目 录 o,i_py
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 LphCx6f,X
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 (Y~/9a4X
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 H:G``Vq;0m
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 1I2n dt
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 +3))G
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 MHpGG00,
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 `{#""I^_
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 =v3o)lU
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 !zK"y[V
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 gW~YB2 $
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 q,[;AHb
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ug%7}&
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 0*MUe1{
8$uq60JK
o "r
1.拟定传动方案 2 7Gff(
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 ^iH[
22 b4
v=1.1m/s;D=350mm; "smU5 s,P
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) KcT(/!
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 nKE^km
2.选择电动机 x1~AY/ )v
1）电动机类型和结构形式 Ea4zC|;
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 CV [ 9i
2）电动机容量 gPn0-)<
（1）卷筒轴的输出功率Pw x}ZXeqt{ {
F=2800r/min; r ;@0 F
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 3uw3 [
SR1
(2)电动机输出功率Pd Csu9u'.V
Pd=Pw/t " ,~ZO<P
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 xZ'C (~t
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： B/16E uH#
弹性联轴器 1个 n{W(8K6d@[
t4=0.99; 5x c e1[
滚动轴承 2对 d\-*Fmp(S
t2=0.99; `"~GqFwy~
圆柱齿轮闭式 1对 3_RdzW}f
t3=0.97; <mJ8~
V带开式传动 1幅 SEnr" }
t1=0.95; E|-oUz t
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 +/_X So
t5=0.98; SOPair <r
则 2(uh7#Q
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 wKJ|;o4;L
故 eS Z':p
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 XnYX@p
（3）电动机额定功率Ped (e;/Smol
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 oHfr
glGX
3）电动机的转速 `j3 OFC{7E
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， {*;K>%r\o
可选电动机的最小转速 +L=Xc^
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min \hBzQ%0
可选电动机的最大转速 T:
M y3&6
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min %4R1rUrgt|
同步转速为960r/min i\ uj>;B
选定电动机型号为Y132M1－6。 X6}W]
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 o]I8Ghk>/z
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 I@qGDKz;
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 h143HXBi1+
N*[b 26
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm x ;SY80D
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ml2/}}
leF!Uog
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 !5'4FUl J
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 h}tC +_"D
1）传动装置总传动比 W2%@}IDm
nm=960r/min; U go!
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 |7KWa(V5I
2）分配各级传动比 -k:x e:$
取V带传动比为 . (8 V
i1=3; %Cj_z
则单级圆柱齿轮减速器比为 8 mOGEx
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 K8&) kfyI
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。 "3 ++S
4．计算传动装置的运动和动力参数 ;Y8>?
1）各轴转速 +tt!x fy
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 -cJ,rrN_9
n0=nm; tZx}/&m-
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min # bjK]+
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min a~R.">>$
0)zJG |
2）各轴输入功率 BK)<~I
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 @0
x
P0=Ped=4kw Y vu E:ia
轴I 的功率 +BO kHXk1
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw g[O
轴II功率 unqUs 08
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ] ZP!y
3）各轴转矩 ~K5A$ s2
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 3mopTzs)
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm KSS]% 66Y
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm Y~!A"$
二、设计带轮 wKpb%3
1、计算功率 pd `m//G
P=Ped=4Kw SmvMjZ+7Y
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 j[mII5e7g
查课本表8－10，得KA=1.1; k{S8q?Gc
计算功率 4i&Rd1#0dI
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 3P>1-=
2选择普通V带型号 )}"`$6:k`
n0 =960r/min ai? N!RX%H
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 SHB'g){P
d1=80~100 \
qq
3、确定带轮基准直径 3 G<4rH]
表8－11及推荐标准值 4Z=`;
小轮直径 z Fj |E
d1=100mm; }CZw'fhVWO
大轮直径 A)j!Wgs^z
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ;/pI@C k
取标准件 a9 q:e
d2=355mm; K0B<9Wi |
4、验算带速 p_]b=3wt~
验算带速 9 LBZMQ
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s D@ .qdRc3
在5~25m/s范围内 y3j"vKG
从动轮转速 $%M]2_W(
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s <I2ENo5?
