目 录 JO0o@M5H
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 fn=A_
i
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 Q}OloA(+
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 .=TXi<8Brw
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 !C 05;x8{
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 +( 92}~RK
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 N`,\1hHMT
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 `G/g/>y
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 )\EIXTZY=
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 / \# f@Sg
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 $x+7.%1m)~
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 p\&/m
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 )!\6 " {
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 VOM@x% 6#c
?z#*eoPr
Vjv6d&Q
1.拟定传动方案 mV`R'*1UC
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 c/A?- 9
v=1.1m/s;D=350mm; 3&7? eO7*
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) oJr+RO
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。 $ %MgIy
2.选择电动机 1h?ve,$
1）电动机类型和结构形式 un_NBv}
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。 m^!j )\sM5
2）电动机容量 (,#m +
（1）卷筒轴的输出功率Pw jIT|Kk&]
F=2800r/min; )Bn
}|6`
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 Q| h$D~
(2)电动机输出功率Pd #jg-q|nd
Pd=Pw/t { qi #
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 GZu12\0nZ
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： O5-GrR^yt
弹性联轴器 1个 5(J?C-Pk
t4=0.99; Ovk=s,a)K
滚动轴承 2对 I V# 8W
t2=0.99; sV,Yz3E<u$
圆柱齿轮闭式 1对 H
Eq{TUTr
t3=0.97; pXO09L/nv
V带开式传动 1幅 h`\ $8 oV
t1=0.95; = NZgbl
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 V&:x+swt
t5=0.98; t e-xhJ&K
则 TS9<uRO0
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 qzbW0AM[M
故 ZAn @NA=
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 S,6/X.QBv
（3）电动机额定功率Ped T G$ #aX\'
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 h >D;QY
3）电动机的转速 n' V{
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， Slg *[r#
可选电动机的最小转速 JS^DyBXc
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min <hCO-r#
可选电动机的最大转速 ,4t6Cq!
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min 6CHb\k
同步转速为960r/min |{kbc0*
选定电动机型号为Y132M1－6。 $Bz};@
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 M9R'ON YAa
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 w B0vpt5f
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 FqA4 O U
#z.n?d2Gd
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 06^ /zr
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 o}:x-Y
sk3 9[9
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 FNH)wk
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 iZy>V$Aq
1）传动装置总传动比 8bdO-LJ9
nm=960r/min; Jk>vn+q8P^
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 5s3QN{h8
2）分配各级传动比 _-y 1>{]H
取V带传动比为 SXqB<j$.;
i1=3; E7 iAN\vo
则单级圆柱齿轮减速器比为 C_Q3^mLx
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Cd RJ@Lf
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 Jk(V ]
4．计算传动装置的运动和动力参数 T(x@ gwc
1）各轴转速 ca7Y+9<
;
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 mW'3yM
n0=nm; kh.P)h'9
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 0)d= '3S
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min T{Xd >
^@* `vz^_
2）各轴输入功率 *4%pXm;
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 8b'@_s!_
P0=Ped=4kw UU>+ b:
轴I 的功率 v; i4ZSV^A
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 3S+9LOrhY
轴II功率 >eG<N@13p
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw BZ Q}c<Nl
3）各轴转矩 7 nnF!9JOv
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm u>9` ?O44
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ? ld &}|W~
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm bVU4H$k
二、设计带轮 Og% Y._
1、计算功率 1!.-/
P=Ped=4Kw $L0sBW&
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 7BU7sQjs
查课本表8－10，得KA=1.1; tWy.Gz\
计算功率 X$6NJ(2G
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw Rmmu#-{Y
2选择普通V带型号 e&ysj:W5
"
n0 =960r/min ]Pe>T&
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 7!cLTq
d1=80~100 W=^.s> 7G
3、确定带轮基准直径 K\9 CW%W
表8－11及推荐标准值 m_0y ]RfG
小轮直径 u@e.5_:S)
d1=100mm; I?g}q,!]
