目 录 ./I? |ih
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 kI"9T`owR
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 |M? s[}ll
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 JL
{H3r&/S
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 E{)X ;kN=
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 >$ZhhM/} J
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 T'6`A<`3
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 q]1p Q)\'p
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 k;cIEEdZD
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 mx) !] B"
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 @tSB^&jUWu
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 \dQc!)&C9
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 /[?} LrDO
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 >K'dgJ245
&B5&:ib1D
@q!T,({kx
1.拟定传动方案 Ab[o~X"
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 qUfoEpW2=6
v=1.1m/s;D=350mm; C[fefV9g2
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) sSh." H
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。 - "zW"v)\
2.选择电动机 ;%0kz IvP
1）电动机类型和结构形式 ;39 b.v\^
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。 v2tVq_\AMx
2）电动机容量 -0 xo6'mD
（1）卷筒轴的输出功率Pw ^ /2H H
F=2800r/min; T
9`AL
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 z4
=OR@ h
(2)电动机输出功率Pd zf8SpQ2~
Pd=Pw/t [4xZy5V
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 ts<\n-f
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： HT/!+#W .
弹性联轴器 1个 R1 SFMI
t4=0.99; GH':Yk
滚动轴承 2对 ];CIo>
b_(
t2=0.99; oAifM 1*0
圆柱齿轮闭式 1对 'C}ku>B_r
t3=0.97; 7:g _:}m
V带开式传动 1幅 G(?1 Urxi
t1=0.95; bp/l~h.7W
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 /t`|3Mw
t5=0.98; 5 mV!mn:H:
则 ^X 6e\]yj
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 iz^a Qx/
故 XzIC~}
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 6Br^Ugy
（3）电动机额定功率Ped IG|u;PH<
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 =^p}JhQ
3）电动机的转速 2ZV; GS#
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， { k=3OIp
可选电动机的最小转速 CH(Y.Kj-
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min y=pW+$k
可选电动机的最大转速 P0; y
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min VMF?qT3Nd
同步转速为960r/min Q7e 4MKy7
选定电动机型号为Y132M1－6。 =}tomN(F~[
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 Kn3Xn`P?
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 vn*K\,
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 DZm Vm['l
I*j~5fsS'
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm a~@f,b w
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 *.eeiSi{
Kg~D~
+j
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 UhDf6A `]
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 @"h4S*U
1）传动装置总传动比 O13]H"O_
nm=960r/min; O Lt0Q.{
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 5nBJ j
2）分配各级传动比 _\yR/W~
取V带传动比为 L<oQKe7Q:
i1=3; A`M-N<T
则单级圆柱齿轮减速器比为 [;aM8N
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 ) H]L/n
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 LN (\B:wAY
4．计算传动装置的运动和动力参数 ";`jS&"=
1）各轴转速 1!V[fPJ
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 WJ-.?
n0=nm; |5`ec jb.
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min r [^.\&-
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min \z6UWZ
uWClT):
2）各轴输入功率 D=vw0Q_3Y3
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 A@_>9;
P0=Ped=4kw DazoY&AWE
轴I 的功率 I74Rw*fB
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 5m'AT]5Tn_
轴II功率 KF(y`(8f
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ,]yS BAO
3）各轴转矩 8EkzSe
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm \tvL<U"'
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm 6/3E !8
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm lb9?Uc@
二、设计带轮 f?^-JZ
1、计算功率 6ERMn"[_w
P=Ped=4Kw aaf}AIL.
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 &`s{-<t<L
查课本表8－10，得KA=1.1; Z~h6^h
计算功率 "(W ;rl
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw {5
pK8
2选择普通V带型号 'MX|=K!C
n0 =960r/min K%L6UQ;
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 :4 z \Q]
d1=80~100 cy(w*5Upu
3、确定带轮基准直径 p),* 4@2<
表8－11及推荐标准值 d ])ctx B
小轮直径 P-[})Z=
d1=100mm; 8<0P Ssx
大轮直径 g i/k#3_m
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm T#!% Uzz
取标准件 7neJ V
d2=355mm; { Mb<on W
4、验算带速 XP!m]\E&I
验算带速 B_[I/ ?
