目 录 :>=\. \
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 71\xCSI1w&
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ,N0#!<}4
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 H *)NLp
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 q`r**N+zn
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 _]:z \TD n
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 4]E3c AJ
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 cb}[S:&|
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 s~Te
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 rvw)-=qR[
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 Gh}*q|Lz
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 !@v7Zu43,
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 87YyDWTn
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ->V< D ZK
yNTK .
[W7CXZDd
1.拟定传动方案 GN2Sn` ;
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 j*vYBGD
v=1.1m/s;D=350mm; gN"7be&J
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) T~='5iy|
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。 a0#J9 O_
2.选择电动机 GmP@;[H"
1）电动机类型和结构形式 5@BBo eG
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。 mrjswF27$o
2）电动机容量 %ALwz [~]
（1）卷筒轴的输出功率Pw H/37)&$ E(
F=2800r/min; d}4Y(
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 @!1x7%]G
(2)电动机输出功率Pd Dg?:/=,=9r
Pd=Pw/t a8UwhjFO
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 |/)${*a4n
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： ~W-PD
弹性联轴器 1个 c-0#w=
t4=0.99; G2T|RT $_K
滚动轴承 2对 5wDg'X]>V
t2=0.99; K9up:.{QQ
圆柱齿轮闭式 1对 2_Z ? #Y
t3=0.97; <Pi|J-Y
V带开式传动 1幅 6g)G Y"49
t1=0.95; =aTv! 8</
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 !/]WrGqbS
t5=0.98; ?snp8W-WB
则 |Ur"&
Z{
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 ZG&>:Si;
故 r<d_[?1N
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Xx>X5Fy
（3）电动机额定功率Ped #*UN >X
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 P`cq H(
3）电动机的转速 JV SA&c%3
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， Y<%@s}zc
可选电动机的最小转速 @pRlxkvV
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min g0["^P1tV
可选电动机的最大转速 $cU!m(SILQ
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min dx@-/^.
同步转速为960r/min M]2]\km
选定电动机型号为Y132M1－6。 !'9Feoez
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 VL` z[|e @
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 =h5H~G5AT
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 o9dY9o+Z
N @Uy=?)ZJ
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm lSVp%0jR
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 _v> }_S
E vg_q>
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 %2{ %Obp'
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ud'-;W
1）传动装置总传动比 .Z
`av n
nm=960r/min; 1 oW ED*B
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 GQUe!G9
2）分配各级传动比 .7avpOfz
取V带传动比为 EWkLXU6t
i1=3; _8F`cuyW
则单级圆柱齿轮减速器比为 ]\hSI){
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 '9
[vDG~
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 0v D7v
4．计算传动装置的运动和动力参数 `n @*{J8
1）各轴转速 TU,s*D&e
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 'O_3)x5
n0=nm; R?"q]af~
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min S79 ;^X
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min O
@j} K4
ZJzt~
H
2）各轴输入功率 Vy Xhl;
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 iW%I|&
P0=Ped=4kw AicBSqUke
轴I 的功率
e]$}-i@#
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw fPR1f~r
轴II功率 5A3xVN=
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw qzKdQ&vO
3）各轴转矩 Vr`R>S,-
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm JP!~,mdS
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm = C8 ?M
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm W rxP
二、设计带轮 [6 %VR qY
1、计算功率 #FCnA
P=Ped=4Kw '$ =>
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 C.Kh [V\Ut
查课本表8－10，得KA=1.1; t\k$ };qJ
计算功率 t4zkt!`B
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw C'.L20qW
2选择普通V带型号 t(NI-UXBp
n0 =960r/min 8pIP
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 ~=6xyc /c
d1=80~100 "4+ &-ms
3、确定带轮基准直径 'MUv5 T h
表8－11及推荐标准值 [65 `$x-
小轮直径 0ghGBuv1s
d1=100mm; |,gc_G
大轮直径 mS$j?>m
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm S1Wj 8P-
取标准件 K1"*.\?F
d2=355mm; Z<1FSk,[
4、验算带速 {JZZZY!n2
验算带速 !;Yg/'vD-
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 8dZSi
在5~25m/s范围内 la0BiLzb]
从动轮转速 XHK<AO^
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s O`x;, 6Vr
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s K6v6ynp/
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 p*4':TFuD;
=-0.0141 D[a CsaR
5、V带基准长度和中心距 X0bN3N
初定中心距 |[<_GQl
中心距的范围 ([\
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm 8_BV:o9kL
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm eL10Q(;P`
a0=350mm; U\4g#!qj
初算带长 8uc1 iB
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ;f0I
8i,JN
Lc = 1461.2mm 2&:f&"
选定基准长度 Z0x ar]4V
表8-7,表8-8查得 ,<n}W +3
Ld=1600mm; LSa,1{
定中心距 \HxT@UQ)~
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm m[? E
a=420mm; L-jJg,eY
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 1an^1!
