目 录 )v+&l9D
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 s nx we
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 NcwUK \
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 U
v>^ Z2
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 Ekrpg^3qp"
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ZJGIib
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 7KRNTnd
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 [a$1{[|)
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 L{&1w
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 hHcevSr
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 _}']h^@ Z
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 d/3&3>/
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 2fc+ PE
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 _f "I%QTL
v [x 5 @$
n31nORx50
1.拟定传动方案 F{7
BY~d
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 hhyl sm
v=1.1m/s;D=350mm; Ebi~gGo
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ;9=4]YZt
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。 CnY dj~
2.选择电动机 > [T6/#M
1）电动机类型和结构形式 5qq U8I
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。 w8>bct3@
2）电动机容量 P iR`4Tu
（1）卷筒轴的输出功率Pw B@ \0b|
F=2800r/min; [vY)y\W{
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 SFs T^f<
(2)电动机输出功率Pd G~*R6x2g
Pd=Pw/t QiRx2Z*\
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 >i61+uzEd+
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： Ai)Q(]
弹性联轴器 1个 x 5U; i
t4=0.99; .&^M
Z8
滚动轴承 2对 _A ]~`/0;`
t2=0.99; =5%}CbUU)4
圆柱齿轮闭式 1对 /~<Przw
t3=0.97; g8"{smP/
V带开式传动 1幅 =*y{y)B^g
t1=0.95; f' S 0 "
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 NH 1|_2
t5=0.98; )s 1
Ei 9J
则 q> #P |
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 3i}$ ~rz]U
故 SnO,-Rg
Pd=Pw/t=3.08/0.8762
_ @|_`5W
（3）电动机额定功率Ped 0b,{4DOD
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 Z >@\!$Mc
3）电动机的转速 1BzU-Ma
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6，
DshRH>7s8
可选电动机的最小转速 @(tuE
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min *q Ins/@
可选电动机的最大转速 `5~<)
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min m A 3yM#
同步转速为960r/min ! - gOqo
选定电动机型号为Y132M1－6。 d
k|X&)xTJ
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 5hiuBf<
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 h&{ >4{
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 3_ =:^Z
= OA7$z[
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm {+QQ<)l^tJ
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 dFpP_U
!{oP'8Ax$
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 _Q\u-VN*hv
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 n ZS*"O#L
1）传动装置总传动比 umiD2BRZ
nm=960r/min; C1~ Ro9si
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 TUO#6
2）分配各级传动比 eJ$ {`&J
取V带传动比为 3+ %L[fW`/
i1=3; =G<S!qW
则单级圆柱齿轮减速器比为 \V<deMb=
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 s0'Xih sw6
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。 zhde1JE
4．计算传动装置的运动和动力参数 }*0 *8~Q'5
1）各轴转速 en gh3TZC
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 zd [cp@
n0=nm; TWQ{,
B
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min V6
,59
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min r|7 hm :F)
RD p(Ci
2）各轴输入功率 iW <B1'dp
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 Wv)2dD2I
P0=Ped=4kw j2{ '!
轴I 的功率 !Lj+&D|z
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw P!2[#TL0
轴II功率 t) ~v5vr
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ~ +z'pK~c
3）各轴转矩 ldm=uW
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm "7a;Ap q*
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ag$UNV
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm .:s**UiDR
二、设计带轮 re} P
1、计算功率 rru `% ~'O
P=Ped=4Kw <%rG*vz i
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 ?en%m|}0
查课本表8－10，得KA=1.1; >? A3;O]
计算功率 (@?PN+68|
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw xlaBOK a%
2选择普通V带型号 D8Vb@5MW
n0 =960r/min ;HaG-c</
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 #fYz367>
d1=80~100 mYzq[p_|j
3、确定带轮基准直径 A5gdZZ'x
表8－11及推荐标准值 (UTt_ry g
小轮直径 {*%'vVv+
d1=100mm; vg1p{^N !
