目 录 Hxleh><c-
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 = hY/Yr%P
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 uf"(b"N0
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 -zI9E!24
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 #Jr 4LQ@A9
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 6&
6|R3
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 6qWWfm/6
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 QGE0pWL-a
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 g${k8.T V
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 b/
h#{'
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 z<.?8bd
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 zJ@^Bw;A^@
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 w"? Rb A
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 <;Tr
Eh$1p iJG
tg\o"QKW9
1.拟定传动方案 i4XiwjC HN
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 cS
Qb3}a\
v=1.1m/s;D=350mm; &:1q3 gDm
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) {-%8RSK=<
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。 v-/vj/4>
2.选择电动机 \1QY=}
1）电动机类型和结构形式 ;|:R*(2
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。 BfD& e`KI
2）电动机容量 JV_VM{w{K
（1）卷筒轴的输出功率Pw P+QL||>L
F=2800r/min; E]=>@EX
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 qwO@>wQ}~
(2)电动机输出功率Pd g!9|1 z
Pd=Pw/t u(\O@5a
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 X;
6=WqJj
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： *N"CV={No
弹性联轴器 1个 5G$5d:[(
t4=0.99; 6 Rmdf>a
滚动轴承 2对 |=MhI 5gsx
t2=0.99; e6^}XRyf
圆柱齿轮闭式 1对 S5d
t3=0.97; o$rF-?
V带开式传动 1幅 ?Ygd|a5
t1=0.95; w4M;e;8m[U
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 \Pcn D$L
t5=0.98; 1aCpeD4|)
则 w w #kc!'
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 Ivj=?[c|
故 4u"Bll
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 OmS8cSYGc
（3）电动机额定功率Ped m/ID3_
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 O %N. ;Ve
3）电动机的转速 AWKJ@&pA9m
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， q6<P\CSHy<
可选电动机的最小转速 S4' <kF0z
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min / ?($W|9+l
可选电动机的最大转速 -3guuT3x\
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min DUh\x>^
同步转速为960r/min *> 1^q9M
选定电动机型号为Y132M1－6。 F\L!.B
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 b4WH37,lA
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 9y<h.T
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 JodD6 ;P
_A] )q
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm &/WE{W
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 1j:aGj>{
Vxu V`P lf
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 P.QF9%
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 -6~ .;M 5
1）传动装置总传动比 NzTF2ve(
nm=960r/min; \4^rb?B
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 R n]xxa'
2）分配各级传动比 yMTO 5~U{
取V带传动比为 :7mHPe }(
i1=3; w( _42)v]g
则单级圆柱齿轮减速器比为 'tvuw\hhL
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 ,i sjiy
J
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。 Da d$_%
4．计算传动装置的运动和动力参数 mt`CQz"_
1）各轴转速 OZnKJ<
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 ^_<|~
n0=nm; XmwAYf
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min k)|. <
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min TEMxjowr
G\TO ]c
2）各轴输入功率 |ns?c0rM
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 n|LpM .
P0=Ped=4kw %yu =,J j
轴I 的功率 JXYZ5&[
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ?s3S$Ih
轴II功率 W)/^*,
Q7
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw tiHR&v
3）各轴转矩 c38XM]Jeq
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm *8/Xh)B;
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm Z0m`%(MJa
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm =I)43ah d
二、设计带轮 D
fzs A4
1、计算功率 y& 1@d+Lf
P=Ped=4Kw zdd-n[%@V
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机
mPk' a
查课本表8－10，得KA=1.1; .\glNH1d
计算功率 vIbM@Y4
'?
