目 录 S`"IM?
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 . +.Y`0
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 `9b D%M
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 o7]h;Zg5r
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 {[)J~kC+
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 64b9.5Bn
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 .\*\bvyCw
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 9Tjvc! 4_b
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 2 B5kpmH:
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 _y5 b>+
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 a Vi J?*
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 -$[=AqJXp;
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 I:AlM ?
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17
fwXk{P/
}JrM!'
>$HMZbsE
1.拟定传动方案 NTgk0cq
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 Z*s/%4On
v=1.1m/s;D=350mm; f>Bcr9]]
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) r{ 6 ,;
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。 o(|`atvK
2.选择电动机 !Bu<6
1）电动机类型和结构形式 BC!l)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。 DR f~l9f
2）电动机容量 0&-!v?6 )
（1）卷筒轴的输出功率Pw <[l2 ]"Q
F=2800r/min; N#]f?6 *R
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ~>s^/`|?
(2)电动机输出功率Pd (VwS 9:`
Pd=Pw/t !=q {1\#
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 * Oyic3F
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： 9I30UL m
弹性联轴器 1个 wF3mQ_hv:@
t4=0.99; tlq DY1
滚动轴承 2对 mx Gvhkj
t2=0.99; r`wL _>"{n
圆柱齿轮闭式 1对 U{eC^yjt"o
t3=0.97; "0z Mx`Dh
V带开式传动 1幅 #@lr$^M
t1=0.95; _.Uz!2
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 < m UDx
n
t5=0.98; ? CL1^N%
则 +`.%aJIi9
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 G}D?+MWY
故 R0*DfJS:Z
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 {& w%3
（3）电动机额定功率Ped sks_>BM
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 mj5A* %"W
3）电动机的转速 .' D+De&y
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， uyjZmT/-
可选电动机的最小转速 [J-r*t"!
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 6sB!m|zm]:
可选电动机的最大转速 $@8\9Y
{
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ] p+t> 's
同步转速为960r/min k_O"bsI)
选定电动机型号为Y132M1－6。 ,FS iE\
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 '#u2q=n4*
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 EkWe6m
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ><`.(Z5c
K< Ct
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm a; /4 ht
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 bp$8hUNYz-
X] Tb4
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 glk
I9~
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 Ra~n:$tg2
1）传动装置总传动比 B> a`mFM
nm=960r/min; Yn1 U@!
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 W,AI E 6F
2）分配各级传动比 ,,BNUj/:
取V带传动比为 Y5ebpw+B-
i1=3; _%i|*
则单级圆柱齿轮减速器比为 }})4S;j
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 zS?i@e
$
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。 1T}|c;fc
4．计算传动装置的运动和动力参数 Of([z !'Gc
1）各轴转速 {} vl^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 f()^^ +
n0=nm;
4uU(t
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ;}|.crMF
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min U@Aq@d+n
B#EF/\5
2）各轴输入功率
36Wuc@<H
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 PO)5L
P0=Ped=4kw Av+
w>~/3
轴I 的功率 ]e? * 7T]
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ?7a< V+V:
轴II功率 8'g/WZY~~
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw IFpmf0;^
3）各轴转矩 1Rp |*>
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm )](8 {}wo
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm i Cv &<C@
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm jX+L I
二、设计带轮 7Dm^49H
1、计算功率 TU[f"!z^
P=Ped=4Kw _DJ0 MR~3
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 X4%*&L
查课本表8－10，得KA=1.1; 39~f P)
计算功率 @X\nY</E#M
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw <;U "D .'
2选择普通V带型号 WNL3+
n0 =960r/min @}fnR(fS
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 $V5Ol6@ 2
d1=80~100 {MYlW0)~
3、确定带轮基准直径 BA t2m-
表8－11及推荐标准值 u c7Y8iO
小轮直径 WQ"ZQ
d1=100mm; )]qFI"B7
大轮直径 R
8Iac[N
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm L ~ 1Lv?
