目 录 o*97Nbjn
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 LfyycC2E
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 tp$NT.z
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 1YR;dn
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 (xK=/()}q
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 0*V RFd4
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 1iaNb[:QX
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 X obiF
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 3O%[k<S\VO
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 jEklf0 Z
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 tr7FV1p
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 l W'6rat
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 s2g}IZfo
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 D9e"E1 f+"
gqNd@tYI
hF+YZU]rT
1.拟定传动方案 #Q Zg{
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 oe`o UnN
v=1.1m/s;D=350mm; eB/3MUz1
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) $y\'j5nk3
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。 kxoJL6IC
2.选择电动机 !l~tBJr*sB
1）电动机类型和结构形式 t d q;D
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。 JO5~Vj_"
2）电动机容量 kJy<vb~
（1）卷筒轴的输出功率Pw X1:|
F=2800r/min; dGQxG t1
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ywmx6q4MFL
(2)电动机输出功率Pd G hLgV
Pd=Pw/t 8 U\;N
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 {#uX
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： .qy._C2(
弹性联轴器 1个 $J[h(>-X
t4=0.99; :g'"*VXYB
滚动轴承 2对 ?)Z~H,Q(z
t2=0.99; 4 a>z]&s
圆柱齿轮闭式 1对 //Ioh (N
t3=0.97; v; el = D
V带开式传动 1幅 ")ow,r^"
t1=0.95; Sl^HMO
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 !fwLC"QC
t5=0.98; E8jdQS|i
则 Cv{rd##Y8
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 IyOujdKa
故 $k@reN9
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 U ?>P6p
（3）电动机额定功率Ped #E5#{bra
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 q ]rsp0P2
3）电动机的转速 ; z :}OD
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， j !&g:{ e
可选电动机的最小转速 X )f j&
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min vBj{bnl
可选电动机的最大转速 9g J`H'
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min =4
&9!Z
同步转速为960r/min Niou=PI@
选定电动机型号为Y132M1－6。 `iv,aQ '
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 +q)
^p CC
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 R JnRbaC
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 @luv;X^%
p8[Z/]p
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm J.?6a:#bU/
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 *M/3 1qI
+ ?*,J=/
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 zjM+F{P8
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ?b2" ~A
1）传动装置总传动比 1
W2AE?
nm=960r/min; (J\"\#/d
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 l *yml
2）分配各级传动比 MCe =R R
取V带传动比为 ?*tpW75hR[
i1=3; T TmNPp4q
则单级圆柱齿轮减速器比为 h?bm1e5kE
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 F_zs"ex/
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 rh${pHl
4．计算传动装置的运动和动力参数 d;:+Xd`
1）各轴转速 x O'1|b^&
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 zYYc#N/
n0=nm; P ` Anf_
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 8> T
'
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min B: &/*HU
@wYuc {%S
2）各轴输入功率 d.% Vm&3
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 7od!:<v/
P0=Ped=4kw QlSZr[^ v
轴I 的功率 v#(wc +[
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw M!,$i
轴II功率 Hl?\P6
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw )e4nKh],
3）各轴转矩 or]8;eQ?
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm bMx zJRrNg
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm hCc_+/j|
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm BB|w-W=Kd
二、设计带轮 :?U1^!$$1
1、计算功率 o\g",O4-
P=Ped=4Kw $0AN5 |`g\
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 9%$4Ux*q
查课本表8－10，得KA=1.1; y%cg
计算功率 1$q SbQ
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw i U~oPp[e
2选择普通V带型号 J5mMx)t@
n0 =960r/min x!tCK47Yq
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 lmp0Ye|
d1=80~100 Xi6XV3G
3、确定带轮基准直径 ,-vbR&
表8－11及推荐标准值 Z vk O#j
小轮直径 b9%hzD,MR
d1=100mm; 4@4$kro
大轮直径 Z<0M_q9?MO
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm n* 9)Y~
取标准件 Ih{(d O;
d2=355mm; >(|T]u](q
4、验算带速 -nV]%vJ$R}
验算带速 \.POb5]p0
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s vc^qp Ok
在5~25m/s范围内 "/(J*)%{
从动轮转速 *FQrmdwb]L
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s "/S-+Ufn
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s
1Vp[ '&
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 KWLI7fTgj$
=-0.0141 HKP<=<8/O
5、V带基准长度和中心距 }~:`9PV)Z%
初定中心距 MIsjTKE
中心距的范围 ^}a..@|%W
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm (ye1t96
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm ^Cst4=:W
a0=350mm;
qdx(wGG
初算带长 V) a<)
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 [W , E j
Lc = 1461.2mm %|I~8>m
选定基准长度 YiTiJ9jf
表8-7,表8-8查得 X"z ^4?Aj+
Ld=1600mm; ?<k s^2 D
定中心距 "@ xI
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm ||;V5iR:
a=420mm; dAh&Z:86\
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm Y^M3m' d?
