目 录 OCHm;
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 o6?l/nJ
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 G5{Ot>;*%
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 2W3W/> 2 h
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 y,<$X.>QO|
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 &.*uc|{
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ZM~`Gd9K0E
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 @+^c"=d1S
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 5a(<%Q
<"
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 Dw |3Z
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 ]0D9N"
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 64D%_8#m
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 4YJ=q% G
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 aed+C:N
bV3lE6z
+$(0w35V5
1.拟定传动方案 3$"/>g/
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 _@E "7<\
v=1.1m/s;D=350mm; *?8RXer
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) Q#WE|,a
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 3
Lje<K zL
2.选择电动机 w3#`1T`N
1）电动机类型和结构形式 B
<+K<,S
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 ?Bu}.0ku-$
2）电动机容量 5
R*lVUix
（1）卷筒轴的输出功率Pw 6s,2Ne VWa
F=2800r/min; G\1J _al
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 TmiWjQv`
(2)电动机输出功率Pd 797X71>
Pd=Pw/t /{DaPqRa
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 z{6 YC~
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： e}Q>\ t45
弹性联轴器 1个 =hcPTU-QU
t4=0.99; 9d"5wx
滚动轴承 2对 p ruWO'b`
t2=0.99; /p$ =Cg[K
圆柱齿轮闭式 1对 Wy(p LBmb
t3=0.97; H'h#wV`(
V带开式传动 1幅 q2!'==h2i
t1=0.95; nx;$dxx_Ws
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 4z zlazU
t5=0.98; d +xA:
则 hw DXm9
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 ;\s~%~ \
故 {{E jMBg{
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 3G&0Ciet
（3）电动机额定功率Ped \[T{M!s
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 sJ7sjrEp 1
3）电动机的转速 WFj*nS^~l
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， 6+Jry@
可选电动机的最小转速 Bj&_IDs4
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min "!a`ygqpT
可选电动机的最大转速 ? {j@6,
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min *')Q {8`
同步转速为960r/min iIB9j8
选定电动机型号为Y132M1－6。 Oc^m_U8>^
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 XSl !T/d
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 /p}{#DLB
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 &<=e_0zT
+',^((o
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm L1F###c
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 hA5,w_G/
/4H[4m]I
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 : K;T Q
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 p6[#f96^u
1）传动装置总传动比 (h|ch#
nm=960r/min; TC@bL<1
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 wlL8X7+:
2）分配各级传动比 s<d!+<
取V带传动比为 QnP{$rT
i1=3; Me<du&
T
则单级圆柱齿轮减速器比为 mb~./.5F
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 4$F:NW,v:)
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。 +]_nbWL(%
4．计算传动装置的运动和动力参数 ~xE=mg4le
1）各轴转速 f^u^-l
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 '5V^}/
n0=nm; v}&#f &q!
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min qf)C%3gXI
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min gj Q=8 &i
$^K]&Mft
2）各轴输入功率 6I5o2i
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 /_HwifRQ
P0=Ped=4kw /4^G 34
轴I 的功率 >j)
w\i
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw FXeV 6zfrE
轴II功率 m ]1!-`(*
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw 7:h<`_HT(X
3）各轴转矩 ||`qIElAW,
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm BL0 |\&*1
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm ?LR"hZ>
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm (GnVwJ<v9V
二、设计带轮 QP+c?ct}hF
1、计算功率 rv`2*B
P=Ped=4Kw mZ~mf->%
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 ,zG <7~m
查课本表8－10，得KA=1.1; z2.*#xTZn
计算功率 _IC,9bbg
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw v;Swo("
2选择普通V带型号 Lr wINVa
n0 =960r/min XynU/Go,
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 ~Vwk:+):
d1=80~100 Gee~>:_Q{J
3、确定带轮基准直径 "$]ls9 -%n
表8－11及推荐标准值 T.J`S(oI
小轮直径 2rF?Q?$,B
d1=100mm; Sy4
mZ}:
大轮直径 ^@ M [t<
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm `}[VwQ
取标准件 p}96uaC1
d2=355mm; wH+FFXGJs
4、验算带速 fE'-.nA+
验算带速 Ft )t`E'%j
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s mVa?aWpez
在5~25m/s范围内 @k_Jl>X
从动轮转速 } /[_
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s "3\oQvi.
