目 录 ' t5 I% F
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 jD
eNCJ
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 V ZJ[h{ 6
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 i(k]}Di:
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 22<T.c
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 $j\UD8Hj'-
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 (Wm4JmX%
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 # XD-a
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 j+_pF<$f:
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 T|c9Swu r
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 f~3_Rv!
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ~
}<!ON;
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 v .ftfL!
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 0uf'6<f R
r95l.v
$6c8<!B_
1.拟定传动方案 \9S &j(I
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 INyakAmJ}-
v=1.1m/s;D=350mm; B >11
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) -cjwa-9
~
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 K`9ph"(Z
2.选择电动机 _l`s}yC
1）电动机类型和结构形式 "o*zZ;>^
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 k]n=7vw;
2）电动机容量 <V3N!H_d
（1）卷筒轴的输出功率Pw `z =I}6){
F=2800r/min; \?bp^BrI
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 "))G|+tz
(2)电动机输出功率Pd WrR97]7t
Pd=Pw/t Daa2.*
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 O^D$ ~
]
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： 3zO'=g wJ
弹性联轴器 1个 :>Gm&w
(n
t4=0.99; 5"Ibm D>D
滚动轴承 2对 8q6b3q:c
t2=0.99; ? U:L Aub
圆柱齿轮闭式 1对 "e4hPY#
t3=0.97; {=AK |
V带开式传动 1幅 yK +&1U2`
t1=0.95; S.9ki<
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 lg0iNc!
t5=0.98; rurC! -
则 pcM'j #;
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 CW(]6s u{
故 (ia(y(=C
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 '"H'#%RU
（3）电动机额定功率Ped OT_ w<te
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 tQy@d_a=y
3）电动机的转速 Azrc+ k
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)`u85[
可选电动机的最小转速 3 *G 7H
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min <;d ?E%`
可选电动机的最大转速 G)b6Rit
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ellj/u61bj
同步转速为960r/min eKl h }v
选定电动机型号为Y132M1－6。 A f@IsCOJ
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 L;=<d
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 (m[]A&u
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 &|7pu=
~_P,z?
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm I
U/HYBJH
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 -I.OvzQ*
M0<gea\ =
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 k ,S'i#4q4
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 Ij
hC@5qk
1）传动装置总传动比 _r8.I9|
nm=960r/min; !tGXh9g
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 xX`P-h>V`c
2）分配各级传动比 =$UDa`}D
取V带传动比为 xI}h{AF7
i1=3; >ZKE
则单级圆柱齿轮减速器比为 le%_[/_I|
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 Dh0`t@
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 5QU7!jb I
4．计算传动装置的运动和动力参数 "gXz{$q
1）各轴转速 <;:M:{RZY
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 w? A&X B+
n0=nm; T_O\L[]p*
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min PZ~uHX_d>
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min l9XK;0R9
pS
vDH-
2）各轴输入功率 S+A'\{f
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 G<,@|6"w
P0=Ped=4kw .v G_ \-@
轴I 的功率 Fxy-_%a
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw CZv.$H"lW
轴II功率 09`5< 9/
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw " B Z6G`
3）各轴转矩 DoAK]zyJA
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm ipnvw4+
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm l@nkR&4[
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm wy"^a45h
二、设计带轮 6,)!\1k
1、计算功率 ufm`h) N
P=Ped=4Kw e~jw
YImA
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 \k_0wt2x 1
查课本表8－10，得KA=1.1; \Rop~gD