大轮直径 *V',@NH#Os
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm Sk+XBX(}
取标准件 M;< !C%K>
d2=355mm; ~;CNWJtcf(
4、验算带速 2k<#e 2
验算带速 5GSc qY,aB
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s >R] M:Wx
在5~25m/s范围内 082iE G
从动轮转速 { DP9^hg
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s Ga02Z k
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ;GG,Z# \m
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 >D!R)W`
=-0.0141 *]U`]!Esp
5、V带基准长度和中心距 +_fFRyu>
初定中心距 7uc\AhOk6
中心距的范围 kll!tT-N-
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm QG?!XWz
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm %dPk ,Ylz
a0=350mm; Jfr'OD2$ %
初算带长 m0;j1- t
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 (K=0c 6M3=
Lc = 1461.2mm w*XM*yJHU
选定基准长度 mM&P&mz/D
表8-7,表8-8查得 GalSqtbmDt
Ld=1600mm; xP'0a
定中心距 1ygEyC[1
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 8% B_nVc
a=420mm; EF:ec9 .
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm ;]1t| td8
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm <rgK}&q
6、验算小带轮包角 6 agG*x
验算包角 +
GQ{{B
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a z[J= WI
145.2107 >120度 故合格 x K_UkB-$i
7、求V带根数Z V WZpEi
由式（13-15）得 t'eu>a1D
查得 n1=960r/min , d1=120mm w>f.@luO4
查表13-3 P0=0.95 ; &J>a8B$
由式13-9得传动比 'e]>l RZ
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 y%%VJ}'X!
查表（13-4）得 H( .9t uA
L @T/4e./
由包角145.21度 9*I[q[>9
查表13-5得Ka=0.92 ? aTH<
KL=0.99 3E d
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 4_-& PZ,d
8、作用在带上的压力F 6w &<j&V
查表13-1得q=0.10 rT4Q^t"
故由13-17得单根V带初拉力 j}.gK6Yq*
]>)shH=Yx
三、轴 j;}-x1R
初做轴直径： o`Z3}
轴I和轴II选用45#钢 c=110 `uPO+2
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm I-!7 EC2{!
取d1=28mm
iWjNK"W
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm l=XZBe*[g'
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 "vybVWEE
取YL10YLd10联轴器 Bv~^keuj3t
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 2H$](k?
取d2=45mm %52 e ^,//
四、齿轮 ;/+< N
1、齿轮强度 HqV55o5f'
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3
'v V t^h2
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 %_:L_VD@
因 ， `TO Xkt j
SH1=1.1， SH2=1.1 m_Hg!Lg
， UUWRC1EtI
， *bp N!2
因： ， ，SF=1.3 qfT9g>EF
所以 ;C*2Djb*n
^NU_Tp:2^
XixjdBFP
2、按齿面接触强度设计 90+V w`Gz=
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 aoW2 c1`?Z
小齿轮上的转矩 [.|& /O
按 计算中心距 AoGpM,W]5
u=i=5.333 X O?WxL9k]
mm />Zfx. Aj6
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 /[Fk>Vhp
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 pSQ2wjps
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm RvA "ug.*
齿宽b= ("=q-6$G
b1=70mm,b2=60mm l5 ^Q
3、验算弯曲强度 `_LQs9J0J
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 Bkq4V$D_
按式（11-8）轮齿弯曲强度 7n .A QII
c [M4 l
YYI0iM>
4、齿轮圆周速度 n, 2 p)#?
v,K um<oi?