取标准件 .v ;2Q7X
d2=355mm; gVq{g,yi
4、验算带速 n,Ux>L
验算带速 ?0_i{BvN
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s |<BTK_R
在5~25m/s范围内 =1+I<Ljk
从动轮转速 /9GqEQsfM
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s F1%'
zsv
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s "?avb`YU'
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 * r9I
1W
=-0.0141 ) mv}u~
5、V带基准长度和中心距 p1Lx\
初定中心距 162qx R[.
中心距的范围 (iWNvVGS
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm :;??!V
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm p=405~
a0=350mm; OWq~BZ{
初算带长 d, D)>Y'h
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 *O 0*
Lc = 1461.2mm 8E0Rg/DnT
选定基准长度 W/?D}#e<4
表8-7,表8-8查得 ?58pkg J
Ld=1600mm; _0vXujz
定中心距 Ir }&|"~H
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm +d'h20
a=420mm; +9h6{&yr1
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm Ogjjjy84vM
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 5#2vSq!H
6、验算小带轮包角 eY&UFe
验算包角 ^k- H$]
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a P, S9gG9
145.2107 >120度 故合格 93'%aSDI%
7、求V带根数Z n+!.0d}6
由式（13-15）得 (.n"
J2qj
查得 n1=960r/min , d1=120mm Y%&6qt G
查表13-3 P0=0.95 ;'<K}h
由式13-9得传动比 ;G},xDGO_m
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 JBWiTUk
查表（13-4）得 ".w*_1G7U
?T4%"0
由包角145.21度 ( bBetX
查表13-5得Ka=0.92 Dri1A%
KL=0.99 FG8bP
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 nt5 ~" 8
8、作用在带上的压力F u eWG/`ig
查表13-1得q=0.10 WO}JIExy
故由13-17得单根V带初拉力 !P:hf/l[B
oW /&X5
三、轴 g#70Sg*d
初做轴直径： iK.MC%8?
轴I和轴II选用45#钢 c=110 ;V%lFP3#
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm !HB,{+25
取d1=28mm [C d 2L&9
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm F_I! +
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 >?$Ze @
取YL10YLd10联轴器 !w/~dy
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 2?}(
取d2=45mm ]1Q\wsB
四、齿轮 liU=5 BL
1、齿轮强度 y'zEaL&SI@
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 %{Ls$Y)
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。 -)$)< k
因 ， x?j&Jn_@w
SH1=1.1， SH2=1.1 3P J
， {+r?g J
， 2ag]p
因： ， ，SF=1.3 :V_ $?S
所以 s!+?) bB
YTGup]d
uZQ)A,#n;
2、按齿面接触强度设计 JT:9"lmJz,
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 WQ*$y 3%
小齿轮上的转矩 z_Qw 's
按 计算中心距 p@Qzg
/X
u=i=5.333 Gu%`__
mm @FbzKHdV/
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 |Y])|`_'G
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 '+}hVfN
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm i;\i4MT
齿宽b= +ATN2
o
b1=70mm,b2=60mm Dn6DkD!
3、验算弯曲强度 lv\2v RYw-
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 Aa1 |{^$:L
按式（11-8）轮齿弯曲强度 *v 8 ]99N
"?N`9J|j)~
w1GCjD*y
4、齿轮圆周速度 jn+0g:l
v
h%\ " h
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 V*)6!N[5
kQH!`-n:T
MT V'!Zxs
Dgkt-:S/T|
L~ yy;)]W
|YlUt~H>
%`}Qkb/Lyh
OsK=% aDpj
五、轴校核： _@@S,( MA
PDir?'
JEP"2M N,
> PYe"
!~mN"+u&
Lc.7: r
K]7@%cS
pa\]@;P1
^|x{E20
SS`\,%aog
M P3E]T~:
ec3 ('}X
v\HGL56T
Y] n^( V
i/$lO de
=djzE`)0
@.g4?c
`QkzWy~V3
圆周力Ft=2T/d1 UGN. ]#"#
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 ;wN.RPE_^
d=mz=2.5*101=252.5mm O{dx+f
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N m83i6"!H
Fr=5852.5*tan20=2031.9N I @z{G r
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 kNjbpC E\!
由Fr2*L-Fr*L/2=0 wWm#[f],?
