目 录 0O:TKgb&C.
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 xv ja
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 xtnB: 3
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 /U`"|3
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 m$ JQ[vgh
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 1E Rz:\
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 y^XwJX-f
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 _]4cY% s
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 FJ!>3V;}
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 Pf!K()<uJ
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 [ wROIv V
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ~<eiWDf
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 (0][hdI~B
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 Ug"B/UUFd
e (f)?H
h>n;A>k@N
1.拟定传动方案 [Cs2H8=#
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 a[u8x mH
v=1.1m/s;D=350mm; ooq>/OI0
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) m ;K P
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。 `b2 I)xC#
2.选择电动机 s)L7o)56/
1）电动机类型和结构形式 |fA[s7)
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。 x;SrJVDN
2）电动机容量 1idEm*3&(
（1）卷筒轴的输出功率Pw <E ^:{J95
F=2800r/min; dV5 $L
e#y
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 FHD6@{{Gp"
(2)电动机输出功率Pd AiyjrEa%
Pd=Pw/t JE j+ >
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 _3E7|dr IX
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： >Kr,(8 rA
弹性联轴器 1个 %d>Ktf
t4=0.99; s4Wk2*7 Mq
滚动轴承 2对 4j | vzyc
t2=0.99; 1{~9:U Q
圆柱齿轮闭式 1对 o#T,vu0s
t3=0.97; R_*\?^k|A
V带开式传动 1幅 wF% XM _M
t1=0.95; e"b F" L
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 \<P W_'6
t5=0.98; 8'?e4;O
则 7e40 }n
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 ctCfLlK
故 ^fx9R 5E$:
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 X23TS `
（3）电动机额定功率Ped A>PM'$"sT
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 [$V_qFv{
3）电动机的转速 _
x7Vyy5
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， CEUR-LK0
可选电动机的最小转速 _Y0o\ 0B
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 3!d|K%J
可选电动机的最大转速 eg }|%GG
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min :&a|8Wi[W
同步转速为960r/min (YR] X_
选定电动机型号为Y132M1－6。 ]y(#]Tw\
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 T&!>lqU!J
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 U{;i 864:}
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ?>,aq>2O$
ML R3 A
s
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 3QF !fll^
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 H7{ 6t(0j
/,;9h x
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 x3vz4m [
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 >2wjV"W?
1）传动装置总传动比 }&! rI U
nm=960r/min; 6 o+zhi;E
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 eF2<L [9
2）分配各级传动比 dJ|]W|q<
取V带传动比为 #fFEo)YG
i1=3; f2d"b+H#
则单级圆柱齿轮减速器比为 X&Mc NO6"
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 `R; ct4-
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。 [pOU!9v4
4．计算传动装置的运动和动力参数 eLt6Hg)s`9
1）各轴转速 MVTU$
65
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 *m BEF "
n0=nm; <:ZN
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min VE GUhI/d
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min r6 7 3+
;%%=G;b9
2）各轴输入功率 5%W3&F6 %
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 \V&ly/\
)
P0=Ped=4kw ;hKn$ ' '
轴I 的功率 e0h T
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ; `xu)08a
轴II功率 lh5k@\X
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw lI D5mg3 1
3）各轴转矩 #!5GGe{I
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm .AV--oA~
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm u] oS91
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm CjO/q)vV
二、设计带轮 Jw86P=
1、计算功率 'Oq}BVR&
P=Ped=4Kw 1r8]EaI
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 ZkK +?:9
查课本表8－10，得KA=1.1; HL_Muy E
计算功率 L
~
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw *EDzj&
2选择普通V带型号 PS6G 7
n0 =960r/min zL> nDnL 4
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 MLp5Y\8*
d1=80~100 6b)1B\p
3、确定带轮基准直径 kDm=Cjxv
表8－11及推荐标准值 D9Q%*DLd$_
小轮直径 @4&sL] (q
d1=100mm; #_H=pNWe
大轮直径 . Wb) ,
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm AU
>d1S.
