目 录 `30og]F0YJ
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 xHA6
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 [@l:C\2
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 7 +RsZu
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 n K@RFU6
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 Q\P?[i]
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 :V(+]<
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 pwiXA{
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 +YL9gNN>P
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 P4M *vZq)
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 0 >
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 x >u \
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 k *a?E y$
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 %Fh*$gzh*5
#B;~i6h]
h)W?8XdM
1.拟定传动方案 $R\D[`y|
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 <Ae1YHUY
v=1.1m/s;D=350mm; x1gf o!BN
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) z!z+E%H^
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 #E[{
2.选择电动机 _TB,2 R
1）电动机类型和结构形式 1;; is
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 CXb-{|I}d
2）电动机容量 4K_ fN
（1）卷筒轴的输出功率Pw %n^jho5
F=2800r/min; ]BY^.!Y
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 l3d^V&Sk
(2)电动机输出功率Pd .|[5*-
Pd=Pw/t 5hVp2 w-
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 % gF; A*
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： U"1z"PcV
弹性联轴器 1个 .L,xqd[z C
t4=0.99; X~aD\%kC7
滚动轴承 2对 j}0W|*
t2=0.99; `N+A8
圆柱齿轮闭式 1对 U_/sY9gz(
t3=0.97; Hs%;uyI@$
V带开式传动 1幅 ]h(}%fk_
t1=0.95; w]4=uL6
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ?2Q9z-$
t5=0.98; MwoU>+XB
则 :8} iZ.
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 6Un 61s
故 =hs
!t|(*
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 eR' Df" +
（3）电动机额定功率Ped uXs.7+f
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 `MMh"# xN
3）电动机的转速 )2@_V %
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， v6gfyGCJ
可选电动机的最小转速 F9hh- "(Z
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min fl{wF@C6
可选电动机的最大转速 c:
/Wk
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min byj}36LN62
同步转速为960r/min <A"T_Rk
选定电动机型号为Y132M1－6。 ~$#"'Tl4J
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 =B}a +0u!
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 ;Up'+[Vj'C
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 9y BENvq
'A0.(a5
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 7j9:s>D
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 >900I4]I
P@ gVzx)M
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 rJ
LlDKP-(
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 d(.e%[`
1）传动装置总传动比 $T\W 'W R>
nm=960r/min; OnNWci|7
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 -WDU~VSU
2）分配各级传动比 _ >)+
u
取V带传动比为 (=v :@\r
i1=3; ^/|agQ7D2
则单级圆柱齿轮减速器比为 AXUSU(hU
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Eei"baw/
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 T3HAr9i%)
4．计算传动装置的运动和动力参数 {K\l3_=5qb
1）各轴转速 C-
Aiv@@<=
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 8]@)0q {r
n0=nm; 8dg \_H_
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min z 6~cm6 j
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min Gp0H[-oF
`1|#Za~e
2）各轴输入功率 !PQ%h/ix
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 .\ r=1HZ3
P0=Ped=4kw a;=) `
轴I 的功率 "N"$B~W*
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw #fq%903=
轴II功率 >s
4 "2X
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw l^.d 3b
3）各轴转矩 ?LJDBN
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm %4F
Q ~
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ET]PF ,`
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm j]-0m4QF
二、设计带轮 8>T#sO?+
