlRk*/PlJ
（3）电动机额定功率Ped VKrShI
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 '3;v] L?G
3）电动机的转速 s<7 XxQ
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， Fp VV4D
可选电动机的最小转速 oNYZIk:
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min h? j_Ry
可选电动机的最大转速 >i~^TY-&
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min fL6e?\Pw
同步转速为960r/min Yc#IFmC}
选定电动机型号为Y132M1－6。 MCnN^
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 OhwF )p=
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 U^_D|$6
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 RE A;x-u*
>K:u ?YD [
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm !% S 4 n
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 /A07s [L
m5-9yQ=.
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 GYK\LHCPd
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 QLr9dnA
1）传动装置总传动比 srmKaa|
nm=960r/min; ClQe4uo{
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 w^;DG
2）分配各级传动比 :.nRN`e
取V带传动比为 W{Z^n(f4
i1=3; OO-k|\{ |
则单级圆柱齿轮减速器比为 7"Mk+'
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 7%d8D>uw8
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。 ^T079=$5
4．计算传动装置的运动和动力参数 8 ws$k\>
1）各轴转速 f
j<H6|3
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 _vl}*/=Hc
n0=nm; `;%Z N
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min $a#H,Xv#
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 8r:M*25
. 6.^ G
2）各轴输入功率 ;=~Xr"(/z
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 G0d&@okbFC
P0=Ped=4kw p 2 ! FcFi
轴I 的功率 1r9 f[j~
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 9-lEt l%
轴II功率 aV|9H
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw \N6\v5vh
3）各轴转矩 +%#8k9Y
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Qvqqvk_tv
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 2 y8~#*O
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm I.V:q!4*
二、设计带轮 h @/; `E[
1、计算功率 V 3s L;
P=Ped=4Kw i[nF .I5*f
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 WES#ZYtT
查课本表8－10，得KA=1.1; 6mPm=I[oh
计算功率 S~yR5cb
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw ejePDgi_[
2选择普通V带型号
}31Z X
n0 =960r/min r4{<Z3*N
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 2F+gF~znQ
d1=80~100
9
[Y-M
3、确定带轮基准直径 N4{nG,Mo ]
表8－11及推荐标准值 P3o @g kXP
小轮直径 (q;bg1\UK
d1=100mm; -Zc![cAlO
大轮直径 Op}ZB:
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm !xK=#pa
取标准件 PuCc2'#
d2=355mm; m&Y i!7@(
4、验算带速 % dttE)oH?
验算带速 pGGmA;TC1
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s nzsl@1s
在5~25m/s范围内 wWjG
JvJ
从动轮转速 3S~(:#|
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s gNj7@bX~
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s o( G"k
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 M\oVA=d\0
=-0.0141 l54
m22pfv
5、V带基准长度和中心距 -j`LhS~|
初定中心距 c$H+g,7xQ-
中心距的范围 x\\7G^$<h
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm Zq"7,z7
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm +l 0g`:
a0=350mm; {ERMGd6Jp
初算带长 { |<"C?
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 l|"6yB |
Lc = 1461.2mm /n{1o\
选定基准长度 :8f[|XR4\N
表8-7,表8-8查得 %,V
YiW0
Ld=1600mm; nb , 2,H
定中心距 `'4 )q}bB
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm N|Cs=-+
a=420mm; W<,F28jI3v
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm f@ ` *>"
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Lxe^v/LsT
6、验算小带轮包角 Oe !6){OG)
验算包角 @!%n$>p/V
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a :1wr VU-?h
145.2107 >120度 故合格 HEF?mD3h
7、求V带根数Z #/-_1H
由式（13-15）得 p3x?[ Ww
查得 n1=960r/min , d1=120mm 4Y ROB912
查表13-3 P0=0.95 ?UZ?NY
由式13-9得传动比 E5GJi
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 p~jlx~1-]
查表（13-4）得 7[#xOZT
x?,9_va]
由包角145.21度 kuMKX`_
查表13-5得Ka=0.92 xTV{^=\rS
KL=0.99 t;q7t!sC]
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 wa09$4>_w
8、作用在带上的压力F iLX_T]1
查表13-1得q=0.10 R)8s
故由13-17得单根V带初拉力 msx-O=4g
F2I 5q C/
三、轴 ?+C V1 ]
初做轴直径： qYB~VE03
轴I和轴II选用45#钢 c=110 n D6G
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm ](0mjE04<d
取d1=28mm sfD5!Z9 #1
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm F`+\>ae$h
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 wxQ>ifi9Z
取YL10YLd10联轴器 WrGK \Vw[
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 I*|P@ 0
取d2=45mm /pH(WHT+/H
四、齿轮 b~Y%gC)FR
1、齿轮强度 H=c`&N7E
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 2)0b2QbQ
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。 #; VA5<M8
因 ， /YKMKtE
SH1=1.1， SH2=1.1 !X^Ce)1K
， n(ir[w#,]"
， :<S<f%
因： ， ，SF=1.3 )r6E W`$
所以 ~f>2U]F>5
s|yVAt|=
wTq{ sW&
2、按齿面接触强度设计 8F5|EpB9M
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 47B y`Jh71
小齿轮上的转矩 pHE}ytcT
按 计算中心距 2?7(A
u=i=5.333 Y$
Fj2nk+
mm k# >hg#G
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 zd %rs~*c
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 -6~' cm
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm dbdM "z 4
齿宽b= } (FPV*mS
b1=70mm,b2=60mm k-LEI}h
3、验算弯曲强度 ~W0(1#
i
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 aE VsU|
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ,T{<vRj7_
vRQ Os0F;
yJ x ?M
4、齿轮圆周速度 @\P4/+"9
^V*-1r1
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 BzJ;%ywS
qi[Z,&
kQ>^->w
GRqT-/n"
|pZUlQbb
P A;6$vqX
CON0E~"
1`bl&}6l|E
五、轴校核： <X7\z
Of}|ib^t
m}j:nk
/1w2ehE<
j+4H}XyE
R=j% S!