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm [o<Rgq 4
6、验算小带轮包角 etMQy6E\
验算包角 (oBvpFP33
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a l:-$ulAx
145.2107 >120度 故合格 Q_$aiE
7、求V带根数Z 08n2TL;EsX
由式（13-15）得 A_tdtN<
查得 n1=960r/min , d1=120mm 4QARrG%
查表13-3 P0=0.95 _/;vsQB
由式13-9得传动比 fa//~$#"{L
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 i+
]3J/J
查表（13-4）得 7?9QlUO
C< 3` ]l
由包角145.21度 tBd-?+~7
查表13-5得Ka=0.92 $Ypt
/`
KL=0.99 l+HmG< P
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 7 hQXGY,q
8、作用在带上的压力F 2Nrb}LH
查表13-1得q=0.10 0ft 81RK
故由13-17得单根V带初拉力 fd! bs*\X
pX8TzmIB0
三、轴 Q'5]E{1<'n
初做轴直径： lD)ZMaaS3
轴I和轴II选用45#钢 c=110 K~$A2 b95
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm w<#/ngI2
取d1=28mm :[xFp}w{
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm $REz {xgA=
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 MKPxF@N(
取YL10YLd10联轴器 lHerEv<ja
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 q4=Gj`\43
取d2=45mm ) l g>'O
四、齿轮 /*Iq,"kGz
1、齿轮强度 f@yInIzRJ
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 QiC}hj$
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。 ##!idcC
因 ， {P')$f)
SH1=1.1， SH2=1.1 $$F iCMI
， opsje i@
， Y\75cfD
因： ， ，SF=1.3 yAD-sy +/
所以 V1di#i:
dyWj +N5(
+lC?Vpi^
2、按齿面接触强度设计 4FQB%3>*
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 WN#S%G:Q)
小齿轮上的转矩 B0 E`C
按 计算中心距 O{^8dwg
u=i=5.333 RGEgYOO
mm F3nYMf
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 +a3H1 tt~
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 f|f)Kys%5
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm 2(I S*idq
齿宽b= *I]/ [d
b1=70mm,b2=60mm fVf
@Ngvu
3、验算弯曲强度 #mKF )W
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 B 703{k
按式（11-8）轮齿弯曲强度 *!oV?N[eA'
=$mPReA3v
UOIB}ut
V
4、齿轮圆周速度 y'L7o
V?L9
q7z`oK5
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 M h"X9-Ot
U45kA\[bZ
Mc,3j~i
U}T{r%9
| P0!dt7sQ
0:I[;Q t
jQBL 8<
9*Q6/?v
五、轴校核： `6y=ky.,
+[vI ocu
{ty)2
ylm # Xa
bT7+$^NHf
r MWJ
y%Rq6P=4Q
'uC=xG.*}
7F2 WmMS
C19}Y4r:
%u}#|+8}
Vx z `
P{,A% t
v}LI-~M>U
`L
LS|S]
`=V p 0tPI
"%}24t%
( /7b8)g
圆周力Ft=2T/d1 j*\oK@
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 j"hNkCF
d=mz=2.5*101=252.5mm H- rxn
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 6(=B`Z}a
Fr=5852.5*tan20=2031.9N mW2 D" -s
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 n z|6 CP
由Fr2*L-Fr*L/2=0 &V| kv"Wwj
得Fr2=Fr/2=1015.9N vBzUuX
!>\&*h-Cm#
2、求水平平面的支承力 xkC M*5:
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 8WE@ X)e
en>n\;U
IClw3^\l
3、画垂直面弯矩图 a,36FF~&
L=40/2+40/2+90＋10=140mm U&i#cF
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm oam$9 q
~x7 CI
L;lu)|b"
4、画水平面弯矩图 X J`*dgJ
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm in K]+H]{
9wlp
AK
Qs '_\|/-
)DmydyQ'
5、求合成弯矩图 yAAV,?:o[
"cyRzQ6EH
=+LIGHIt
4> uN H5
6、求轴传递转矩 _TLs pqi
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm NE.h/+4
lz!(OO,g
kebk f,`p
&?@[bD'T
ul3~!9F5F
!E&l=* lM.
