目 录 @ Vc*JEW
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 j@Z4(X L
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 s8eFEi
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 r1xN U0 A
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 Ean@GDLz8
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 C:z K{+
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 "M1[@xog
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 ! SE g4z
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 ?r#e
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 MyAi)Mz~o
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15
"ifYy>d
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Wu9@Ecb
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 }"%t lU!}
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 # (T
~[ isR|>
}M * Oo
1.拟定传动方案 z4{ H=
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 591Syyy
v=1.1m/s;D=350mm; K`768 %q
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 6:#zlKYJ
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。 pjWq I 6,
2.选择电动机 +P81&CaY
1）电动机类型和结构形式 Hq3"OMG q
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。 >2,x#RQs
2）电动机容量 oaM $<
（1）卷筒轴的输出功率Pw &}Cm9V
F=2800r/min; % sbDH
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 VW$ Hzx_z
(2)电动机输出功率Pd v&D ^N9hy9
Pd=Pw/t g%Sl+gWdJ
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 I!|_C~I` 2
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： S{zi8Oc6
弹性联轴器 1个 aI{Ehbf=
t4=0.99; 6DD"Asi+
滚动轴承 2对 #Huvn4x
t2=0.99; /Z94<}C6b
圆柱齿轮闭式 1对 MOKg[ j
t3=0.97; s(o{SC'tt
V带开式传动 1幅 'C)`j {CS
t1=0.95; N p $ pz
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 py6|uGN
t5=0.98; d dkh*[
则 q~48lxDU
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 4siNY4i"
故 MuQyHEDF
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Az 8>^| @
（3）电动机额定功率Ped vT#zc)j
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 ?| s1Cuc
3）电动机的转速 hOx' uO`x(
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， ;!v2kVuS]
可选电动机的最小转速 `lX |yy"
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min *$1M= $
可选电动机的最大转速 )
w tVFG
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min 7Ps I'1v
同步转速为960r/min }1VxMx @
选定电动机型号为Y132M1－6。 ,]+P#eXgE
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 ~ODm?k
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 *NHB wXg+
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 $!)Sgb
L0H;y6&
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm =UE /GTbl
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ACxOC 2\n
$T. we+u
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 yV,ki^^
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 T PH`{
1）传动装置总传动比 GVP"~I~/:
nm=960r/min; (n_lu= E70
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 (Z;;v|F.i=
2）分配各级传动比 /Ut h#s:
取V带传动比为 l=, \ h&
i1=3; ;jS2bc:8a
则单级圆柱齿轮减速器比为 SR7$m<0t*
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 [ %7y !XD
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。 veIR)i@dx
4．计算传动装置的运动和动力参数 1BO$xq
1）各轴转速 6A&e2K> A
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 D/uGL
t~D(
n0=nm; S{' /=Px+
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min ,#:* dl
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min yV[9 (
5 #3/
2）各轴输入功率 G-
wQ
weJ9
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 [!H2i
p-
P0=Ped=4kw AlT41v~6
轴I 的功率 03$-U0.;-
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ^PA >t$
轴II功率 ChO?Lm$y
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw __o`+ ^FS
3）各轴转矩 8|*#r[x
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 41Bp^R}^/
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm q_S`@2Dzz,
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm QFt7L
二、设计带轮 K;moV| j
1、计算功率 VtIPw&KHW
P=Ped=4Kw f'P}]_3(
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 E ]$YM5
查课本表8－10，得KA=1.1; '?7th>pC
计算功率 m} /L MY
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw GPlAQk
2选择普通V带型号 7fRL'I#[@
n0 =960r/min FdwT
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 jm9J-%?