F'm(8/A $
yl&UM
qI(
'\q f^?9
\Gp*x\<^Z
r{?Ta iK
,YYVj{~2
|`d0^(X
v;1F[?@3Y
&} 6 KPA;
T(?HMyg3
v 4/-b4ET
C#pZw [
圆周力Ft=2T/d1 TCKu,}s
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 FqFapRX66Z
d=mz=2.5*101=252.5mm N 5zlT
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N d(`AXyw
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 9O*_L:4o
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 &^&zR(o`
由Fr2*L-Fr*L/2=0 Mj=$y?d ]
得Fr2=Fr/2=1015.9N ./6<r OW
%qf V+^
2、求水平平面的支承力 y3u+_KY-
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N una%[jTc
sM[I4 .A3
1j-te-}"c
3、画垂直面弯矩图 Y/ ot3[
L=40/2+40/2+90＋10=140mm =WZqQq {
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm YcX/{L[9o
_,74)l1
eW'2AT?2H%
4、画水平面弯矩图 =:,xxqy
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm P,DC 7\
`/&SxQB<
+k<w!B*
~ (On|h
5、求合成弯矩图 `Pn[tuI O
`Hx~UH)
T\s)le
RC#C\S6
6、求轴传递转矩 :wqC8&V
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm S8Fmy1#
LA3<=R]
Q?t^ @
3oZ=k]\
rZPT89M6
[k$*4 u >
T^<>Xiam
rX7QbAB
w2O!M!1
ZSy?T
2L_6x<u'
AwUi+|7r])
3VnQnd E
gwd (N
rx"s!y{!-
b
IW'c_
,
w9RS)l2FQ
E`H$YS3o
q@5K6yE
5l-mW0,MK
5v)(8|.M
7、求危险截面的当量弯矩 ^>y@4q B
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 22P$ ~ch
轴的扭切应力是脉动循环应力 W,@
If}
取折合系数a=0.6代入上式可得 f&, {XZ
O#EV5FeF.
8、计算危险截面处轴的直径 e,_-Je
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 Fk;o E'"D
由表13-3查得许用弯曲应力 ， DD9 ?V}Yx
所以 m4E)qCvy
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 RyB~Lm`ZK%
故d=1.04*25.4=26.42mm ^04Q %,
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 g42)7
所以此轴选d=40mm,安全 ,fIe&zq
六、轴承的选择 gk BdR +
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 w6dFb6~R
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N [
=x s4=
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） v4miU;|\
因为大修期三年，可更换一次轴承 C${ S^v
所以取三年 E@ 05e
由公式 mV73
\P6K
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) tj]9~eJ-
（深沟球轴承系列） Xd E`d.
ik|-L8
由附表选6207型轴承 '1fNBH2
七、键的选择 t%zpNd2lk
选普通平键A型 l JP1XzN_
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 yL^UE=#C_
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm BG^C9*ZuP
由公式 8l?piig#
所以 {y] mk?j
选变通平键，铸铁键 zOEY6lAwI
SjjI r ^
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 1p v}]&X
八、减速器附件的选择 %u^ J pC{E
1、通气器： MC((M,3L
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 GT hL/M
2、油面指示器： u JR%0 E7!
选用油标尺，规格M16 Kz<@x`0
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 X1[CX&Am
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 .I VlEG0
5、窥视孔及视孔盖 ``,k5!a66\
选用板结构的视孔盖 M F6 0-VE
九、润滑与密封： z|7zj/+g
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： ]Fvm 7V
5F t5@UF~
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 t#nn@Yf
2、滚动轴承的润滑 YI-O{U
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 TvNY:m6.%
3、润滑油的选择 p2J|Hl|
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 #zrTY9m7
L-AN15润滑油 Z34Wbu n4
4、密封方式选取： M'`;{^ <
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 }~h'FHCC+
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 o]{uc,
设计小结： E| YdcS
二、课程设计总结 h=kQ$`j6
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。 sG~<M"znV
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。 6*l^1; U
T&T/C@z'R
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。 lT\a2.E
/sR%]q
|L
特别感谢—程莉老师。 ~.P O[hC
5!C_X5M
参考资料目录 B,z<%DAE
[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； P3
c\S[F
[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； /2{5;
[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； ]fnnZ
[3]《设计手册软件》，网络上下载； C 8#@+ Q.
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn o ]Jv;Iy@?
Y=Z1Tdxa|
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P2=3.6491Kw O[~x_xeW
W@L3+4
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T0=39.7917Nm .r|*Ch#;P
T1=113.4063Nm ]rd/;kg.S
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输送带速度 V=1.1 m/s Z!=Pc$?
滚筒直径 D=350 mm ; h(;(
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