取标准件 "cti(0F-d
d2=355mm; 3nG (z>
4、验算带速 Qs4Jl ;Y _
验算带速 yJgnw6>r2
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 8 Y4YE(x5
在5~25m/s范围内 J|K~a? &vN
从动轮转速 }]f)Fz
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s bbnAF*7s8
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s &18} u~M
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 K;YK[M1!
=-0.0141 4S 9AXE6
5、V带基准长度和中心距 ] e&"CF
初定中心距 aeg5ij-]u@
中心距的范围 5#iv[c
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 9@ ^/ON\O
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 0$P40 7
a0=350mm; (D))?jnC
初算带长 ^&.F !
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0
kH{axMNc
Lc = 1461.2mm LtC kDnXk
选定基准长度 6g<JPc
表8-7,表8-8查得 :yw0-]/DD
Ld=1600mm; ku\_M
定中心距 E|Z Y2&J`4
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm *BSL=8G{
a=420mm; %Uuhi&PA-l
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm lKe aI
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm w \85D|u
6、验算小带轮包角 Am z7j8zJ
验算包角 t6j(9[gGq
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a N=|w]t0*yc
145.2107 >120度 故合格 %(n4`@
7、求V带根数Z K34y3i_
由式（13-15）得 R{4O*i8#
查得 n1=960r/min , d1=120mm +DVU"d
查表13-3 P0=0.95 Fnr*.k
由式13-9得传动比 :y]l`Mo -
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 jp2l}C
查表（13-4）得 DGp'Xx_8
ah~7T~
由包角145.21度 "< [D1E\
查表13-5得Ka=0.92 "bC8 /^
KL=0.99 O^
f[ ugs
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 2)mKcUL-
8、作用在带上的压力F $yOfqr
查表13-1得q=0.10 N7Dm,Q ]
故由13-17得单根V带初拉力 ^W'\8L
oz@yF)/Sm
三、轴 QK//bV)
初做轴直径： T|oz_c\e
轴I和轴II选用45#钢 c=110 R1?g6. Mq
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm E-&=I> B5
取d1=28mm F4d L{0;j
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm -rU *)0PR
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 y8
`H*s@
取YL10YLd10联轴器 hC~lH eH
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 [f^~Z'TIN/
取d2=45mm t?{E_70W
四、齿轮 ~ /
"aD
1、齿轮强度 G+}|gG8
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 A2F+$N
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。 V .$<
因 ， :* @=px
SH1=1.1， SH2=1.1 6ffrV
， S1zV.]
， UB?a-jGZ K
因： ， ，SF=1.3 i 7*4h YY
所以 m<r. sq&;
sL[,J[AN;
1<pbO:r
2、按齿面接触强度设计 HOXqIZN85
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 Uj b|| (W
小齿轮上的转矩 Ks9"U^bPs
按 计算中心距 b\H~Ot[i
u=i=5.333 Mx[tE?!2
mm /q(+r5k \
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 Rl<~:,D
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ~h0SD (
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ~M,nCG^4
齿宽b= Qz[~{-<
b1=70mm,b2=60mm JF!!)6!2#
3、验算弯曲强度 N',]WZ }
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 PK!=3fK4\F
按式（11-8）轮齿弯曲强度 e6#^4Y/+`
"l2_7ZXsPT
4*d_2:|u
4、齿轮圆周速度 bV`Z o(z
V=. lpj9m
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 + -`Q}~s+
F5{~2~Cw(
"5ah{,
Z }$. Tm
D",ZrwyJ
Cz m`5
]r6,^"
(9@6M 8A
五、轴校核： "k5 C? ~
lOcvRF
HI)ks~E/
u !X[xe;
_9""3O
y}nM'$p
(m~MyT#S
] E`J5o}op
, 7k)cNstW
X -6Se
rsy'ZVLUj
.\LWV=B
,$7LMTVDrE
'I*F(4x
lg;`I tX]
$Ob]JAf}
IiS1ubNtZ
nEyP Nm )
圆周力Ft=2T/d1 5|wQeosXxI
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 c"77<Db$
d=mz=2.5*101=252.5mm pA"pt~6
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N }a|S gI
Fr=5852.5*tan20=2031.9N ~\Fde^ 1
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Ui'~d(F
由Fr2*L-Fr*L/2=0 <`~] P$
得Fr2=Fr/2=1015.9N c;B Q$je}
Nr6YQH*[
2、求水平平面的支承力 y @h^
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N boJQ3Xc
`:?padZG
^L<1S/~)
3、画垂直面弯矩图 ^ 4c2}>f
L=40/2+40/2+90＋10=140mm mWta B>f
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm I &1h/
W>/O9?D
^ D?;K8a-l
4、画水平面弯矩图 Uw<Lt"ls.
