目 录 j `-y"6)
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 f(ec/0W
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 tf}Q%)`f
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 @T=HcUP)
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 &=t(NI$
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 U=1`. Ove
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 3ncvM>~g
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 fi@+sw fc
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 jc.Uh9Kc
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 {mr )n3
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 #a>!U'1|
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 >qGR^yvb
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 wI]>0geb*
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 :s9 85sEv
#)eJz1 ~
0 '2{[xF
1.拟定传动方案 e:D9;`C
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 * bC^X'
v=1.1m/s;D=350mm; yX Q;LQ;
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) _BA_lkN+D
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。 ^i k|l=
2.选择电动机 Uwil*Jh
1）电动机类型和结构形式 !oRm.c O
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。 v-aq".XQ
2）电动机容量 31\^9w__8
（1）卷筒轴的输出功率Pw t# {>y1[29
F=2800r/min; M|]1}8d?
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ee?ZkU #@
(2)电动机输出功率Pd S; <?nz3
Pd=Pw/t = "e um7
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 L#N.pd
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： &_^<B7aC'k
弹性联轴器 1个 I,uu>-
t4=0.99; ;|%JvptwW%
滚动轴承 2对 eBKIdR% k
t2=0.99; *N+aZV}`Z
圆柱齿轮闭式 1对 S.4YC> E
t3=0.97; uk/+
i`=
V带开式传动 1幅 V2* |j8|
t1=0.95; k.Nu(j "z
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 E%:zE Q
t5=0.98; "x^bl+_"
则 - +Dvyr
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 LX&P]{q KS
故 AWNd(B2o
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 U.0/r!po
（3）电动机额定功率Ped LP_F"?4
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 o/
5 Fg>d
3）电动机的转速 1"6k5wrIA
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， LK5H~FK
可选电动机的最小转速 8{<c qYCR
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min &3?yg61Ag
可选电动机的最大转速 mf' 1.{
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min X*q
C:]e
同步转速为960r/min ]YzAcB.R
选定电动机型号为Y132M1－6。 dEL"(e#0s4
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 .NC}TFN|
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 jU~%5R
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 []Ea0j Yu
8PS:yBkA|
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ?R} oXSVT
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 E e&$9 )t
c[7qnSH
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 "c*|vE
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 YTh4&wm
1）传动装置总传动比 dfcG'+RU}
nm=960r/min; :wAB"TCt0
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 A UV$ S2
2）分配各级传动比 k~dr;j
取V带传动比为 .>&fwG
i1=3; OK}"|:hrd
则单级圆柱齿轮减速器比为 q Q8l8
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 ~MO C r
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。 b2%[9) "I.
4．计算传动装置的运动和动力参数 w}b+vh^3Wy
1）各轴转速 o7seGw<$X
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 [9^e
u>)A
n0=nm; RJ44o>L4O
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min $)~]4n=
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min mY(
_-[W
XQ+hTtP
2）各轴输入功率 d:''qg z`
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即
n9Yk;D2
P0=Ped=4kw '3->G/ Pu
轴I 的功率 5?MvO]_
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 1gJ!!SHPo
轴II功率 Mw. +0R!T
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw )Cl&"bX
3）各轴转矩 0]~n8m B>
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm `-\ "p;Hp0
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm Hf iM]^
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm i=T/}c)
二、设计带轮 1P_bG47
1、计算功率 |9 3%,
P=Ped=4Kw iz(+(M
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 =qvU9p2o
查课本表8－10，得KA=1.1; 5KSsRq/8"
计算功率 (" %yV_R
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw cD6o8v4] ]
2选择普通V带型号 K~>kruO";
n0 =960r/min jp]JF h;3
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 JGe;$5|q8
d1=80~100 V'$
eun
3、确定带轮基准直径 ~k 3r $e@
表8－11及推荐标准值 =$Z'F<|d
小轮直径 }2@$2YR[
d1=100mm; .R,8<4
大轮直径 M e>'QVr
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm s@|?N+z
取标准件 qC &<U
d2=355mm; {UN z UaE
4、验算带速 6>Y}2fT}o3
验算带速 J :(l&
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 4hs4W,2!