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s n?zbUA#
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 45?*:)l:
=-0.0141 A*rZQh
b[
5、V带基准长度和中心距 S@9w'upd
初定中心距 g[m3IJzq
中心距的范围 hyJ
ded&D
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm h U 9\y
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm ,2RC |h^O,
a0=350mm;
CEbzJ
初算带长 umZlIH[7
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ?@3#c
Lc = 1461.2mm UCe ,2v%
选定基准长度 s.VUd R"
表8-7,表8-8查得 D LNa 6
Ld=1600mm; zt-'SY
定中心距 rn5"o8|
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm #.<*; rB
a=420mm; y T[ Lzv#
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm aUKh}) B
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm ov?.:M
6、验算小带轮包角 '.]e._T
验算包角 dNOX&$/=
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a I~d#p ]>
145.2107 >120度 故合格 "L9C
7、求V带根数Z fndK/~?]H
由式（13-15）得 ' 9IP;
查得 n1=960r/min , d1=120mm -Pqi1pj]
查表13-3 P0=0.95 K?5B>dv@A
由式13-9得传动比 ;[;)P tFz\
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ,Adus M
查表（13-4）得 di8W2cwz
]]\)=F`n77
由包角145.21度 f %bc64N(
查表13-5得Ka=0.92 fKPiRl LS
KL=0.99 ZmEG<T05
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 x?%rx}h
8、作用在带上的压力F )9; (>cdl
查表13-1得q=0.10 HF*j`}
故由13-17得单根V带初拉力 r{pI-$
*Gg1h@&
三、轴 #g@
初做轴直径： &eThH,w$2
轴I和轴II选用45#钢 c=110 a9yIV5_N
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm >{O[ t2&
取d1=28mm 6 'RZ
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm o>xxmyW|
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 mA&RN"+V
取YL10YLd10联轴器 Y&?|k'7
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 >/7KL2*
取d2=45mm T^ /Gj|N*
四、齿轮 ^m6k@VM
1、齿轮强度 z5x ,fQw6O
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 `U {o:
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 p<Zs*
@
因 ， B'G*y2UnG
SH1=1.1， SH2=1.1
91-P)%?
， 3v9gb,)y\
， 5en
[)3E
因： ， ，SF=1.3 Y0/jH2 n
所以 '#cT4_D^lI
K$MJ# Zx^
lH#@^i|G
2、按齿面接触强度设计 /3)YWFZZc
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 OoAr%
小齿轮上的转矩 * kX3sG$8
按 计算中心距 GN htnB
u=i=5.333 <.PPs:{8#
mm 7h9 fQ&y
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 )
xfc-Q
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ]C}u- B746
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm E3CiZ4=5
齿宽b= z;fd#N:
b1=70mm,b2=60mm /RA1d<~$q
3、验算弯曲强度 ;k yL>mV{
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 `nd#< w>
按式（11-8）轮齿弯曲强度 88 tFB
37:b D
!1a|5
xrn
4、齿轮圆周速度 /%J&/2Wz
@e.OU(Bf
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 nZ`2Z7!
LyJTK1]#
9A/Kn]s(jj
M `9orq<
Vq\ . .!y
(n":] 8}
? z)y%`}
Ckl7rpY+
五、轴校核： t6<sNz F&
t_dw }I
SQ~N X)
c-s `>m
0p:ClM 2O
*f0.= ?
c:h.J4mv
6m I_Q2
Y2=Brtc[@
m' Ek p
9% 3 r-U=
Du O%B
A]tf>H#1
~`G;=ITo
YmO" EWb
i">z8?qF
sl^s9kx;C$
6PzN>+t^y
圆周力Ft=2T/d1 AjL?Qh4
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 r3c\;Ra7
d=mz=2.5*101=252.5mm r7Q:l ?F2
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N o/ x5
Fr=5852.5*tan20=2031.9N A<YZ BR_
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 D)O6| DiO
由Fr2*L-Fr*L/2=0 7/D9n9F
得Fr2=Fr/2=1015.9N SQ^^1.V&/Y
9aF..
