目 录 0iCPi)B
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 M.h`&8
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 (]/9-\6(#
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 (><zsLs&
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 C1T_9}L-A
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 !~_zm*CqbZ
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 }0,>2TTDN
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 p8 wyEHB
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 j QU"Ved
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 4Ij-Ilg)%
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 B*!WrB :s
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ~_9"3,~o5
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 93[DAs
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 x*oWa,
ThW,Y"
l
2A4FaBq"
1.拟定传动方案 ~.PP30 '
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 E1 /" [t
v=1.1m/s;D=350mm; VC5_v62&.
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) |L_wX:d`9
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。 w",?
Bef
2.选择电动机 TG
n-7 88
1）电动机类型和结构形式 '2 hbJk
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。 }awzO#
2）电动机容量 !gwjN_ZJ^
（1）卷筒轴的输出功率Pw ;0ME+]`"3
F=2800r/min; SFH-^ly&D
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 Hy{
Q #fq
(2)电动机输出功率Pd v;{{ y-
Pd=Pw/t qdCWy
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 5CAR{|a
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： 3+M B5 T
弹性联轴器 1个 59 (U `X
t4=0.99; fpM #XFj
滚动轴承 2对 0;sRJ
t2=0.99; P[t$\FS
圆柱齿轮闭式 1对 dsK&U\ej}
t3=0.97; Ju@Q6J5
V带开式传动 1幅 "Clz'J]{
t1=0.95; 'NZGQeb K
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 &O[s:
t5=0.98; c*\<,n_
则 j-]&'-h}#
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 SM[{BH<
故 IL7`0cN(
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 >KG E- Yzj
（3）电动机额定功率Ped 3l!NG=R
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 D- 9\~gvh
3）电动机的转速 } :iBx
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， 2k7b K6=nm
可选电动机的最小转速 _Bn Tv$.P
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min ^Cz YDq
可选电动机的最大转速 \ zXlN
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min e^).W3SK]
同步转速为960r/min Ft%hh|$5y
选定电动机型号为Y132M1－6。 =4C}{IL
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 ,S[K{y<
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和
1S%k
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 3bC
yTZk
eN0P9.eqM
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm Mjpo 1dw
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 PW}OU9i s
k D~uGA
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 #;9 H@:N
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ed~R>F >
1）传动装置总传动比 g ;F"7
^sg
nm=960r/min; $]d*0^J 6
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936
T mEY W<
2）分配各级传动比 <FFJzNc+
取V带传动比为 o|S)C<w
i1=3; q/@dR{-
则单级圆柱齿轮减速器比为 mAq D jRV1
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 _[Gb)/@mM
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 (4~WWU (iT
4．计算传动装置的运动和动力参数 h sce:T B
1）各轴转速 /dHs &SU,
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 =7 [)'
n0=nm; 5P^ U_
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min sn\;bq
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min <3
@}Lj
}#9( Mul
2）各轴输入功率 gzfb zt}?
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 J2Et-Cz 1
P0=Ped=4kw QrjDF>
轴I 的功率 (*^DN{5
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw +Tak de%~
轴II功率 m Pt)pn!rA
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw '% 4P;HO
3）各轴转矩 w[fDk1H)
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm \d68-JS@~
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm #;j9}N
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm Z}Cqd?_')
二、设计带轮 3l:XhLOj
1、计算功率 4KIWb~0Y
P=Ped=4Kw 0%Q9}l#7
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 Y^lQX~I2{
查课本表8－10，得KA=1.1; N )OCSeh
计算功率 ?9?4p@
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw W}gVIfe
2选择普通V带型号 =3+L#P=i9
n0 =960r/min u* R7zY
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 }5S2p@W)
d1=80~100 +t\^ (SJ 6
3、确定带轮基准直径 p]f&mBO*
表8－11及推荐标准值 0<P(M: a
小轮直径 v4<j
d1=100mm; Xz1c6mX|o
大轮直径 =y;@?=T
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm -{x(`9H;
取标准件 B3b,F #
d2=355mm; ' C]jwxy
4、验算带速 _EKF-&Q6
验算带速 Z;*`f d?8
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s (&Q)EB dm
在5~25m/s范围内 sco
uO$K
从动轮转速 `!Ln|_,d
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s Q_lu`F|
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s Q]i[.ME
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 U>3
>Ex
=-0.0141 /RF%1!M
K
5、V带基准长度和中心距 5Bj77?Z
初定中心距 Ru7L>(Njs
中心距的范围 Uz >Yn&{y6
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm "Z9^}
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 9/46%=& ]
a0=350mm; =Yo Tyq\
初算带长 m.1 46
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 i+U51t<
Lc = 1461.2mm GMb!Q0I8
选定基准长度 'wE\{1~_[+
表8-7,表8-8查得 cju@W] !