在5~25m/s范围内 'Bx7b(xqk
从动轮转速 C@-JH\{\T#
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s ^ytd~iK8
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s F t}tIP7
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 j;
C(:6#J
=-0.0141 Y>+ D\|%Q
5、V带基准长度和中心距 n_<]9
初定中心距 ~gc)Ww0(Q
中心距的范围 Fk4 3sqU6~
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm rSk $]E ]Z
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm "n:9Jq Pb
a0=350mm; 83a
Rq&(R
初算带长 m[pz u2R
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 (2(hl-- 'n
Lc = 1461.2mm i/L1KiCLx
选定基准长度 [xC
(t]S-
表8-7,表8-8查得 oKac~}_KL
Ld=1600mm; `3-j%H2R
定中心距 UgP5^3F2
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm a
srkuAS
a=420mm; |&JL6hN
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm tv2dyC&a
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm OW>U 5 \q
6、验算小带轮包角 /dqKFxB 1
验算包角
P/Z o
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a MouYZI)
145.2107 >120度 故合格 =h) H`
7、求V带根数Z 0[] ;c$r<
由式（13-15）得 BSz\9 eT
查得 n1=960r/min , d1=120mm d2Y5'A0X
查表13-3 P0=0.95
- <sXvn
由式13-9得传动比 &}FYz8w 2/
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 +Il=gL1
查表（13-4）得 M3V[p9>
DM&"oa50
由包角145.21度 .UcS4JU
查表13-5得Ka=0.92 ~-6;h.x=
KL=0.99 TCEb z8ql
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 (_ T&2%
8、作用在带上的压力F TuU.yvkU
查表13-1得q=0.10
_#_Ab8#
故由13-17得单根V带初拉力 !EFd- fk
%(E6ADB
三、轴 $lqV(s
初做轴直径： =mZw71,
轴I和轴II选用45#钢 c=110 k"Is.[I?^
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm 0 kkiS 3T
取d1=28mm rT#QA=YB
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm iT%UfN/q=I
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 }fhVn;~}8
取YL10YLd10联轴器 rLnu\X=h$
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 !CWqI)=
取d2=45mm *8N~ Zmz
四、齿轮 /[q@=X&
1、齿轮强度 )fa
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 y.nw6.`MR
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。 8_lD*bEt
因 ， yE7pCgXt
SH1=1.1， SH2=1.1 v<)
}T5~r
， d_`Ze.^
， jK{MU) D+
因： ， ，SF=1.3 @MM|.#
~ T
所以 WO{N@f^
z23KSPo
'>6-ie^0
2、按齿面接触强度设计 IFgF5VG6g
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 __9673y
小齿轮上的转矩 Wp'\NFe 8
按 计算中心距 ~ce.&C7cR
u=i=5.333 *0U(nCT&m
mm O []+v
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 OLi;/(g
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 {T IGPK
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm n33SWE(
齿宽b= gk&?h7P"<
b1=70mm,b2=60mm >GcFk& x
3、验算弯曲强度 %~h'#S2X(
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 uYl ?Q
按式（11-8）轮齿弯曲强度 h<j04fj
pM=vW{"I/
gW, ET
4、齿轮圆周速度 'W#< 8eJo
LD NpEX~
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 uJWX7UGuz
v!x[1[
aql*@8
)m
1#@'U90xf
Ne[O9D
7
yG_#>3sD+%
|QY+vO7fxj
$^l=#tV
五、轴校核： -P?}
qy^j(
bw4b'9cK
JWBWa-
j ]P|iL
G'("-9
F 6Ol5
m Z5UaSG
qEpBzQ&gX6
Yl A=?
X
pQ>V]M
UX0tI0.tg
xXbW6aI"
QXrK-&fj u
wHCsEp(
YK- R|z6K
'FVT"M~
< (iOzn
1Tl("XV3
圆周力Ft=2T/d1 [L275]4n!]
