目 录 S(h+,+289
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 ma(E} s
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 \*6Ld %:h$
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 g:CMIe4
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 UqsX@jL!
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ".T&nS[z
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 cAc>p-y%
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 G ,JNUok
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 8^6dK
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 @b"J FB|
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 )%]`uj>*[
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Q{+N{/tF
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 uO;_T/^u
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 8.4+4Vxh
'J"m`a8no
W4o $J4IX{
1.拟定传动方案 ]-G10p}Ph-
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 =dT sGNz
v=1.1m/s;D=350mm; e|jmOYWG
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 6l-V% 3-
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 CP!>V:w%9!
2.选择电动机 B X=YS)
1）电动机类型和结构形式 T`.RP&2/d
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 o>}fKg<
2）电动机容量 F oc) u~
（1）卷筒轴的输出功率Pw beCTOmC
F=2800r/min; Z
7s
(g]
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 tW |K\NL
(2)电动机输出功率Pd E||[(l, b
Pd=Pw/t QvN=<V
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 YFY$iN~B,
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： ]K(>r#'nH
弹性联轴器 1个 ^+20e3 ~Y
t4=0.99; ?XNQ_m8f
滚动轴承 2对 K}p!W"!o
t2=0.99; vPA {)l\K
圆柱齿轮闭式 1对 ;.4A,7w#
t3=0.97; b 5X~^L
V带开式传动 1幅 '8b/TL
t1=0.95; pk0C x
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 \E3e vU
t5=0.98; s9'l w'
则 KixS)sG
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 o|?bvFC
故 E
Z}c8b
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 N1O.U"L;
（3）电动机额定功率Ped 6(uK5eD(!n
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 }+1Y>W7q
3）电动机的转速 vhQ IkB8
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， g:sn/Zug]
可选电动机的最小转速 !K~:crUV|S
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min d!i#@X Z^
可选电动机的最大转速 rL /e
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ?-`G0 (
同步转速为960r/min U 3f a *D
选定电动机型号为Y132M1－6。 xF4>D!T%8
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 u d V. $N
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 5}uH;E)4
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 wtY*{m2
8- U1Y
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm "X }@VT=
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 4G4[IA u_
SCZ6:P"$qX
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 oS/cS)N20
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 `N69xAiy
1）传动装置总传动比 ?zD? -
nm=960r/min; _*I@ J/
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 3.
kP,
2）分配各级传动比 y.l`NTT] <
取V带传动比为 EGZ F@#N
i1=3; Y Gj3W.eH
则单级圆柱齿轮减速器比为 kt ILKpHt"
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 u ::2 c
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。 _ xAL0 (
4．计算传动装置的运动和动力参数 Wx<fD()
1）各轴转速 Vg0$5@
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 EN =oA P
n0=nm; 5ZRO{rf
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ;gC.fpu
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min RiY9[ec2
9, 4 Lb]
2）各轴输入功率 b`=\<u8
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 7eh<>X!TX
P0=Ped=4kw c<`Z[EY(t
轴I 的功率 f" =1_*eH
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw fJb<<6C
轴II功率 sMq*X^z
)?
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ]+SV Q|v0
3）各轴转矩 / ~49.}yt
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm BixKK$Lo
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm !8Rsz:7^-
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm nnV(MB4z1
二、设计带轮 X_}2xo|T
1、计算功率 *<P Qp
P=Ped=4Kw Jv|uI1V
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 i,{'}B
查课本表8－10，得KA=1.1; :+9KNyA
计算功率 E0miX)AG
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw =Mb1)^m
2选择普通V带型号 1@j0kTJ~m
n0 =960r/min $\0%" S
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 ^=H. .pr
d1=80~100 ~JJuM
3、确定带轮基准直径 jb!R
表8－11及推荐标准值 FZW )C'j
小轮直径 F
;o ^.
d1=100mm; &B</ ^:
大轮直径 TsPx"+>7`
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm {R2gz]v4
取标准件 1<y|,
d2=355mm; 4xg7 oo0iJ
4、验算带速 { *"I4
验算带速 Hl,.6 >F?