大轮直径 52#@.Qa
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm Hv1d4U"qM
取标准件 -3c?Yaf"
d2=355mm; U(=cGA.$
4、验算带速 EkqsE$52
验算带速 %8+'L4
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s rm4j8~Ef
在5~25m/s范围内 A`Bg"k:D
从动轮转速 G}\ E{VvWh
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s g=:C/>g
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s IXf@YV
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 <H~ (iQ
=-0.0141 ?H3xE=<X
5、V带基准长度和中心距 %zB
`Sd<
初定中心距 .y F7{/
中心距的范围 s ?5(E}
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm NPEs0|
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm T ;} pMRd%
a0=350mm; ,.f GZ4
初算带长 @$;"nVZ4v
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ] #[ R^t
Lc = 1461.2mm nK6{_Y>
选定基准长度 d7tH~9GX8
表8-7,表8-8查得 -$4PY,
Ld=1600mm; f?_H02j`/E
定中心距 qGgT<Rd~1
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm r!etj3
a=420mm; z&d&Ky
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm ,y?0 Iwf
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm mg*[,_3q33
6、验算小带轮包角 a30 37~X
验算包角 r/fLm8+
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 6546" sU
145.2107 >120度 故合格 T.aY {Y
7、求V带根数Z -pc*$oe
由式（13-15）得 %Sfew/"R0
查得 n1=960r/min , d1=120mm X'WbS
查表13-3 P0=0.95 K9gfS V>]
由式13-9得传动比 qI"@ PI!s
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 uQ{ &x6.1
查表（13-4）得 Qg9 N?e{z
s&!g )
由包角145.21度 pl V]hu27K
查表13-5得Ka=0.92 +=^10D
KL=0.99 x2[A(O=
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 a%sr*`
8、作用在带上的压力F `(EY/EsY
查表13-1得q=0.10 o6ec\v!l-
故由13-17得单根V带初拉力 uG2 Hzav
We E>4> ^
三、轴 *<zfe .
初做轴直径： soXeHjNl
轴I和轴II选用45#钢 c=110 r+;op_
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm [L" (flY(E
取d1=28mm sV'(y>PP%
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm j} 'spKxu
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 ">*PH}b
取YL10YLd10联轴器 Uo<d]4p $
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 p og*}@ OS
取d2=45mm Je[wGF:%:$
四、齿轮 B3]q*ERAo
1、齿轮强度 a8FC#kfq
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 egxh
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。 U`D/~KJ{Y
因 ， M;,Q8z%
SH1=1.1， SH2=1.1 iZB?5|*
， lzN\~5 a}
， Oj6 -
因： ， ，SF=1.3
@S yGj#
所以 {Tl5,CAz
%vDN{%h8
WrQ e'ny
2、按齿面接触强度设计 DZ
|0CB~
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 K 38e,O
小齿轮上的转矩 v{"$:Z
ow
按 计算中心距
vX;WxA<
u=i=5.333 &p%0cjg"Q
mm BYF vf(>
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 D$+ 9`
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 +6-c<m|
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm K2<"O qp_W
齿宽b= 'kf]l=i[n
b1=70mm,b2=60mm +hI:5( _
3、验算弯曲强度 Q\z6/1:9Z
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18
~oy =2Q<Z
按式（11-8）轮齿弯曲强度 $ 014/IB
-/Pg[Lx7Pb
X]d;x/2
4、齿轮圆周速度 f^b.~jXSR}
ABw:SQ6=Q
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 @9lV~,,U
'/%]B@!
d
_ )5Ks}
~v"4;A 6
+sq'\Tbp
1t
wC-rC
3oc p4x`[
e` 9d &"
五、轴校核： k ! l\|~
.R'<v^H
{Z0(V"Q
r==d^
RC'4%++Nz
P0VXHE1p
/k8Lu+OJ
jYDpJ##Zb
OGW,[k= 2{
vy&'A$ H
@yp#k>
#t
N9#w[K{
pURtk-Fr2
@+C h2Lod
]Fi_v?42x
* -uA\
q:h7Jik
U )kl !
