目 录 G|V\^.f<
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 o_3*;}k8
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 Q
%y,;N"ro
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 x!`KhTu`_A
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ul$omKI$}
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 F#^L9
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 777rE[\@b
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 L
B<UC?e
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 P09,P
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 Xiw@
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 G)4SWu0<t
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 `
Rsl]
GB
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 tKX}Ok:V%
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ip674'bq7R
s%bUgO%&
l"?]BC~
1.拟定传动方案 ,aYU$~ o#
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 Fi/jR0]e2
v=1.1m/s;D=350mm; ? AT (S
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 6,3}/hgWJ$
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。 @Z"?^2
2.选择电动机 `_ 0)kdu
1）电动机类型和结构形式 "p`o]$Wv
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 Djyp3uUA/
2）电动机容量 m"q/,}DR
（1）卷筒轴的输出功率Pw
Bjtj{B
F=2800r/min; +yiU@K).0
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 CY5w$E
(2)电动机输出功率Pd #9INX `s-
Pd=Pw/t "C& J wm?
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 +L n M\n
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： M-vC>u3Y
弹性联轴器 1个 VZIKjrKs
t4=0.99; a /QIJ*0
滚动轴承 2对 H[Cj7{ V
t2=0.99; #[Z< =i~C
圆柱齿轮闭式 1对 {DSyV:
t3=0.97; .dt#2a_5q
V带开式传动 1幅
22PGWSQ
t1=0.95; c'xUJhEL
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 )'=V!H#U*
t5=0.98; . byc;9M%
则 htQ;m)>J:
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 7
s7}?l9
故 3 L*+ 8a
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 ~.FnpMDY
（3）电动机额定功率Ped rAL1TU(vm
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 A}gYcc85Z
3）电动机的转速 6(,ItMbI
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， QaIi.* tic
可选电动机的最小转速 CJ0$;et
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min bd.j,4^
可选电动机的最大转速 "Jf4N
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min k"0%' Y
同步转速为960r/min 9x4wk*z
选定电动机型号为Y132M1－6。 JXlTN[O
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 )Kxs@F
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 RFh U#
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ;B*L1'FF%t
\f6lT3"VN
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm <\+Po<)3 j
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 b_q! >&c
8 f|9W%jt
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 %f_FGh
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ]~$c~*0g
1）传动装置总传动比 md.*
nm=960r/min; ?`z a-+<r<
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 sV]i /B
2）分配各级传动比 ~}epq6L>
取V带传动比为 5%EaX ?0h+
i1=3; ZCj >MA
则单级圆柱齿轮减速器比为 Rd`{qW
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 '\Qf,%%.
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。 ;|Y2r^c
4．计算传动装置的运动和动力参数 Ar\IZ_Q
1）各轴转速 I|GV
:D
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 6wa<'!
n0=nm; { +i; e]c
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min s4^[3|Zrr0
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min f<Va<TL6-
"(9=h@@Y"
2）各轴输入功率 hz&^_ G6`
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 B.h0" vJ
P0=Ped=4kw u]ZqF *
轴I 的功率 jI@bTS o
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ]H @v
轴II功率 F!
|TW6)gv
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw U@ 1#!ZZ6
3）各轴转矩 %iHyt,0v2
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Tb>IHoil
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ,e}mR>i=e
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm J R 8 Z6
二、设计带轮 " 8~f
1、计算功率 C D XB&%Sr
P=Ped=4Kw 3Yn:fsy
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 q g) Af
查课本表8－10，得KA=1.1; Dx9$H++6$X
计算功率 ^EnNbFI
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw p{\q SPK
2选择普通V带型号 sDz )_;;%
n0 =960r/min >[ A6 5 q'
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 U'f$YVc
d1=80~100 d;@E~~o?B]
3、确定带轮基准直径 e<i sm?WG
表8－11及推荐标准值 T%N~oa
小轮直径 Rx@%cuP*
d1=100mm; wN/*|?`Z
大轮直径 .j'@K+<45
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 9-X{x95]
取标准件 M ,. 0[+
d2=355mm; Q6s5#7h'"
4、验算带速 E@\d<c.