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm >LwAG:Ud
-L</,> p
/$]dVvhX%
ir3iW*5k
5、求合成弯矩图 a}El!7RO0
j#<#o:If
K\,&wU
] l}8
6、求轴传递转矩 jKM-(s!(
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm %pe7[/
G2
xYa$&][
]J?5qR:xCy
q yQPR
Eki7bT@ /
d\'M ~VQ
0JK bp*H
f+-w~cN
64h r| v
:q0C$xF
C Vyq/X
`61 VP-r
#oJ9BgDry
3Akb|r
L}lc=\
/vwGSuk._
J$]d%p_I
=y [eQS$
j;J4]]R;o
qf(!3
{6a";Xj\e
7、求危险截面的当量弯矩 \ bd?
`."
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 hdfNXZ{A"
轴的扭切应力是脉动循环应力 yrE|cH'f0
取折合系数a=0.6代入上式可得 [ [LCEw
N}pE{~Y
8、计算危险截面处轴的直径 OB;AgE@
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 UTHGjE
由表13-3查得许用弯曲应力 ， BVC\~j
j
所以 b"/P
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 &yp_wW-
故d=1.04*25.4=26.42mm qwiM .b5
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ~,m6g&>R
所以此轴选d=40mm,安全 _ N.ZpKVu
六、轴承的选择 -8#Of)W
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 Y]^[|e8
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N +Y'(,J
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） ;, 'eO i
因为大修期三年，可更换一次轴承 Q~ te`
所以取三年 NcB^qv
由公式 zT0FTAl ^
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) Vdh5s 292h
（深沟球轴承系列） G'#a&6
bUU_NqUf*3
由附表选6207型轴承 Wd3/Y/MD
七、键的选择 {UvZ
选普通平键A型 7z5AI!s_
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 {CYFM[V
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm u=p([
5]
由公式 o%RyE]pw,
所以 OiJ1&Fz(
选变通平键，铸铁键 lJ:B9n3OzT
dl;^sn0s
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 QE m6#y
八、减速器附件的选择 ]M-j_("&
1、通气器： -]A,SBs
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 F3;UH%L1
2、油面指示器： _~-VH&g0R
选用油标尺，规格M16 m7cp0+Peo
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 m80Q Mosp
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 jaFBz&P/#
5、窥视孔及视孔盖 u01x}Ff~6
选用板结构的视孔盖 `G@ ]\)-!
九、润滑与密封： ?2aglj*"v,
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： _ ?xORzO
[?.k 8;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。 M(j Sv
2、滚动轴承的润滑 Ip|~j}
}
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。 n B`pfg
3、润滑油的选择 Jx.Jx ~
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 E}b"
qOV
L-AN15润滑油 p*8=($j4
4、密封方式选取： [59_n{S 1
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 Oz-X}eM
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 )xo I H{
设计小结： Pz: ,q~
二、课程设计总结 !c[?$ #W4
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。 Nw/4z$].J
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。 oDrfzm|[Y
l> W?XH
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。 zr-HL:js
p>Qzz`@e
特别感谢—程莉老师。 'W@X139zq
0h _ 9
参考资料目录 ?<%GY dus
[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； 6`J*{%mP
[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； >h( n8wTP
[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； hV)D,oN3
[3]《设计手册软件》，网络上下载； v1o q[+
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn 7b_t%G"
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T0=39.7917Nm k"3@ G?JY
T1=113.4063Nm [] [ze2+b
T2=589.5878Nm z:^ (#G{
uG7?:) pxv
>sjvE4s
|.*nq
;n q" jm
#<K'RJn
KA=1.1 z0H+Or
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