Ld=1600mm; }:^X X0:FK
定中心距 5rF /323z
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm "o==4?*L
a=420mm; S-,kI
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm fv|%Ocm
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm BD4"pcr
6、验算小带轮包角 onh?/3l
验算包角 /'`6
;
uRN
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a W9jNUZVXE#
145.2107 >120度 故合格 P%jkKE?B4
7、求V带根数Z /C7s vH
由式（13-15）得 JJNmpUJ
查得 n1=960r/min , d1=120mm !h/dZ`#
查表13-3 P0=0.95 z (#Xca
由式13-9得传动比 }wG|%Y#+r
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 VVN #
$
查表（13-4）得 Ei~] iZ}
0$?qoS
由包角145.21度 `E%(pjG
查表13-5得Ka=0.92 3Pa3f >}-
KL=0.99 a[JZ5D
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 }{#7Z8
8、作用在带上的压力F :7k`R6 2{
查表13-1得q=0.10 &08 Tns"
故由13-17得单根V带初拉力 ZK!4>OuH`
, Z4p0M
三、轴 W&LBh% "g
初做轴直径： h+
TB]
轴I和轴II选用45#钢 c=110 gm}C\q9
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm -MU Q \pZ
取d1=28mm B*BHF95!
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm LNbx3W
oC
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 `^`9{@~
取YL10YLd10联轴器 s|KfC>#
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 d)9PEtI
取d2=45mm ?^ eJ:
四、齿轮 n<+~ zQ
1、齿轮强度 zo87^y5?G
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 q>c+bo
6
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 p0?o<AA%O
因 ， krwf8!bI
SH1=1.1， SH2=1.1 {MA@ A5
， i"KL;t[1
， pO5v*oONz+
因： ， ，SF=1.3 e$x4Ux7*"
所以 t vK rc
7kOE/>P?
#Xj;f^}/
2、按齿面接触强度设计 X #H :&*[!
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 e|35|I '
小齿轮上的转矩 {W]bU{%.
按 计算中心距 TIKEg10I
u=i=5.333 ~ }Kp
mm *C
ts FS ~
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ,d3Q+9/
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 hw 7~i
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm t.gq5Y.[
齿宽b= G!-7ic_4
b1=70mm,b2=60mm r=xTs,xx
3、验算弯曲强度 _95- -\
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 N,h1$)\B#
按式（11-8）轮齿弯曲强度 Dg1kbO=2
i#N e'q;T
]L[JS^#7
4、齿轮圆周速度 fpI; `s
Ax :3}
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 5~v(AB(x
rDK;6H:u{
Omp i ~
m*Q[lr=
BLWA!-
.G7]&5s
+R3\cRM
"u .)X3
五、轴校核： ~% D^ Ga7
49iR8w ?k
Tz+HIUIxF
:|*Gnu
4Z<]4:o
p} t{8j >
}wa}hIqx
V:nMo2'hb
+,ZU TG
rC* sNy2
3ybK6!g`[
wrZ7Sr!/V
CwTS / G
qAS70XjOF
6R$ F =MB
s BeP;ox
lBizC5t!o
8MYL XW6
圆周力Ft=2T/d1 ^&f{beU9
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 $gj +v+%N
d=mz=2.5*101=252.5mm <M5{.`o
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N
?.4yg(
Fr=5852.5*tan20=2031.9N Q #yu(
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 &hSn B~hi
由Fr2*L-Fr*L/2=0 {<''OwQF~+
得Fr2=Fr/2=1015.9N Uxj<x`<1x
E|F!S(.:,M
2、求水平平面的支承力 j]@ x Q,y
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N :,xyVb+
WI*^+E&=*
1B9Fb.i
3、画垂直面弯矩图 ;PP_3`
L=40/2+40/2+90＋10=140mm KZp,=[t
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm CrRQPgl+u
m<X#W W)N
-Fp!w "=T
4、画水平面弯矩图 i5L+8kx4
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 4U LJtM3
@1J51< x
ZTgAZ5_cz
`g4Ekp'Rp[
5、求合成弯矩图 1`2);b{@
n6}E4E no
pAU fG^v
6.`} &E
6、求轴传递转矩 <ZHY3