1、计算功率 3 [R<Jr O
P=Ped=4Kw }2W scxL
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 qJjXN+ /D
查课本表8－10，得KA=1.1; iFJ2dFA
计算功率 ~}uv4;0l]
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw N _dHPa
2选择普通V带型号 iD*%' #u
n0 =960r/min DtXQLL*fl(
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 cT2 &nZ
d1=80~100 HGuU6@~hu
3、确定带轮基准直径 j _`
[Z
表8－11及推荐标准值 []i/\0C^
小轮直径 @ |bN[X L
d1=100mm; "r!>p\.0O
大轮直径 ]} D^?g^
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm )-98pp7~BB
取标准件 J1i{n7f=@
d2=355mm; Gv
';
4、验算带速 r]e1a\)r
验算带速 8fV.NCyE
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s gYeKeW3)
在5~25m/s范围内 ?vmu,y
从动轮转速 bjn: e!}
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s cyM9[X4rC
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s U0%T<6*H
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 #?x!:i $-
=-0.0141 {e'P* j
5、V带基准长度和中心距 ew13qpt)<L
初定中心距 1M1|Wp
中心距的范围 I5nxY)v
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm _&(\>{p m
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm :;Lt~:0b~
a0=350mm; KCBA`N8
初算带长 6MCLm.L
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 s$%t* T2J>
Lc = 1461.2mm a0wSXd
选定基准长度 g mdJ8$
表8-7,表8-8查得 FEC`dSTI
Ld=1600mm; /KU9sIE;
定中心距 Hw0S/ytY
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm z3n273W>6
a=420mm; ZmLA 4 <
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm U0ZT9/4
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ro& /
6、验算小带轮包角 .uh>S!X, ]
验算包角 fL^$G;_?3
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a yL2sce[
145.2107 >120度 故合格 7
KuUV!\h`
7、求V带根数Z 6TR` O
由式（13-15）得 C F,-l
B
查得 n1=960r/min , d1=120mm r \PO?1
查表13-3 P0=0.95 (DLk+N4UHA
由式13-9得传动比 JXx[e
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 g~7x+cu0
查表（13-4）得 <?2g\ +{s9
8O[br@h:5
由包角145.21度 xK*G'3Ge
查表13-5得Ka=0.92 MG}rvzn @
KL=0.99 e/7rr~"|
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 ugu|?z*dI
8、作用在带上的压力F XRl!~Y|
查表13-1得q=0.10 ,`pUz[wl
故由13-17得单根V带初拉力 ?&`PN<~2z
/` ;rlH*
三、轴 Exb?eHO
初做轴直径：
rSg OQ
轴I和轴II选用45#钢 c=110 ;s$,}O.
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm /f*QxNZ,p
取d1=28mm }5Zmc6S{
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm 1!S*z^LGl
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 !MyCxM6
取YL10YLd10联轴器 SG4)kQ
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 c{"qrwLA
取d2=45mm L eu93 f2
四、齿轮 9Ai 3p
1、齿轮强度 I.6
qA *
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 <#ng"1J
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。 A jm
因 ， yog(
SH1=1.1， SH2=1.1 PJ))p6
9
， grxlGS~Q
， D & Bdl5g
因： ， ，SF=1.3 iu iVr$E
所以
Pb}Iiq=
mVd%sWD
NX&Z=ObHu}
2、按齿面接触强度设计 {+^&7JX
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 `]I p`_{
小齿轮上的转矩 s$Vz 1B
按 计算中心距 STL+tLJ
u=i=5.333 Rd;^ fBx
mm gl~9|$ivj>
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 |/%X8 \
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 8dLK5"_3
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm -PCF Om"
齿宽b= PVi0|
b1=70mm,b2=60mm a_ \t(U
3、验算弯曲强度 @M*oq2U;
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 $ vBFs]h
按式（11-8）轮齿弯曲强度 Q%QIr
':7gYP*v
]64pb;w"$D
4、齿轮圆周速度 Xd@ d$
QKI g5I-
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 ckkm}|&m
,R}9n@JI^Y
Aj*|r
zwJ\F '
x3l~k Z(
Y;{(?0
s
tfdb9# &?
!}hG|Y6s
五、轴校核： O DxCD%L
@5h(bLEP
,0@QBr5P
1b <[ /g9
Q"QZ^!zRl
BU O8 Z]
T*%O\&'r
I&f!>y?,Z
!l$k6,WJi
bR< XQHl
L5 wR4Ue)
p^s:s-"f\
m[nrr6 G"
OCu/w1 bc
,rX|_4 n*
oml ^f~pm
>J_(~{-sNG
K}vYE7 n:
圆周力Ft=2T/d1 _2WW0
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 6GoQJ
d=mz=2.5*101=252.5mm )T@?.J`
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ?(Xy 2%v
Fr=5852.5*tan20=2031.9N N_E)f
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 SM4'3d&mf
由Fr2*L-Fr*L/2=0 8(]q/g"O
得Fr2=Fr/2=1015.9N j9R+;u/!