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s \reVA$M [
在5~25m/s范围内 u/|@iWK:
从动轮转速 _IOUhMo
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s G Wa6FX:/
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ;CS[Ja>e
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ~v pF|4Zn5
=-0.0141 SD*q+Si,1U
5、V带基准长度和中心距 h]~FYY
初定中心距 #m UQ@X@K
中心距的范围 b"#S92R+
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm ;Q q_
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm W //+[
a0=350mm; w[l#0ZZ
初算带长 !nJ l.Y$
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 A)!W VT&2A
Lc = 1461.2mm w+j\Py_G"
选定基准长度 j>\rs|^O
表8-7,表8-8查得 GK,{$SC+=
Ld=1600mm; ZRc^}5}WA
定中心距
Z R =[@Oi
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm n7~3~i` D;
a=420mm; tvVf)bbz
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm _ ~CJitR3
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm
r90tXx
6、验算小带轮包角 >*O5Ry:4
验算包角 `$JZJ!,A
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a r|ZB3L|7
145.2107 >120度 故合格 qHe
H/e%`V
7、求V带根数Z xWa[qCr
由式（13-15）得 >{~xO 6H
查得 n1=960r/min , d1=120mm }oG6XI9
查表13-3 P0=0.95 A0A|c J P
由式13-9得传动比 2P`./1L
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 _nzq(m1@
查表（13-4）得 [#\OCdb*3
KLG .?`h:
由包角145.21度 ,Js_ d
查表13-5得Ka=0.92 M^HYkXn[
KL=0.99 fk?!0M6d
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 @VOegf+N
8、作用在带上的压力F FdnLxw
查表13-1得q=0.10 or;VmU8$zb
故由13-17得单根V带初拉力 gU&+^e >
hTZ6@i/pS
三、轴 +&f_k@+
初做轴直径： N
GnE
轴I和轴II选用45#钢 c=110 n{<@-6
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm Cpd>xXZz&S
取d1=28mm yr>J^Et%_
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm xo @|;Z>&F
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 lQ ki58.
取YL10YLd10联轴器 _a"|
:kX
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 CiHx.5TiC
取d2=45mm =&"pG` x
四、齿轮 $( 0<T <\
1、齿轮强度 yRyRH%p)
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 !E00I0W-h
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。 ,*lns.|n
因 ， $X.F=Kv
SH1=1.1， SH2=1.1 B3[X{n$px
， W2$ rC5|
， #>_fYjT
因： ， ，SF=1.3 d!&LpODI]*
所以 'CqAjlj
LHOt(5VY
!}U3 {L-
2、按齿面接触强度设计 f`>\bdz
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 \& V[<]
小齿轮上的转矩 mGP%"R2X
按 计算中心距 g9g ] X
u=i=5.333 =|$U`~YB
mm M MaS
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ]CS
N7Q+l
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 G^|b*n!!
