目 录 LB1LQ 0M
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 >{C=\F#*L
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 *]:gEO
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 9!&fak _
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 TCWy^8LA
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 }rRf4t e
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ~.;+uH<i
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 fMgB!y"Em
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 DryN}EMOKD
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 ZCVwQ#Xe+
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 LlKvi_z
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16
[uqe|< :
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 S c#B -4m
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 PT4W ox9U
2:3-mWE
%&w 8E[
1.拟定传动方案 LX;w ~fRr.
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 ]zK'aod
v=1.1m/s;D=350mm; Y>W$n9d&G2
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) >zx]%
W
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 4LO4SYW7
2.选择电动机 u_ou,RF
1）电动机类型和结构形式 O<}3\O )G(
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 5 G
@
2）电动机容量 ~QzUQYG*
（1）卷筒轴的输出功率Pw t+y$ i@R:
F=2800r/min; 4j+FDc`
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 |[qq
$
(2)电动机输出功率Pd # y;TSH x/
Pd=Pw/t j=c=Pe"?u
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 ,t?c=u\5
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： [Ume^
弹性联轴器 1个 %8C,9q
t4=0.99;
qTxw5.Ai!
滚动轴承 2对 ]:H((rk
t2=0.99; Zfwhg4G~
圆柱齿轮闭式 1对 7 uy?%5
t3=0.97; Q5Yy
\M
V带开式传动 1幅 /L |$*
Xj
t1=0.95; H[oCI|k
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 wwmHr!b :6
t5=0.98; 3%HF" $Gg
则 bzj9U>eY
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 B :5N Ia
故 4sJM!9eb[
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 j`H5S
（3）电动机额定功率Ped s VzU>
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 3jR>
3）电动机的转速 4 H
4W
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， n{Ce%gy
可选电动机的最小转速 GTYCNi66
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min +`jI z'+
可选电动机的最大转速 HgVPyo
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min M8Tj;ATr
同步转速为960r/min MZPXI{G
选定电动机型号为Y132M1－6。 Gz09#nFZk
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 u
V[:e|v
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 /i !3Fr"
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 :2v^pg|
Aho zrroV
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm NCu:E{([
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 6 (M^`&fl
8VWkUsOo I
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 J ~jxmh
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 &Hl*Eg
f
1）传动装置总传动比 4k7
LM]
nm=960r/min; E8gbm&x*
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 fC4#b?Q
2）分配各级传动比 JyiP3whW
取V带传动比为 E\$7tXQK6
i1=3; A,H |c="
则单级圆柱齿轮减速器比为 ?v5OUmFM
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 n PAl8
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。 6cQ )*,Q
4．计算传动装置的运动和动力参数 $4Vp l
1）各轴转速 QXaE2}}P
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 II,snRD
n0=nm; '!V5 #J
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 'gD,H X
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min B)L=)N
o)B`K."
2）各轴输入功率 *m>XtBw.
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 wO-](3A-8P
P0=Ped=4kw e 6
&-f
轴I 的功率 LK>J] p
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 9y$"[d27;+
轴II功率 kO)+%'L!8
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ~ ZxFL$<'3
3）各轴转矩 h=x{
3P;B
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm S7(Vc H
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm !kpnBgm U
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm G+k~k/D 6
二、设计带轮 ?7eD< |
1、计算功率 S.)+C2g,@
P=Ped=4Kw 1woB w>g
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 d*cAm$
查课本表8－10，得KA=1.1; q@+#CUa&n
计算功率 o6b\
w
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw ^Gt9 .
2选择普通V带型号 l)P~#G+C
n0 =960r/min kv8
/UW
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 {>]7xTpwZ
d1=80~100 cD 5^mxd%
3、确定带轮基准直径 )a;ou>u
表8－11及推荐标准值 0hCrEM!8
小轮直径 \v,m r|
d1=100mm; &pk&8_=f
大轮直径 bMjE@ S&
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 13f@Ox$
取标准件 G&DL)ePu]m
d2=355mm; 7O \sQ]i6
4、验算带速 RIg
`F#, 3
验算带速 9FKowF_8
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 9{(A-
在5~25m/s范围内 cy%S 5Rz
从动轮转速 J|gRG0O9Ya
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s Ojwhcb^
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s +jv&V%IL
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 $TK<~3`
=-0.0141 h,Nq:"}
5、V带基准长度和中心距 <q<kqy5s-R
初定中心距 M~SbIk<#a<
中心距的范围 4xl}kmvv
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm &X%vp?p
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 1 Vq)& N
a0=350mm; $ KAOJc4<
初算带长 5;4bZ3e,0
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 6
h%%?
