目 录 fjOq@thD
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 0EF~Ouef
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 lLDZ#'&An
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 =YTcWB
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 [q_+s
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 15hqoo9!
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 M(zZ8#
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 9 h?'zyX
B
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 u>n"FL 'e
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 %4f.<gz~r|
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 ;0Pv49q
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 0~z\ WSo
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 @0 /qP<E
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17
r5Tdp)S
n{i,`oQ"
>W;NMcN~
1.拟定传动方案 )9:5?,SO
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 yji[Yde;|
v=1.1m/s;D=350mm; - X71JU
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) `/ayg:WSU
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。 5OppK(Oi*C
2.选择电动机 &'x~<rx
1）电动机类型和结构形式 [d8Q AO1;)
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。 l6&\~Z(
2）电动机容量 Cf3!Ud
（1）卷筒轴的输出功率Pw o]Rlivahm
F=2800r/min; G %6P`:
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 2h'Wu
qO
(2)电动机输出功率Pd }}{n|l+R5
Pd=Pw/t P0jr>j@^-
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 c&!mKMrk
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： >
'hM"4f
弹性联轴器 1个 Pp s-,*m
t4=0.99; R2gV(L (!!
滚动轴承 2对 +7^p d9F.
t2=0.99; v $W[(
圆柱齿轮闭式 1对 ]m b8R:a1
t3=0.97; ]MV8rC[\
V带开式传动 1幅 N);w~)MYh
t1=0.95; W c[,kc
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 sa(.Anmlj
t5=0.98; "(^XZAU#W
则 `x#Ud)g
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 K"H\gmV_ g
故 6t6Z&0$h~
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 /.Ak'Vmi
（3）电动机额定功率Ped FT@uZWgQ=
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 ]~KLdgru_
3）电动机的转速 FM >ae-L-
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， r8J 7zTD&
可选电动机的最小转速 XiE`_%NW
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min yZ |"qP1
可选电动机的最大转速 T)rE#"_]{
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min $/++afi m
同步转速为960r/min 8Ojqm#/f
选定电动机型号为Y132M1－6。 0jf6 z-4
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 En?V\|,
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 !Qe ;oMqy}
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 tcuwGs>_
jO-?t9^
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm h'):/}JPl
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 '4[=*!hs!
`hi=y BO
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 CJBf5I3
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 N1c=cZDV
1）传动装置总传动比 B7C3r9wj
nm=960r/min; 9 CY{}g
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 V&M*,#(?
2）分配各级传动比 Ey&H?OFiP
取V带传动比为 pk/#RUfT+
i1=3; 3@> F-N
则单级圆柱齿轮减速器比为 ,#A(I#wL~
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 W)In.?>]W
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 /\ I6j;$z
4．计算传动装置的运动和动力参数 N+|NI?R?}
1）各轴转速 f u/8r%:h
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 /kW Z 8Z
n0=nm; 9\?OV @
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min {^VtD
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min <'a~ Y3B"o
E.oJ [;
2）各轴输入功率 {ez $kz
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 <v_=k],W
P0=Ped=4kw K}~$h ,n
轴I 的功率 Ps!Mpd cL3
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw VY0.]t
轴II功率 I`kfe`_
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ef5)z }B
3）各轴转矩 OXEk{#Uf[3
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 8i#
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm =3e7n2N)
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm v= 5 5{
二、设计带轮 N:1aDr ;
1、计算功率 ? \}Gi(VVE
P=Ped=4Kw #~*v##^vFH
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 e
w^(3 &
查课本表8－10，得KA=1.1; MMM
tB6
计算功率 ToXWFX
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 22`^Rsb,6L
2选择普通V带型号 Kc/1LeAik
n0 =960r/min )dXa:h0RZ
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 RZOK+!H:
d1=80~100 ;[v!#+yml
3、确定带轮基准直径 q2qi~}l
表8－11及推荐标准值 $*yYmF
小轮直径 #2{-6ey
d1=100mm; L:R4&|E/t
大轮直径 $
V^gFes
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm z;c>Q\Q
取标准件 BQ@7^E[
d2=355mm; 1Ms[$$b$
4、验算带速 j]Auun
验算带速 WJShN~ E
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s Rn1oD3w
在5~25m/s范围内 /sE,2X*BT
从动轮转速 d>NGCe
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s b/SBQ" B%
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s I= mz^c{
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 S * h52li
=-0.0141 V>@ [\N[
5、V带基准长度和中心距 *$tXm4
O[
初定中心距 w_9^YO! !
