目 录 (4>k+ H
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 X[(u]h`
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 A> xFN em
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 {E@ Vh
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 i U~oPp[e
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 {O]Cj~}
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ]gQgNn?
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 rts@1JY[
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 7$\;G82_
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 G ;yf]xFd
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 p3\F1]( Z
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16
w6qx
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 B7fURL
Rqr
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 mG1=8{o^
L
V?- g
|jU/R
1.拟定传动方案 Wepa ;
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 }RO Cj,|
v=1.1m/s;D=350mm; u0A.I_
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) a^@6hC>sr
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 "/(J*)%{
2.选择电动机 *FQrmdwb]L
1）电动机类型和结构形式 >Te Ta l
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 @tM1e <
2）电动机容量 4@.qM6 \\q
（1）卷筒轴的输出功率Pw ?N~rms
e
F=2800r/min; h&{9 &D1t
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 N*f?A$u/I
(2)电动机输出功率Pd q#x oM1
Pd=Pw/t
^I5k+cL
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 c E$<6&0
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： H]H*Ouu["e
弹性联轴器 1个 Ev,>_1#Xm
t4=0.99; u v%T0JA/
滚动轴承 2对 P bj &l0C
t2=0.99; d!D#:l3;
圆柱齿轮闭式 1对 *_}ft-*w
t3=0.97; ;*BG{rkr
V带开式传动 1幅 f1rP+l-C<
t1=0.95; 0B>hVaj>-
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 7YV}F9h4
t5=0.98; z{wJQZ9"
则 P6!c-\
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 H!y1&
故 u3a"[DB9c
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 t3}>5cAxy
（3）电动机额定功率Ped CCN rjaA
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 h#dp_#
3）电动机的转速 08n2TL;EsX
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， ,,sKPj[
可选电动机的最小转速 C*a>B ,H
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min tda#9i[pkH
可选电动机的最大转速 9{RCh 9
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min DI{VJ&n66
同步转速为960r/min W4 %I%&j
选定电动机型号为Y132M1－6。 )\s{\u
\
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 x"9`w 42\r
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 93Kd7x-3
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 tg _xk+x
T`mG +"O
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 7 hQXGY,q
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 2Nrb}LH
P(a!I{A(
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 h 6Ovl
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 0/5
a3-3{
1）传动装置总传动比 2w_ [c.
nm=960r/min; R.@ I}>
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 /'' |bIPa
2）分配各级传动比 S~()A *5
取V带传动比为 BpBMFEiP
i1=3; Y&!-VW
则单级圆柱齿轮减速器比为 ? l/VCEZP
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 H(Pzo+k*
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 'i +j;.
4．计算传动装置的运动和动力参数 S3 12#X(%
1）各轴转速 .; }vp*
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 "A\h+q-
n0=nm; fm]mqO
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 3V=wW{;x
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min l7 Pn5c
{P')$f)
2）各轴输入功率 $$F iCMI
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 cZC%W!pT
P0=Ped=4kw ]Y111<Ja
轴I 的功率 O/Cwm;&t
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw g]&7c:/
轴II功率 f$1 &)1W[
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ^x2zMB\t
3）各轴转矩 h hWIwR
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm *Tc lc u
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm $0 ]xeD0X
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm |?A:[C#X
二、设计带轮 n=Ze p{^
1、计算功率 Rtpk_ND!
P=Ped=4Kw (%~^Kmfb0
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 C- 5QhD
查课本表8－10，得KA=1.1; P^[eTR*?
计算功率 eF-U
1ZJT
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw _4,/uG|a O
2选择普通V带型号 g$f+X~Q
n0 =960r/min tVQq,_9C
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 Br4[hUV/
d1=80~100 {,aX|*1Ku~
3、确定带轮基准直径 HOt,G
_{
表8－11及推荐标准值 4j|IG/m
小轮直径 ?}g^/g !
d1=100mm; QNbV=*F?
