目 录 'yNp J'
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 >']H )c' 2
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 !jbjrzv9
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 >gE_?%a[
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 9s)oC$\
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 =jN]ckn
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 I}WJ0}R
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 v+G:,Tc"
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 ?1uAY.~ZZB
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 kYAvzuGRb
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 rBf?kDt6l
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 M@\'Y$)Y{
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Fk(5y)
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 cOQy|v`KD,
DbN'b(+
"ir*;|
1.拟定传动方案 D | o@(V
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 =-qsz^^a-
v=1.1m/s;D=350mm; qo ;\dp1
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) :dzU]pk%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。 J (h>
2.选择电动机 vF&b|V+,
1）电动机类型和结构形式 q*O KA5
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。 5o/rV.I
2）电动机容量 ThxrhQ
q[+
（1）卷筒轴的输出功率Pw ? la_ +;m
F=2800r/min; Eg*3**gTO
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 b5Pn|5AVj
(2)电动机输出功率Pd 5[_8N{QC;
Pd=Pw/t
` cpcO
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 6{'6_4;Fv(
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： Q-v[O4 y~
弹性联轴器 1个 )a\h5nQI)
t4=0.99; ,k!a3"4+TJ
滚动轴承 2对 &}O!l'
t2=0.99; .KN]a"]
圆柱齿轮闭式 1对 )^TQedF
t3=0.97; 917 0bmr
V带开式传动 1幅 qlITQKGG
t1=0.95; nDB 2>J
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 NLZZMr
t5=0.98; U
q w}4C/0
则 dyiEK)$h
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 s%[GQQ-N
故 exO#>th1
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 [C j)@OC
（3）电动机额定功率Ped t-*|Hfp*^
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 3*$9G)Ey
3）电动机的转速 rjHIQC C
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， a,*p_:~i
可选电动机的最小转速 %M# ?cmt
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min z<%g
#bo
可选电动机的最大转速 br;H8-
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min Nv?-*& L
同步转速为960r/min ' &:1?i)
选定电动机型号为Y132M1－6。 MiH}VfI
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 q7f;ZK= f
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 DwmU fZp
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 _gm?FxV:
) HX:U0
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm c|}K _~l_
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 = Y /fF
r<X 4ER
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 "WbVCT'i
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 g:DTVq
1）传动装置总传动比 ,{{#a*nd
nm=960r/min; !3I(4?G,
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 4[#6<Ixf
2）分配各级传动比 ;=-j;x
取V带传动比为 &^7uv0M<y
i1=3; %8bzs?QI
则单级圆柱齿轮减速器比为 q)V1{B@
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 g 6VD_
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 zn
V1kqGU
4．计算传动装置的运动和动力参数 Y62u%':X
1）各轴转速 [ .j]V-61
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 wD6!#t k
n0=nm; #~4{`]W6
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min @q+cm JKv
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min kOAY@a
M U?{?5
2）各轴输入功率 dY /u< 4
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 ,rZ n`9
P0=Ped=4kw L$lo~7<]
轴I 的功率 }F{C= l2
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw ESD<8 OR
轴II功率 z|3`0eWIG
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw F)/~p&H
3）各轴转矩 ?""\
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm lI4J= 8O0
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm z1f^p7$M?
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm w| }W(=#
二、设计带轮 2y+70(E1
1、计算功率 ]-um\A4f
P=Ped=4Kw *D?((_+
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 4ZI!,lv*
查课本表8－10，得KA=1.1; [ `.3f'")j
计算功率 .-SF$U_P*a
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw %2Epgh4?