2、求水平平面的支承力 s!j(nUd/
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N +QXYU8bYZ
H4y1Hpa,
\[IdR^<YM
3、画垂直面弯矩图 .kB3jfw0,
L=40/2+40/2+90＋10=140mm XZe p7d}
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm _ntW}})K
*xv /b=
9?}rp A`P
4、画水平面弯矩图 * 0&i'0>
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm # )PGQ)(
t5X^(@q4N
cT>z
/K1 $_
5、求合成弯矩图 ?) ,xZ1"
F" m}mf
M[
~2,M&H
'a-5 U TT
6、求轴传递转矩 t0asW5f
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm <SC|A |
F'5d\ v
vY0V{u ?J
o.
V0iS]
)Py+jc.
V&,<,iNN
L>5!3b=b
M;p q2$
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rt@-Pw!B
y`B!6p
5j
Z' E O
)(ZPSg$/F
Pu%>j'A
$MJDB
^pQ;0[9Y0
"PX3%II
SG|i/K|7
(y +5d00
kkE)zF
2$i 0yPv
7、求危险截面的当量弯矩 *Xt c`XH
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 Acq>M^E3
轴的扭切应力是脉动循环应力 WH*=81)zp
取折合系数a=0.6代入上式可得 eR*
]<0=
#g`cih=QL
8、计算危险截面处轴的直径 ]g-qWSKU
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 qi KtR
由表13-3查得许用弯曲应力 ， 6m{$rBR
所以 z7Rcnr;
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 u.L8tR:(
故d=1.04*25.4=26.42mm 9y|&T
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 Yq hz(&*)
所以此轴选d=40mm,安全 i;'X}KW
六、轴承的选择 Ye=7Y57Nr
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 K<7T}XzU$
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N b{|/J <Fe
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） a9EI7pnq
因为大修期三年，可更换一次轴承 dG~B3xg;5i
所以取三年 |e-+xX|;
由公式 wyzBkRg.
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) !q6V @&
（深沟球轴承系列） X @jYQ.
< ,cIc]eX
由附表选6207型轴承 ?nGf Wx^
七、键的选择 |8U7C\S[
选普通平键A型 qT>&
v_<
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 _:=O HURc
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm y:[VRLo
由公式 +i_f.Ipp
所以 L+ ETMk0
选变通平键，铸铁键 UE `4$^qs
l0_E9qh-i
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 @61N[
八、减速器附件的选择 &{4Mo,x
1、通气器： `# M.t);^
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 Q.E^9giC
2、油面指示器： j!_^5d#d
选用油标尺，规格M16 8 8 =c3^
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 R6@~
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 H[ !Q
5、窥视孔及视孔盖 K8 4cE
选用板结构的视孔盖 6M vR R
九、润滑与密封： ;s
B:s9M
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： .L{+O6*c
|e; z"-3
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。 {f-/,g~
2、滚动轴承的润滑 =^AZx)K wd
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。 Yl~?MOk
3、润滑油的选择 -[7,ph
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 VJtTbt;>
L-AN15润滑油 d8
Nh 0!
4、密封方式选取： oS|~\,p"
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。 @C [|'[xQ
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 I )%jPH:ua
设计小结： c^)E:J/
二、课程设计总结 % ih7Jt
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.4vp]eU
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。 KY34 'Di
;OCI.S8
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。 n zrCOMld
$`dNl#G,
特别感谢—程莉老师。 F`V[G(f+r
l 3#dfW{
参考资料目录 tBI+uu aa2
[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； YM* 6 W?
[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； yy.:0:ema
[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； +rpd0s49
[3]《设计手册软件》，网络上下载； Mciq9{8&
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn V42*4hskL
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Au*?)X- $
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P2=3.6491Kw 5 ]JXXdt
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T0=39.7917Nm 8/v_ uEG
T1=113.4063Nm r; !us ~
T2=589.5878Nm >=Veu; A
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