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm & zl|87M
6、验算小带轮包角 3 }TaF~
验算包角 V)Z}En["1
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 2h|MXI\g
145.2107 >120度 故合格 #I{h\x><?
7、求V带根数Z 2iY3L sna
由式（13-15）得 <Swt);
查得 n1=960r/min , d1=120mm nrL9
E'F'
查表13-3 P0=0.95 rn/ / %
由式13-9得传动比 hm84Aq= f
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 XX7{-Y y
查表（13-4）得 5gH1.7i b
#a/5SZP
Z\
由包角145.21度 x5,++7Tz
查表13-5得Ka=0.92 mq aHwID
KL=0.99 /f:dv?!km
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 %+ @O#P
8、作用在带上的压力F M>wYD\oeg
查表13-1得q=0.10 5A)2} D]
故由13-17得单根V带初拉力 ~ Sg5:T3
s>B5l2Q4
三、轴 nHnK)9\ N
初做轴直径： prC;L*~8
轴I和轴II选用45#钢 c=110 F3N?Nk/
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm nF 54tR[
取d1=28mm oI0M%/aM
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm nno}e/zqf
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 H7z,j}l
取YL10YLd10联轴器 %824Cqdc
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 u!!Y=!y*<
取d2=45mm hEA<o67
四、齿轮 chcbd
y>C
1、齿轮强度 gFeO }otm
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 R+2 +-j4
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。 \s/s7 y6b+
因 ， h%o%fH&F!
SH1=1.1， SH2=1.1 RHaI ~jb
， .GsV>H
， <Y*+|T+&d
因： ， ，SF=1.3 ]mo-rhDsM
所以 n G,A@/N
wg7V-+@i
X> 1,!I9
2、按齿面接触强度设计 3)F |*F3R
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数
;9[fonk
小齿轮上的转矩 "9m2/D`=
按 计算中心距 3p3 9`"~
u=i=5.333 ) brVduB
mm RTvqCp
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 6TQoqH8@U
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 [="e
ziM{
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm b=g8e Mm
齿宽b= _g+JA3sIJ
b1=70mm,b2=60mm xAqb\|$^
3、验算弯曲强度 E[2m&3&
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 Keuf9u
按式（11-8）轮齿弯曲强度 p6 ]7&{>
Q;[,Q~c[u
& Lt}=3G
4、齿轮圆周速度 aUzBV\Yd}
1 9&<|qTz
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 udxFz2>_l$
#D< C )Q
iW RH{mK
`s"'r !
o}$XH,-9&
qS403+Su1=
W0y '5`
!2 LCLN\
五、轴校核： NhfJ30~
@E^~$-J5j
8}c$XmCM
O*eby*%h
V O,!x~S!