计算功率 BL6t>
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw 8P.UB{QNe
2选择普通V带型号 C72?vAc,F
n0 =960r/min sF^3KJ|
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 DesvnV'{`
d1=80~100 y-O#
+{7
3、确定带轮基准直径 |3W\^4>,
表8－11及推荐标准值 +ia F$
小轮直径 ^%wj6
d1=100mm; i X qB-4"
大轮直径 H[?~u+
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm qN}kDT
取标准件 G^]T
d2=355mm; |2(z<b&y=
4、验算带速 q3Re
F_
验算带速
Fv=7~6~
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s jC> l<d_
在5~25m/s范围内 L {(\k$>'
从动轮转速 Z<6xQTx
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s YJ_`[LnL
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 4$J:A ~2H]
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 YUd* \ _
=-0.0141 /*s:ehj
5、V带基准长度和中心距
9H:5XR
初定中心距 :L<$O7
中心距的范围 8`}(N^=}
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm c'?4*O
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm itb0dF1G
a0=350mm; peq oLeJI
初算带长 -]c5**O}
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 2T/C!^iJ)
Lc = 1461.2mm r(Nf VQF
选定基准长度 R>H*MvN
表8-7,表8-8查得 & P{
Ld=1600mm; aCzdYv\} &
定中心距 <y1V2Np
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm un0t zz
a=420mm; (yQ]n91 Q,
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm <S I& e/
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 0HK0 3&
6、验算小带轮包角 +F q`I2l|
验算包角 g/,fjM_
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a H pXMPHd
145.2107 >120度 故合格 H6?Z E
7、求V带根数Z Cd)e_&
由式（13-15）得 FrD.{(/~
查得 n1=960r/min , d1=120mm ']^e,9=Q
查表13-3 P0=0.95 x][v d^iW
由式13-9得传动比 HH+R47%*
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 %98F>wl
查表（13-4）得 ,?i^i#Wqzg
Jo Qzf~
由包角145.21度 avxI\twAU
查表13-5得Ka=0.92 NhQIpzL)
KL=0.99 kb1{ ; c:
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 *9e T#dH
8、作用在带上的压力F 8=ubMq r[
查表13-1得q=0.10 vc o/h
故由13-17得单根V带初拉力 SzkF-yRd
)%%RI _J T
三、轴 K Y/}jJW
初做轴直径： J'^s5hxn+0
轴I和轴II选用45#钢 c=110 2 {c ;ELq
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm H4 Y7p
取d1=28mm %lNWaA
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm (WiA
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 GyJp!
x FB
取YL10YLd10联轴器 Mh'QD)28c
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 LA$uD?YA
取d2=45mm C3-l(N1O{
四、齿轮 f]"][!e!,
1、齿轮强度 6,M>' s,N
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 G;615p1
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。 ZmO/6_ nU?
因 ， Gdnk1_D>
SH1=1.1， SH2=1.1 ba|x?kz
， R 0+v5E
， 4?M= ?K0
因： ， ，SF=1.3 !;lA+O-t
所以 3?Y%|ZVM
aAO[Y"-:,Y
N J:]jd
2、按齿面接触强度设计 `ea;qWy
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 l 3n* b6
小齿轮上的转矩 f[ GH
按 计算中心距 ^mFuZ~g;?
u=i=5.333 \l_RyMi
mm 'mpY2|]\$
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 bj(U?$
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 eOy{]< l3
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm /MsXw/],
齿宽b= *La*j3 |:
b1=70mm,b2=60mm n5 @ H
3、验算弯曲强度 s!Y>\3rMW
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 cg7NtY
按式（11-8）轮齿弯曲强度 0KnlomuH2
)H S|pS:
)8ctNpQt
4、齿轮圆周速度 =NA L*4 c+
,f$A5RN
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 Mb3,!
zdyS"H}
6;dB
g-o Hu8
>~ T Lgq*
{\`#,[
vBj{bnl
Kx*;!3-V$
五、轴校核： [@#P3g\:>W
azPFKg +
vwZ2 kk!|i
?&)<h_R4p
b,D+1'
lj@c"Yrk
wjo xfPnf
?5'UrqYSW
B2
Tp;)
\W( C=e
}c| Xr^
|6"zIHvtc
7> wSbAR<
puL1A?Y8UM
syv6" 2Z'B
opjrU$<]N
{#zJx(2yG
] 5YG*sD4
圆周力Ft=2T/d1 2y,NT|jp
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 $vTU|o>|
d=mz=2.5*101=252.5mm $wdIOfaH
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N %S]5wR6;_
Fr=5852.5*tan20=2031.9N d;
oaG (e
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 hoO8s#0ED
由Fr2*L-Fr*L/2=0 i 0 L)hkV
得Fr2=Fr/2=1015.9N %=]~5a9
#Ji&.T^U/
2、求水平平面的支承力 7 1@V|$Dy
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N ^$6EO) <
RnIL>Akp
*t 3fbD
3、画垂直面弯矩图 bv4lgRE6Y
L=40/2+40/2+90＋10=140mm <n vz*s
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ,+oQ 5c(f
wx>BNlT@?
