目 录 *_1[[~Aw
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 zmiZ] uq
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 'tm$q /&
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 UQI
f}iR
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5
K'aWCscM
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 .wy$-sG81
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 rA1q SG~c
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ZB [ k{Y
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 ,3HcCuT
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 wzh ]97b
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 J
R$r!hX
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 R^%e1 KO]
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 _6MdF<Xb/
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 SdJ/ 4&{ !
g$FEEDF
Gr: 3{o`
1.拟定传动方案 x6;j<m5Mjx
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 O> c$sL0g
v=1.1m/s;D=350mm; 3~Qd)j "<
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) zN{JJ3-
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 /YH`4e5g
2.选择电动机 >o~Z>lr
1）电动机类型和结构形式 eEl .. y
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 PB9/m-\H
2）电动机容量 c0e z/q1S
（1）卷筒轴的输出功率Pw M T6/2d
F=2800r/min; V*RdDF7
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 s+Q;pRZW{
(2)电动机输出功率Pd (K :]7
Pd=Pw/t _M t Qi
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 {2
%aCC V
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： y3eHF^K+$
弹性联轴器 1个 WKl +{e
t4=0.99; rNlW7 Y
滚动轴承 2对 #yW\5)
t2=0.99; l!
v!hU b+
圆柱齿轮闭式 1对 {6G?[
`&ca
t3=0.97; y(a!YicA?
V带开式传动 1幅 &aG*k*
t1=0.95; W^\d ^)
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 nfdq y)
t5=0.98; Ai"-w"
则 Jblj^n?Bm
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 kK i A
故 u~1o(Zn
=
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 7 &B$HZ
（3）电动机额定功率Ped R Oc`BH=
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 |Au ]1 }
3）电动机的转速 E9}{1A
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， z[EFQ^*>
可选电动机的最小转速 {9LWUCpsf
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min jS<_ )
可选电动机的最大转速 P"_$uO( 5x
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ',I0ih#Ls
同步转速为960r/min v [njdP
选定电动机型号为Y132M1－6。 ][;G=oCT
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 RA O`i>@
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 9z>z3,ftN
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ]N{0:Va@D
o0It82?RN
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm mQ~:Y
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 NbRn*nb/T
nBItO~l
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 $s5a G)?7
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 i38[hQR9a
1）传动装置总传动比 Q.U$nph\%d
nm=960r/min; >~nF=
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 kAA>FI6
2）分配各级传动比 OJAIaC\
取V带传动比为 o@bNpflb`
i1=3; 1|r,dE2k9
则单级圆柱齿轮减速器比为 I5 m][~6.?
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 . T JEUK
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。 7q =G&e7
4．计算传动装置的运动和动力参数 {eS|j=
1）各轴转速 l B91An
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 `D$Jv N
n0=nm; ^P'{U26
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min {a(&J6$VE
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min _+l1 b"^s1
tWeFEVg
2）各轴输入功率 ZraT3
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 . Dg*\ h
P0=Ped=4kw 5N[9
vW
轴I 的功率 e4>"92hX
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw M<PIeKIEB
轴II功率 Y?J"wdWJNB
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw PQN@Ja D
3）各轴转矩 v "& p Q
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm <S75($
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm vQ}6y
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm M$4[)6Y
二、设计带轮 BQH}6ueZ
1、计算功率 s*/ bi
W
P=Ped=4Kw ]i<[d ,
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 %V9ZyQg%*
查课本表8－10，得KA=1.1; RwI[R)k