得Fr2=Fr/2=1015.9N uj]GBo=
:J<S-d=
2、求水平平面的支承力 2?"9NQvz
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N PC U6E9~t2
e@q[Dv'mu
Fj5^_2MU:
3、画垂直面弯矩图 %\^x3wP&o\
L=40/2+40/2+90＋10=140mm *i\7dJ Dj
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 1XZ&X]
U{ R*WB b
)V>FU=
4、画水平面弯矩图 D!-zQ`^
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm =X1$K_cN
& 3^40 s/+
K E^_09
hyBS S,I
5、求合成弯矩图 #F9$"L1Hg
,wFLOfV@
MJD4# G
/R,/hi Kx\
6、求轴传递转矩 [mwfgh&4%
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 5I<?HsK@
())|x[>JS+
` Y ut 1N
+&t{IP(?
7f(UbO@BD
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p\,lbrv
ybB}|4d&
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q3I,3?_
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CHLMY}O0
INkrG.=u
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K&v<(]
d- ]%
VVf~ULZ-
5 i#B?+Y
M'g4alS
adxJA}K }
-x RsYYw
7、求危险截面的当量弯矩 &B 3kzs
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 kTnvD|3_!P
轴的扭切应力是脉动循环应力 M 35}5 +
取折合系数a=0.6代入上式可得 NeWssSje
~fg v7=(!
8、计算危险截面处轴的直径 ^L[Z +7|
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 't>Qj7vh0
由表13-3查得许用弯曲应力 ， ElYHA
所以 &556 ;l
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 ``O\'{o&
故d=1.04*25.4=26.42mm q5`Gl
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 W Uxr@0
所以此轴选d=40mm,安全 ) ejvT-
六、轴承的选择 Y /w vn8~C
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 gG $o8c-
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N QzS{2Y[OQ
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） ;Lu}>.t
因为大修期三年，可更换一次轴承 +wio:==
所以取三年 :b
;5O3:B
由公式 6Qo6 T][
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) .a^/ r'?
（深沟球轴承系列） 'DIE#l`
L,:U _\HQ
由附表选6207型轴承 , <[os
七、键的选择 nU`;MW/^w
选普通平键A型 ht =yzJ9Pr
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 )zt5` "/ o
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm q`\lvd l
由公式 mki= .l$O
所以 Q/+a{ m0 f
选变通平键，铸铁键 (+ >n/ I6
|UBJu `%
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 -ss2X
八、减速器附件的选择 jrW7AT)\
1、通气器： %?cPqRHJ ~
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 n%O`K{86
2、油面指示器： \Z~m6;
选用油标尺，规格M16 eygyVhJ
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ]:f1r8<3p
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 G9gvOEI/
5、窥视孔及视孔盖 nd?m+C&W
选用板结构的视孔盖 oL~Yrb%R
九、润滑与密封： I4)vJ0
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： HY42G#^
00Rk %QV
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。 ?@u
&3/&
2、滚动轴承的润滑
zzxU9m~"
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。 LQS*/s0
3、润滑油的选择 Ylf 6-FbF
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 i<T`] g
L-AN15润滑油 Oe=,-\&_
4、密封方式选取： 0r@rXwz
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。 {wm
`
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 4gZN~_AI<
设计小结： _,'UP>Si
二、课程设计总结 9#agI|d~
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。 <9Ch kb|B
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。 EuAa
7Jqp 2\
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。
D?E5p.!A
ql zL<
特别感谢—程莉老师。 (thzW r6;
3 ) 7'dM
参考资料目录 '.bMkty#
[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； R:fu n ,
[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； _6|b0*jv'&
[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； D ` gY6wX
[3]《设计手册软件》，网络上下载； c[YC}@l%a
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn @GEvI2Vf.0
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n0=960r/min z#*fELV
n1=320r/min 7hQrL+%q8
n2=60.0241r/min 1_f( ;WOg
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P0=4Kw \&"gCv#
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P1=3.8Kw `cCsJm$ V"
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P2=3.6491Kw ZI}7#K<9X
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]~G wZB'M
T0=39.7917Nm 3N[t2Y 1r
T1=113.4063Nm r 1n l!
T2=589.5878Nm + C aPF
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B&VruOP0
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