Wl;.%.]>
]=.\-K
;o^eC!: /%
c]$i\i#
k >F 'ypm
E4gYemuN
, R'@%,/
_wC3k AO
1q~+E\x
tkVbo.[8K
\ ,7 f6:
>NqYyW,%
{ kp-h2 I,
圆周力Ft=2T/d1 x9 $` W
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 X'wE 7=29M
d=mz=2.5*101=252.5mm )!Jc3%( B
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N P::TO-C
Fr=5852.5*tan20=2031.9N g3Ec"_>P
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 * 1 T&
由Fr2*L-Fr*L/2=0 BS /G("oZ[
得Fr2=Fr/2=1015.9N ;6gDV`Twy
z3`-plE
2、求水平平面的支承力 w3#Wh|LQ-
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N g+Dz scIT
F|F]970
~1cnE:x;V
3、画垂直面弯矩图 l=]cy-H
L=40/2+40/2+90＋10=140mm WzAb |&?
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm cnSJ{T
zw+B9PYqX
H7 0LhN
4、画水平面弯矩图 rE i Ki
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm #?5 ( o
WF2}-NU"
<!L>Exh&r
wDcj,:h`
5、求合成弯矩图 s<*XN NE7
/ rg*p
if}-_E<F
pR
`>b 3
6、求轴传递转矩 i7]4W
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm &?VQ,+[ <
`%CtWJ(e
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Q&MZN);.
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O_$ m!5ug
y |CP;:f;
7、求危险截面的当量弯矩 f-}[_Y%;
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 -cZDG t
轴的扭切应力是脉动循环应力 QF{4/y^j{
取折合系数a=0.6代入上式可得 iOwx0GD.n
$SM# < @
8、计算危险截面处轴的直径 ,$1eFgY%
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 8d?g]DEN)6
由表13-3查得许用弯曲应力 ， kHXL8k#T
所以 cU ? 0(z7
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 n9@ o f
故d=1.04*25.4=26.42mm [P Q?#:r
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 hy}8Aji &
所以此轴选d=40mm,安全 vN| l\!~
六、轴承的选择 SxdE?uCUS
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 "
Om[~-31
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N .% .9n\b
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） /TZOJE(2j
因为大修期三年，可更换一次轴承 T _sTC) &a
所以取三年 .jS~By| r
由公式 \zieyE
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) RRmL d/(
（深沟球轴承系列） t=_J9|
{LX.iH9}l
由附表选6207型轴承 yyv8gH
七、键的选择 M7+nW ; e%
选普通平键A型 `VKf3&|<A
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ?47@ o1
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm Z ZcEt
由公式 _D y m{! t
所以 Y]{
>^`G
选变通平键，铸铁键 `kbSu}
}@Ge}9$ h
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 1U^A56CN
八、减速器附件的选择 j6 >.n49 _
1、通气器： r`AuvwHPs[
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 q6_u@:3u
2、油面指示器： 2R=DB`3
选用油标尺，规格M16 rF aF
Bd
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 PH?#)l D
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 ?shIj;c[
5、窥视孔及视孔盖 w=j
选用板结构的视孔盖 I4i2+
*l}
九、润滑与密封： Gp4A. \7
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 58%#DX34M
>=UF-xk ;
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。 %CS@g.H=_
2、滚动轴承的润滑 S/Fkw4%
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。 OR}c)|1
3、润滑油的选择 )\6& 12rj
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 #{k|I$
L-AN15润滑油 cgl*t+o&
4、密封方式选取： A81ls#is
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 QNxL5B
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 YyTSyP4
设计小结： cU{e`<xjA
二、课程设计总结 Kv.>Vf.T}_
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。 wD68tG$
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。 Vs%|pIV
Ku\Y'ub
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。 ,$'])A? $
}?z@rt^
特别感谢—程莉老师。 R2(3 >`FJ
Pcu#lWC$
参考资料目录 wY~&Q}U
[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； % z#f.Ql
[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； uiJ S8(Cb
[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； YnxRg
[3]《设计手册软件》，网络上下载； ZQ_xDKqRV
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn ZO4*sIw%
p98~&\QT
(9 <guv
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T1=113.4063Nm 3x~{QG5Gn
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