计算功率 gKz(=
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw {--0 z3n>
2选择普通V带型号 %WTEv?I{Ga
n0 =960r/min Ian[LbCWB
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 g-c ; }qz
d1=80~100 l KWPTCU
3、确定带轮基准直径 ".^VI2T
表8－11及推荐标准值 8K(Z0
小轮直径 zm j"fN{\
d1=100mm; &8.NT~"Gg
大轮直径 Z F7I L
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 2*"Fu:a"`I
取标准件 8t o8!(
d2=355mm; bV8g|l-4(
4、验算带速 BrRL7xX
验算带速 'r1LSht'
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s ,Ys"W x
在5~25m/s范围内 gz2\H}
从动轮转速 g~V +4+
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s Z6\+
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ~'37`)]z
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 7dsefNPb
=-0.0141 WE]e
m
>
5、V带基准长度和中心距 KL$bqgc(p3
初定中心距 2(5ebe[
中心距的范围 `w I /0
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm _@S`5;4x
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm qW:HNEiir
a0=350mm; (=D&A<YX
初算带长 t!Sq A(-V
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 lL1k.& |5m
Lc = 1461.2mm I>L-1o|^
选定基准长度 8-<: i
表8-7,表8-8查得 s3 7'&K
Ld=1600mm; AJ#Nenmj
定中心距 wtje(z5IL
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm c'/l ,k
a=420mm; `al<(FwGE
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm )95f*wte
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Y0eE-5F,
6、验算小带轮包角 V#VN %{
验算包角 Xpzfm7CB/
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a ca+5 =+X7
145.2107 >120度 故合格 ;M"9$M'
7、求V带根数Z dO a%9[
由式（13-15）得 %|s+jeUDn|
查得 n1=960r/min , d1=120mm %*BlWk !Q
查表13-3 P0=0.95 2-Y<4'>
由式13-9得传动比 /Q,mJ.CnSR
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 MEB it
查表（13-4）得 <b,~:9*?
/SYw; <=
由包角145.21度 "DYJ21Ut4
查表13-5得Ka=0.92 ~69&6C1Ch
KL=0.99 *6q5S4 r
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 j?'GZ d"B
8、作用在带上的压力F b hniB @<
查表13-1得q=0.10 '],J$ge
故由13-17得单根V带初拉力 >2~=)L
k:7(D_
三、轴 -GxaV #{
初做轴直径： -'6D g
轴I和轴II选用45#钢 c=110 2}8v(%s p
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm XI^QF;,
取d1=28mm dAuJXGo
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm s{1sE)_
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 l\i)$=d&g
取YL10YLd10联轴器 ~3<>
3 p
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 p, #o<W
取d2=45mm R17?eucZ
四、齿轮 'inFKy'H
1、齿轮强度 \ Yx/(e
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 B
{>7-0
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。 Dh=9Gns9
因 ， $< Ja LS
SH1=1.1， SH2=1.1 |ZmUNiAa
， {;2PL^i
， YOcO4
因： ， ，SF=1.3 a |X a3E
所以 lnjXD oVb<
v/ _
wRVUu )
2、按齿面接触强度设计
$ ` ""
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 nR*ryv
小齿轮上的转矩 W)bLSL]`E
按 计算中心距 gw!vlwC&T
u=i=5.333 7<*yS310
mm [@.!~E)P
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ~A\GT$
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 6e |*E`I
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm {z{bY\
齿宽b= o4Om} ]Ti
b1=70mm,b2=60mm tS6qWtE
3、验算弯曲强度 %%[LKSTb
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 I`!<9OTBj
按式（11-8）轮齿弯曲强度 VXwU?_4J.
c z8T
jW A(C; W
4、齿轮圆周速度 *_d7 E
LU!a'H'Q
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 t7aefV&_,
Xw J 7|cB
EFM5,gB.m
;{N!Eb`S
8)_XJ"9)G
[D I+~F
\XZ/v*d0
Yo6* C
五、轴校核： GBPo8L" 9
|Y ,b?*UF
.(cw>7e3D
Fww :$^_ k
b0Ps5G\ u
e w$ B)W
N2;B-U F
7
o6.^*%kM'
&i6),{QN
[M=7M}f;
(@fHl=! Za
V Y7[)
I 7{T
Pd_U7&w,5
[1Qo#w1
inMA:x}cF1
fHx*e'eA
qm/22:&v5
圆周力Ft=2T/d1 -&zZtDd F
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Sw ig;`
d=mz=2.5*101=252.5mm ;D fY#-
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 286jI7 T
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 12b(A+M
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 LTQ "8
由Fr2*L-Fr*L/2=0 4V)kx[j
得Fr2=Fr/2=1015.9N oqO(PU
)q8p k2
2、求水平平面的支承力 Yi%;|]
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N &5B'nk"
65JF`]
}C"%p8=HM
3、画垂直面弯矩图 s<<ooycBrQ
L=40/2+40/2+90＋10=140mm z]_wjYn Z
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm Nk?
