目 录 {hRie+
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 J7 wQ=! g
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2
uV}WSoq[
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 [ 7Lxt
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 @U3foL2\
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 1~5q :X
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 R 4$Q3vcH
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ,' r L'Ys
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 dEd ]U49u
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 t)gi.Ed1"L
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 \btR^;_\A
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ,mjfZ*N
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 h>Uid
&:?
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ca/o#9:N`:
hQ}7Z&O
}{wTlR.]
1.拟定传动方案 ,)rZAI
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 r ctSS:1
v=1.1m/s;D=350mm; yOUX E>-
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 7XVzd]jH
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 Ly)(_Tp@+
2.选择电动机 *M&VqG4P9w
1）电动机类型和结构形式 2'<=H76
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 o d}EM_
2）电动机容量 V(2j*2R!
（1）卷筒轴的输出功率Pw -e{)v' C)
F=2800r/min; qH
h' l;.
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 X(y
(2)电动机输出功率Pd ..q63d r
Pd=Pw/t cF_;hD|YZ
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 :Dk@?o@2;C
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： 88#qu.
弹性联轴器 1个 i'Y'HI
t4=0.99; 50`iCD
滚动轴承 2对 O J35En
t2=0.99; sArje(5Eo
圆柱齿轮闭式 1对 C '-zh\a
t3=0.97; &8]#RQy{f
V带开式传动 1幅 9'n))%CZ.
t1=0.95; S~k 0@
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 r}oURy,5
t5=0.98; -OrY{^F
则 vr{'FMc
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 N4a`8dS|
故 B0)`wsb_
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 [arTx ^
（3）电动机额定功率Ped H ~[LJ5x
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 aJ6#=G61l
3）电动机的转速 dNUR)X#e
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， >P \h,1
可选电动机的最小转速 7`b lGzP_
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 6.U "_%
可选电动机的最大转速 QGH
h;
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ).NcLJ w_
同步转速为960r/min Ig1l ol:;
选定电动机型号为Y132M1－6。 c Q(}^KO
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 +X:J]- 1)
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 l_c^ .D
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 Hs" %
S
v)@,:u )
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ; .ysCF
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 1z~k1usRK
IjG5X[@
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 Jo{ zy
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 Hva2j<h
1）传动装置总传动比 2Vp>"
nm=960r/min; i>Z|6 5
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 n}< ir!ZTO
2）分配各级传动比 8W~lU~-
取V带传动比为 brg":V1a
i1=3; @J-plJ4e
则单级圆柱齿轮减速器比为 !uWxRpT,7
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 l60ikc4$I
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。 ==]Z \jk
4．计算传动装置的运动和动力参数 'FShNY5
1）各轴转速 H<`^w)?
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 |} _gA
n0=nm; YF} 9k
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min `nT?6gy
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min paW'R +Rck
;#3ekl{-g
2）各轴输入功率 7w "sJ
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 1^aykrnQ>
P0=Ped=4kw f;. SSiT
轴I 的功率 h ZoC _\
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw !xkj30O( G
轴II功率 Uh|TDuM
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw mR" uhm}q
3）各轴转矩 d,)}+G
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm Ns'FH(:
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm "
Wp
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm x.I][(}
二、设计带轮 aS RjFL^
1、计算功率 ~6p5H}'H1
P=Ped=4Kw GGCqtA^@7d
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 A y 2b,q
查课本表8－10，得KA=1.1; e\`wlaP,
计算功率 49o\^<4b
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw Y |mW.
