目 录 sTkIR5Z
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 ! a o6e
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 <;%0T
xK|U
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 t:>x\V2m
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 a5a1'IVq
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 {7qA &c=
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 =L"^.c@
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 SET-8f
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 BEWro|]cM
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 j&WL*XP&5
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 lV\lj@
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 vf<UBa;Xm
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 fD{II +T
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 >B_n/v3P(M
^_68]l=
n+Hs Q]z.
1.拟定传动方案 aVwH
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 zie=2
v=1.1m/s;D=350mm; jq(qo4~;
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) DR@1z9 a
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 $vK<SF
2.选择电动机 1}}>Un`U5,
1）电动机类型和结构形式 ` B:"6nW6
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 o2aM#Q
2）电动机容量 n_P 3\Y|
（1）卷筒轴的输出功率Pw b #/i.!:a
F=2800r/min; 03([@d6<E
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000
/ +1{
(2)电动机输出功率Pd XX2h(-
Pd=Pw/t G`F 8!O(
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 UQI
f}iR
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得：
K'aWCscM
弹性联轴器 1个 .wy$-sG81
t4=0.99; rA1q SG~c
滚动轴承 2对 vc8?I."?
t2=0.99; ~ zF2`.
圆柱齿轮闭式 1对 l}rS{+:wK
t3=0.97; (#|{%4g@>
V带开式传动 1幅 y bQP E/9
t1=0.95; "'a* [%
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 SdJ/ 4&{ !
t5=0.98; g$FEEDF
则 Gr: 3{o`
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 26L~X[F
故 )\ZzTS
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Cqx v"NN
（3）电动机额定功率Ped .<#ATFmY
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 >$H|:{D
3）电动机的转速 9S1)U$
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， DG[%Nhle
可选电动机的最小转速 l?8)6z#Zl
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min vfw A$7N
可选电动机的最大转速 hO#t:WxFI
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min A\AT0th
同步转速为960r/min 0 [8=c&F
选定电动机型号为Y132M1－6。 (K :]7
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 _M t Qi
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 {2
%aCC V
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 g%a|q~ )
PB 53myDQ
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm @I -Lv 5
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 V&ot3- Rf
6X)@ajGWg~
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 W3rl^M=r
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 .lN s 4e
1）传动装置总传动比 ;o-yQmdh
nm=960r/min; wX,F`e3"/
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 %gd(wzco
2）分配各级传动比 v q!uD!lr
取V带传动比为 &:5\"b
i1=3; P"3*lk+w
则单级圆柱齿轮减速器比为 <rIz Z'D
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 R Oc`BH=
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。 r~7:daG *
4．计算传动装置的运动和动力参数 Hkd^-=]]no
1）各轴转速 hhI )' $
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 (Yb[)m>fQ}
n0=nm; wy,p &g)>
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min P"_$uO( 5x
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ',I0ih#Ls
v [njdP
2）各轴输入功率 ][;G=oCT
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 RA O`i>@
P0=Ped=4kw 9z>z3,ftN
轴I 的功率 ]N{0:Va@D
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw o0It82?RN
轴II功率 mQ~:Y
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw NbRn*nb/T
3）各轴转矩 nBItO~l
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm $s5a G)?7
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm i38[hQR9a
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm Q.U$nph\%d
二、设计带轮 >~nF=
1、计算功率 kAA>FI6
P=Ped=4Kw OJAIaC\
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 o@bNpflb`
查课本表8－10，得KA=1.1; 1|r,dE2k9
计算功率 Tr&M~Lgb)
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw MV >$BW
2选择普通V带型号 Gi2$B76<
n0 =960r/min _-TA{21)
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 2&!bfq![
d1=80~100 : 4gLjzL
3、确定带轮基准直径 ,XkGe
表8－11及推荐标准值 %
ps$qB'
小轮直径 ]D 2u deg
d1=100mm; ^wb:C[r!V
大轮直径 tWeFEVg
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ZraT3
取标准件 LwcIGhy
d2=355mm;
D L'i S
4、验算带速 A]0 :8@k5
验算带速 3r+.N
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s NB_ )ZEmF
在5~25m/s范围内 _nh[(F<hz
从动轮转速 4NN$( S-W
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 2i{cQ96
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s K14^JAdY/
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 Z6p5* +
=-0.0141 8I;XS14Q
5、V带基准长度和中心距 EZ;"'4;W
初定中心距 X1{[}!
