目 录 P bn*_/H
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 L<cx:Vz
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 g}oi!f$|
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 C3f' {}
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 q[_V u A]&
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 KZY}%il!`
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 9rX&uP)j^#
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 O/(`S<iip
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 q9K)Xk$LF
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 Wis ~$"
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 net@j#}j-
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 xIW3={b 3
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 G_8R K,H.
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 < NY^M!
p`dU2gV
SHxNr(wJ<Q
1.拟定传动方案 Lg+Ac5 y}`
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 1-uxC^u?|#
v=1.1m/s;D=350mm; %wg -=;d4
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) N iEUW.0
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 s c,Hq\$&
2.选择电动机 i uW[`ou X
1）电动机类型和结构形式 Rok7n1gW
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 U}[d_f
2）电动机容量 H2\;%K 2
（1）卷筒轴的输出功率Pw 558V_y:
F=2800r/min; HWrO"b*tO
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ZU4nc 3__
(2)电动机输出功率Pd 8 >EWKI9
Pd=Pw/t {4}yKjW%z
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 /Iy]DU8
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： IMFDM."s
弹性联轴器 1个 bo>*fNqAIy
t4=0.99; ou lVg];
滚动轴承 2对 *%NT~C
q
t2=0.99; y2dCEmhY
圆柱齿轮闭式 1对 Sq V},
t3=0.97; #Y `~(K47
V带开式传动 1幅 _/$Bpr{R
t1=0.95; (`>+zT5aH
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 %lhEM}Sm
t5=0.98; ^zmG0EH,
则 (Z q/
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 G6P?2@
故 .V/Rfq
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 x"=f+Mr
（3）电动机额定功率Ped GW@;}m(
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 1CD+B=pQG
3）电动机的转速 LgU_LcoM*
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， rQs)O<jl
可选电动机的最小转速 8I?Wt
W
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 6r0kr bN
可选电动机的最大转速 K(rWNO
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min VBGuC c/
同步转速为960r/min HYZ5EV
选定电动机型号为Y132M1－6。 CS5?Ti6
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 ".V$~n(
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 (O?.)jEW(.
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 z&)A,ryW0
;(/ZO%h
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm Jb@V}Ul$
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 X*XZb F"=
\;3~a9q%
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 |Nn)m
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 py!|\00}
1）传动装置总传动比 )h 4 f\0
nm=960r/min; QB u MJm
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 =p O^7g
2）分配各级传动比 $\BE& 4g
取V带传动比为 <n];mf h1
i1=3; _Xc8Yg }`
则单级圆柱齿轮减速器比为 rk2j#>l$4
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 m@2QnA[ 4
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 <I\/n<*
4．计算传动装置的运动和动力参数 _[c0)2h
1）各轴转速 O7m(o:t x3
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 ^R7lom.
n0=nm; EF[@$j
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 5y [Oj^
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ^e _hLX\SW
ThajH K|U
2）各轴输入功率 t7Iv?5]N
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 IqaT?+O\?r
P0=Ped=4kw v!6
c0a
轴I 的功率 w !-gJmX>
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 5oW!YJ g
轴II功率 \5:i;A E
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw p YZmz
3）各轴转矩 KE5kOU;
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm a`E#F] Z
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm +US !YU