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s \ o72VHG66
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 mvTp,^1
=-0.0141 Z1v~tq x
5、V带基准长度和中心距 E^ c *x^
初定中心距 9;\mq'v %
中心距的范围 r_,;[+!
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm X6(s][Wn
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm RjgJIVm(
a0=350mm; m__pQu :
初算带长 .,# H]?Wil
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 X' s<+hK&
Lc = 1461.2mm eV(9I v[
选定基准长度 KU m?gFh
表8-7,表8-8查得 goF87^M
Ld=1600mm; 34N~<-9AY
定中心距 E]m?R 4
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm QX<x2U
a=420mm; u,d5/`E
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm |</) 6r
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm dT?3Q;>B?
6、验算小带轮包角 PXJ7Ek*/
验算包角 pWv1XTs@t:
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a N ]| >\
145.2107 >120度 故合格 g VR]z9
7、求V带根数Z ]{\M,txo8
由式（13-15）得 )i[Vq|n
查得 n1=960r/min , d1=120mm M;OMsR CVO
查表13-3 P0=0.95 t#t[c gI
由式13-9得传动比 Xxd]j]
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 0%}*Zo(e+
查表（13-4）得 %OO}0OW
)
< U9
由包角145.21度 ^->S7[N?
查表13-5得Ka=0.92 Av5:/c.B
KL=0.99 3/Z>W|w#w
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 w7Y@wa!
8、作用在带上的压力F B {:a,V7
查表13-1得q=0.10 #qDm)zCM
故由13-17得单根V带初拉力 S1mMz
i
EEL3~H{(
三、轴 YC56] Zp
初做轴直径： 6W =V8
轴I和轴II选用45#钢 c=110 zUv#%Q8vw
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm w(
XZSE
取d1=28mm +0UBP7kn
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm G\;6n
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 x(eX.>o\
取YL10YLd10联轴器 c-Yd> 4+ 1
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 IVxZ.5:L$
取d2=45mm u Z-ZZE C
四、齿轮 ;`:Y Z+2
Z
1、齿轮强度 5Lej_uqF
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 v*=P
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。 rZaO^}u]
因 ， YE{t?Y\5
SH1=1.1， SH2=1.1 ]SRpMZ
， wB \`3u4
， H;=Fq+
因： ， ，SF=1.3 3)\fZYu)
所以 NId.TaXh
xLOQu.
lNa+NtQu
2、按齿面接触强度设计 Y-YuY
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 gC/ e]7FNr
小齿轮上的转矩
G7a l@
按 计算中心距 tZKw(<am
u=i=5.333 ~qG W9 4
mm e JHh }
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 FC, =g` Q!
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ^9q#,6
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm :\His{%
齿宽b= sAL
]N][Y
b1=70mm,b2=60mm B<m0YD?>~>
3、验算弯曲强度 BrwC 9:
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 x}?<9(nE c
按式（11-8）轮齿弯曲强度 5j1d=h
wLXJ?iy3
KBN% TqH|
4、齿轮圆周速度 &EQhk9j
Rxd4{L
)n
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 F1L[3D^-
4#0 3x:/<\
c!4F0(n4
4r1\&sI$~
d"#Zp&#
Q]xkDr?
.=#j dc/
K -rR)-rI
五、轴校核： Ytlzn%
YoKyiO!
IFX$\+-
UlE%\L0GD&
fj5 g\m
qMNW w\k
PFh ^Z L
X TJD>
U+)p'%f;
x 6`!
* n ? 1C"l
yS\&2"o
XZM3zl g*
YzI ;)
`R[ZY!=+
U4pIRa )S
|HAJDhM,l
e /JQ #A
圆周力Ft=2T/d1 ;[sW\Ou
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 /8h=6"
d=mz=2.5*101=252.5mm ssi 7)0
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N LSJ?;Zg(=z
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 6@J=n@J$p
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 c0@8KW[,
由Fr2*L-Fr*L/2=0 ~.m<`~u
得Fr2=Fr/2=1015.9N #dA$k +3
vjGQ! xF
2、求水平平面的支承力 ~9dpB>+
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N %X{EupiFA
}~XW tWbd-
H$(b Sw$
3、画垂直面弯矩图 \n) ',4mY
L=40/2+40/2+90＋10=140mm QOF@Dv Q
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm jmM|on!
