目 录 wQ [2yq
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 #o y vsS8
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 WWE?U-o
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 pF"z )E|^
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 6;(Slkv
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 )]qFI"B7
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 !L3Bvb;Q
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 Pu
axS
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 cRU.
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 Zjo9c{\
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 bXC
0f:L
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 {v]>sn;P1
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 =
b)q.2'#
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 SB
\ptF
xR1g
8,kbGlSD
1.拟定传动方案 w_|WberU
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 $L`7(0U-
v=1.1m/s;D=350mm; %Yd}},X_E
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) mX |AptND
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。
QAb[M\G
2.选择电动机 _B W$?:)9
1）电动机类型和结构形式 Gl1`Nx0
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。 &+sO"j4<?r
2）电动机容量 AKA Ab~{
（1）卷筒轴的输出功率Pw c[",WB <9
F=2800r/min; 4>5%SzZT\3
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 KCC S7l/
(2)电动机输出功率Pd |AWu0h\keO
Pd=Pw/t Y1
-cz:
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 &ul9N)A
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： SXod r}
弹性联轴器 1个 '`3-X];p
t4=0.99; %FF
S&vd
滚动轴承 2对 1/#N{rZ
t2=0.99; z*9/ "M
圆柱齿轮闭式 1对 X.272q<.
t3=0.97; /H3,v8J@
V带开式传动 1幅 /n"A%6S
t1=0.95; IndNR:"g
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 $6'xRUx X
t5=0.98; .R-:vU880
则 =,0E3:X^
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 ^kXDEKm
故 <& +l;z
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 m?M(79u[
（3）电动机额定功率Ped vys*=48g
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 nh E!Pk
3）电动机的转速 *~:@xMa
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， j, G/[V
可选电动机的最小转速 h_A}i2/{
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min z%;\q$
可选电动机的最大转速 \8t g7Sdq
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min O-&n5
同步转速为960r/min s l PFDBx
选定电动机型号为Y132M1－6。 h h d n9n
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 kYR&t}jlCg
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 sxsM%Gb?H
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 Ws1<Jt3/."
%NAz(B
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm (p2\H>pTr
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 <B `=o O%o
6DR8(j)=[%
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 1C |j<w=i
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ^lQ-w|7(
1）传动装置总传动比 ' bT9AV%
nm=960r/min; m&$H ?yXW>
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 |"@E"Za^
2）分配各级传动比 G! 87F/
取V带传动比为 'wQ= b
i1=3; _6(zG.Fg
则单级圆柱齿轮减速器比为 v=`VDQWq
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 WrD2 0Q$9Q
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 ,-{j .
4．计算传动装置的运动和动力参数 riBT5
1）各轴转速 0[hl&7 Ab@
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 3~ZtA gih%
n0=nm; 6l> G>)
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min }'Z(J)Bg
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min gVI*`$
Ri-I+7(n!
2）各轴输入功率 ga ,yFw
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 TY8 8PXW
P0=Ped=4kw o 86}NqK
轴I 的功率 [S<DdTY9hZ
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw APLu?wy7s5
轴II功率 f|q6<n_nM
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw cJhf{{_oR
3）各轴转矩 ^iI^)
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm A+
f{j
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm klx4Mvq+/@
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm N.&K" J
二、设计带轮 H?aB8=)
1、计算功率 $h$+EE!
P=Ped=4Kw c/h ml4
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 z.jGVF4
查课本表8－10，得KA=1.1; F*NI s:3;
计算功率 r7IhmdA
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 'l;?P
2选择普通V带型号 r[?rwc^
n0 =960r/min [@\f 0R
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 tq*Q|9j7VG
d1=80~100 ,)Q mQ ^/
3、确定带轮基准直径 / _cOg? o
表8－11及推荐标准值 k5ZwGJ#r
小轮直径 c {852R
d1=100mm; $ &^
,(z9
大轮直径 sF|$oyDE
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm - 9Can4
取标准件 :]/ /{HF
d2=355mm; gF%ad=xm
4、验算带速 - jyD!(
验算带速 yV]-![`D
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s {bNnhW*qOu
在5~25m/s范围内 oZ8SEC "]
从动轮转速 )kd)v4#
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s bh_ALu^CSX
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s G's/Q-'[\
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 MDB}G
'
=-0.0141 QUe.v b^O
5、V带基准长度和中心距 R4v=i)A~Z
初定中心距 *%fOE;-?