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 *j(fk[,i
#"A`:bjG
BIMX2.S1o
rJf{YUZe
_^ {RtP#=
tC1'IE-h
IG}yGGn
- TH(Z(pB
五、轴校核： fGj66rMGw
=4x6v<
ecl6>PS$'
aC9iNm8w
NlhC7
Fi+ DG ?zu
u7J:ipyiq2
dh{py
~g[D!HV|yu
2@_3V_
>nehyo: #
sDgo G
hQ:wW}HWW
g Yh o$E
lgt&kdc%o
.I{u[
"
L1` ^M
p {qA%D
圆周力Ft=2T/d1 #Z]Cq0=
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 #l) o<Z
d=mz=2.5*101=252.5mm ,?K5/3ss
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N R ^@`]d X$
Fr=5852.5*tan20=2031.9N XH0Vs.w
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 }3
~*/30V
由Fr2*L-Fr*L/2=0 V=1yg24B<
得Fr2=Fr/2=1015.9N Qe7
SH{
k%-y \WM
2、求水平平面的支承力 [4;_8-[Nv
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N PCDvEbpG
!: vQg+S
\l[AD-CZPh
3、画垂直面弯矩图 g~|x^d^;|
L=40/2+40/2+90＋10=140mm Kzt:rhiB
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 8PeVHpZ
=RWY0| f
(ux9"r^g;x
4、画水平面弯矩图 3M^`6W[;
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm RAEN
&M
+N~{6*@uz,
. ;vd
[;to umv
5、求合成弯矩图 SzG
%%CXH_
5M 8
Iw$T'I+4W
Sxy3cv53
6、求轴传递转矩 geM`O|Np
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm x )q$.u+
2gvS`+<TP
=AHV{V~
f4X}F |!h
sdewz(xskj
Jx&+e,OST
>Zf*u;/dW$
03
v\v9<T
Y8mv[ +Z
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R.1o
(hY ^E(D
eEmLl(Lb
1mEW]z
oY @]&A^ah
</fTn_{2s8
G <*h,' B
b]8\% =d
ws]d ,]
d7kv
<YG
brn>FFAwO
9I|Q`j?p`
7、求危险截面的当量弯矩 +@rc(eOwvN
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 #)6
bfyi-
轴的扭切应力是脉动循环应力 sg]g;U
取折合系数a=0.6代入上式可得 "bjb JC&T
38J U-aq
8、计算危险截面处轴的直径 l4^8$@;s
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 52
DSKL
由表13-3查得许用弯曲应力 ， 8wS9%+
所以 F|WH=s3
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 :~ ,akX$
故d=1.04*25.4=26.42mm 61TL]S8
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 j!"N Eh78H
所以此轴选d=40mm,安全 ht 5:kt`F
六、轴承的选择 r2Q) Q
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 ~-(X\:z}
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N #|e5i9l*B
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 69C
ss'
因为大修期三年，可更换一次轴承 Ly/5" &HD
所以取三年 + d 6Jrd*
由公式 z<<aT
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) %x$mAOUv
（深沟球轴承系列） &cx]7:;
t`4o&vsj=
由附表选6207型轴承 X`daa G_l
七、键的选择 |1 LKdP
选普通平键A型 >LB x\/
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 D-5~CK4`
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm bNz2Uo!0K
由公式 /^Lo@672
所以 xJ|Z]m=d
选变通平键，铸铁键 a% 82I ::t
M$LzV}k
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 q/YO5>s15
八、减速器附件的选择 nHF
1、通气器： gq?~*4H
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 }Qvoms<k
2、油面指示器： ;
>>/}Jw\
选用油标尺，规格M16 +Sdki::
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ["?WVXCF8|
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 a<V* )
5、窥视孔及视孔盖 v]KI=!Gs
选用板结构的视孔盖 2HvzMo-4
九、润滑与密封： CW#$ %
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 2$QuR~
>z a= v
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。 _:;j)J 0
2、滚动轴承的润滑 p/uOCQ| 1l
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。 ?"q S%EH
3、润滑油的选择 D D
Crvl
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 7wc{.~ +
L-AN15润滑油 &@xeWB
4、密封方式选取： Hz<) a(r!J
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。 fYv{M;
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ! J@pox-t
设计小结： mkmVDRK
二、课程设计总结 j2|!h%{nI
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。 kOuQR$9s
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。
cY Ee`?*
5Bc)QKh`l|
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。 mJ5LRpXN
7dU7cc
特别感谢—程莉老师。 _.Bite^
OECXNx
参考资料目录 QCWk [Gx
[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； x5Ee'G(
[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； YPq`su7m9
[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； M+TF0c
[3]《设计手册软件》，网络上下载； P X<,/6g z
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn eL!G, W
>(HUW^T/9z
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|]H2a;vUJR
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Nw=60.0241r/min 6Gs,-Kb:
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n0=960r/min 8\V-aow
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n2=60.0241r/min /pge 7P
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P0=4Kw CM#EA"9
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P1=3.8Kw !S-hv1bE
7S7!
P2=3.6491Kw |zT0g]WH
-*Pt781
1*jL2P]D
T0=39.7917Nm %7@H7 ^s}9
T1=113.4063Nm gd ZVc9 _
T2=589.5878Nm AP7W) S
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