大轮直径 , ="hI:*<
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm Th_PmkvC
取标准件 B SH2Kq
d2=355mm; 2ieyU5q7#
4、验算带速 | P0!dt7sQ
验算带速 0:I[;Q t
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s CiW z>HWH
在5~25m/s范围内 Oh# z zo
从动轮转速 FYs]I0}|
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s j%+> y;).
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ,>!%KYD/f
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 .jUM';
l
=-0.0141 3 C{A
5、V带基准长度和中心距 &R5zt]4d&
初定中心距 O NVhB
中心距的范围 xO[V >Ud
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm
5'\detV_
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm k,eo+qH.Hz
a0=350mm; C19}Y4r:
初算带长 %u}#|+8}
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 j)ME%17
Lc = 1461.2mm F[(ocxQZ3
选定基准长度 .^dtdFZ8,
表8-7,表8-8查得 71n3d~!O>
Ld=1600mm; ]!q>@b
定中心距 EDT9O
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm GXaPfC0-y
a=420mm; hCB re5
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 40%fOu,u`
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm p$=Z0p4%LL
6、验算小带轮包角 $J8g)cS
验算包角 A(_HM qA]
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a Jxf>!\:AZu
145.2107 >120度 故合格 v%rmfI U
7、求V带根数Z 9>ajhFyOhX
由式（13-15）得 |k$6"dXSO
查得 n1=960r/min , d1=120mm Q.?(h! )9
查表13-3 P0=0.95 J#W*,%8O
由式13-9得传动比 EXMW,
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 u*f`\vs
查表（13-4）得 X1HEeJ|
-Ew>3Q
由包角145.21度 C7O8B;
查表13-5得Ka=0.92 Lk) I;;
KL=0.99 yg.o?eML
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 ebn3r :IU-
8、作用在带上的压力F uK] -m
查表13-1得q=0.10 ZC]|s[
故由13-17得单根V带初拉力 9a[1s|>w-
_\=x
A6!
三、轴 r+8)<Xt+p
初做轴直径： -4[eZ>$A|
轴I和轴II选用45#钢 c=110 r?itd)WC<X
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm mv>0j<C91
取d1=28mm Gphy8~eS
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm qfG:v Tm
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 NE.h/+4
取YL10YLd10联轴器 lz!(OO,g
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 R?zlZS.~
取d2=45mm ,hH c
-%-
四、齿轮 N5{v;~Cm}V
1、齿轮强度 \q?^DI:`
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 : tBe/(e4#
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。 ?N<,;~
因 ， [n2zd iiBd
SH1=1.1， SH2=1.1 B{b?j*fHJ
， {+zG.1o^
， O 1 UArD
因： ， ，SF=1.3 \6 1H(,
所以 z
. Z
fP:]s@$
pV(k6h
2、按齿面接触强度设计 aGBd~y@e
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 FSh Uw+y
小齿轮上的转矩 b }fC'
h
按 计算中心距 LtH
j
u=i=5.333 !ui t
mm T;5VNRgpI
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 rrR"2WuGO
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 >;XtJJS
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm }]H7uC!t
齿宽b= 8! 0f T}
b1=70mm,b2=60mm ^ , YTQ.O
3、验算弯曲强度 :1N c6G
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 Cu5_OJ
按式（11-8）轮齿弯曲强度 @D=B5f@(o
w+" E{#N
q_6lD~~q^
4、齿轮圆周速度 { TI,|'>5[
*+zFsu 4l
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 _YG@P1
7TEpjSuF
XlD=<$Nk7
,}\LC;31,
_p0gXb1m`
!?_CIt$p
?FNgJx*\S
x]yIe&*('
五、轴校核： h<) ceD<,
5 k@T{
T u%XhXl:j
Uj\t04
Zn JJ-zP
vs$h&o>|
[u;(4sa}
j Jw
\pkK
>R
GApvRR+Z
M"W#_wY;
tK[o"?2y
#'O9Hn({
ob8}v*s
WY QVe_<z:
VRgckh
m
Ip`1Wv_
7X T(n v
圆周力Ft=2T/d1
E.;Hm ;
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 /s%-c!o^
d=mz=2.5*101=252.5mm S" @6,
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N *1 !'ZfT;
Fr=5852.5*tan20=2031.9N I
L7kpH+y
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 4"Qb ^y
由Fr2*L-Fr*L/2=0 `jR8RDD
得Fr2=Fr/2=1015.9N xjF>AAM_Px
*g
%bdO
2、求水平平面的支承力 N%'(8%;
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N X ^dasU{*
[qV/&t|O*h
=S uJ*
