目 录 "[fPzIP9
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 {: _*P
TVk
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 [PiMu,O[v
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ]}l.*v\uK
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 \h s7>5O^K
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 ujBm"p_|
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 >FHx],
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 NX(+%EBcA
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 \ nuz l
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 1R*;U8?
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 zd-
*UF i
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ;=^J _2ls
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Z rNH:Z:5
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 QQ{*j7i)
Q7F4OS5b
cL.>e=x$
1.拟定传动方案 {E)tzBI;^
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 33eOM(`D[
v=1.1m/s;D=350mm; Xg1TX_3 Ml
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ?G~rYETvw
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。 b%"/8rK
2.选择电动机 TxN+-< f
1）电动机类型和结构形式 Iix:Y}
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。 x5smJ__/
2）电动机容量 .=G3wox3
（1）卷筒轴的输出功率Pw Q h Rj*,
F=2800r/min; +8 \?7,FY
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ^{0*?,-x
(2)电动机输出功率Pd + `'wY?
Pd=Pw/t | a
i#rU
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 8p}z~\J{a:
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： 3xP<J)S0
弹性联轴器 1个 IIXA)b!
t4=0.99; &6Lh>n(
滚动轴承 2对 ?/hS 1yD;
t2=0.99; uX{g4#eG
圆柱齿轮闭式 1对 >,k2|m
t3=0.97; *> W6,F7
V带开式传动 1幅 F2Ny=H &G
t1=0.95; '|v<^EH
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 Nknd8 >Hy+
t5=0.98; ##F$8d )q
则 r]QeP{
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 L.K| ]]u
故 KMfRMc&
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 l6xqc,h!K
（3）电动机额定功率Ped 'zMmJl}\vd
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 <j#IR
3）电动机的转速 Vi'7m3&
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， NL-PQ%lUA
可选电动机的最小转速 j1K~zG
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min g2LvojR
可选电动机的最大转速 F >[^m Xw
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min e,#5I(E
同步转速为960r/min `2V{]F
选定电动机型号为Y132M1－6。 Ers JWp
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 tId,Q>zH
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 D0S^Msk9L
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 RCK* ?\m5
MDd 2B9cy[
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm DSp~k)
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 M
0G`P1o
G$Fo*;Fl
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 -{d(~XIo
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 B"*P BJuOA
1）传动装置总传动比 Qch'C0u
nm=960r/min; 6 9uDc
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 #Ak9f-pf
2）分配各级传动比 |r+hj<K
取V带传动比为 PT&qys 2k
i1=3; XJS^{=/
则单级圆柱齿轮减速器比为 juM~X 5b
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Sv>CVp*
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。 !@ AnwV]
4．计算传动装置的运动和动力参数 t0:~BYXu
1）各轴转速 D`B*+
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 UA0(
cK
n0=nm; fbah~[5}
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min duCXCX^n
T
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min { M[iYF g=
?&U~X)Q
2）各轴输入功率 %JA^b5''
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 cauKG@:2F
P0=Ped=4kw %/s+-j@s:
轴I 的功率 pg<c vok
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw EF 8rh
轴II功率 'Q*lp !2>
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ~_-+Q=3
3）各轴转矩 0\"]XYOH
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 8N#.@\'kz.