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm
!Y0V id
二、设计带轮 I by\$~V
1、计算功率 . \ULbN3Z
P=Ped=4Kw ;~ )5s'
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 W Ym\)@
查课本表8－10，得KA=1.1; S]e|"n~@
计算功率 |P
HT694Uz
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw r xvx
2选择普通V带型号 {tuYs:
n0 =960r/min h6D<go-b56
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 kzQ+j8.,U
d1=80~100 8oy^Xc +
3、确定带轮基准直径 A@!qv#'
表8－11及推荐标准值 SuJ aL-;
小轮直径 DZ'P@f)]
d1=100mm; ~ ?Qe? hB
大轮直径 YW,tCtI0_
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm UJAv`yjG
取标准件 ;40/yl3r3[
d2=355mm; {Qf=G|Ah
4、验算带速 <s31W3< v
验算带速 p?%y82E
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s wj$< t'MN
在5~25m/s范围内 `_Zg3_K.dS
从动轮转速 36&e.3/#
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s J9--tJ?[>o
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s L2[($ l
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 2+ N]PW\V
=-0.0141 b5dD/-Vj
5、V带基准长度和中心距 hP%M?M KC
初定中心距 ?|\ ER#z
中心距的范围 W dK #ZOR
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm Tj` ,Z5vy
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm &v/dj@
a0=350mm; %ufN8w!p
初算带长 }# RakV4
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ~|D Ut
Lc = 1461.2mm ~~/|dh5
选定基准长度 kYP#SH/
表8-7,表8-8查得 e{'BAj
Ld=1600mm; [B*x-R[FI
定中心距 R6<X%*&%
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm Z!a =dnwHz
a=420mm; !I{0 _b{
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm aB 2F C$z
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm jE.N ev/
6、验算小带轮包角 P+
3G~S r
验算包角 V# }!-Xj
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a g]l'' 7G
145.2107 >120度 故合格 h lvK5Z
7、求V带根数Z +5g_KS
由式（13-15）得 ^,lIK+#Elz
查得 n1=960r/min , d1=120mm EqkN3%I G
查表13-3 P0=0.95 q5J5>
由式13-9得传动比 s0TORl6Z|
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 kUL' 1!j7
查表（13-4）得 ;>U2|>5V
,\W 8b-Z
由包角145.21度 /Iu 1L#
查表13-5得Ka=0.92 !]A
KL=0.99 U|H=Y"pL
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 b"<liGh"n-
8、作用在带上的压力F TM__I\+Q
查表13-1得q=0.10 L81ZbNU?$
故由13-17得单根V带初拉力 ;R Z )
58}U^IW
三、轴 R"/GQ`^AqA
初做轴直径： K C*e/J
轴I和轴II选用45#钢 c=110 x xHY+(m
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm 5zK4F raf
取d1=28mm >mbHy<<
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm XAD- '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 D%[mW c@1I
取YL10YLd10联轴器 ih-#5M@
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 CCs%%U/=
取d2=45mm )J o: pkM
四、齿轮 <`8n^m*
1、齿轮强度 o*+" |
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 ]#i igPZ7
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。 nmee 'oEw
因 ， \Gef \
SH1=1.1， SH2=1.1 Ko| d+
， np|S y;:
， yt+L0wzzB
因： ， ，SF=1.3 r5S[-`s;
所以 ^) /0yB
?.m bK
+ )AG *
2、按齿面接触强度设计 d(ZO6Nr Q
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 7(1|xYCx$
小齿轮上的转矩 L RxZcxmy
按 计算中心距 udK% >
u=i=5.333 !NK1MU?T)
mm : g7@PJND
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ( ' (K9@}
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 7uqzm
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm x`eo"5.$
齿宽b= +q<jAW A
b1=70mm,b2=60mm Y sC>i`n9
3、验算弯曲强度 /aCc17>2V{
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 s2p\]|5
按式（11-8）轮齿弯曲强度 .fqN|[>
dZl5Ic
.D"m@~j7
4、齿轮圆周速度 Df-DRi
a@K%06A;'
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 4d4ZT? V[
V;VHv=9`o
94`7a<&ZNL
^] Y> [[
R{ `(c/%8
wQl
,
H064BM
S&5 &];Ag
五、轴校核： sjHE/qmq-Z
XAKs0*J>
_#E0g'3
F@7jx:tI
#6aW9GO
?/E~/;+ 7=
tyDU
@M
q s!j>x
ITX a&5D
8P\G }
[ZwjOi:)
VR 8- &N
V*;(kEqj
ha<[b u e
MTh<|$
yx8z4*]kH
@Sn(lnl B
Z9ZPr?C=
圆周力Ft=2T/d1 \ A#41
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 a 7 V-C
d=mz=2.5*101=252.5mm wh`"w7br
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N T@B/xAq5!