d1=80~100 =+;1^sZ
3、确定带轮基准直径 AKs=2N> 7
表8－11及推荐标准值 lCT N
dW+=
小轮直径 &* GwA
d1=100mm; ]+A>*0#"
大轮直径 / !J1} S
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm D>"U0*h
取标准件 B~z P! ^m
d2=355mm; [GKSQt {)
4、验算带速 U7O]g'BP
验算带速 bU'{U0lM
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s M7z>ugk"
在5~25m/s范围内 +bK[3KG4F5
从动轮转速 'A@[a_
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s KQ'fp:5|/@
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s k<W n
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 p_h)|*W{
=-0.0141 \%\b* O O
5、V带基准长度和中心距 nTrfbK@
初定中心距 ]}z ;!D>
中心距的范围 K|*Cka{
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm bDd$79@m
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm lsmzy _gV7
a0=350mm; iw1((&^)"
初算带长 63:0Vt>hZ^
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 T3
xr Ua&
Lc = 1461.2mm /E>z8 J$
选定基准长度 )US|&>
o8
表8-7,表8-8查得 dLOUL9hf
Ld=1600mm; XvBEC_xWZ
定中心距 A6w/X`([O
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm !M:m(6E1
a=420mm; B@!a@0,, _
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm AM qu}G
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm tV2SX7N
6、验算小带轮包角 etF?,^)h=g
验算包角 YbZ<=ZzO4
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a tm\ < w H
145.2107 >120度 故合格 xo{f "8}^
7、求V带根数Z BcV;EEi
由式（13-15）得 6GzmzhX4
查得 n1=960r/min , d1=120mm H8 yc<
查表13-3 P0=0.95 Bm%. f!`
由式13-9得传动比 QrDrd A
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 ]RHR> =;
查表（13-4）得 ?#]K54?
1xK'T_[
由包角145.21度 [;B_ENV
查表13-5得Ka=0.92 rC] jz$sle
KL=0.99 #|^7{TN
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 -F,o@5W>Y
8、作用在带上的压力F @ [_I|
查表13-1得q=0.10 WH :+HNl1d
故由13-17得单根V带初拉力 p-V#nPb
F=
三、轴 : 4$Ex2
初做轴直径： U@[P.y~J
轴I和轴II选用45#钢 c=110 G-oC A1UdN
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm + T[3wL~
取d1=28mm s%]-Sw9
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm UNo cm0!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 $I_ 04k#t
取YL10YLd10联轴器 G}i\UXFE
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 Vja' :i
取d2=45mm `xe[\Z2
四、齿轮 oMda)5 &
1、齿轮强度 jM
J[6qj
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 a AYO(;3
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 HCQ v"i}-
因 ， G~)jk+Qq
SH1=1.1， SH2=1.1 ><OdHRh@#
， ^8)&~q*
， o)n8,k&nm
因： ， ，SF=1.3 W"Dj+ /uS
所以 ~bT0gIc
uR)i tmc?
3hR7 . /
2、按齿面接触强度设计 qM@][]j:
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 @FkNT~OZ
小齿轮上的转矩 ,)V*xpp
按 计算中心距 f4s[R0l
u=i=5.333 x[nv+n ,
mm +YT/od1t7
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 jLvI!q
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 KtY~Y
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm En6fmEn&;o
齿宽b= O|,+@qtH
b1=70mm,b2=60mm wd*T"V3
3、验算弯曲强度 'DsfKR^ s
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 s5|LD'o!
按式（11-8）轮齿弯曲强度 [gzU / :
f]$ g9H
?-<t-3%hyV
4、齿轮圆周速度 ^'QcP5Fv
$qQ6u!
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 (# c5Q&
0x# 6L
] >ipC,v
&:]_a?|*S
oZ6xHdPc4
pR c(>P3;
6z%3l7#7Yi
r_)-NOp
五、轴校核： 9ciL<'H\
9][Mw[k>
a-!"m
`k\]I |6
pI(FUoP ^
[$[t.m
+Q-~~v7,
n4."}DO
UMhM8m!=o
6El%T]^
w#P aN83+
vW$] :).