中心距的范围 (6l+lru[
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm ?S$i?\ Qh
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 39wa|:I
a0=350mm; `
|IUGz
初算带长 azQ D>
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ($w@Z/;
Lc = 1461.2mm yXI >I
选定基准长度 'y]\ -T
表8-7,表8-8查得 Y6i _!z[V[
Ld=1600mm; 4(6b(]G'#
定中心距 WY^W.1 X
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm @Jm7^;9/
a=420mm; ;V^pL((5J
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm c;0Vs,DUmG
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 0:0NXVYs&
6、验算小带轮包角 css64WX^0c
验算包角 ;9o;r)9~
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a WQ yLf;!Lz
145.2107 >120度 故合格 -=s(l.?Hm5
7、求V带根数Z 5DOBs f8Jo
由式（13-15）得 GdV1^`M6
查得 n1=960r/min , d1=120mm m,C1J%{^
查表13-3 P0=0.95 =K'cM=WM6
由式13-9得传动比 8
C [/dH
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 BH]Yn u&o
查表（13-4）得 ^7z u< lX
z#BR5jF
由包角145.21度 s,#>m*Rh
查表13-5得Ka=0.92 |@NiW\O
KL=0.99 kmzH'wktt
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Bqma\1cgb
8、作用在带上的压力F Zo1,1O
查表13-1得q=0.10 ] Q]W5WDe:
故由13-17得单根V带初拉力 8-<: i
=X.LA%Sf=u
三、轴 uq z]J$
初做轴直径： ^B8b%'\
轴I和轴II选用45#钢 c=110 c'/l ,k
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm N?Lb
取d1=28mm )95f*wte
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm Y0eE-5F,
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 V#VN %{
取YL10YLd10联轴器 Xpzfm7CB/
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 ca+5 =+X7
取d2=45mm ;M"9$M'
四、齿轮 y;/VB,4V
1、齿轮强度 w] N! S;<N
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 H":oNpfb
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 (#+^ & 1
因 ， boDt`2=
SH1=1.1， SH2=1.1 x _c[B4Tw
， mI 74x3 [
， >/|q:b^2r
因： ， ，SF=1.3 I`NjqyTW
所以 m2AnXY\
iY21Ql%
sr8cYLm5R
2、按齿面接触强度设计 '7O3/GDK
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 lg^Z *& (
小齿轮上的转矩 !47n[Z s
按 计算中心距 6gc>X%d `K
u=i=5.333 Ub6jxib
mm *}P~P$q%
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 B}^w_C2
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 JtER_(.
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm F'0O2KQ
齿宽b= F$)[kP,wtO
b1=70mm,b2=60mm p5G? N(l
3、验算弯曲强度 Jv^h\~*jH
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 ;^Dpl'v%\
按式（11-8）轮齿弯曲强度 wm Tb97o
]\|V pIg
;+ "+3
4、齿轮圆周速度 eio 4k-
!r<pmr3f@7
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 {.XEL
\-g)T}g,I
1y}Y9mlD.
7
qS""f 7
=i[\-
a |X a3E
H j}K{20
@{2 5xTt
五、轴校核： B6 = {&7U2
Hl,W=2N
m;,N)<~
?32&]iM
oW
FYpz Q6s~
:=Nz }mUV
')cMiX\v
ZP(f3X@
J\b^)
yK=cZw%D
c24dSNJg,
$&n=$C&x
r 8 RoE`/T
6^`1\
# f
#"G]ke1l $
p^w;kN
' d9INz.