Lc = 1461.2mm A])+Pe
选定基准长度 AzlZe\V?)~
表8-7,表8-8查得 = VFPZ
Ld=1600mm; ,T<q"d7-#
定中心距 mAZfo5 3
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm V!XT=Ou?6
a=420mm; GyP.;$NHa[
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm R4 x!b`:i
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm Xqx mvN
6、验算小带轮包角 tpQ?E<O
验算包角 {OBV+}#
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a W_\ ~CntyZ
145.2107 >120度 故合格 +/|;<K5_LI
7、求V带根数Z )B1gX>J\8
由式（13-15）得 NAnccB D!{
查得 n1=960r/min , d1=120mm #@^mA{Dt5
查表13-3 P0=0.95 s/cclFji]
由式13-9得传动比 4eh~/o&h
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 Uif uRmn
查表（13-4）得 R{R'byre
>anq1Kf
由包角145.21度 ROWrkJ I>i
查表13-5得Ka=0.92 xoQ;fVNp
KL=0.99 n5e1k y*9w
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 'Io2",~
M
8、作用在带上的压力F A6faRi703
查表13-1得q=0.10 R{3vPG
故由13-17得单根V带初拉力 ) h>H}wDs
FQp@/H^
三、轴 5k]xi)%
初做轴直径： iFBH ;O_~
轴I和轴II选用45#钢 c=110 8-.jf
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm Zy+EIx
取d1=28mm !L|PDGD
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm e4rhB"qQdn
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 tY>_ +)oi
取YL10YLd10联轴器 M t D{/.D>
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 "gQA|NHwV
取d2=45mm G0^,@jF?b
四、齿轮 wLW[Vur[
1、齿轮强度 8RE" xJMff
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 %'vLkjI.
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 [e.@Yx_}
因 ， A av |N3
SH1=1.1， SH2=1.1 6M-Y`T `J
， >^|( AzS
， RX6s[u Q
因： ， ，SF=1.3 _ giZ'&l!
所以 >/eV4ma"
)Co&(;zf
vf-cx\y7
2、按齿面接触强度设计 ;G\RGU~
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 k}tT l 2
小齿轮上的转矩 Fmo^ ?~b
按 计算中心距 `k.Nphx~%
u=i=5.333 DI,8y"!5
mm Z7: TPY$b
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ?loP1 8S
b
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ){S/h<4m
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Pi&8!e<
齿宽b= tIJ?ca X5=
b1=70mm,b2=60mm *B ]5K{N
3、验算弯曲强度 $Il:Yw_
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 ]%I}hj J
按式（11-8）轮齿弯曲强度 x}(p\Efx
GL- r;
#\Ls M
~,
4、齿轮圆周速度 ~Q3 6lR
\&#pJBBG
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 W2-1oS~ma
9EI Oa/*
g2t'u4>
+\@}IKWl-?