2选择普通V带型号 lf%b0na?r
n0 =960r/min -9OMn}w/*
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 k,,!P""
d1=80~100 #\p P2
3、确定带轮基准直径 d7"U WY^
表8－11及推荐标准值 &Y,Q>bu
小轮直径 :[Qp2Gg O\
d1=100mm; bZ>&QM
大轮直径 (Sth:{ ;
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm w"cM<Ewu
取标准件 cQT1Xi
d2=355mm; 908ayfVI
4、验算带速 S3u yn78hI
验算带速 rI0)F
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s VQ`,#`wV
在5~25m/s范围内 uAu( +zV2
从动轮转速 (8CCesy&
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s !2} rt DE
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s hZAG (Z
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ^^ G-kg
=-0.0141 i2$*}Cu
5、V带基准长度和中心距 ?}vzLgp
初定中心距 @Q;i. u{V
中心距的范围 f.| |PH
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm dgS4w@)@V;
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 9i0M/v x
a0=350mm; 9>N\s Oh
初算带长 [ njx7d
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 [{`)j
Lc = 1461.2mm J?C k4dQ
选定基准长度 $^}[g9] 1
表8-7,表8-8查得 >b>M Km>q
Ld=1600mm; xC-BqVJ%_T
定中心距 {Q)dU-\
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm * [tc
a=420mm; jCzGus!rM
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm ^8:VWJM
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm '!!e+\h#
6、验算小带轮包角 np\s t7&f6
验算包角 tXt:HVN
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a u7HvdLql
145.2107 >120度 故合格 /D0RC
7、求V带根数Z oEJaH
由式（13-15）得 Bi e?M
查得 n1=960r/min , d1=120mm *4t-e0]j@w
查表13-3 P0=0.95 &vCeLh:s
由式13-9得传动比 - yoAxPDW
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5
rFo\+//
查表（13-4）得 U P \C"\
q xfLfgu^
由包角145.21度 CWs: l3_yn
查表13-5得Ka=0.92 7i 8eg*Gl
KL=0.99 :q^R
`8;(t
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 lW
p~t
8、作用在带上的压力F =p]mX )I_
查表13-1得q=0.10 S?L#N
故由13-17得单根V带初拉力 BDy5J2<<7l
t05_Px!mW
三、轴 SB TPTb
初做轴直径： KbAR_T1n
轴I和轴II选用45#钢 c=110 1Ao6y.S
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm , 9mgYp2
取d1=28mm `mzb(b E
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm p%F8'2)}
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 'w(y
J
取YL10YLd10联轴器 # :#M{1I
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 b6"}"bG
取d2=45mm 87i"
四、齿轮 /s:w^ g~
1、齿轮强度 gE\ b 982
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 ic E|.[
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 daslaa_A
因 ，
[ "a"x>X&
SH1=1.1， SH2=1.1 %ISq>A)%
， xYI; V7
， d ;^
因： ， ，SF=1.3 /Pvk),c a
所以 RNTa XR+Zn
hGI+:Js6
U&P{? >{u
2、按齿面接触强度设计 8Atq, GcG
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 sw$ 2d
小齿轮上的转矩 }_}KVI
按 计算中心距 i@5 )` <?
u=i=5.333 ]tB@kBi "
mm hv>KX
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 X&a:g
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 o@W_ai_
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm q8>t!rh<R
齿宽b= N}b^fTq
b1=70mm,b2=60mm ;~+]! U
3、验算弯曲强度 *0y{ ~@
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 Kb&V!#o)
按式（11-8）轮齿弯曲强度 <s X VW
j13DJ.xu
!`&\Lx_
4、齿轮圆周速度 \\:|Odd
-\#lF?fzb
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 f+x ;:
mnjs(x<m
83 I-X95
c ~imE%
/ =) L_
+
P7o4]:/
JoZ(_Jh%m
WC*=rWRxF
五、轴校核： Wd8R u/
VUtXx vH
0[xpEiDx
&|9.}Z 8U
W:`#% :C
y('k`>C
6w| J -{2
lnh+a7a)
NHm ]`R,
(R*j|HAw`X
!'G~k+
w1 `QIv
v^N`IJq
$t }<85YCQ
A"uU Lfnk
;65D
9U f j
uw AwWgl
圆周力Ft=2T/d1 =0 qpVFvU
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Y?K{(szo ?