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm &2P: A
Hm.&f2|(
wM2)KM}$
Xj})?{FP
d
@^o/w8
<manv8*6
FJn~
=h A
v
,G-k2$Qe
K&\BwBU
`/gEKrhL-
O>b&-U"R
+ aXk^+~j
^Q43)H0
U:pLnNp`
Lv, ji_
@y;tk$e
Y|x6g(b
'EH
SS45<!i y
$&n240(
w7`@=kVx
7、求危险截面的当量弯矩 =JySY@?9
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 _>_ y@-b
轴的扭切应力是脉动循环应力 ]X"i~$T1 S
取折合系数a=0.6代入上式可得 SCI-jf3 WN
S7#^u`'Q_^
8、计算危险截面处轴的直径 63y':g
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 Vbqm ]2o&
由表13-3查得许用弯曲应力 ， x#}j3"
PP
所以 ^$ & "<
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 ]~ g|SqPA@
故d=1.04*25.4=26.42mm ./BP+\)l O
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 <=y5 8O]x
所以此轴选d=40mm,安全 v &CO#vK5.
六、轴承的选择 3MBz
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 EDa08+Y
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N K9z_=c+
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） Ie`SWg*WL
因为大修期三年，可更换一次轴承 %;B(_ht<-w
所以取三年 Lct+cK KU
由公式 > {LJ#Dc6
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) QF.wtMGF &
（深沟球轴承系列） 9>$%F;JP44
^v'g ~+@o
由附表选6207型轴承 wJ]$'c3
七、键的选择 L[[H &#\
选普通平键A型 ~i_ R%z:y
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 [(e`b
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm dC;d>j,
由公式 D^R! |K/
所以 u):Rw
选变通平键，铸铁键 MS*Mem,
l<)JAT;P
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 \< MTY:
八、减速器附件的选择 vsr~[d=
1、通气器： ]zM9 0$6
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 EBn:[2
2、油面指示器： .*wjkirF#~
选用油标尺，规格M16 k9VQ6A
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 @l6 d J
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 $Ln2O#
5、窥视孔及视孔盖 +[l{C+p
选用板结构的视孔盖 u!EulAl
九、润滑与密封： 2Nt]Nj`
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： @}r fY 9o'
zKAyfn.A
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 %/veD k
2、滚动轴承的润滑 !E>3N:
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。 q& Ua(I
3、润滑油的选择 o'}Z!@h
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 $}h_EI6hS
L-AN15润滑油 V{aIhH> P
4、密封方式选取： <wGT s6
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 I8pxo7(-
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 B xN#Nk~
设计小结： zm^p7&ak$
二、课程设计总结 0#[Nfe*
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。 U>M>FZ
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。 +w}%gps
$ YO]IK$
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。 "@ '9+$i6
GMp'KEQQ
特别感谢—程莉老师。 E":":AC#
I :2jwAl
参考资料目录 0BwQ!B.
[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； [(^''*7r+T
[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； ^J=txsx
[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； C g,w6<7
[3]《设计手册软件》，网络上下载； 21J8 2M
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn &7y1KwfXn
vH :+
$,@ + Ua
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`V bG%y&I
P2=3.6491Kw 19DW~kvYk
Ky|0IKE8Z
$P~ a
T0=39.7917Nm '` "&RuB
T1=113.4063Nm ~>|U %3}]
T2=589.5878Nm + u+fEg/A
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ShP V!$0
UYUd IIoL
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