n k@e#
Th%2pwvER
PY{])z3N
T#:n7$M|?A
五、轴校核： 5$;#=WAY
'(o*l
D1g
.Fek5
gxf{/EjH
a W.[3M;?v
4,.B#: 8
J~,Ny_L
_Vl22'wl
`:&jbd4H
+PfXc?VU
fRT4,;
CU G3C
y/d/#}\:
"pLWJvj6-
{iRXK
"T+o XK\B
V \4zK$]
Okt0b|=`1*
圆周力Ft=2T/d1 FvTc{"w /
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 gdKn!; ,w#
d=mz=2.5*101=252.5mm r'5~4'o$
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N +#Q\;; FNP
Fr=5852.5*tan20=2031.9N b!hs|emo;
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 R3,O;9i
由Fr2*L-Fr*L/2=0 .W/#$s|X\
得Fr2=Fr/2=1015.9N jXu)%<
$-Wn|w+h<a
2、求水平平面的支承力 hI Q 2s
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 2$OI(7 b=
dvLO #o{
h|Z%b_a
3、画垂直面弯矩图 b IZuZF>*
L=40/2+40/2+90＋10=140mm -<MA\ iSP
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm Iq%f*Zm<
C 7e
nz%{hMNYH
4、画水平面弯矩图 :#I7);ol
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm GiH< 6<=
S.Rqu+
byrK``f
~8#Ku,vEy
5、求合成弯矩图 F !yr};@^p
Q3OGU} F
m.|__L
m5w ZS>@
6、求轴传递转矩 6~#$bp^-
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm '1u!@=.\G
I]dt1iXu_{
Eh{]so
#;*0 Pwe`
J#OiY
Kx[u9MD
xP+HdA2 X
wAn}ic".b
}g@5%DI]
1+0DTqWz
pD )$O}
FdZG%N>Z
E/[<} ./
IC[ iCrB
H/Wo~$
|#x]FNg
V/; / &
} eL*gy
^ .]]0Rp&
&F xw19[G
[`'[)B
7、求危险截面的当量弯矩 (w+dB8 )X
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 p"lTZ7c:Y
轴的扭切应力是脉动循环应力 v\;h I5WY
取折合系数a=0.6代入上式可得 -N4km5
_0uFe7sIZ
8、计算危险截面处轴的直径 6n}5>GSF
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 &-s/F`
由表13-3查得许用弯曲应力 ， nWd]P\a'V
所以 N Dt +m
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 [p 7cgHSMt
故d=1.04*25.4=26.42mm K/ OE;;<IA
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 K.{ :H4_
所以此轴选d=40mm,安全 &q? A)R
六、轴承的选择 5*#!w1X
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 e?"XMY
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N ?cF-w!>o8
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） uk\-"dS
因为大修期三年，可更换一次轴承 Uz&XqjS
所以取三年 yhBf %m
由公式 :Jz@` s1n
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) JkiMrpkuk
（深沟球轴承系列） zURob MpE#
^9 g+\ W
由附表选6207型轴承 V Xpbmg!{S
七、键的选择 R>05MhA+
选普通平键A型 [nBdq"K
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 q!5 *) nw"
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm AZi|85rN
由公式 6N^sUc0s
所以 GOx+ %`.R\
选变通平键，铸铁键 \vU1*:3
IQz:D J
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 :())%Xu3
八、减速器附件的选择 jw^Pt~@
1、通气器： 2?)bpp$WZ
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 |6mDoo Ty
2、油面指示器： w,'"2^ Cwy
选用油标尺，规格M16 %kcyE<c
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 m ^O9G?
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 FK8G BkQ!
5、窥视孔及视孔盖 b.<>CG '
选用板结构的视孔盖 JMnk~8O
九、润滑与密封： v@6TC 1M,
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： .Y?/J,Ch
[ NSsT>C
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 Hvm+T r2@
2、滚动轴承的润滑 1 >nl ]yO
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 `? X=@
3、润滑油的选择 (($"XOU
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:{$\m'
L-AN15润滑油 -RSPYQjz
4、密封方式选取： (Nky?*
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。 jf_0IE
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 nmLn]U=
设计小结： s?.A
$^t
二、课程设计总结 xKKR'v:o\
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 ~"Pu6-\VT
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 &r{.b#7\/A
b :Knc$
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。 Pmj]"7Vd[
tPT\uD #t
特别感谢—程莉老师。 @Gs*y1
ed,w-;(n~
参考资料目录 gZ5E %']sT
[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； [I`r [u
[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； ,@_$acm
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； S_z }h
[3]《设计手册软件》，网络上下载； , C#Mf@b
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn Bh9 O<|E
m"2KAq61
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Nw=60.0241r/min q<YteuZJ,
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n0=960r/min )(`I1"1
n1=320r/min h.@5vhD
n2=60.0241r/min ~a KxwH
V dp wZ
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m .ev~Vv~
P0=4Kw X(Gp3lG
>[;+QVr;
P1=3.8Kw ?4Z`^uy
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P2=3.6491Kw 6qQdTp{i
!, Y1FC
iIFM 5CT
T0=39.7917Nm ?|LR@M!S7
T1=113.4063Nm #?8dInu>
T2=589.5878Nm b6sj/V8
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U: xY~>
Q$!dPwDg
t'Zq>y;yg
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KA=1.1 55 5j@
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