^1n$
*a v<E
iL-(O;n
4、画水平面弯矩图 *&^Pj%DX
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm R'as0 u\
BYL )nCc
0d)M\lG
FrGgga$
5、求合成弯矩图 @k,#L`3^
2*;~S4 4
HdUQCugxx:
gwuI-d^
6、求轴传递转矩 q 376m-+
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm pP&7rRhw
[
)Iv^ U9
/K@XzwM
%rL.|q9
-A^ _{4X
c <B/V0]
d VtG/0
%} SrL*
dd %6t
8Z8gRcv{p
u5`u>.!
c < :-T
xX &+WR
_YhES-Ff
w e//|fA<
].w4$OJ?
y@S$^jk.
S%;O+eFYb
V(I8=rVH
,aZ[R27rpL
{L{o]Ii?g
7、求危险截面的当量弯矩 nV|EQs4(
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 @1roe
G
轴的扭切应力是脉动循环应力 x)DMPVB<
取折合系数a=0.6代入上式可得 nfbR
P t
J/y83@
8、计算危险截面处轴的直径 Ko< :Z)PS
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 b|:YIXml
由表13-3查得许用弯曲应力 ， UERLtSQ
所以 z#wkiCRYm
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 <44G ]eb
故d=1.04*25.4=26.42mm BA:VPTZq
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 I5 p ?
[
所以此轴选d=40mm,安全 Z"xvh81P
六、轴承的选择 I^-Sb=j?Z
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 UcHJR"M~ c
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N rH Lm\3
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） Jq-]7N%k/
因为大修期三年，可更换一次轴承 L
ca}J&x]^
所以取三年 Gx/Oi)&/
由公式 1v2 7;Q<+Q
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) 9s
q
（深沟球轴承系列） E<Y$> uKA
eF$x 1|
由附表选6207型轴承 j_?FmX
_
七、键的选择 iOghb*aW
选普通平键A型 pz}.9 yI8
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 k1~&x$G
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 'rkdZ=x{
由公式 CY5Z{qiX
所以 =&]g "a'
选变通平键，铸铁键 IM'r8 V
0v?"t OT!
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 6<QQ@5_
八、减速器附件的选择 ?);v`]
1、通气器： FDs>m
#e
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 $Ds2>G4c
2、油面指示器： j</: WRA`]
选用油标尺，规格M16 r q].UCj
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 83_h J
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 Xl#ggub?
5、窥视孔及视孔盖 zTSTEOP}%Y
选用板结构的视孔盖 f}P3O3Yv&
九、润滑与密封： vp r.Hn
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： +I|vzz`ZVr
gR;i(81U
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 wlqksG[B
2、滚动轴承的润滑 tS=(}2Q
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 FT Uv IbT
3、润滑油的选择 db7B^|Di
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 }&J q}j
L-AN15润滑油 ~B?y{
4、密封方式选取： ^hM4j{|&M
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 /
zPO
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 <\^8fn
设计小结： JPw.8|V)y
二、课程设计总结 V U3upy<
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 yvB. &<]No
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 3 F2w-+L
%dVZ0dl
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 YN F k
9W2Vo [(
特别感谢—程莉老师。 n{mfn *r.
gjD Ho$
参考资料目录 0aB;p7~&
[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； H*CW1([
[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； rjYJs*#
[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； oa p4rHk}
[3]《设计手册软件》，网络上下载； )Ql%r?(F+
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn %>{0yEC
^<2p~h0
\
p<"m[Dt]
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Nw=60.0241r/min 2P0*NQ
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KA=1.1 Yr|4Fl~U
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TsZ@
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K,UMqAmk
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