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw Vm>E F~ r
2选择普通V带型号 JcA+ztPU
n0 =960r/min DQm%=ON7
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 <.B+&3')
d1=80~100 7K:V<v X5
3、确定带轮基准直径 hW< v5!,
表8－11及推荐标准值 ?'9I gT[*
小轮直径 G9 O6Fi
d1=100mm; u0 t lf
大轮直径 f$ xp74hw3
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 5$D "uAp<V
取标准件 4 ]ni-u0*
d2=355mm; ?(R3%fU
4、验算带速 Bhd)# P
验算带速 .'gm2
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s HdJ g
在5~25m/s范围内 U5OX.0
从动轮转速 pB 8 D
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s hEQyaDD;
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s $2?AJ/2r$b
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 8Auek#[
=-0.0141 {YzCg f
5、V带基准长度和中心距
'#V@a
初定中心距 @wI>0B
中心距的范围 /[.V( K
D
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm )ffaO S!\
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm _9
]:0bDUo
a0=350mm; |JxVfX8^
初算带长 ehr-o7](
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 1 _?8 OU
Lc = 1461.2mm o8 JOpD
选定基准长度 Nc7"`!;-
表8-7,表8-8查得 pg4W?N`
Ld=1600mm; >+P}S@
定中心距 gwRB6m$
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm 30! DraW8
a=420mm; =cS&> MT
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm fY[Fwjj3
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Z~~6y6p
6、验算小带轮包角 G?1GkR
验算包角 L7-BuW}&
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a Mw/9DrE7/
145.2107 >120度 故合格 IR6 W'vA
7、求V带根数Z / \w4k
由式（13-15）得 +[!S[KE
查得 n1=960r/min , d1=120mm e0zP LU}
查表13-3 P0=0.95 lFjz*g2'
由式13-9得传动比 r ;RYGLx
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 i/x |c!E
查表（13-4）得 i6' =]f'{
<l{oE? N
由包角145.21度 uL`#@nI
查表13-5得Ka=0.92 ny5 P*yWEh
KL=0.99 q !y . cyL
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 |Vx [
8、作用在带上的压力F im2mA8OH
查表13-1得q=0.10 p AE
(i7
故由13-17得单根V带初拉力 M: /NW-:
hCcI]#S&
三、轴 gwoe1:F:J
初做轴直径： .SD-6GVD
轴I和轴II选用45#钢 c=110 @7twe;07r
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm j=l2\W#}
取d1=28mm )@NFV*@I
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm WNGX`V,d
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 I zpE|8l
取YL10YLd10联轴器 vB8$Qx\J
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 &n6{wtBP
取d2=45mm d`^3fr'.4A
四、齿轮 1K#>^!?M
1、齿轮强度 I2 [Z0G@&=
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 J3eud}w
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。 .G{cx=;
因 ， qVC+q8
SH1=1.1， SH2=1.1 \f9WpAY
， FS1\`#Bm)
， r%U6,7d =)
因： ， ，SF=1.3 8z`Z Hn3=
所以 GW,EyOE+~
o[ZjXLJzV
a{kJ`fK
2、按齿面接触强度设计 .4zzPD$1
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 w2
Y%yjCV
小齿轮上的转矩 os/h~,=
按 计算中心距 & FhJ%JK
u=i=5.333 f .O^R~,
mm ?Y4 +3`\x
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 `` l*;}
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 jY=y<R_oK
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 4 Ej->T.
齿宽b= u7< +)6-
b1=70mm,b2=60mm 1Wpu
3、验算弯曲强度 3FiK/8mu
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 c]4X` 3]
按式（11-8）轮齿弯曲强度 Wk%|%/:
{=GmXd%D
2;v:Z^&
4、齿轮圆周速度 o co,sxT
^~~Rto)Y
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 +e{ui +
*tqD:hiF
<=.6Z*x+
qO>UN[Y
wn[)/*(,$(
*Jsb~wta
PuN L%D
n41#
五、轴校核： >Sc yc-n
; Nn(
~+\=X`y
s5*4<VxQN.
k4q":}M
|5~Oh`w
eK7A8\ ;e
>=N-P< %
:
@|Rj_S;
eo]nkyYDP
KrGl}|
|m's)
nah?V"
?Y
m*y&z 'e\
x1 |/
mx9vjW fy
ljbAfd
$mJv\;t
圆周力Ft=2T/d1 Ze0qRLuH!