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm iE{VmHp =
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm YsTF10
二、设计带轮 ._' .F'd
1、计算功率 1x+w|h
P=Ped=4Kw '^2 b C
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 {;JFoe +
查课本表8－10，得KA=1.1; _XI,z0(
计算功率 jgYe\dinM
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw #_Lgo
2选择普通V带型号 k)9
pkPl
n0 =960r/min @_;vE(!5
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 }~<9*M-P
d1=80~100 U\YzE.G1]S
3、确定带轮基准直径 $f6wmI;<y
表8－11及推荐标准值 n C9x N
小轮直径 \ ERHnh
d1=100mm; f2Tz5slE
大轮直径 hN;$'%^
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 6:G : :"ew
取标准件 <Lq.J`|+
d2=355mm; GM@0$
4、验算带速 U4. _a
验算带速 anUH'mcK*
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s @CCDe`R *
在5~25m/s范围内 If@%^'^ON=
从动轮转速 PV/ hnVUl
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 9 NC'iFQ#
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s Qu|<1CrZj]
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 tW3 Nry
=-0.0141 `ItPTSOi
5、V带基准长度和中心距 gBXbB9
初定中心距 "Za 'K+4
中心距的范围 (n@&M!a
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm ?)/&tk9.n
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm gBy7 q09r
a0=350mm; +[=% W
初算带长 J n1 (-
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 E&b!Y'
Lc = 1461.2mm -[5yp 2F-{
选定基准长度 &8Oy *'
表8-7,表8-8查得 >xm:?W R
Ld=1600mm; ~5_>$7L>
定中心距 <cR]-Yr~
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm zCp XF< _C
a=420mm; 4VlQN$
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm CDRz3Hu U
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm /m*+N9 )
6、验算小带轮包角 .RWKZB
验算包角 IdL~0;W7
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a P%kJq^&
145.2107 >120度 故合格 7|pF (sb0
7、求V带根数Z 7E) *]7B%
由式（13-15）得 os`#: Ao5
查得 n1=960r/min , d1=120mm c_.4~>q w
查表13-3 P0=0.95 N51RBA
由式13-9得传动比 |gJI}"T
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 7 T9 Mo
.
查表（13-4）得 :|E-Dx4F6H
(n~GK cA
由包角145.21度 WH 0$v#8`v
查表13-5得Ka=0.92 WB>M7MI%
KL=0.99 Eza B}BLQ9
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 rtgu{m02
8、作用在带上的压力F m <e-XT
查表13-1得q=0.10 :~dI2 e\:
故由13-17得单根V带初拉力 )\Ay4 d
o jy[<
三、轴 kX:d?*{KB
初做轴直径： \y0uGnmCj
轴I和轴II选用45#钢 c=110 YW UCrnr
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm a?X{k|;!7u
取d1=28mm ; kiL`K
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm `F
TA{ba
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 * mj3 T
取YL10YLd10联轴器 [%yCnt
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 y6 _,U/9
取d2=45mm aMycvYzH
四、齿轮 >$iQDVh!
1、齿轮强度 > z1q\cz
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 YU24wTe;k
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。 |dQ -l !
因 ， p$OkWSi~
SH1=1.1， SH2=1.1 )M(-EDL>Qk
， ]&RC<imq
， 1me16 5y<B
因： ， ，SF=1.3 O &De!Gx
所以 $bT<8:g
d%='W|i\p&
| ?])]F
2、按齿面接触强度设计 (*\*7dIo
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 WT9 k85hqj
小齿轮上的转矩 MZInS:Vj
按 计算中心距 tHV81F1J
u=i=5.333 ?3{:[*
mm l^*'W(%
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 [ N4 #R
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 0($ O1j~$
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm gu~F(Fb'
齿宽b= ,R h6( I
b1=70mm,b2=60mm \9GJa"xA`
3、验算弯曲强度 QCvz| )
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 F 7~T=X)1
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ?$&iVN^UA
r.T!R6v}
8KU5x#
4、齿轮圆周速度 pAd 8-a
"TboIABp:H
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 LmQS;/:
_9Zwg+oO[
pa@@S $(
chr^>%Q_
vw/L|b7G
& NO:S
G
uLU7a
FV->226o%
五、轴校核： i `}nv,
N-O"y3W}
&n)=OConge
L)`SNN\ipR
8qY\T0
Z* Fxr;)d
A/zZ%h
/ .ddx<
LyB &u( )
1D/9lR,
r(#]Z
d?uN6 JH9
sD[G?X
YA vO V-L
U)n+j}vi
:QV-!
