目 录 aTzjm`F0
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 N
D<HX O
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 * Y@nVi
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 }(<%`G6N
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 ezn ypY=
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 e ${>#>
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 9!>< <7TS
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 @z gdq
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 V
i&*&" q
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 iZZ (4
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 >><. 3
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 '<0J@^ vZ
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 j w* IO
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 .SWt3|Pi5
n$[f94d=
Gy[O)PEEh
1.拟定传动方案 we#w 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 (Y^X0yA/
v=1.1m/s;D=350mm; I L_d:HF|1
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) jLJ1u/l>;
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 v")J*t
2.选择电动机 Ys! >+nL|
1）电动机类型和结构形式 %AN/>\#p
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`(-
-
2）电动机容量 L}m8AAkP[
（1）卷筒轴的输出功率Pw `HuCT6 O
F=2800r/min; {Q<$Uo6V
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 X{kpS A~
(2)电动机输出功率Pd )NR Q2
Pd=Pw/t VxzkQ}o
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 z_
=Bt
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： _uc\ D
R
弹性联轴器 1个 <58l;< 0
t4=0.99; JCY~W=;v
滚动轴承 2对 ?6!]Nl1gr
t2=0.99; {m`A!qcD|
圆柱齿轮闭式 1对 LJ VG~Yeo
t3=0.97; GjB]KA^
V带开式传动 1幅 +\"-P72vjk
t1=0.95; d^(1TNS
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 0[<~?`:)
t5=0.98; )+H[kiN
则 Tg3!R q55
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 =_]2&(?
故 !Oi~:Pp
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 M/z}p
（3）电动机额定功率Ped BGr.yEy
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 p*5\+WO>!(
3）电动机的转速 d `d0 N5\
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， 1p'Le!
可选电动机的最小转速 e h R{X7J
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min an2AX% u
可选电动机的最大转速 Dr;iQ kGP
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min u
=gt<1U
同步转速为960r/min =e?$ M
选定电动机型号为Y132M1－6。 TEsnN i
1
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 V\K<$?oUb
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 0Aa`p3.)
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 $ OVXk'cc
UhmTr[&
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm wY"o`o Z
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 -= 698h*
bAr` E
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 Y RlDX:oX~
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 UofTll)
1）传动装置总传动比 (Vg}Hh?p
nm=960r/min; (c v!Y=]
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 6D;^uM2N
2）分配各级传动比 s=Q( C[%I
取V带传动比为 @
\2#D pr
i1=3; irTv4ZE'+l
则单级圆柱齿轮减速器比为 M`D$ !BJr
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 ^6p'YYj"5
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。 Tp<k<uKD
4．计算传动装置的运动和动力参数 3z;_KmM
1）各轴转速 @U -$dw'4
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 nU`Lhh8y
n0=nm; ji+{ :D
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min a <X0e >
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min -v?hqWMp#
[&Hkn5yq
2）各轴输入功率 z1, tJH0
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 mCKk*5ws5"
P0=Ped=4kw 5(&xNT-n8
轴I 的功率 HI&kP+,y
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw *@V*~^V"J[
轴II功率 OY"6J@[z
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw u}6v?!
3）各轴转矩 /vE ]2Io
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 59Sw+iZj
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm O uIv e>8
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 5|$a =UIR
二、设计带轮 }g f}eH
1、计算功率 (fo Bp
P=Ped=4Kw /&ygi H{^
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 U/qE4u1J6M
查课本表8－10，得KA=1.1; g dj^df+2F
计算功率 UEz i*"-v2
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw GIHpSy`z
2选择普通V带型号 6ew "fCrH!
n0 =960r/min @{Py %
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 ;BH>3VK
d1=80~100 E@
h
y7 X
3、确定带轮基准直径 R_D c)
表8－11及推荐标准值 cQpnEO&SL
小轮直径 G@d`F
d1=100mm; ~tm0QrJn/
大轮直径 9 -jO,l
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 'b: Ne,<
取标准件 i gDyp0t
d2=355mm; <rK=9"$y(t
4、验算带速 |;;!8VO3J
验算带速 aW5~Be$
_
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s m$ y]Lf
在5~25m/s范围内
YRB%:D@u
从动轮转速 9( VRq^Z1
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 't>r
sp+#
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s S-E++f9D~
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ]jM^Z.mI+
=-0.0141 qjC_*X!