d=mz=2.5*101=252.5mm 3j Z6kfj
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N mr:CuqJ
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 2;2}wM[
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 Ki br ]w
由Fr2*L-Fr*L/2=0 d0'H DVd
得Fr2=Fr/2=1015.9N #_i`#d)
k@dN$O%p
2、求水平平面的支承力 ][&9]omB
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N :A 1:
?D`T7KSe~D
U_B(( Z(g
3、画垂直面弯矩图 B<?w h0
L=40/2+40/2+90＋10=140mm UUc8 *yU)
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm )h{ ]k=
=elp H^N
)%d*3\Tsd
4、画水平面弯矩图 m
ci/'b Xt
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm r^Zg-|gr
47K1$3P
"N?+VkZEv
8s{?v &p
5、求合成弯矩图 eW J`$"z
r!PpUwod
#OO>rm$
g%[c<l 9
6、求轴传递转矩 t. ='/` !N
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 7!WA)@6
2-N ' ya
p Z: F:
BZ54*\t
K%v1x Z
G` XC
$5D,sEC@
G+UMB n
aFz5 leD
q@t0NvNSu
?W^c4NtP
L|P5=/d
#|&Sc_#4)
:L44]K5FL
fk1 ASV<rN
U4aU}1RKz
eIRLNxt+v
(3J $>Na
z|EEVNFd&
,(8;y=wux
tg] x0#@s
7、求危险截面的当量弯矩 Bp8'pj;~
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 (q+)'H%iK
轴的扭切应力是脉动循环应力 [W %$qZlP
取折合系数a=0.6代入上式可得 +gtrt^:]l
),G= s Oo
8、计算危险截面处轴的直径 X/iT)R]b
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 g35DV6
由表13-3查得许用弯曲应力 ， M`rl!Ci#
所以 %?e& WLS
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 \b%kf9 9
故d=1.04*25.4=26.42mm F a'k0/_j
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 8"sb;
所以此轴选d=40mm,安全 z!l.:F
六、轴承的选择 Vn*tp bz
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 y W$0\E6<r
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N ,lZB96r0
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） xx[9~z=d
因为大修期三年，可更换一次轴承 ZovW0 Q)m
所以取三年 GB$;n?
由公式 $ s9Vrw0Z
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) dZi "$ g
（深沟球轴承系列） Y.g59X!Ub2
Z .92 y
由附表选6207型轴承 h }B%
/U
七、键的选择 %Ev4]}2C1
选普通平键A型 :yUEkm8
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 .Fdgb4>BXX
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm E\Rhz]G(
由公式 $0 vb^
所以 ee yHy"@
选变通平键，铸铁键 !o:f$6EA~C
{phNds%
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 1v71rf&w
八、减速器附件的选择 8C*c{(4
1、通气器： Y;?{|
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 9I6a"PGDb
2、油面指示器： xai*CY@cQ
选用油标尺，规格M16 eEuvl`&
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 nih0t^m'
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 z6*X%6,8
5、窥视孔及视孔盖 ,6-:VIHQ
选用板结构的视孔盖 WA+iYLx@H
九、润滑与密封： R}O_[
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： *MKO
I'
vN`klDJgW[
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。 8fl`r~bqZ
2、滚动轴承的润滑 n*2UnKaJ
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。 ! @}wDt
3、润滑油的选择 kqFP)!37
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 wB.&}p9p
L-AN15润滑油 9[<)WQe6M
4、密封方式选取： }H ^+A77v
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。 W"k"I vTW}
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 <J) ]mh dm
设计小结： As'=tIro
二、课程设计总结 hb}+A=A=+
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。 aDU<wxnSvO
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。 E|iQc8gr&
qm/)ku 0
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。 N sXHO
Q+[n91ey**
特别感谢—程莉老师。 RoPRQCE
jIJ~ QpNE
参考资料目录 AE[b},-[
[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； e"|efE
[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； JMC. w!
[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； 4h|c<-`>t
[3]《设计手册软件》，网络上下载； {*G9|#[/@
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn X
$jWo@
6^] +[q}3
Mk"^?%PxT
eA2@Nkw~)
GS$ifv
Nw=60.0241r/min ~%<X0s|
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