Z+*t=?L,,G
C;C= g1I}
圆周力Ft=2T/d1 T3W? -,
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 /Dl{I7W
d=mz=2.5*101=252.5mm ~RRp5x _
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ?'dsiA[
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 9 J0JSy
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Y%B:IeF}
由Fr2*L-Fr*L/2=0 AD ,
得Fr2=Fr/2=1015.9N ?7Y6: zo$^
b;X|[tB
2、求水平平面的支承力 \ LQ?s)~
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N #@#/ M)
2!u4 nxZ.
<oc"!c;T
3、画垂直面弯矩图 l^B PTg)X@
L=40/2+40/2+90＋10=140mm CSC
sJE#4
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 9mEt**s
Ur
X<O OgC
$T)EJe
4、画水平面弯矩图 E9]/sFA-]
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm |NsrO8H
M :4N'#`
y Jj$ir i
h*2NFL~#
5、求合成弯矩图 hd@ >p.
1m52vQSo3l
e B$ S d
|N{?LKR
%
6、求轴传递转矩 nsRZy0@$t
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ac-R q.GQY
H1alf_(_
\
VOj{&O2c
7 fE
QD?C
SP,#KyWP0)
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1nt VM+
D 2U")g}U
7、求危险截面的当量弯矩 J^Dkx"1GD
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 9{{|P =
轴的扭切应力是脉动循环应力 cZ!%#A z
取折合系数a=0.6代入上式可得 @+9x8*~S'
YkPc&&#
8、计算危险截面处轴的直径 Ac0^`
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 i|@l UXBp
由表13-3查得许用弯曲应力 ， Qj?qWVapA
所以 $*%ipD}f
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 M!{;:m28X!
故d=1.04*25.4=26.42mm }\9elVt'2
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 1YGj^7V)|Z
所以此轴选d=40mm,安全 j2U iZLuV
六、轴承的选择 8IAf 9
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 R3HfE*;Z
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 2WP73:'t
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） AI$r^t1
因为大修期三年，可更换一次轴承 bJ[{ [|yEd
所以取三年 OZ/P@`kN.f
由公式 A,tmy',d"
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) cGevFlnh
（深沟球轴承系列） QbF!V%+a's
i|z=q
由附表选6207型轴承 N W/RQ(
七、键的选择
h :[8$]
选普通平键A型 "kLu]M<
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 's.cwB: #
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm F __(iX xC
由公式 }b// oe7
所以 X=:|v<E
选变通平键，铸铁键 X3z$f(lF%)
>i`V- " x
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 52*9q!
八、减速器附件的选择 4 CzT<cp
1、通气器： e{ce
\
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 9@nDXZP Y&
2、油面指示器： X3C"A|HE9
选用油标尺，规格M16 &rTOJ 1)V}
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 Z!@<[Vo6
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 J>I.|@W4
5、窥视孔及视孔盖 R]0p L
选用板结构的视孔盖 i.eu$ ~F
九、润滑与密封： -~nU&$ccL
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： C*;g!~{
.
6wyu7oK
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。 px@:t}
2、滚动轴承的润滑 $ekB+
t:cj
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 ZT
UaF4k j
3、润滑油的选择 _[yB wh
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 =%p%+F@RlW
L-AN15润滑油 mA ^[S.!
4、密封方式选取： E%R^
kqqr
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 d?j_L`?+
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 8Ol#-2>k$
设计小结： #= tWjInm
二、课程设计总结 x%acWeV5
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。 ;#3l&HRKH1
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。 E0;KTcZi
o gcEv>0
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。 `$IuN *
JGP<'6"L$
特别感谢—程莉老师。 &WSxg&YG)\
( dO C ^i
参考资料目录 #WBlEVx;Z
[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； ~m
,x G
[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； 6 m#V=4e*
[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； 41c]o<!=)j
[3]《设计手册软件》，网络上下载； l 8I`%bu
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn I 3;{II
pYtG%<
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Nw=60.0241r/min `>M-J-J
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P2=3.6491Kw WyA `V C
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T0=39.7917Nm Y>J$ OA:
T1=113.4063Nm ?&`PN<~2z
T2=589.5878Nm /"J3hSR
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