5、V带基准长度和中心距 oJaAM|7uv
初定中心距 p4/$EPt)lY
中心距的范围 .?#uxd~>
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 'UDBV
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm W$\X ~Q'0
a0=350mm; K^i"9D)A
初算带长 M$CVQ>op:
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 `n-vjjG%#
Lc = 1461.2mm +?N}Y {Y&
选定基准长度 g ed,>
表8-7,表8-8查得 6 `puTL?
Ld=1600mm; Z}cIA8 7U
定中心距 RLKj
u;u
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm ~y\:iL//E
a=420mm; -2NwF4VL
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm v}il(w;O
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm
EZ% .M*?
6、验算小带轮包角 Q(\ wx
验算包角 2Ug.:![
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a VbxAd 2')
145.2107 >120度 故合格 >riq98Us/
7、求V带根数Z V;[p438o
由式（13-15）得 +0#J nqH"
查得 n1=960r/min , d1=120mm -l.pA(O
查表13-3 P0=0.95 \C\g n] Z
由式13-9得传动比 E#h~V5Tf
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 52< ~K
查表（13-4）得 >C2HC6O3
/e 5\ 9
由包角145.21度 /| GH0L
查表13-5得Ka=0.92 z Hx mA
KL=0.99 {,V$*
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 q,,j',8kq/
8、作用在带上的压力F ;6<zjV7}
查表13-1得q=0.10 k&DGJ5m$.
故由13-17得单根V带初拉力 0(TvQ{
Iu6W=A
三、轴 mmN|F$;r
初做轴直径： G `Izf1B`I
轴I和轴II选用45#钢 c=110 +2O=s<fp
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm 4[l^0
取d1=28mm |e"/Mf[
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm 1jOKcm'#
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 ?cBO6^
取YL10YLd10联轴器 i_ YW;x
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 '(9YB9 i
取d2=45mm $n*%v85
四、齿轮 RO(iHR3cA
1、齿轮强度 k.>6nho`TV
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 zv9M HC
&
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 <UAP~RH{
因 ， NTVHnSoHh
SH1=1.1， SH2=1.1 4Bo<4 4-,
， BA`:miH<
， 3B"7VBK{
因： ， ，SF=1.3 S2}Z&X(
所以 "8_,tYAH
V#H8d_V
n'3u ] ~7^
2、按齿面接触强度设计 KZ 4zF
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 gD5P!}s[u0
小齿轮上的转矩 a],h<wGEx
按 计算中心距 =f4< ({9
u=i=5.333 |<2
*v-a
mm %ph"PR/t?
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 NE[ y|/
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 \AJS,QD
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ]F_r6 *<
齿宽b= Q ( blW
b1=70mm,b2=60mm 4[ (? L{
3、验算弯曲强度 o]p#%B?mZ
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 <4sj@C
按式（11-8）轮齿弯曲强度 Ik-oI=>.
`;}H%
vh{9'vd3el
4、齿轮圆周速度 -+ko}He
* k!(ti [
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 )8bFGX7|
z[Z 2H5[
&! OGIYC(
A ~XOK;sB
Kc-4 W6?$
gs-@hR.,s0
~r PYJ
u'=(&><
五、轴校核： 'hy?jQ'|e
?^Pq/VtZ
QjqBO+
+ q
l
Y[ h#hZ
J2'W =r_#
:TlAL#
s&
NA=#> f+U%
6SV7\,2M
">4PePt.n
Pu-p7:99;'
P6:;Y5e0
0s )cVYppe
prwC>LE
V0s,f .a
}$<^wt
.hc|t-7f
/%5_~Jkr,
圆周力Ft=2T/d1 Q
g$($
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 })KJ60B
d=mz=2.5*101=252.5mm &ad Y
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ,%[LwmET
Fr=5852.5*tan20=2031.9N )
b/n)%6
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Ri; =aZ5m
由Fr2*L-Fr*L/2=0 xv^Sh}\}
得Fr2=Fr/2=1015.9N 6NzBpur 2H
'YBi5_
2、求水平平面的支承力 3IGCl w(
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N (=`Z0)=
Z(Km S (
c %ZeX% p
3、画垂直面弯矩图 phr2X*Z/)Y
L=40/2+40/2+90＋10=140mm IF5sqv
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm Ap% d<\,Z
Hw\([j*
<{E;s)hD?