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ~PF,[$?4n
齿宽b= l1 08.ao
b1=70mm,b2=60mm $`0^E#Nl
3、验算弯曲强度 ~/SLGyu
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 ^HP$r*
按式（11-8）轮齿弯曲强度 c??m9=OX1
H|?r_Ns
g .:ZMV
4、齿轮圆周速度 S$w C{7?f
^Vh^Z)gGi
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 ^5 "yY2}-
+dq2}gM
8?EKF+.u|
&V &beq4)p
5>1c4u`x
V+0pvgS[
Td^62D;
=.m/ X>
五、轴校核： 8BS Nm
oM#+Z
qP
\:n<&<aVSr
*$('ous8
| z}VP-L
5|bf rc
B=_5gZ4Y
@1pfH \m
0H}O6kU
>K%+h)%kI
Ix= (f0|
4|eI_u{_
),
V F]
"x_G6JE4tv
11fV|b%
V5jy,Qi)
m5?t<H~
#. }&6ZP
圆周力Ft=2T/d1 5HAAa I
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 a*_"
nI&lr
d=mz=2.5*101=252.5mm [* ug:PG
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N \4OU+$m
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 7Z}T!HFMr
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 8k Sb9 2
由Fr2*L-Fr*L/2=0 +rrA>~
得Fr2=Fr/2=1015.9N O6q5qA
_t X1z ^
2、求水平平面的支承力 NPE 4@c_a@
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ^v3J
ld
`RE
K ,^U
>v/%R~BuX
3、画垂直面弯矩图 KC<K*UHPAH
L=40/2+40/2+90＋10=140mm $ O;a~/T
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm `[_p,,}Ir
sk t9mU
lj *=bK
4、画水平面弯矩图 WZ bRR.TxO
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm j2hp*C'^
~Bt >Y
gPpk0LZi
7<5=fYb r
5、求合成弯矩图 vcOw `oS
\ tU[,3
)b|xzj @
2.a{,d
6、求轴传递转矩 #Y' ub
5s
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm Qz<i{ r-z
]6WP;.[
|A)a
='Ap
'z};tIOKJk
%L nG^L
kh"APxQ79
AD'c#CT
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X&%;(`
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2$joM` j$
n=h!V$X
RWG Axq`9f
L yjp
"," to
7、求危险截面的当量弯矩 Rap_1o9#\
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 Q2t > E(S
轴的扭切应力是脉动循环应力 #4^D'r>pJ
取折合系数a=0.6代入上式可得 ^F+7@*u
4 m_CPe
8、计算危险截面处轴的直径 8H{9
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 04!akPP<
由表13-3查得许用弯曲应力 ， o5w =
所以 h]^=
y.Q
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 | +aD%' |
故d=1.04*25.4=26.42mm ue!wo-|#G
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 $ 4>x4*
所以此轴选d=40mm,安全 212
六、轴承的选择 $ &0\BvS
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 .! g
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N $"{I| UFC
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） #Gu(h(Z s
因为大修期三年，可更换一次轴承 T:w %RF[v9
所以取三年 e:iqv?2t
由公式 #D8u# 8Dz
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) vb]H $@0
（深沟球轴承系列） m/1;os5+8
} H9V$~}@-
由附表选6207型轴承 HVM(LHm=:
七、键的选择 A!_yZ|)$ T
选普通平键A型 f:/"OCig
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 qyY]:
(8
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm \7tJ)[0aF
由公式 @D=i|f
所以
<Lfo5:.
选变通平键，铸铁键 K55]W2I9
+bc Jm
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 >Te h ?P
八、减速器附件的选择 |F?/L>
1、通气器： .^!uazPE0
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 #9@UzfZAwT
2、油面指示器： r[km gPld
选用油标尺，规格M16 aumM\rY
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ~&Y %yN^
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 9rM6kLD
5、窥视孔及视孔盖 "I &,':O+
选用板结构的视孔盖 t p3
!6I6
九、润滑与密封： C3e0d~C
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： #TG.weTC
"P8cgj C
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。 JReJlDu
2、滚动轴承的润滑 {~~'
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。 {{e+t8J??
3、润滑油的选择 }Uunlz<
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 sn:wLc/GAd
L-AN15润滑油 "A3V(~%!
4、密封方式选取： bRK[u\,
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。 '645Fr[lg
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 @hIHvLpRB
设计小结： bWfT-Jewh
二、课程设计总结 |j~{gfpSE
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。 =F90SyzTy
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。 [5s4Jp$+
Nd6 1ns(N
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。 e:zuP.R
x _BnWFP
特别感谢—程莉老师。 8z'_dfP=5
K6@9=_A
参考资料目录 fs%l j_t
[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； SOo}}a0
[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； X,i^OM_
[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； lc\f6J>HT
[3]《设计手册软件》，网络上下载； Sv|jR r'
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn n~G-X
p +O,C{^f
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T1=113.4063Nm =>k E`"{!
T2=589.5878Nm &# ?2zbZ
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