目 录 \>)f5 gV@
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 rR!U;
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 fr#Qz{
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 # '>?:k
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 m1e b8yX
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 f[qPG&
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 Z 5>V{ o
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 n(jjvLf
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 ck$2Ue2`@w
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 ZPF7m{S
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 b%nkIP A
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 v bKQ*
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 E&%jeR
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 b}%g}L D
6+ 8mV8{-8
+a] j[#
1.拟定传动方案 dYyW]nZ&
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 ba Ibf@t/
v=1.1m/s;D=350mm; k
]bPI$
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350)
_ >v0R'
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。 $WN G07]tU
2.选择电动机 > tEK+Y|N}
1）电动机类型和结构形式 <9\,Q R)
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 (b|#n|~?YL
2）电动机容量 u&SZ lkf6%
（1）卷筒轴的输出功率Pw cqk]NL`'
F=2800r/min; bp Ml =_
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 a*Jn#Mx<M
(2)电动机输出功率Pd DVzssP g
Pd=Pw/t /:Y9sz uW`
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 .Qfnd#
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： BVAr&cu
弹性联轴器 1个 O!] ;_q/
t4=0.99; 9>{t }I d
滚动轴承 2对 OT+ Ee
t2=0.99; yId;\o B
圆柱齿轮闭式 1对 > i `8 R
t3=0.97; (+x]##Q
V带开式传动 1幅 &>V/X{>$`K
t1=0.95; jI Z+d;1
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 3q CH h
t5=0.98; hpj UkGm5
则 A: c]1
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 |1i]L @&
故 xDLM Po&
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 !^1[ s@1
（3）电动机额定功率Ped
{WKOJG+.
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 H%cp^G
3）电动机的转速 ( s Jq;Z
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， vu ?3$
可选电动机的最小转速 *) }
:l
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min C{)HlOW
可选电动机的最大转速 vQy$[D*
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min 3XGB+$]C
同步转速为960r/min r!~(R+,c
选定电动机型号为Y132M1－6。 Lb^(E-
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 mw Z'=H
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 [NZ-WU&&LP
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 a! ?.F_T9A
Db,= 2e
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm ]DU61Z"v?b
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 t5n2eOy~T
PC[cHgSYU
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 IyT ?-R
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 Y!;gQeC
1）传动装置总传动比 aSTFcz"
nm=960r/min; H):-! ?:
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 0w'|d@*wV
2）分配各级传动比 N
tO?
取V带传动比为 D-~G|8g
i1=3; AX8 gij
则单级圆柱齿轮减速器比为 srsK:%`
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 :;q>31:h
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。 | yS5[?.`
4．计算传动装置的运动和动力参数 /<6ywLD
1）各轴转速 K`~BL= KI
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 ;C+cE#
n0=nm; =p5?+3" @
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min m,= )qex
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min @c0n2 Xcr
D7M0NEY
2）各轴输入功率 ,;7`{Nab
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 C(xqvK~p
P0=Ped=4kw YN4"O>
轴I 的功率 7F=2t_2O
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw aN:HG)$@
轴II功率 G&.d)NfE
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw R04. K !