Fr=5852.5*tan20=2031.9N Zd%k* BC
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 K:[F%e
由Fr2*L-Fr*L/2=0 oG?Xk%7&\
得Fr2=Fr/2=1015.9N &vMb_;~B
Y;M|D'y+
2、求水平平面的支承力 !;v|' I
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N YQvD|x
B)g[3gQ
e2TiBTbQaF
3、画垂直面弯矩图 '3tCH)s
L=40/2+40/2+90＋10=140mm M#6W(|V/
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm qOtgve`jX
*I.f1lz%*
%3 -y[f
4、画水平面弯矩图 zT]8KA
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm s?}e^/"v
(k.[GfCbD
hBUn \ ~z
]y '>=a|T
5、求合成弯矩图 ql{ OETn#
n0 {i&[I~+
3z?> j]
:Yh+>c}N
6、求轴传递转矩 L|xbR#v
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm % /.b~|,-
lvz7#f L~
Y eo]]i{
dn+KH+v
\'D0'\:vz
x J8M6O8
"?xHlYj@ +
(m/G(wg
*)T^Ch D,
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%T%sGDCV
kJs N|=
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Id .nu/
WiR(;m<g
NP3 y+s
v MH
"7F? @D$e
%_W)~Pv{+
f+,qNvBY/
EgCAsSx(
7、求危险截面的当量弯矩 )_S(UVI 5
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 Fj3a.'
轴的扭切应力是脉动循环应力 |&) dh<
取折合系数a=0.6代入上式可得 l4 YJ c
oIzj,v8$
8、计算危险截面处轴的直径 qiBVG H
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 @9RM9zK.q
由表13-3查得许用弯曲应力 ， 6}Ci>_i4#
所以 ,Uqs1#r
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 9 -a0 :bP
故d=1.04*25.4=26.42mm _9Te!gJ4_#
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 qWPkT$ u
所以此轴选d=40mm,安全 s8t;.^1}
六、轴承的选择 CxW >~O:
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 LYK "( C
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N 29] G^f>
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） mL{6L?
因为大修期三年，可更换一次轴承 P{> !5|k
所以取三年 aSQ#k;T[
由公式 FGmb<z 2p
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) >tV{Pd1
（深沟球轴承系列） y/7\?qfTk
~P **O~
由附表选6207型轴承 :J&oX
<nF^
七、键的选择 Jk
n>S #SZ
选普通平键A型 Y)2,PES=
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 M oza".fiN
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 7.j ?U
由公式 6 V=9M:
所以 D'Df JwA
选变通平键，铸铁键 wJo}!{bN
qqY"*uJ'
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 !?h;wR
八、减速器附件的选择 `d`T*_
1、通气器： 3bH'H*2
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 `dN@u@[\ks
2、油面指示器： K?1W! fY
选用油标尺，规格M16 x
g
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 kxhWq:[c
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 _A9AEi'.
5、窥视孔及视孔盖 &n:.k}/ P
选用板结构的视孔盖 >KhOz[Zg
九、润滑与密封： `1fY)d^Z S
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： n;Vs_u/Nx
f r6 fj
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。 h3
}OX{k
2、滚动轴承的润滑 M APGJ"?
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。 c`w}|d]mC
3、润滑油的选择 7;wd(8
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 2pa5U;u:+
L-AN15润滑油 Lk}J8 V^2
4、密封方式选取： Pu$Tk |
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 Dp-z[]} )1
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 S;#'M![8
设计小结： v`Oc ,
二、课程设计总结 KB(8f *
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 1\2no{V h
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 h
J)h\
.p"
xVfi6
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 i$ 6ypuc
\\;jw[P0
特别感谢—程莉老师。 I:1C8*/
T}v4*O.,
参考资料目录 f(y:G^V
[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； =MDy s b&:
[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； d|Lj ~x|
[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； {fT 6O&br
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ;+ hH
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn M gi,$H
1?+St`+{B-
)=_,O=z$K
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Nw=60.0241r/min F0Yd@Lk$_
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n1=320r/min f ) L
n2=60.0241r/min $f7l34Sf3
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P0=4Kw * \ F~[
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P1=3.8Kw CRy|kkT
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P2=3.6491Kw 6.yu-xm
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T0=39.7917Nm @ f3 E`8
T1=113.4063Nm YPI-<vM~
T2=589.5878Nm KoT %M fu
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^} >w<'0
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输送带拉力 F=2800 N 8 \A#CQ5b
输送带速度 V=1.1 m/s HJ[c M6$2
滚筒直径 D=350 mm @>2i+)=E5
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