2选择普通V带型号 I?^aCnU
n0 =960r/min ,1 ,&b_
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 qtO1hZ
d1=80~100 w{3ycR
3、确定带轮基准直径 d>Un J)V}
表8－11及推荐标准值 O{~K R/
小轮直径 A*hZv|$0
d1=100mm; vruD U#
大轮直径 '}_=kp'X
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 5\WUoSgy
取标准件 NN^QU B
d2=355mm; ThtMRB)9
4、验算带速 k=e`*LB\
验算带速 47 KNT7C
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s -!l^ ]MU
在5~25m/s范围内 GjEqU;XBi
从动轮转速 SgiDh dE
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s Y.7}
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 6Z Xu,ks}
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 xWDR72 6
=-0.0141 n!ZMTcK8
5、V带基准长度和中心距 ^CUSlnB\(
初定中心距 I`NUurQTX
中心距的范围 R }1W
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 0Q7M M6
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm ^}J<)}Q
a0=350mm; 8&%Cy'TIz4
初算带长 [,rn3C A
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ul$,q05nb
Lc = 1461.2mm /H Zv
选定基准长度 tU{\ev$x
表8-7,表8-8查得 e9 *lixh
Ld=1600mm; 4Ac}(N5D@
定中心距 F_
81l<
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm P].eAA XnP
a=420mm; +Juh:1H
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm p-xd k|'[
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm FI$XS G
6、验算小带轮包角 "kU ]
验算包角 gGEIK0\{
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ->h5T%sn
145.2107 >120度 故合格 ~g7m 3
7、求V带根数Z J#''q"rZ
由式（13-15）得 B)M& \:
_
查得 n1=960r/min , d1=120mm Z|I-BPyn
查表13-3 P0=0.95 zW5C1:.3K
由式13-9得传动比 s9i|mVtm8
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ;}K62LSR
查表（13-4）得 vQgq]mA?
B$?^wo
由包角145.21度 O[FZq47
查表13-5得Ka=0.92 \x(^]/@
KL=0.99 s7l23*Czl
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 'OD) v
8、作用在带上的压力F /O G zt
查表13-1得q=0.10 gfN2/TDC]P
故由13-17得单根V带初拉力 t"|DWC*
45<y{8
三、轴 9 I{/zKq
初做轴直径： G>K@AW #
轴I和轴II选用45#钢 c=110 e>AXXUEf
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm D:9
2\l
取d1=28mm 8I.VJ3Q
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm nxfoW y
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 [Gtb+'8
取YL10YLd10联轴器 Gq1)1
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 to`mnp9Z
取d2=45mm A[)C:q,
四、齿轮 2khh4?| \
1、齿轮强度 ? :uNN
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 Skxd<gv
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。 )+EN$ *H
因 ， orqJ[! u)`
SH1=1.1， SH2=1.1 w7
*V^B
， Ee)xnY%(
， S&wzB)#'
因： ， ，SF=1.3 U\vY/6;JI
所以 =wrP:wYF
>;9NtoE
l'"'o~MC
2、按齿面接触强度设计 (s&&>M]r_
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 x)oRSsv!Tr
小齿轮上的转矩 wxdyF&U
n
按 计算中心距 ! OAvD#
u=i=5.333 :m ZYS4L~
mm `q_<Im%I
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 gKi{Y1
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 i=rH 7k
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm [Y/:@t "2y
齿宽b= T1bd:mC}n
b1=70mm,b2=60mm g7n "
3、验算弯曲强度 & %,DZA`
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 K Y.ZT2k
按式（11-8）轮齿弯曲强度 !Zjq9{t\"
eB]R3j{
e|lD :_1i
4、齿轮圆周速度 tj5giQ3DG)
k ;KdW P
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 r*XLV{+4
~x]9SXD%
DQ80B)<O
;G d~YGW^#
:L:&t,X
AK@L32-S
{_>em*V b
"rNL
`P7
五、轴校核： E^CiOTN
D/ Dt
Adx`8}N8
sWqM?2 g
$kPHxD!"