3）各轴转矩 iwB8I ^
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 9^(HXH_f
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm v3?kFd7%H~
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm c%js u"
二、设计带轮 (LRNU)vD7$
1、计算功率 HgYc@P*b
P=Ped=4Kw |OOXh[y
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 xQX<w\s
查课本表8－10，得KA=1.1; *&(2 `#C;
计算功率 Q^[e /U,
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw p
"/(>8
2选择普通V带型号 A S`2=w
n0 =960r/min 4 =~ 9v
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 ^GE^Q\&D&
d1=80~100 FwXKRZa
3、确定带轮基准直径 P8"6"}B;T
表8－11及推荐标准值 ESn6D@"
小轮直径 C2CYIo k$&
d1=100mm; %)BwE
大轮直径 WC3W+v G7
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm &$<(D0
取标准件 IO^:FnJJv
d2=355mm; &t~zD4u B
4、验算带速 z Z@L4ZT
验算带速 + .S#=
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s Q^*G`&w,
在5~25m/s范围内 )Y=w40Yzd
从动轮转速 UaH26fWs
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s di"C]" ;
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s oK#\HD4U
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 zv$Gma _
=-0.0141 g Cg4;b6g
5、V带基准长度和中心距 Y0 @'za^y
初定中心距 c9\B[@-q
中心距的范围 8.*\+nH
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm FYp|oD2=1
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm XC*uz
a0=350mm; NS7@8 #C
初算带长 >]:N?[Y_~}
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 $?[ 1#%
Lc = 1461.2mm T Te A a
选定基准长度 's$A+8;L
表8-7,表8-8查得 30A`\+^f
Ld=1600mm; 7k'=F m6za
定中心距 ~!8%_J _
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm T g3:V D
a=420mm; 8]sTX 9
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm A)hq0FPp
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm U(rr vNt:t
6、验算小带轮包角 6.7`0v?,n
验算包角 \Pw8wayr%
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a tn"Y9
k|
145.2107 >120度 故合格 H @_eFlT t
7、求V带根数Z M, .b`1-w
由式（13-15）得 zWF
5m )-
查得 n1=960r/min , d1=120mm (! xg$Kz@
查表13-3 P0=0.95 A6{t%k~F
由式13-9得传动比 u&1j>`~qJ
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 mgJShn8]
查表（13-4）得 c+@d'yR
% MfGVx}nG
由包角145.21度 Aivu %}_|
查表13-5得Ka=0.92 cxtLy& C
KL=0.99 fl} rz
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 u3Zzu \{
8、作用在带上的压力F g0^~J2sDd
查表13-1得q=0.10 * \=2KIF'
故由13-17得单根V带初拉力 wm ); aWP
u~' m7
三、轴 d%}crM-KTL
初做轴直径： DePV, .
轴I和轴II选用45#钢 c=110 F, ' ^se4&
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm 1Pud,!\%q
取d1=28mm LVPt*S= /
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm ,H.(\p_N
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 Ybs=W< -
取YL10YLd10联轴器 1VhoJGH;C
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 Ck ~V 5
取d2=45mm }4b B7,j
四、齿轮 LP5eFl`|T
1、齿轮强度 >u BV
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 ?;0 nJf
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 t x:rj6 -z
因 ， R z<d%C;R
SH1=1.1， SH2=1.1 N&0uXrw
， jOoIF/S o
， ,om p F$%
因： ， ，SF=1.3 g5kYyE
所以 MZUF! B
% j[O&[s}
jjS{q,bo
2、按齿面接触强度设计 2x<Qt2"
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 iF#}t(CrH
小齿轮上的转矩 %\(y8QV
按 计算中心距 $I} Hk^X
u=i=5.333 \3n{w
mm 68&6J's;
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 0[Xt,~
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 L|]w3}ZT@
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm |d/x~t=
齿宽b= ,? 0-=o
b1=70mm,b2=60mm V e$5w}a4
3、验算弯曲强度 }}sRTW
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 877EKvsiC
按式（11-8）轮齿弯曲强度 +E q~X=x
"Cyo<|
VgFF+Eg
4、齿轮圆周速度 X/`#5<x
Z30z<d,j
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 V7B=+(xK
Y^c, mK^
G*vpf~q?
c-s `>m
Kc JP^
:Fi%Cef|
ecY ^C3+S
'K;4102\
五、轴校核： w+).pcG( *
=BqaGXr
!OuTXa,I H
lJ2|jFY9
#FQm/Q<0
I9:G9
)MD* )O
ctc`^#q
hVT=j ?~
sl^s9kx;C$
\4\\575zp'
E+^} B/"
(2O} B.6
2vh!p ez_
BqLtTo ?'