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s z$VA]tI(
在5~25m/s范围内 VOk EDH
从动轮转速 jm_b3!J
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 6 ^vMJ82U
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s G8w<^z>pTg
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 \"]vSx>
=-0.0141 |mSF a8G@
5、V带基准长度和中心距 !$/1Q+
初定中心距 g:l5,j .K
中心距的范围 }=1#ANM1
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 2 ;I j~~
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm Svs!C+:le
a0=350mm; @WV}VKm
初算带长 HA?<j|M
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 }tvLe3O
Lc = 1461.2mm }klET
选定基准长度 i@=0fHiZQ
表8-7,表8-8查得 y"Fp4$qb
Ld=1600mm; i'GBj, :
定中心距 uQwKnD?F+e
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 5B&#Sh`r
a=420mm; Zc_%hQf2A
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm '[E|3K 5d
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 7oPLO(0L
6、验算小带轮包角 t%
-"h|
验算包角 \`H"4r[?(
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a d|^cKLu
145.2107 >120度 故合格 n+C]&6-b
7、求V带根数Z mE `O G8
由式（13-15）得 ze+_iQ5
查得 n1=960r/min , d1=120mm E?{ {z4
查表13-3 P0=0.95 E8[{U8)[;5
由式13-9得传动比 K,uTO7Mk[
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 |v,5s=} 7
查表（13-4）得 %^e~;i=2
%\5 wHT+)
由包角145.21度 ra="4T$va
查表13-5得Ka=0.92 y\=(;]S'
KL=0.99 l98.H b7
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Fap@cW3?8
8、作用在带上的压力F "|{3V:e>a
查表13-1得q=0.10 So &an !
故由13-17得单根V带初拉力 YL(7l|^!
-Wp69DP6q
三、轴 6 `/nA4S4.
初做轴直径： *h+@a
轴I和轴II选用45#钢 c=110 qH3<,s*
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm @8IY J{=
取d1=28mm I%.96V
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm e(; 1XqLM
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 h/I'9&J> *
取YL10YLd10联轴器 XCQS _'D
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ~]+-<O^U~
取d2=45mm u/`jb2eEU:
四、齿轮 : ) !X%2 _
1、齿轮强度 mcbr3P
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 m!{}Y]FZn
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 l s5s}X
因 ， aBo8?VV]8
SH1=1.1， SH2=1.1 ?\_N*NEtK
， OYcf+p"<\
， 3U zb]D~u
因： ， ，SF=1.3 n5nV4 61U
所以 G ~,K$z/-l
2h<{~;
4nC`DJ;V
2、按齿面接触强度设计 ( K5w0
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 t;[L-|^
小齿轮上的转矩 %+PWcCmn
按 计算中心距 nZ;h&N -_-
u=i=5.333 Mx ?{[zT"
mm ('!{k VLT-
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101
6`sOhVD
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 I y?_2 m
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Au+SCj
齿宽b= 6pkZ8Vp:
b1=70mm,b2=60mm "qEi$a&]
3、验算弯曲强度 MA\^<x_?L}
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 B 7:8%r/
按式（11-8）轮齿弯曲强度 g.AMCM?z
}E=:k&IDPB
%O 5
k+~9
4、齿轮圆周速度 dX AKk[uf
"CYh"4]@rD
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 v 4@ =>L
EN lqoj1
]LF Y2w<
,|gX?[o
0\ G`AO;D
[Z2:3*5r.
zY f `o0U
i^ c
五、轴校核： |ITSd%`3_
[ vU$zZ<
& Gp~)%
~#X,)L{y7v
-4P2 2
8 *@ kn kJ
O'5 d6m
kV@*5yc?R
i
! wzID
d4"KM+EP?