中心距的范围 `+7F H
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm SQp|
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm P*|N)S)X%
a0=350mm; xEb>6+-F@
初算带长 )H 8_.]|
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 h<9 s&
p
Lc = 1461.2mm }V?m
=y [
选定基准长度 j6
wFks
表8-7,表8-8查得 -;" "l{
Ld=1600mm; !b8V&<
定中心距 <I+k B^ Er
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm ({f}Z- %
a=420mm; _jWs(OmJ
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm k[6J;/
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Ltlp9 S
6、验算小带轮包角 /<LZt<K
验算包角
~?ab_CY
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a xL}i9ozZ
145.2107 >120度 故合格 &?<uR)tl
7、求V带根数Z _y@ 28t
由式（13-15）得 c4JV~VS+
查得 n1=960r/min , d1=120mm ^Hd[+vAvR
查表13-3 P0=0.95 LGP"S5V
由式13-9得传动比 ;kFD769DLw
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 5mH [|_
查表（13-4）得 6g(;2gY
s :vNr@TS
由包角145.21度 p|>*M\LE#
查表13-5得Ka=0.92 u'YXI="(
KL=0.99 M'*s5:i
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 *a9cBl'_
8、作用在带上的压力F !09)WtsEfx
查表13-1得q=0.10 C @(@n!o:!
故由13-17得单根V带初拉力 {)YbksrJ{
uLhGp@Dx
三、轴 iaGA9l<b
初做轴直径： Z,& O8Jelf
轴I和轴II选用45#钢 c=110 iw@rW5% '~
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm qeZ G/\,
取d1=28mm |v&)O) Jg
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm 1w,_D.1'
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 ]so/AdT9hA
取YL10YLd10联轴器 %~rEJB@{
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 oD)x\ )t8
取d2=45mm n,N->t$ i
四、齿轮 v{u3[c
1、齿轮强度 c%&,(NJ]K
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 m\:^9A4HCg
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。 ^e:z ul{;]
因 ，
hkK>h
SH1=1.1， SH2=1.1 -@v^. @[Z&
， !:{Qbv &T
， sh/ ,"b2!P
因： ， ，SF=1.3 @0 +\:F
所以 U2Ve @.
7Cz~nin>7
ZO+RE7f*?c
2、按齿面接触强度设计 tXE/aY*I
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 QiCia#_
小齿轮上的转矩 ]_KWN$pd
按 计算中心距 vNO&0 ~
u=i=5.333 TWP@\ BQ
mm * #yF`_p
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 pb!2G/,.[
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 \!ZA#7
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm h ldZA
齿宽b= "~r<ZG
b1=70mm,b2=60mm mnt&!X4<
3、验算弯曲强度 O,$*`RZpx
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 0'sZ7f<e7
按式（11-8）轮齿弯曲强度 &4Z8 df!
[P2>KQ\
r=j?0k '}]
4、齿轮圆周速度 gS(3 m_
#} A"yo
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 V&zeC/xSq
$z=a+t *
|d0 X1(
01(U)F\
,Yag! i>;
# X (2
"8QRYV~Z
3 M#x)cW
五、轴校核： `zoHgn7B9q
I:dUHN+@L5
y dWr& E5
yQJ0",w3o.
" 6,fIsU
l;M,=ctB(
yY]x' 'K
r^k+D<k[7
C eEhe
PqspoH
0OI
QPuc{NcB>
N8]DzE0%
Y[*. ^l._
&XNt/bK -?