qG3MyK%O\
2、求水平平面的支承力 zF r#j~L"
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N M%OUkcWCk
| Es,$
GHQm$|3 I
3、画垂直面弯矩图 ) 3ZkKv;zY
L=40/2+40/2+90＋10=140mm $ve*j=p
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm -0+h&CO
!`dMTW
aWY#gI{
4、画水平面弯矩图 :464~tHI[`
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm a&Me#H{
"}b/[U@>
;pqS|ayl
*9US>m Vy
5、求合成弯矩图 h#Z~x
1]&{6y
'VV"$`Fu"
_opB,,G
6、求轴传递转矩 7*r!-$
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm cRWYS[ O?-
s0'6r$xj
%<1_\N7
D2f~*!vEnA
UYGO|lkEU
2tS, q_-=
oGL2uQX X
9O\yIL
X.AE>fx*h
6%MM)Vj+u
|eks vO'~
K/$5SN1
lt%9Zgr[u
_Nf%x1m5s
!Y*O0_
{5 (M
|N|[E5Cn
P}vk5o'
M&K JZ
W(EN01d \
ZeH=]G4Zv7
7、求危险截面的当量弯矩 T/tC X[}
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 GmZ2a -M
轴的扭切应力是脉动循环应力 cR SgP{hy
取折合系数a=0.6代入上式可得 ~n%]u! 6
) Ut9k
8、计算危险截面处轴的直径 dK]#..
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 !Hj
7|5
由表13-3查得许用弯曲应力 ， " t,Z O
所以 )! 5"\eys
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 <W/YC 2b
故d=1.04*25.4=26.42mm A bB+<0
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 o),@I #fM
所以此轴选d=40mm,安全 0+k= gO
六、轴承的选择 +<3e@s&
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 0e j*0"Mq
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 1$ ENNq#0
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） [pSQ8zdF"
因为大修期三年，可更换一次轴承 7=HpEc
所以取三年 /U="~{*-R
由公式 hmI>
7@&
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) NZ- 57Ji
（深沟球轴承系列） y 27 MG
*Tq7[v{0*|
由附表选6207型轴承 P UC:Pl77
七、键的选择 F
7X ] h
选普通平键A型 7lAn GP.;
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 v"dl6%D"
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm UZo[]$"Q`
由公式 "F?p Y@4
所以 ]T%wRd5&-
选变通平键，铸铁键 B] PG
aL/7xa
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 l?KP /0`
八、减速器附件的选择 z=TuUl@
1、通气器： ~'LoIv20j)
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 Agwl2AM5k
2、油面指示器： ]C>h_,EZc
选用油标尺，规格M16 p%5(Qqmlk
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 gh% Q9Ni-
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 *s!T$oc
5、窥视孔及视孔盖 9) 'wg I#
选用板结构的视孔盖 BWzo|isv
九、润滑与密封： !
;R}=
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： M2M &L,/O
6}:(m#+
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。 la{o<||Aq
2、滚动轴承的润滑
Lp{/
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。 WISeP\:^
3、润滑油的选择 Olr'n % }
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 ]gVW&3ZW
L-AN15润滑油 muKjeg'b
4、密封方式选取： $
3 R5p
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。 Jg@eGs\*
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 dbfI!4
设计小结： kj`h{Wc[)
二、课程设计总结 F ZfhiIf
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。 .WlZT-
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。 {QI deB[
&usum~@
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。 Ar`U / %Cu
n&FRjq9y
特别感谢—程莉老师。 E>kgEfzxP
"=UhTE
参考资料目录 R'aA\k -
[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； 2XV3f$, H
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； KvlLcE~`o
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； HG )h,&nc-
[3]《设计手册软件》，网络上下载； @Cl1G
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn #|6M*;l N|
)"s(;kU!
#a!qJeWm0
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Nw=60.0241r/min }M${ _D
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n2=60.0241r/min )m[dfeqd +
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1rQKHC:|
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P0=4Kw *q |3QHZ
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P1=3.8Kw << .%Gk
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P2=3.6491Kw qb1[-H
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T0=39.7917Nm iHL`r1I!
T1=113.4063Nm Ig M_l=
T2=589.5878Nm `Aa*}1
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KA=1.1 u t4+c0
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