X9V *UXTc
圆周力Ft=2T/d1 vQ
6^xvk]
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 HMNLa*CL'
d=mz=2.5*101=252.5mm "]}
bFO7C
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N Iy&!<r7:]0
Fr=5852.5*tan20=2031.9N fumm<:<CLO
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 fb e[@#:
由Fr2*L-Fr*L/2=0 J| w>a
得Fr2=Fr/2=1015.9N d s<2I,t
GBPo8L" 9
2、求水平平面的支承力 |Y ,b?*UF
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N .(cw>7e3D
Fww :$^_ k
b0Ps5G\ u
3、画垂直面弯矩图 ,?^ p(w
L=40/2+40/2+90＋10=140mm k5'Vy8q
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm s YI -5D]
0Qf,@^zL*
3[Qxd{8r
4、画水平面弯矩图 zBzZxK>$
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm "ut 39s i
)"7iJb<E
\!.B+7t=I
*nkoPVpC
5、求合成弯矩图 at,XB.}Z]
<Z mg#
'a@/vx&J
ek*r p`y]
6、求轴传递转矩 *`5.|{<j{
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm Rl?_^dPx
c(xrP/yOwi
;U+3w ~
12b(A+M
LTQ "8
4V)kx[j
"R;U/+
8e1UmM[
=O5pY9UO
&5B'nk"
65JF`]
y51e%n$
{k
TE He
Z>k#n'm^z
T $ >&[f$6
dy%;W%
|\p j;XU
<lPm1/8
)Q&(f/LT
|4;Fd9q^m
M^=zt
7、求危险截面的当量弯矩 ) j#`r/
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 `ts$(u.w
轴的扭切应力是脉动循环应力 "c%0P"u
取折合系数a=0.6代入上式可得 9<6;Hr,>G
>*
f-Wde
8、计算危险截面处轴的直径 5H<m$K4z
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 U)] oO
由表13-3查得许用弯曲应力 ， -P$PAg5"2
所以 @<hb6bo,N
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 N2^=E1|_
故d=1.04*25.4=26.42mm UNu#(nP
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 [Kg+^N% +
所以此轴选d=40mm,安全 NRs13M<ftf
六、轴承的选择 g[' ^L +hd
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 -">;-3,K
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N AUG#_HE]k
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） y4?0j :
因为大修期三年，可更换一次轴承 ~ D j8 z+^
所以取三年 ^1I19q
由公式 ?Jm^<
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) C gk<pky1
（深沟球轴承系列） ]n n98y+
&AeX
由附表选6207型轴承 t%0VJB,Q2
七、键的选择 @alK;\
选普通平键A型 C _}]`[
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 C`h U]
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm %v
M-mbX
由公式 3wF;GG
所以 X] TG<r
选变通平键，铸铁键 LYTdTP
L\J;J%fz.
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 < `=j^LU
八、减速器附件的选择 `KoV_2|
1、通气器： zj{pJOM06
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 AlaW=leTe
2、油面指示器： Cv.C;H
选用油标尺，规格M16 e8a+2.!&\
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 xef% d
G.
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 Qz1E 2yJ
5、窥视孔及视孔盖
=4YhG;%
选用板结构的视孔盖 0
1rK8j X
九、润滑与密封： yS'I[l
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 6P l<'3&
^}=,g
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。 -=Q*Ml#I
2、滚动轴承的润滑 ~,Zc% s~|
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。 `Y$4 H,8L
3、润滑油的选择 /{ g>nzP
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 `4J$Et%S
L-AN15润滑油 %$Tji
4、密封方式选取： h7Kzq{$
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。 By!o3}~g
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 -`h)$ &,
设计小结： jvL[
JI,b
二、课程设计总结 Ax7[;| 2
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。 A}9`S6 @@
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。 gPI
?C76
oJz^|dW
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。 Q(?#'<.#
+~$ ]} %
特别感谢—程莉老师。 $Ds2>G4c
Ee! 4xg
参考资料目录 .|70 ;
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； 5|s\* b V`
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； T.BW H2gRP
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； aB&&YlR=n<
[3]《设计手册软件》，网络上下载； *] )
`z8Ox
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn .t !x<B
G5 WVr$
EV% gF
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T1=113.4063Nm 3OB"#Ap8<
T2=589.5878Nm @O~pV`_tD
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