4、画水平面弯矩图 -MDO Zz\
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm c6t2Q6zV
U@#?T
xLe
=d |6
|3S'8Oe CI
5、求合成弯矩图 ZH_FA
"\4]X"3<+
&S<? 07Z
y!SF/i?Py
6、求轴传递转矩 kxygf9I!;
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm L E8 K)i
GhtbQM1[H
I<c@uXXV;!
/X@7ju;
('T4Db
l8er$8 S}
(L`l+t1
ri"?, }(
wTHK=n\i
{EOn r1
qo6 1O\qm
I0I_vu
4sj9Z:
m
&9)'o
#D =
tX
hK:#+hg,
+x n&K"]:3
Jz=;mrW
Y=5!QLV4
BO8%:/37[4
M_qP!+Y
7、求危险截面的当量弯矩 =]!8:I?C<
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 uG2Xkj
轴的扭切应力是脉动循环应力 -" 2 <h:#
取折合系数a=0.6代入上式可得 kSLSxfR
J f\Qf
8、计算危险截面处轴的直径 %|# P&`
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 ny278tr Q7
由表13-3查得许用弯曲应力 ， ,@}W@GGP)
所以 'Y hA
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 UN,<6D3\b
故d=1.04*25.4=26.42mm +F1]M2p]
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 0\V\qAk
所以此轴选d=40mm,安全 OI'uH$y
六、轴承的选择 bq c;.4$
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 &W&7bZ$;
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N yfPCGCOW?
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） bk/.<Rt
因为大修期三年，可更换一次轴承 2 v"wWap-+
所以取三年 r$b:1 C~
由公式 O4 lxeiRgC
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) F6RyOUma
（深沟球轴承系列） 3{ .9O$
N5:D8oWWXR
由附表选6207型轴承 K~7'@\2
?
七、键的选择 1gF*Mf_7
选普通平键A型 9`ri
J4zl
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 I'KR'1z 9
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm ({*.!ty
由公式 Gh>"s #+
所以 {. s ]\ C
选变通平键，铸铁键 fMWXo)rz j
,m #@%fa
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 ;y:#S^|?-z
八、减速器附件的选择 N Ui{!<
1、通气器： ^U0apI
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 y} (_SU
2、油面指示器： [VfL v.8w
选用油标尺，规格M16 B| $\/xO
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 h#(. (d
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 |u?k-,uI9
5、窥视孔及视孔盖 OlD7-c2L]
选用板结构的视孔盖 ,U|u-.~ZU
九、润滑与密封： @ oe3i
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： pHI%jHHJ
"2y7&#l
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。 Mft0D j/
2、滚动轴承的润滑 ')C _An>X6
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。 S&4w`hdD>~
3、润滑油的选择 &%_y6}xI w
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 Q1N,^7 1
L-AN15润滑油 9*G L@_c
4、密封方式选取： 5n|MA
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。 lB5 [#z
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 [# H8=
设计小结： u;l6sdo
二、课程设计总结 Y\\3g_YBF
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。 !5g) 3St
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。 [)b/uR
"K4X:|Om"
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。 `Cb<KAaCH
^c;sk V&S
特别感谢—程莉老师。 a9mr-`<
MJ*oeI!.=
参考资料目录 ?k T~)k
[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； Ggxrj'r
[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； S7\ |/h :4
[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； f:)K
[3]《设计手册软件》，网络上下载； LyCV_6;D
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn `Tm 8TZd66
W~W?<%@
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6):sO/es
Nw=60.0241r/min =8VJ.{xy_e
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n2=60.0241r/min I,q~*d
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P2=3.6491Kw ku8Z;ONeH
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T0=39.7917Nm 0R{R=r]
T1=113.4063Nm o`]FH _
T2=589.5878Nm m^&mCo,
2/NWWoKw
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