8CnI%_Su
7+D'W 7Yx
|oBdr yi
圆周力Ft=2T/d1 /,rF$5G,
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 _ pH6uu B
d=mz=2.5*101=252.5mm 2#n$x*CY
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N q5I4'6NF
Fr=5852.5*tan20=2031.9N ~/|unV
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 `G ;Lz^
由Fr2*L-Fr*L/2=0 w}U5dM`
得Fr2=Fr/2=1015.9N o%4&1^ Vg
ohc/.5Kl
2、求水平平面的支承力 wCq)w=,
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N TN |{P
YA;8uMqh;
WnJLX ^;
3、画垂直面弯矩图 &aevR^f+
L=40/2+40/2+90＋10=140mm f 1]AfH#
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm XY+aunLf
N}l]Ilm$34
xPfnyAo?%z
4、画水平面弯矩图 l9ifU h e
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm n6%jhv9H
3f:1D=f
. ~A"Wyu\
*nsnX/e(-
5、求合成弯矩图 2LxVt@_R!%
#o r7T^
7u`}t83a
'#4mDz~
6、求轴传递转矩 ,a]~hNR*X
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm G%p!os\>
qh(-shZ4Du
u'~b<@wHB
>D p6@%
y9G 57D
S!I <m&Cgc
QnP?;
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H8t{ >C)]
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h[`Op#^x3
.f92^lu9
R 6yvpH
[>J~M!yu:r
bhm~Ii
,Y\4xg*`
6B;_uIq5
j=jrzG+`
h&k ^l,
4|Gs(^nU
7、求危险截面的当量弯矩 8 {4D |o#O
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 F{H0
%
轴的扭切应力是脉动循环应力 9CU6o:'fW
取折合系数a=0.6代入上式可得 n"d)
#PLB$$
8、计算危险截面处轴的直径 D 917[ <$
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 q/2K=BOh
由表13-3查得许用弯曲应力 ， !K^kKP*l
所以 ;AL @<,8
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 7si*%><X
故d=1.04*25.4=26.42mm x+:,b~Skk
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 NK#"qK""k
所以此轴选d=40mm,安全 @8M2'R\
六、轴承的选择 b{|/J <Fe
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 }zS&H-8K
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 'ZZ WH
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） q(ET)xCeD
因为大修期三年，可更换一次轴承 )|^<woli,
所以取三年 komxot[[
由公式 b} U&bFl
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) ]I' xLh`
（深沟球轴承系列） "1`i]Y\'
,Qi|g' a
由附表选6207型轴承 % K7EF_%
七、键的选择 DdS3<3]A
选普通平键A型 O<d ?'{
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ZNC?Ntw
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm CT:eV7<>s
由公式 QGz3id6
所以 $*)(8C l
选变通平键，铸铁键 ~CdseSo 9
6 k=Wt7C
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 rIWN!@.J
八、减速器附件的选择 -MW(={#
1、通气器： 9oxf)pjw
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ]-Y]Q%A4
2、油面指示器： {_X1&&>8/
选用油标尺，规格M16 rB&j"p}Q
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 H[ !Q
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 K8 4cE
5、窥视孔及视孔盖 6M vR R
选用板结构的视孔盖 ;s
B:s9M
九、润滑与密封： rMg{j
gD
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： Hkz~9 p
mF:s- +
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 !2M[
2、滚动轴承的润滑 C\ >Mt
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 sS2E8Z2
3、润滑油的选择 {*Wwu
f.
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 D& 6Qk&>
L-AN15润滑油 5b4V/d*
'
4、密封方式选取： 6V6g{6W,/
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 rbZ 6V :
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 uZ?CVluP
设计小结： nMdN$E
二、课程设计总结 CJ tjn
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。 |afK"N
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。 ;OCI.S8
lLFBop
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。 Y+`-~ 88
4N=Ie}_`
特别感谢—程莉老师。 i|{nj\6w^
:w_1J'D}
参考资料目录 d47:2Zj
[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； D!$ =oK
[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； {1U*: @j
[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； Ollv _o3
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ;Y&?ixx
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn [QN7+#K,
H^1 a3L]
NITx;iC
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Nw=60.0241r/min ^(JbJ@m/
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n0=960r/min *.l=> #qF
n1=320r/min 2GS2,
n2=60.0241r/min i .4[]f[/h
t[,\TM^h}0
iO`f{?b
<P - r)=^
N3RwcM9+;
P0=4Kw 5L#M7E
kICYP y
P1=3.8Kw 8, ^UQ5x
! iqz 4E
P2=3.6491Kw 8!Kfe
SUh P
e+
P 'k39
T0=39.7917Nm i+3b)xtW7
T1=113.4063Nm o *'3N/D~
T2=589.5878Nm 5]+eLK XB
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