,Uh^e]pC
{OG1' m6=/
.7 .G}z1
le:}M M
圆周力Ft=2T/d1 :E W1I>}_
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 4m~y%>
&
d=mz=2.5*101=252.5mm O%%Q./oh
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 65Z}Hf
Fr=5852.5*tan20=2031.9N + 149 o2
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 ^*jw e^
由Fr2*L-Fr*L/2=0 hy / g*>
得Fr2=Fr/2=1015.9N <gPM/ 4$G
1_7p`Gxt[/
2、求水平平面的支承力 p,=IL_
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N =2q#- ,t
Up
Z 9g"
4EYD5
3、画垂直面弯矩图 z/#,L!Z3
L=40/2+40/2+90＋10=140mm Aa-5k3:x]=
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm BMq> Cj+
u.E>d9
0}GO$%l
4、画水平面弯矩图 -.Wwo(4
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm gpq ,rOIK
@de Z Z
@E z>?#z
>QDyG8*
5、求合成弯矩图 V 2Xv)
M._h=wX{}
5H'Iul<Os
tOXyle~ C
6、求轴传递转矩 }
e w {WD
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm .Bj WZj
'oz$uvX
a|TUH+|
sudh=_+>
WiH8j$;xu
A}! A*z<9
8K^#$,.."
6l,6k~Z9
h0 -.9ym
Wrbv<8}%c
kM-8%a2i
EFiVwH
ys!O"=OJ
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!{
9t`yv@.>N
lB2 F09`
i=5!taxu}E
`]]m$
[-`s`g-
?i_2ueVR
2cu2S"r
7、求危险截面的当量弯矩 A|Ft:_ Y
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 0rX%z$D+@
轴的扭切应力是脉动循环应力 ;=0-B&+ v
取折合系数a=0.6代入上式可得 Q@p' n E,
3Ch 4 2<
8、计算危险截面处轴的直径 J<NpA(@^
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 E*R-Dno_F
由表13-3查得许用弯曲应力 ， n[BYBg1yG
所以 lhQMR(w^
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 r:rPzq1
故d=1.04*25.4=26.42mm D,$M$f1
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 f x:vhE X
所以此轴选d=40mm,安全 -~sW@u)O
六、轴承的选择 >q')%j
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 2./ z6jXW_
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N XiV*d 06{
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 3f>9tUWhTy
因为大修期三年，可更换一次轴承 Q?.9BM1V
所以取三年 E690 '\)31
由公式 ZCK#=:ln
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) N f?\O@
（深沟球轴承系列） F YNUap,A
&]f 8Xd
由附表选6207型轴承 Dd
OK&
七、键的选择 R
{-M%n4w
选普通平键A型 X+;#^A3
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 %U<lS.i
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm xhCNiYJ |
由公式 l"&iSq!3=
所以 | Eu#mN
选变通平键，铸铁键 Oo!]{[}7
)-6>!6hZ
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 $/u.F;
八、减速器附件的选择 V1i^# ;
1、通气器： ?!t O'}?
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ?t;,Nk`jx
2、油面指示器： YY>&R'3[
选用油标尺，规格M16 [ P*L`F
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 > 0 := <RW
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 Qm[ ) [M
5、窥视孔及视孔盖 4X:mb}(
选用板结构的视孔盖
3"HEXJMc
九、润滑与密封： 8XfOM f~d`
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： wlwgYAD
B|>eKI
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 wO %617Av
2、滚动轴承的润滑 F( U(b_DPM
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 x {R j2~KC
3、润滑油的选择 :p1_ij]ND
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 f'j<v
L-AN15润滑油 HS. eK#:N
4、密封方式选取： 1"l48NL L|
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 vN6)Szim
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 r"7 !J[u
设计小结： +n YF9z2
二、课程设计总结 \ 6Y%z
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 }y|_v^
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 0LWV. OIIC
Fe2iG-ec
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 H'@@%nO (
I0bkc3
特别感谢—程莉老师。 sEa| 2$
|l~#qeZ%
参考资料目录 }dq)d.c
[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； _ bCIVf`
[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； V 4*/t#L/
[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； o~x49%X <c
[3]《设计手册软件》，网络上下载； :9|CpC`.
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn {ZUgyGE{
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n0=960r/min a X :,1^
n1=320r/min *BAR` +;U
n2=60.0241r/min
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{K42PmQL
P0=4Kw h][$1b&B
B0"55g*c
P1=3.8Kw [W*Q~Wvp
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P2=3.6491Kw _!Ir|j.A
-5sKJt]+i
b*W01ist
T0=39.7917Nm IO}53zn<l
T1=113.4063Nm Mib<1ZM
T2=589.5878Nm vZ/Bzy@|
9 Aq\1QC
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