验算带速 if gr<QlG
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s y \mutm
在5~25m/s范围内 USHlb#*
从动轮转速 SNopAACf1
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s e0G}$
as
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ebl)6C
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 U{U:8==
=-0.0141 mE3SiR "
5、V带基准长度和中心距 R
&1mo
初定中心距 R-2F Nl
中心距的范围 [F BC z>
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm E)rOlh7
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm W>t&N
a0=350mm; $9
&Q.Kpq>
初算带长 G{&yzHAuae
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ci{9ODN
Lc = 1461.2mm E9 Qd>o
选定基准长度 ZmYSi$B
表8-7,表8-8查得 lN][xnP
Ld=1600mm; ' Z(MV&
定中心距 `K@df<}%*,
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm GtAJ #[5w
a=420mm; yccuTQvz
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 6S& =OK^
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm \h'E5LO
6、验算小带轮包角 GWA!Ab'<U
验算包角 >TQBRA;'
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 9$ \;voo
145.2107 >120度 故合格 ac+k 5K+
7、求V带根数Z I ]WeZ,E
由式（13-15）得 ?( dYW7S
查得 n1=960r/min , d1=120mm #?b^B~ #
查表13-3 P0=0.95 zw%n!wc_\
由式13-9得传动比 4, *^ QK
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 7gdU9c/q,
查表（13-4）得 skC|io-Zv
H-\ {w
由包角145.21度 LGo@F;!n
查表13-5得Ka=0.92 GJ^]ER-K
KL=0.99 _ \y0 mc4
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 !7"K>m<
8、作用在带上的压力F l_j<aCY?|
查表13-1得q=0.10 *3etxnQc
故由13-17得单根V带初拉力 R6WgA@Z|r
>kDd WgRQ
三、轴 [K4+G]6
初做轴直径： UmD-7Fd
轴I和轴II选用45#钢 c=110 X\$W'^ np
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm &8_#hne_
取d1=28mm k vgs $
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm V^$rH<
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 S'-`\%@7
取YL10YLd10联轴器 ,b.4uJg'
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ^ Mvsq)
取d2=45mm ?:''VM .
四、齿轮 (HrkUkw
1、齿轮强度 ";S*[d.2tA
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 ch,Zk )y:_
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。 : ! iPn%
因 ， }fZ =T4r
SH1=1.1， SH2=1.1 Pq J*
， c%LB|(@j{
， >eG&gc@$1$
因： ， ，SF=1.3 `j!2uRFe>
所以 yL3<X w|
H T,kx
{EoyMJgz
2、按齿面接触强度设计 ZAM+4#@
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 Zqs-I 8y
小齿轮上的转矩 YT(1
"{:
按 计算中心距 @<TfA>*VJ
u=i=5.333 4wj|
mm hte9l)
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 5 *pN<S
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 aEqI51I
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ~h^}W$pO
齿宽b= AIxBZt7{b
b1=70mm,b2=60mm t-4 R7`A<
3、验算弯曲强度 `)C`_g3Ew
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 $H:h (ia:
按式（11-8）轮齿弯曲强度 v.LUK
F/ od,w9_
FPUR0myCU
4、齿轮圆周速度 B% g :Z
Qhr]eu;z
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 ExP25T
|o=\9 :wV
-J7 , Nw
.SV3<)
H Fx"fT
AB &wn>q
!4,xQ ^
o`8+#+@f7
五、轴校核： :0j`yo: w
AUjTcu>i
'kg]|"M
#Xw[i
L%O8vn^3
~W *j^+T"
l
75{J xZX
U9fF ;[g
yqb <<4I
U6'haPlOk%
/ >. X+N
p+s PCF
ecZOX$'5
s&`XK$p
YB3=ij!K
M@X#[w:
dlzamoS@AR
9c % Tv
圆周力Ft=2T/d1 1LIV/l^}f
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 RrpF i'R
d=mz=2.5*101=252.5mm kBT}Siw
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N A}Dpw[Q2@8
Fr=5852.5*tan20=2031.9N y W(+?7U
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 0\ w[_H
由Fr2*L-Fr*L/2=0 U u:v4a
得Fr2=Fr/2=1015.9N 5
^z ,'C
]a |;G
2、求水平平面的支承力 GXlg%
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N gG;W:vR }l
:Fd9N).%
Vi T 5Jn7
3、画垂直面弯矩图 {bW3 %iU
L=40/2+40/2+90＋10=140mm <a[8;YQC
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm M>gZVB,eP>
b{>dOI*.}
;L%~c4`l~m
4、画水平面弯矩图 ^|{fB,B
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm AX RNV
xLK 0~|_#!