中心距的范围 2HTZ, W
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm -,i1T(p1
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm /stED{j,
a0=350mm; |FNP~5v
初算带长 nnE@1X3
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 l,/5$ JGnk
Lc = 1461.2mm |fJ,+)_(
选定基准长度 F1+2V"~
表8-7,表8-8查得 !BY=HFT
Ld=1600mm; %v|,-B7Yx
定中心距 PC U6E9~t2
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm S\ li<xl
a=420mm; SKS [L f
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm "TxXrt%>A
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm xp39TiXJ*
6、验算小带轮包角 >?D rC /
验算包角 lS,Hr3Lz
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a "90}H0(+
145.2107 >120度 故合格 r>G$u
7、求V带根数Z
/!9949XV
由式（13-15）得 7'o?'He-.2
查得 n1=960r/min , d1=120mm /|\`NARI
查表13-3 P0=0.95 d5i /:
由式13-9得传动比 7 yi >G
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 Uvuvr_IP
查表（13-4）得 ~k J#IA
: i(h[0
由包角145.21度 L Cd c7
查表13-5得Ka=0.92 wY=ky629
KL=0.99 )Q\;N C=4
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 ,~3 sba
8、作用在带上的压力F xCQ<G{;C
查表13-1得q=0.10 B]hZ4.B1
故由13-17得单根V带初拉力 r|P4|_No
X%gJ, c(4
三、轴 @9L%`=]b^
初做轴直径： Npu;f>g0_
轴I和轴II选用45#钢 c=110 ` n _ Z
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm ` ^6}Dn
取d1=28mm /TB_4{
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm 9!R !H&
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 57oY]NT ?
取YL10YLd10联轴器 lE`ScYG
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致
t,H,* 2
取d2=45mm n gNg1zV/q
四、齿轮 Y<|L|b6
1、齿轮强度 6znm?s@~
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 5] F9o9]T
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 #{]=>n)j
因 ， zL_X?UmV
SH1=1.1， SH2=1.1 rkzhN59;
， Pq`4Y
K
， @ce4sSo
因： ， ，SF=1.3 L%BWrmg
所以 jQ[Z*^"}
iCc \p2p
fG.w;Aemv5
2、按齿面接触强度设计 'N}Wo}1r
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 kQ:2 @SOm
小齿轮上的转矩 !<~Ig/
按 计算中心距 hR?rZUl2M
u=i=5.333 {b+IDq`)=
mm a'A0CQ
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 A#p@`|H#B
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 Dg]i};
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Mc\lzq8\ 1
齿宽b= JlH|=nIaj6
b1=70mm,b2=60mm T^Z#x-Q
3、验算弯曲强度 '}}DPo V
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 &"CS1P|
按式（11-8）轮齿弯曲强度 2R_k$kHl
g VuN a)
a`{'u)@
4、齿轮圆周速度 5G2u(hx
=6 [!'K
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 aNwDMd^+
8cd ,SQ}y
!O.B,
2L\h+)
Xau.4&\d
A^m hPBT_
-ss2X
jrW7AT)\
五、轴校核： %?cPqRHJ ~
n%O`K{86
\Z~m6;
eygyVhJ
]:f1r8<3p
G9gvOEI/
nd?m+C&W
a:8@:d1T K
s}A]lY
w(@`g/b
Wqqo8Y~fq
?K]k(ZV_+Y
R@E FG%|`_
]A\n>Z!;
_l Jj 6=
6z(_ ^CY
|;].~7^
Z BYmA D
圆周力Ft=2T/d1 <>R7G)w
F
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 M\]E;C'"U
d=mz=2.5*101=252.5mm Nn^el' S'
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N i0 R =P [
Fr=5852.5*tan20=2031.9N l==T3u
r
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Hnaq+ _]
由Fr2*L-Fr*L/2=0 Ne4A
得Fr2=Fr/2=1015.9N 6$z UFIk
65}:2l2<
2、求水平平面的支承力 Xu
T|vh
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N {<i!Pm
hIw*do b
6-^+btl)#
3、画垂直面弯矩图 (O&b:D/Y
L=40/2+40/2+90＋10=140mm QR#,n@fE
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ;x RyONt
qR1ez-#K
{Cd*y6lI
4、画水平面弯矩图 < /}[x2w?]