3、画垂直面弯矩图 {X2uFw Gi
L=40/2+40/2+90＋10=140mm `n-/~7
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ?u&|'ASo
r_ +!3
^t71${w##
4、画水平面弯矩图 X jxa
2D
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm $<XQv $YS
>Ik%_:CC`
Z
zt p %2c
0}`.Z03fy
5、求合成弯矩图 9{ge U9&Z
^tSwA anP\
-dF (_ %C
h4itXJy52B
6、求轴传递转矩 (e~9T MY
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm Ac{Tq iIv
8dLmsk ^
=O" l/\c^
cZ
!$XXA`
A-.Wd7^~*
}+MA*v[06
O(-6Zqk8Q
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t~dK\>L
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~ArRD-_t
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AqQ5L>:Gq
kREFh4QO,
Wl=yxJu_(
6vTnm4
vg3iT }
? p[Rv
7、求危险截面的当量弯矩 tI^[|@,
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 4Ozcs'}
轴的扭切应力是脉动循环应力 pZ[|Q 2(
取折合系数a=0.6代入上式可得 N}[!QE
3G 5xIr6
8、计算危险截面处轴的直径 D+
.vg?8
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 MK!
@ND
由表13-3查得许用弯曲应力 ， ts_|7Ev
所以 b&QI#w
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 eHGx00:
故d=1.04*25.4=26.42mm F4"bMN
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 qf ]le] J
所以此轴选d=40mm,安全 @p/"]zf
六、轴承的选择 }X=c|]6i^
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 4bdCbI
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N H/ Ql
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） y=+OC1k\8
因为大修期三年，可更换一次轴承 0t"Iq71/
所以取三年 B]b/(Q+
由公式 9 mn~57`y
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) f-H "|9
（深沟球轴承系列） =+?OsH
v
-vc$I=b ;
由附表选6207型轴承 +>2.O2)%q
七、键的选择 ez%:>r4
选普通平键A型 yA*U^:%
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 2?:OsA}
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm :yi} CM4
由公式 :i
{;
81V
所以 P*%P"g
选变通平键，铸铁键 20haA0s
SS8$.ot
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 4s'%BM-r-
八、减速器附件的选择 {(asy}a9K
1、通气器： n) D
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 rK}sQ4z=
2、油面指示器： aR@+Qf
选用油标尺，规格M16 \ Nf[8n#{
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 5 b,|6
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ca r|&b
5、窥视孔及视孔盖 'L9h M .+
选用板结构的视孔盖 U H+#Nel+!
九、润滑与密封： m!^$_d\%~
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： SD 8> ,
U m Mu|`
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 aMkuyqPf{
2、滚动轴承的润滑 |yp^T
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 L\bc R
3、润滑油的选择 ;l0% yg/}
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 Zy?!;`c*{
L-AN15润滑油 h#)\K|
qs
4、密封方式选取： %z-s o?gF
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 2>9.. c
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 9jx>&MnWs
设计小结： 7i02M~*uS
二、课程设计总结 L*4= b
(3
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 y@2"[fo3~
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 U,fPG/9
+7
j/. R
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 {-]K!tWda
w~pe?j_F$
特别感谢—程莉老师。 aM#xy6:XG
(G$Q\>
参考资料目录 :ec>[N~KG
[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； lZ2g CZ
[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； b
KDD29
[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； n+<
[3]《设计手册软件》，网络上下载； Qz2jV
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn -?{g{6
4 k<U5J
)#hR}|
4OO^%`=)M'
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Nw=60.0241r/min $ rbr&TJ
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Pd = 3.5150 XG YsTquSe
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Ped=4Kw fmLDufx
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T2=589.5878Nm Q>G % *?
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