sLqvDH?V
s'Q^1oQM2h
5、求合成弯矩图 "I FGW4FnL
E(LE*J
{1DYXKe
r K)
6、求轴传递转矩 aB! Am +g
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm I 8;[DP9
"]V|bz o0a
yZ0ZP
emPm^M5/K
H^:|`T|,
~Fb ?h%w
&it/@8yH
X2?_lZ[\
| 6^ K
r$Qh`[<
jUSr t)o03
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9G/2^PI
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dKpa5f7
qJt gnk|
d( g_y m*
beZ| i 1:
gSYX @'Q!
7、求危险截面的当量弯矩 + aqo8'a
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 MXV4bgltT
轴的扭切应力是脉动循环应力 i]?xM2(N
取折合系数a=0.6代入上式可得 Rj`Y X0?+
/y|r iW
8、计算危险截面处轴的直径 pPp nO
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 C~V$G}mM
由表13-3查得许用弯曲应力 ， j!7Uj ]
所以 0*@S-Lj^c
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 o|q#A3%?
故d=1.04*25.4=26.42mm M[_I16s
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 n$l]+[>
所以此轴选d=40mm,安全 yo?Q%w'Nh
六、轴承的选择 mP[u [ | ]
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 !#qB%E]a
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 6J+ZeBk??
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） TL gVu Y
因为大修期三年，可更换一次轴承 r^ ^C9"
所以取三年 ".D +#
2Kl
由公式 b.;}Hq>
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) qG]PUc>j
（深沟球轴承系列） \"Iy <zG
IyP].g1"U
由附表选6207型轴承 oyw 1N;K
七、键的选择 1hi j4m$b
选普通平键A型 1_lL?S3,a@
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 + KNr1rG
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm cyNLe g+O*
由公式 Y&:i^k
所以 vrbh+
选变通平键，铸铁键 l ej {VcG
>O~5s.1u
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 >.\E'e5^C
八、减速器附件的选择 ( mlc' ]F
1、通气器： L ai"D[N
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 --kK<9J7
2、油面指示器： ^&HYnwk
选用油标尺，规格M16 0aWb s$FyU
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 : 6 V 8
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 idy:Jei }
5、窥视孔及视孔盖 %A3Jd4DH
选用板结构的视孔盖 3(5Y-.aK}^
九、润滑与密封： z?,5v`,t2
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： ^dv>n]?
p;Kr664
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。 aK'r=NU
2、滚动轴承的润滑 ]mA?TwD
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。 i;Y^}2
3、润滑油的选择 4>* ` 26
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 8t %1x|!
L-AN15润滑油 W( YJz#]6_
4、密封方式选取： +E4 _^
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。 W6Pg:Il7
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 =P{RHhWy;
设计小结： }q9f,mz
二、课程设计总结 Je,8{J |e
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。
ty> O}9%
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。 $hio (
jQ* Qh
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 #Gx@\BE{
0 i"OG( ,
特别感谢—程莉老师。 dp_q:P4; B
Ek3O{<
参考资料目录 ?9+;[X
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； m='OnTeOE
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； ] ?(=rm9u
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； *F0N'*
[3]《设计手册软件》，网络上下载； Z a w +
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn nj
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T0=39.7917Nm 5MT$n4zKu
T1=113.4063Nm k\A8Z[
T2=589.5878Nm _L9`bzZj
LG(bdj"NM
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P/4]x@{ih
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KA=1.1 awGI|d
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