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 m,HE4`g
d=mz=2.5*101=252.5mm -Lq+FTezE
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N -6 4l f-<
Fr=5852.5*tan20=2031.9N { "]!zL
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 38w^=" -T
由Fr2*L-Fr*L/2=0 N@|<3R!N*e
得Fr2=Fr/2=1015.9N XM\\Imw
sa.H,<;
2、求水平平面的支承力 xNIrmqm5]
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N "l&SRX?g
# xO PF9
KYiJXE[Q-
3、画垂直面弯矩图 FAM{p=t]HT
L=40/2+40/2+90＋10=140mm .)/ ."V
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 4 Fp[94 b
ta?NO{*
N:lE{IvRJ
4、画水平面弯矩图 ]wid;<
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 63E6nW M
bSe\d~{
v]SxZLa
/si<Fp)z
5、求合成弯矩图 B?B OAH
s*rR> D:
1]/;qNEv
d[6 'w ?
6、求轴传递转矩 8&EJ. CQ
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm qt L]x - O
HO<|EH~lu
HGYTh"R
s~OcL 5
,=+t 2Bn
CU|E -XPW
]njNSn
r|l?2 eO~
(7qlp*8.s
Cf(WO-F^
Phi5;U!
,yC..aI
Z]B v
lrJV"H
[RXLR#
>N#Nz
0|(
nT?+^Ruc
rXW.F'=K6
1Le8W)J
kl]V_ 7[
e%e.|+
7、求危险截面的当量弯矩 8- @@QZ\N
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 X$UK;O
轴的扭切应力是脉动循环应力 {m*lt3$k
取折合系数a=0.6代入上式可得 P; .r oD9
anS ZWQ
8、计算危险截面处轴的直径 l,J>[Q`<
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 n#6{K6}k~
由表13-3查得许用弯曲应力 ， GTLS0l)
所以 Movm1*&=
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 ZbC$Fk,,I&
故d=1.04*25.4=26.42mm ;j9%D`u<
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 kSV(T'#x
所以此轴选d=40mm,安全 )n)AmNpq
六、轴承的选择 wn@~80)$
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 (kR
NqfX
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N +(= -95qZ
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） <%YW/k"o
因为大修期三年，可更换一次轴承 E2 M<I;:EA
所以取三年 XMS:F] HN
由公式 >c_fU X={
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高)
%.d.h;^T
（深沟球轴承系列） R[zN?
)jX KPLj
由附表选6207型轴承 UJ,vE}=_{
七、键的选择 .I>rX# aNt
选普通平键A型 w4P;Z-Cd
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 pyV`O[
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm ^B1Ft5F`b
由公式 \i+AMduAo
所以 c1E{J <pZ
选变通平键，铸铁键 Ub\^3f
hV~M!vFxA
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 8 XY xyOl
八、减速器附件的选择 ~qZ6I)?
1、通气器： @&G} '6vF!
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 8 SU0q9X.
2、油面指示器： V WzQXo
选用油标尺，规格M16 R ?s;L
r
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 *` mxv0w~(
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 3UXZ|!-
5、窥视孔及视孔盖 3Iq vc v
选用板结构的视孔盖 r^6@Zwox]
九、润滑与密封： 3ibQbk
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： E
G+/2o+W
G%k&|
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。 gHc1_G]
2、滚动轴承的润滑 1Du5Z9AM
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。 8?8V;
3、润滑油的选择 0rL.~2)V
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 %Mj,\J!
L-AN15润滑油 9n is8
4、密封方式选取： x"sbm
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。 p>eYi \'
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 pq
r_{
设计小结： lv?`+tU2_
二、课程设计总结 3|!3R'g/ >
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。 L+G0/G}O\
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。 ^;ZpK@Luk
uDND o
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。 SW%}S* h
c
$r"q :\
特别感谢—程莉老师。 OIj.K@Kr
c*B< -
l<5
参考资料目录 x %`YV):*
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； %\HE1d5;
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版；
ilQ}{ p6I
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； L4 B/
g)K
[3]《设计手册软件》，网络上下载； D N)o|p
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn {St-
k62s|VeU
q#AIN`H
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Nw=60.0241r/min |hj!NhBe
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效率t=0.8762 UJh ; Hp:
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Pd = 3.5150 X-nC2[tu'W
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Ped=4Kw jr0j0$BF
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n0=960r/min ,J|,wNDU!K
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n2=60.0241r/min HCN/|z1Xq
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P2=3.6491Kw @ye!? %
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vv
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T0=39.7917Nm y+ze`pL?
T1=113.4063Nm ]Orx %8QS!
T2=589.5878Nm JaY"Wfc
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