MJt?^G (w?
4、画水平面弯矩图 ?Sh]m/WZd[
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 3*/y<Z'H
=CFO]9
{q p
XzxV
@tM1e <
5、求合成弯矩图 GghZ".O
h&{9 &D1t
y['$^T?oP
GASDkVoij
6、求轴传递转矩 Y#=0C*FS
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 3T'9_v[Y
2!QJa=
?R(fxx
^|5vmI'E
;/ XWX$G@
9G[!"eZ}
{dH87 nt
J2f}{! b+I
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@>}!g9c
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c$Z3P%aP'V
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b }HL uX
93Kd7x-3
A(V,qw8
J$F
1sy
JfGU3d*c
uD0T()J.P5
7、求危险截面的当量弯矩 w j !YY BH
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 lD)ZMaaS3
轴的扭切应力是脉动循环应力 w<#/ngI2
取折合系数a=0.6代入上式可得 Q"7v zr i
X
[IVK~D}z
8、计算危险截面处轴的直径 ,P ~jO
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 p{ X?_ F
由表13-3查得许用弯曲应力 ， ', ~
所以 bWWZG l9
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 WVyk ?SBw
故d=1.04*25.4=26.42mm _^w&k{T
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 Nk?eVJ)
所以此轴选d=40mm,安全 o|(Ivt7jk
六、轴承的选择 TS4Yzq,f
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 gr1NcHu
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N iOY : a
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） n x4:n@J
因为大修期三年，可更换一次轴承 ;$, b
w5
所以取三年 Rtpk_ND!
由公式 )hG4,0hv&
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) T,@s.v
（深沟球轴承系列） fVf
@Ngvu
.w,$ TezGP
由附表选6207型轴承 XM1;
>#kz
七、键的选择 Fz11/sKz
选普通平键A型 QNbV=*F?
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 U45kA\[bZ
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm *T6*Nxs0k
由公式 9]C%2!Ur,
所以 H^ 'As;R
选变通平键，铸铁键 *Xcqnu('
{ty)2
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 -\<\OV:c*
八、减速器附件的选择 bog3=Ig-
1、通气器： T<oDLJA\
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 XEegUTs
2、油面指示器： <$(y6+lY
选用油标尺，规格M16 J6 J ">
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 2cEvsvw>
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 Ptm=c6H('
5、窥视孔及视孔盖 40%fOu,u`
选用板结构的视孔盖 6(=B`Z}a
九、润滑与密封： ]ur?i{S,
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 3n,jrX75u
nW)?cQ
I
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 QLH!> 9Ch
2、滚动轴承的润滑 !9.k%B:
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 |LW5dtQ
3、润滑油的选择 Q6)?#7<jy
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 0!-'4+"
L-AN15润滑油 z3Yi$*q <
4、密封方式选取： $PG(>1e
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 Wv|CJN;4
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 uI$n7 \G!
设计小结： K@<*m!%<2
二、课程设计总结 hraR:l
D
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。 u H?dy55 Y
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。 0BNH~,0u
0C;Js\>3]
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。
)ut$644R
(/At+MF3E
特别感谢—程莉老师。 BTD_j&+(
#]dq^B~~
参考资料目录 o P`:NCj\9
[1]《机械设计基础》，机械工业出版社，任成高主编，2006年2月第一版； L pq)TE#
[2]《简明机械零件设计实用手册》，机械工业出版社，胡家秀主编，2006年1月第一版； o{>4PZ}=g
[3]《机械设计-课程设计图册》，高等教育出版社，龚桂义主编，1989年5月第三版； 1d~d1Rd
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ^ ^&H:q
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn >| , <9z`D
\s%g' g;
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T0=39.7917Nm %1 {O
T1=113.4063Nm (Nd)$Oq[4
T2=589.5878Nm N:# $S$
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