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 {tM D*?C[6
d=mz=2.5*101=252.5mm C {Zv.+F
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N Qw ^tzP8
Fr=5852.5*tan20=2031.9N zf !c
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 <Du*Re6g
由Fr2*L-Fr*L/2=0 Fc]#\d6
得Fr2=Fr/2=1015.9N R S1oPY
Yv; aQF"a
2、求水平平面的支承力 O~S}u
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N +2g3%c0}
^J G}|v3$
w;_ D s
3、画垂直面弯矩图 u>eu47"n!
L=40/2+40/2+90＋10=140mm uqn Z
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ZQ:Y5 ph
l{R)y TO
p<jr&zVEc>
4、画水平面弯矩图 l ghzd6
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 5Q88OxH
o#Y1Uamkf
0 QpWt
s 6egd%r
5、求合成弯矩图
,i|f8pZ
v Zxy9Wmc
okv7@8U#p
@|@43}M]C-
6、求轴传递转矩 ieI-_]|[
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm K?>&Mr
b-Hn=e _
&td#m"wI
O^GX Fz^
<ZiO[dEV
RoTT%c P_
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8M|Q^VeT,1
l.BNe)1!22
I?"5i8E
bo2Od
m ";gD[ m
7、求危险截面的当量弯矩 4Y! v$r
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 UXP;'
轴的扭切应力是脉动循环应力 lySa J d
取折合系数a=0.6代入上式可得 .phQ7":`
Ir'f ((8:
8、计算危险截面处轴的直径 -}J8|gwwp
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 R32d(2%5K
由表13-3查得许用弯曲应力 ， [OcD#~drO
所以 DkIF vsLK
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 Jj " {r{
故d=1.04*25.4=26.42mm )N<!3yOz
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 j66@E\dN
所以此轴选d=40mm,安全 <G >PPf}
六、轴承的选择 *v+ fkg
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 }>w4!
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N \K6J{;# L
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） S\A[Z&k 0
因为大修期三年，可更换一次轴承 wu')Q/v
所以取三年 Z ux2VepT
由公式 s<b7/ ;w'
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) wLbngO=VG
（深沟球轴承系列） St`m52V(5X
B^9 #X5!
由附表选6207型轴承 7 SZR#L
七、键的选择 ;j=1 oW
选普通平键A型 B pT&vbY
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 9x!y.gx
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm keOW{:^i
由公式 9YABr>
?
所以 Ox Z:5ps
选变通平键，铸铁键 B}X#oA
fsd>4t:" \
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 $}$@)!-
八、减速器附件的选择 |xm|Q(PG
1、通气器： ;^]A@WN6_
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 Y>~JI; Cu`
2、油面指示器： Mk[`HEO
选用油标尺，规格M16 /3]|B%W9
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 pZxL?N!
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 $ *A3p
5、窥视孔及视孔盖 d}_c (
选用板结构的视孔盖 @_3$(*n$~
九、润滑与密封： lQ"i]};<D
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： v=VmiBq[
?W_U{=anl
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。 !`lqWO_/
:
2、滚动轴承的润滑 _ GSw\r
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。 #cS,5(BM
3、润滑油的选择 9 NQq=@
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 wjOAgOC
L-AN15润滑油 n bk(F D6
4、密封方式选取： CN(4;-so)
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。 sdQv:nd'R
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 (_ah~VnO
设计小结： h>0<@UP
二、课程设计总结 ,~(}lvqVH
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。 u2-7vudh
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。 4sjr\9IDC
}3w b*,Sbz
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;D3lbqE
6a? p?I K^
特别感谢—程莉老师。 (p=GR#
vWs c{9
参考资料目录 !`o:+Gg@
[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； {LHe 6#
[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； X>7]g670@
[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； 9'g{<(R]
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 7"p s#)O
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn XWpnZFjE
~79Qg{+]N
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P0=4Kw yxG:\y
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P1=3.8Kw B%eDBu
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P2=3.6491Kw @[5_C ?2
M$&WM{ Pr^
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T0=39.7917Nm 49xp2{
T1=113.4063Nm rb *C-NutE
T2=589.5878Nm CQBT::
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