]Kh2;>=
Xj
| C+o;
+!yX T C
6v 732;^
)^x K
(f#b7O-Wn
=RKSag&
8@\7&C(g17
eV};9VJ$F
;[ 'a
Es4qPB`g.
w0J|u'H
bGmx7qt#
圆周力Ft=2T/d1 C9~~O~7x
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 K=\O5#F?3
d=mz=2.5*101=252.5mm 2A:,;~UH
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ^@6q
Fr=5852.5*tan20=2031.9N iK;opA"
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 4. qtp `
由Fr2*L-Fr*L/2=0 * ?%
k#S
得Fr2=Fr/2=1015.9N cg T
/-M@[p&
2、求水平平面的支承力 <L0#O(L
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N o
l ({AYB
= Lp7{09u
~) ]} 91p
3、画垂直面弯矩图 [\e@_vY@OH
L=40/2+40/2+90＋10=140mm =xN= #
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm n1v5Q2xw
Ip
*g'
L}k/9F.5
4、画水平面弯矩图 9S7A!AKE
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm kxB.,'
5Av=3[kh"%
BlC<`2S
7jG(< !,
5、求合成弯矩图 +9A\HQ|22
z j{s}*
UQ?%|y*Kc
6 W2hr2Zy9
6、求轴传递转矩 4=<*Vd`p
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm j<yiNH C
5K%W a ]W
gzn^#3 b
^QX bJJ
lS5 ny
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TLa]O1=Bf.
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sy5 Fn~\R
7、求危险截面的当量弯矩 2\ <.0
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 :D:DnVZ-[@
轴的扭切应力是脉动循环应力 -0uV z)
取折合系数a=0.6代入上式可得 .?W5{ U
)6X.Nfkb^k
8、计算危险截面处轴的直径 olux6RP[B
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 5jcte<
5I_
由表13-3查得许用弯曲应力 ， Yl cbW0'c
所以 WgQBGch,!
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 qt e>r
故d=1.04*25.4=26.42mm fPa9ofU/kr
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 GIwh@4 ;
所以此轴选d=40mm,安全 qCQ./"8
六、轴承的选择 uKr1Z2
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 <'U]`L p
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N z_|oCT!6
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） Ukz;0q
因为大修期三年，可更换一次轴承 vw>j J
所以取三年 y(jg#7)
由公式 ~p1EF;4 #
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) aBuo Hdg;
（深沟球轴承系列） [#^#+ |{\
G@ \Pi#1
由附表选6207型轴承 "f.Z}AbP
七、键的选择 kma?v B
选普通平键A型 YPDf
Y<?v
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 Av J4\
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm r),PtI0X
由公式 uq3{ h B#
所以 mB'3N;~
选变通平键，铸铁键 %:v`EjRD0
*~XA'Vw!
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 uzOYVN$t
八、减速器附件的选择 LaFZ?7@|}
1、通气器： 3Hi+Z}8
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 (t^n'V
2、油面指示器： S^I,Iz+`S'
选用油标尺，规格M16 >H][.@LyR
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 \;5\9B"i
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ,~PYt*X4
5、窥视孔及视孔盖 2 !1.E5.I
选用板结构的视孔盖 b& ) 5:&MI
九、润滑与密封： ;i uQ?MR3
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： t0&@h\K
Qq& W3
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 ]$-cMX
2、滚动轴承的润滑 Z4TL6 ]^R
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。 {^)70Vz>PE
3、润滑油的选择 DPgm%Xq9(!
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 Ol /\t
L-AN15润滑油 3L>IX8_
4、密封方式选取： 9Ru; `
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。 Nil}js27
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 *hh mTc#
设计小结： |`k
.y]9
二、课程设计总结 66&EBX}
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。 -[ 7O 7 '
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。 gApoX0nrv
Y&bM CI6U
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。 F'8T;J7
e9pOisZ;8
特别感谢—程莉老师。 rt7<Q47QE
AbwbAm+
参考资料目录 }alj[)
[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； MZ v]s
[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； b }9[s
[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； vE, 37
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 2/P"7A=<
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn LHCsk{3
}ucIH@U{
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