!FhK<#
p fj%AP:
S vUC8y
|yE_M-Nc
TNs0^h)
az7<@vSXi
P0m;AqS#R
+P C<#
圆周力Ft=2T/d1 rbP"
n)0=
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 qaBjV6loy
d=mz=2.5*101=252.5mm %|(~k*s4
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N PV? XpT
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 0sjw`<ic
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 p g3B^
由Fr2*L-Fr*L/2=0 9*!C|gC9Ia
得Fr2=Fr/2=1015.9N Lp\89tB>
xyO]Evg
2、求水平平面的支承力 x)6yWr[ri%
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N g%z?O[CN
_vA \j
Vq`i.>%5
3、画垂直面弯矩图
9XGzQ45R
L=40/2+40/2+90＋10=140mm 9moenkL
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm `Q2
`":
iqecm]Z0
l6b3i
v,
4、画水平面弯矩图 >SJ#
rZ
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm \A`pF'50
sa\v9
Wx}+Vq<q
8" Z!: =A
5、求合成弯矩图 }Sa2s&[<
Zf<M14iM
XAuB .)|
p#}38`
6、求轴传递转矩 \m!swYy
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm #84 pRU~
nV I\Or[
zuOx@T ^
4kO[|~#
9OB[ig
6T 2jVNg
&_
er_V~
WXj}gL `
\nV|Y=5
Ww*='lz
mLM$dk3
L{$ZL &
h'wOslyFa
Qg+0(odd
2BOe,giy
't=\YFQ*v
tBe)#-O
:<d\//5<9
gP .Q_/V
?4=8z8((!
5,!,mor$]
7、求危险截面的当量弯矩 | ]`gps
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 *&)<'6
轴的扭切应力是脉动循环应力 >`DbT:/<
取折合系数a=0.6代入上式可得 Fz7(Kuc
iK%<0m
8、计算危险截面处轴的直径 GDC`\cy
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 Uh}n'Xd#{}
由表13-3查得许用弯曲应力 ， UD [S>{
所以 "|pNS)
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 ~uRG~,{rH
故d=1.04*25.4=26.42mm :bMCmY
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 G~T]m .
所以此轴选d=40mm,安全 sqHv rI
六、轴承的选择 WlP #L`
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 y'4H8M2?
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N N m- {$U
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） MjC;)z
因为大修期三年，可更换一次轴承 cA ;'~[
所以取三年 U:>'^tkp
由公式 ^z3-$98=A
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) =flgKRKk.r
（深沟球轴承系列） l5S (x Q
=9n$ at$l@
由附表选6207型轴承 /zn|?Y[
七、键的选择 N)A?*s'v~
选普通平键A型 E!'H,#"P
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 [@ [!esC
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm u4B, |_MK
由公式 d
-6[\S#
所以 phSF. WC
选变通平键，铸铁键 !_s | h@
&|P@$O >
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 wJh|$Vn
八、减速器附件的选择 HTI1eLZ2
1、通气器： k e|v|@
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 UC^&&
2maI
2、油面指示器： %JDG aG'
选用油标尺，规格M16 1Nx.aj i
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 LU4\&fd
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 eA&hiAP/
5、窥视孔及视孔盖 0Mt2Rg}
选用板结构的视孔盖 qie7iE`o
九、润滑与密封： "|`8 mNC
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： ~\/>b}^uf'
?RvXO'm l
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。 Z$0r+phQk=
2、滚动轴承的润滑 (6z^m?t?
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。 hN c;, 13
3、润滑油的选择 1Nw&Z0MI
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 F CQoz"M
L-AN15润滑油 3tI=? E#
4、密封方式选取： r9@O `i
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。 AL! ^1hCF
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 y4) M, +O5
设计小结： qf+jfc(Iby
二、课程设计总结 aGNVqS%y
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。 2F^
%d 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。 SqFya
Gm tMA|
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。 :ORCsl6-
^G= wRtS
特别感谢—程莉老师。 Ri4_zb
!^!<Xz;
参考资料目录 Q L}5vSl
[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； &d`Umm]
[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； +,7 dj:0S
[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； !798%T
[3]《设计手册软件》，网络上下载； >h<eE v/
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn '*!R
gbj;
+-'q I_xo
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T1=113.4063Nm AoR`/tr,
T2=589.5878Nm qnA:[H;F
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