t>Ye*eR*`U
Fv7]1EO.
O|S,="h"}
9N `WT=
F!3p )?
>fMzUTJ4
& #JYh=#
DXG`% <ZMn
X{Fr
2 431v@
c( uD kX
w[F})u]E
>yr;Y4y7K
- <g[P_#
oKYa ?
7、求危险截面的当量弯矩 *v%gNq
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 <o9AjASv\,
轴的扭切应力是脉动循环应力 gyq6LRb
取折合系数a=0.6代入上式可得 ZR
-RzT1
L@z[b^
8、计算危险截面处轴的直径 sBYDo{0 1
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 YO-B|f
由表13-3查得许用弯曲应力 ， A1F$//a
所以 *Lxt{z`9
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 [ )
0JI6
故d=1.04*25.4=26.42mm +_ /ys!
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 SOE-Kio=B
所以此轴选d=40mm,安全 pfu"vo(t_
六、轴承的选择 g0"xG}d
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 z:Tj0< A'
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N _p0gXb1m`
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） q6N{N>-D
因为大修期三年，可更换一次轴承 yZ 7)|j
所以取三年 gaQ E'qp>
由公式 I{[}1W3]W
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) >?OUs>}3y2
（深沟球轴承系列） C[<{> fl)
fPHV]8Ft|
由附表选6207型轴承 M*bsA/ Z
七、键的选择 1) K<x
选普通平键A型 X3 1%T"
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 +,,dsL
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm p[o]ouTcS
由公式 ppRA%mhZ
所以 50dN~(;p
选变通平键，铸铁键 tK[o"?2y
#'O9Hn({
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 s-5 #P,Lw
八、减速器附件的选择 wh8 ;:<|
1、通气器： {ZSAPq4)L
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 *J]p/<> {
2、油面指示器： ~CHcbEWk)W
选用油标尺，规格M16 Q! 3-P
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 n $N M
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 <mki@{ ;|
5、窥视孔及视孔盖 3 ^x&G?)
选用板结构的视孔盖 v(R^LqE
九、润滑与密封： Z 2@e~&L
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： *;Mc X
n 7B2rRJH
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。 8RuW[T?
2、滚动轴承的润滑 !~RK2d
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。 *~4<CP+"0
3、润滑油的选择 c%O97J.5b
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 @YRy)+
L-AN15润滑油 {>vgtk J
4、密封方式选取： ?7TmAll<.s
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。 ^ `M%g2x
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 N.+A-[7,W
设计小结： o3\^9-jmp
二、课程设计总结 |A ,.mOT
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。 cUP1Uolvn
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。 ]K8G}|Wy6
h8%QF'C
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。 nh 0gT>a>@
mXhC-8P
特别感谢—程莉老师。 W`u @{Vb]
K@DFu5
参考资料目录 +~YoP>
[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； 8dLmsk ^
[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； =O" l/\c^
[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； OGLA1}k4
[3]《设计手册软件》，网络上下载； Y@q9
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn 7O%^4D
"[k>pzl6
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Nw=60.0241r/min \p} G W
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n1=320r/min `C-8zA
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P2=3.6491Kw @7Ln1v
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T0=39.7917Nm )Wt&*WMFXl
T1=113.4063Nm ?
IlT[yMw
T2=589.5878Nm `j hbKgR[
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Pc=4.4Kw _Vt9ckaA
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