[]>'Dw_r
'-;[8:y.
4、画水平面弯矩图 qos7u91 z
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm JbMTULA
IY`p7 )#i
o%$.8)B9F
,BU;i%G&s
5、求合成弯矩图 Wy}I"q[~So
|^pev2g
Eah6"j!B8n
@X2*O9
6、求轴传递转矩 p
T(M>LP83
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm H GDrH
V#t_gS
/d8o*m'bu!
u epyH
Bh> L"'.2
n +~Dc [
g` 7XE
XIeLu"TSL
>ZgzE
*T|B'80
K7+yU3
+K57. n{
K }V CFV
> VG
Ccf/hA#mb
tl i.g
bLgH3[{
rz?Cn
X.t
kI\m0];KnQ
nV;'Up Qw
&|>+LP@8
7、求危险截面的当量弯矩 {f!/:bM
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 *sho/[~_
轴的扭切应力是脉动循环应力 ` BPTcL<W
取折合系数a=0.6代入上式可得 GF'wDi}
^NW[)Dq1<
8、计算危险截面处轴的直径 f^WTsh]
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 3dShznlf_*
由表13-3查得许用弯曲应力 ， (L_-!=e
所以 NWB YpGZx
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 qt GJJ#^,
故d=1.04*25.4=26.42mm ;SR ESW
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 y}Ky<%A!P
所以此轴选d=40mm,安全 pMc6p0
六、轴承的选择 \INH[X#>
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 v\0 G`&^1
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N QFyL2Xes/
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） T5BZD
+Ta
因为大修期三年，可更换一次轴承 S)rZE*~2
所以取三年 h `fVQN.3
由公式
CI|lJ
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) & c`-/8c
（深沟球轴承系列） ^
k^y|\UtZ
30Y is_l2h
由附表选6207型轴承 )M*w\'M
七、键的选择 ! ,J#
r
选普通平键A型 cH]tZ$E`
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 &v\F ah U
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm ]6&NIz`:,
由公式 e5 =d
Ev
所以 uFd$*`jS
选变通平键，铸铁键 e5h *GKF
]' mbHkn68
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 Otn,UoeeB
八、减速器附件的选择 s>rR\`
1、通气器： LzygupxY!
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 A=C eeC]}
2、油面指示器： `S& a.k
选用油标尺，规格M16 fSh5u/F!
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 GnV0~?
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 p: ,Y6[gMo
5、窥视孔及视孔盖 @0`A!5h?u
选用板结构的视孔盖 yev ! Nw
九、润滑与密封： ffCDO\i({
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： =O/Bte.
x "W~m.y$h
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。 ]]x Kc5CT
2、滚动轴承的润滑 8$Q`wRt(%
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。 ?M2(8 0
3、润滑油的选择 .@dC]$2=
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 7AG|'s['=
L-AN15润滑油 [^>XR BSm
4、密封方式选取： +qxPUfN
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。 z,HhSW?&^
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 fV:15!S[
设计小结： Gk ; YAI
二、课程设计总结 91
jRIB
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。 Z['.RF'`
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。 #mH@ /6,#[
iT@` dEZ .
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。 CjdM*#9lW
|@ mz@
特别感谢—程莉老师。 npP C;KD
];r!
M0
参考资料目录 Z:b?^u4.
[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； X j?Wvt
[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； `CK~x =
[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； V A/2$5Wu
[3]《设计手册软件》，网络上下载； O5dS$[`j\p
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn [X(m[u '%
+ a#&W}K
0'q4=! l
, 5'o>Y
u ExLj6
Nw=60.0241r/min v|?@k^Ms
u Lms0r\@!
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Pd = 3.5150 YznL+TD
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n0=960r/min W *0!Z:?
n1=320r/min F,YP Il
n2=60.0241r/min W{Qb*{ 9
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P0=4Kw (R=ZI
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P2=3.6491Kw 3 EAr=E]
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T0=39.7917Nm Wz^;:6F
T1=113.4063Nm YBY;$&9
T2=589.5878Nm Sh;`<Ggi~
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