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 57#:GN$E L
, 5/gNg
i7p3GBXh[
z6Hl+nq B
5、求合成弯矩图 EEaFi 8
B>'\g
O\2
]l\J"*"aB
fL@[B{XMM
6、求轴传递转矩 l yT~>.?{
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm <;Xj4
J
oo qNPLa
h?SUDk:2^
"44X'G8N
O [m+5+
H<q:+
R{WG >c
%>s y`c
T|=8 jt,
0 8U:{LL
R"tLu/S n
)i?wBxq'MA
6Y=$7%z
4~
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SAqX[c
N_T;&wibO
_LS=O@s^
Kg%_e9nj#
,,6e }o6
J" z8olV
7、求危险截面的当量弯矩 mO\6B7 V!
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 Hu;#uAnxQ
轴的扭切应力是脉动循环应力 |+[ bKqI5
取折合系数a=0.6代入上式可得 N#UyAm< 9
$}jSIn=~|t
8、计算危险截面处轴的直径 oZIoY*7IrQ
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 NQOdgp
由表13-3查得许用弯曲应力 ， o|UZdGu
所以 cLXMq"?C
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 :${Lm&J
故d=1.04*25.4=26.42mm g.veHh|;_
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 Mbi)mybM
所以此轴选d=40mm,安全 JU~l
六、轴承的选择 Xf.SJ8G
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 $V@IRBm
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N P B`94W
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） X0 9& S4
因为大修期三年，可更换一次轴承 gXF.e.uU
所以取三年 Ps TwJLY
由公式 M N#\P1
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) }3QEclZr
（深沟球轴承系列） `?La
>` t
|a
由附表选6207型轴承 UGAP$_j
]P
七、键的选择 x=9drKIw>
选普通平键A型 -()CgtSR
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 9]|cs
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm uu'~[SZlL
由公式 r% qgLP{v
所以 `~gyq>Ik2
选变通平键，铸铁键 JH2d+8O:qK
QV" |
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 sqsBGFeG
八、减速器附件的选择 xC{ W_a(
1、通气器： 0dXWy`Mn
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 x|1OGbBK
2、油面指示器： uNLA/hL+n
选用油标尺，规格M16 @ UX'(W
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 Yz[^?M%(D
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 g
}5lGz4
5、窥视孔及视孔盖 2 x t
8F
选用板结构的视孔盖 {&m^*YN/
九、润滑与密封： 0>>tdd 7
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： RtN5\
xMU4Av[{
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。 +1_NB;,e
2、滚动轴承的润滑 <& Y7Q[
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。 va| 1N/&
3、润滑油的选择 ss.wX~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 6 fL=2a
L-AN15润滑油 H71LJ fH
4、密封方式选取： tpU[KR[-
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。 [>v.#:YM^
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 +H8]5~',L%
设计小结： O*X ]oX
二、课程设计总结 [J wo,?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。 REli`"bR
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。 FG:(H0
3D(/k%;)
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。 )Z,O*u*
7gNJ}pLDx
特别感谢—程莉老师。 B&VruOP0
8.bdN]zn
参考资料目录 )|zLjF$
[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； B!4chxzUZ
[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； ,eW K~ pa
[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； Ho2#'lSKM
[3]《设计手册软件》，网络上下载； !0i
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn .]JG CTB3
Et}S*!IS
!#Ub*qY1Z
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P2=3.6491Kw }_Ci3|G>%D
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h#p[6}D
T0=39.7917Nm g`z;:ao
T1=113.4063Nm .mHVJ5^:4\
T2=589.5878Nm aU F{57,<
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输送带速度 V=1.1 m/s k+i0@G 'C(
滚筒直径 D=350 mm A4d3hF~ l`
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