N0
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I]SR .Yp%
xDADJ>u2K
^D4 b\mF
}f&7<E
/Z2*>7HM8[
圆周力Ft=2T/d1 [ 9(B;;R@
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 #s
yP=
d=mz=2.5*101=252.5mm '2[ _U& e
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 't )j
Fr=5852.5*tan20=2031.9N /4~RlXf @
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 #i2q}/w5`C
由Fr2*L-Fr*L/2=0 vMRKs#&8
得Fr2=Fr/2=1015.9N jHz]
4QI vxH
2、求水平平面的支承力 u ]dpA
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N bjT 0Fi0-
{{EQM
+
_4E+7+
3、画垂直面弯矩图 =Fj : #s
L=40/2+40/2+90＋10=140mm cQ+, F2
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm Jb
tbW &EH
W2^eE9
.{ x5(bi0S
4、画水平面弯矩图 7H >dv'
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm pu>LC6m3a
tQl=
n,HWVo>([
} +=@Ci
5、求合成弯矩图 D1g1"^~g
JK_$A;Q
g:,4K d|
^ 9{ 2
6、求轴传递转矩 }<Me%`x"
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm wK\SeX
q ?0goL
0?`#ko7~d
a9qZI
#F{|G:\@[
s[s^z<4G
pEaH^(I*
5
+
Jy
r pXw 8
K
6 G n
U NAuF8>K
eBN>|mE4N
> C&!#
3
,}|V'y
tllg$CQ5
2 rBF<z7
d8r+UP@#
ypifXO;m7
^IId
=V=2
9 q5[W=|
G?V3lQI1n
7、求危险截面的当量弯矩 y \ )w#
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 pKJ[e@E^
轴的扭切应力是脉动循环应力 D2 mB4
取折合系数a=0.6代入上式可得 #nxx\,i>
2>r .[
8、计算危险截面处轴的直径 (#,.;Y
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 aOuon0
由表13-3查得许用弯曲应力 ， ZEMo`O
所以 @]7\.>)
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 )-
\w
故d=1.04*25.4=26.42mm BA5= D>T-
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 KWY G\#S0]
所以此轴选d=40mm,安全 NR [VGZj
六、轴承的选择 R.QcXz?d
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 Jzj~uz
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N JU6np 4
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） QRjt.Ry|
因为大修期三年，可更换一次轴承 %In"Kh*
所以取三年 i0!F
由公式 4CCux 4)N
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) FSB$D)4z>b
（深沟球轴承系列） K_xOY
*
&sWyh[`P
由附表选6207型轴承 +Oscy-;
七、键的选择 5C&f-* Bh
选普通平键A型 7l p VK]
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 = V , _
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm EpfmH `
由公式 K|/a]I":
所以 5a&w M
选变通平键，铸铁键 4s8E:I=K
mc=*wr$
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 _7<U[63
八、减速器附件的选择 P:TpB6.=q
1、通气器： `3Kpr pE8v
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ?uN(" I
2、油面指示器： ..:V3 ]-D
选用油标尺，规格M16 i<?4iwX%i*
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ]4yvTP3[Rm
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ^&.?kJM
5、窥视孔及视孔盖 *J=ol
选用板结构的视孔盖 m [g}vwS
九、润滑与密封： F~AS(sk
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： r;C \eN
a\w | tf
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。 "=(;l3-o
2、滚动轴承的润滑 E-D5iiF
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。 _ XZ=4s
3、润滑油的选择 B`aAvD`7
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 NjxW A&[ng
L-AN15润滑油 SS~Q ;9o
4、密封方式选取： sdWl5 "
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。 ^I H1@
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 {p
0'Lc<3n
设计小结： ~'MWtDe:Z8
二、课程设计总结 C":\L>Ax
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。 D3{lyi|8
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。 clw91yrQn
W wha?W>
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。 *F* X_O
-/%jeDKp
特别感谢—程莉老师。 r<v%Zp
Ji[g@ #
参考资料目录 HqBPY[;s
[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； ][nUPl
[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； NO^t/(Z
[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； u2]g1XjeG
[3]《设计手册软件》，网络上下载； DZRxp,
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn c!Vc_@V,
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n0=960r/min Wh'_ slDH+
n1=320r/min A]O5+" mc
n2=60.0241r/min <.7I8B7
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P0=4Kw p`<e~[]a
B-ri}PA
P1=3.8Kw e" s {_V
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P2=3.6491Kw K,C $J
I
qp~4KukL
g"dZB2`C
T0=39.7917Nm 1l|A[ G
T1=113.4063Nm AR+\uD=\I-
T2=589.5878Nm U3|&Jee
C> `.J_N
w1"gl0ga$
*/5<L99v
ofPF}
y5AXL5
KA=1.1 [`zbf_RyO
kO, VayjT
Pc=4.4Kw Z*vpQBbu
+Sd x8 Z5
\{M rQ2jd
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