圆周力Ft=2T/d1 LCBP9Rftvd
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 lTb4quf8I
d=mz=2.5*101=252.5mm Qw>~] d,Z
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N O0^m_
Fr=5852.5*tan20=2031.9N FQ Y{[QvF~
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 >7g #e,d
由Fr2*L-Fr*L/2=0 e}l F#$
得Fr2=Fr/2=1015.9N FZL"[3
Wh).%K(t
2、求水平平面的支承力 B xAyjA6
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N R !&9RvNw
XZ%3PM q
|5il5UP
3、画垂直面弯矩图 Qa`+-W u8
L=40/2+40/2+90＋10=140mm 9w3KAca
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm n_~u!Ky_P
-g n!8G1
74_':,u;]~
4、画水平面弯矩图 qa-%j +
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm _2Zc?*4
]{Y7mpdB
]@Z[/z%~04
;Mw<{X-
5、求合成弯矩图 Ml,~@}
p
i.Rxx, *?
M r-l
u.yYE,9
6、求轴传递转矩 w{8O$4
w
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm -%fc)y&$
xig4H7V
f;D(X/"f]
hZIbN9)8A
Six2{b)p
PGd?c# v#
*""iXi[
mX2X.ww(4
u+lNcyp"MW
}A}cq!I^
^O.` P
y$Fk0s*>
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%y)]Q|
8B?*?,n5
'}l7=r
0VnRtLnqI
:W.pD:/=v
l&|Tb8_'
;.66p he
|.OS7Gt?
7、求危险截面的当量弯矩 uS<og P
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 '7<^x>D|
轴的扭切应力是脉动循环应力 [jz@d\k$_
取折合系数a=0.6代入上式可得 : ]JMsa6
AvVPPEryal
8、计算危险截面处轴的直径 `*o ko[\3
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 / H?) qk
由表13-3查得许用弯曲应力 ， zr ~4@JTS
所以 C>Q|"Vf2
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 ),>whC tsI
故d=1.04*25.4=26.42mm H 'IxB[
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 a|5< L
所以此轴选d=40mm,安全 00LL&ot
六、轴承的选择 mGpBj9jr1
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 mg< v9#
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N \WqC^D i
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） N(e>]ui
因为大修期三年，可更换一次轴承 t*`G@Nj
所以取三年 !
o?E.
由公式 HBNX a
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) ai<K 6)
（深沟球轴承系列） y1h3Ch>Y
8%`h:fE
由附表选6207型轴承
z5_jx&^Z
七、键的选择 BXNC( ^
选普通平键A型 8M0<:p/
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 6>3zD)tG
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm (QdLz5\
由公式 dUBf.2 ry
所以 {`Z = LLL
选变通平键，铸铁键 l*Q OM
[s+FX5' K
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 uF ;8B]"
八、减速器附件的选择 v8 II=9
1、通气器： u/CR7Y
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 dP<i/@21Wm
2、油面指示器： &p+2Vz{
选用油标尺，规格M16 sY[!=` @
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 f[*g8p
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 t R .>d
5、窥视孔及视孔盖 Uh XVeGO
选用板结构的视孔盖 E*yot[kj
九、润滑与密封： mqB X1D`e2
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： RDeI l&
4<- E0
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。 {qm5H7sL
2、滚动轴承的润滑 djn< Oc`
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。 7 H)tF&
3、润滑油的选择 ivSp 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 Snq0OxS[v
L-AN15润滑油 qL$\[(
4、密封方式选取： fc<,kRp
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。 w[uw hd
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 SbobXTbG
设计小结： U4lAo
二、课程设计总结 QZ5%nJme_
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。 ()fYhk|W
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。 oMx pdG3y-
:U faMe5
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。 >p3S,2SM
D7v.Xq|
特别感谢—程莉老师。 :io~{a#.2\
j[=P3Z0q
参考资料目录 ^C8f(
[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； yg%T{hyzH
[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； #b1/2=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； i;J*9B_U
[3]《设计手册软件》，网络上下载； |vj!,b88n#
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn Z"G?+g M@
.Pa6HA !
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P0=4Kw u
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P1=3.8Kw 2=P X1kI
$ RDwy)9
P2=3.6491Kw M &g1'zv?/
r2]KP(T8|
_3YuPMaN
T0=39.7917Nm S3iXG
@
T1=113.4063Nm %cl=n!T
T2=589.5878Nm M_wj>NXZ
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