目 录 '1 kj:Np
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 @??c<]9F
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 | `)V^e_
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ERX|cc
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 fo!Lp*'0
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 !q=Q~ ea
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ,/w852|ub
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 f@F^W YQm
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 Il&"=LooZ
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 9(N)MT5F
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 02J6Pn3
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 |4p<T! T
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 oQ-|\?{;A
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 u':0"5}
3@Zz-~4Td
LjH&f 4mY
1.拟定传动方案 @8Q+=abz
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 *OGXu07 !
v=1.1m/s;D=350mm; T^(n+ lv
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) y_7XYT!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。 d_W nK{
2.选择电动机 } ^GV(]K
1）电动机类型和结构形式 7Q OC]:r
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。 YP\4XI
2）电动机容量 z)<pqN
（1）卷筒轴的输出功率Pw Cs 1%g
F=2800r/min; tO+ %b=Z^
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 j]F#p R}p
(2)电动机输出功率Pd X_t W#`
Pd=Pw/t sw qky5_K
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 `~aLSpB65
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： {HRxyAI!
弹性联轴器 1个 G5QgnxwP2
t4=0.99; C_^R_
滚动轴承 2对 ` i>B|g-
t2=0.99; {^$"/hj
圆柱齿轮闭式 1对 dV2b)p4J
t3=0.97; W-]yKSob
V带开式传动 1幅 H'= i
t1=0.95; .J6 j"
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 YZ%f7B Uk
t5=0.98; 1TxhE XB
则 l~6 SR
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 XUqE5[ O%
故 bU4+P A@$
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 #;*ai\6>vD
（3）电动机额定功率Ped |_xiG~
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 A Fm*6 0C
3）电动机的转速 Jn:GA@[I
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， :jKXKY+T
可选电动机的最小转速 M4hN#0("4
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min D16;6K'{
可选电动机的最大转速 k#=leu"I
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min ;,B@84'
同步转速为960r/min l& ^B
选定电动机型号为Y132M1－6。 Y`O}]*{>8R
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 A_q3p\b
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 %k;FxUK i
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 M"$RtS|h
L pi _uK
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm z#E,96R
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 O"-PN F,J
em9]WSfZ@`
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 QsF<=b~
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ~z1KD)^
1）传动装置总传动比 9B;Sk]y
nm=960r/min; pu)9"Ad[ G
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 \7tvNa,C
2）分配各级传动比 ?>\]%$5o
取V带传动比为 tA u|8aL
i1=3; ! RUo:b+
则单级圆柱齿轮减速器比为 Dp6"I!L<|
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 #/v_ h6$
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。 >9 3{=+
4．计算传动装置的运动和动力参数 uy-Ncy
1）各轴转速 .W+4sax:
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 N 8(x),
n0=nm; xY'YbHFz
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min
iIEIGQx
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min Joo)GI B
vAhO!5]>\
2）各轴输入功率 "u]Fl+c
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 BHE =Zo
P0=Ped=4kw rHdP 4: n
轴I 的功率 ds[Z=_Ll
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw (X7yNIPfA
轴II功率 {}C7VS1
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw v%7JZ<I'A
3）各轴转矩 5'Ay@FJ:
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm &+{xR79+&
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm MmX[xk
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm ]{ U*+K%,J
二、设计带轮 n * 0 F
1、计算功率 ;3}b&Z[N]
P=Ped=4Kw n$0)gKN7
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 U"kK]Stk<
查课本表8－10，得KA=1.1; qq%_ksQ
计算功率 x s`gN
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw <gz MDX[^M
2选择普通V带型号 &ziB#(&:H
n0 =960r/min *ik)>c_
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 ^g){) rz|
d1=80~100 so&3A&4cL
3、确定带轮基准直径 ^B=z_0 *
表8－11及推荐标准值 jtpN o ~O
小轮直径 e/D\7Pf
d1=100mm; um;U;%?Q
大轮直径 ywtDz8!^u
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm "MP{z~M mj
取标准件 Yy~ Dg
d2=355mm; 2-2LmxLG
4、验算带速 pnb$lpxt
验算带速 x T( .#9
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s )tg *dE
在5~25m/s范围内 F+-MafN7Y
从动轮转速 uH h2>Px
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s (P] ^5D
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s }slEkpk? ]
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 ATewdq[C
=-0.0141 au~gJW-
5、V带基准长度和中心距 jo:p*Q "F
初定中心距 w8Vzx 8
中心距的范围 S%|'
/cFo
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm GDe$p;#"9g
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm @d9*<>@ :
a0=350mm; 2uB26SEIl
初算带长 * Y>'v%
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 Jq @ LZ2^
Lc = 1461.2mm tXGcw oOB
选定基准长度 |EU08b]P29
表8-7,表8-8查得 @WUCv7U
Ld=1600mm; R
dzIb-
定中心距 qo ![ #s
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm ../(gG9
a=420mm; ~. SU$
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm ~$ Yuxo
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm "q8 'tN><
6、验算小带轮包角 Q'LU?>N)/
验算包角 ]z@]Fi33Y
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a PSvRO% &
145.2107 >120度 故合格 L(YT6Vmm+t
7、求V带根数Z xk<0QYv
由式（13-15）得 'a9.JS[pj
查得 n1=960r/min , d1=120mm zy5bDL -
查表13-3 P0=0.95 ]vG)lY.=
由式13-9得传动比 RR9s%>^
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 #`EMK
查表（13-4）得 P|4a} SWU
Cq'r
'cBZ
由包角145.21度 _z< q9:
查表13-5得Ka=0.92 A-5%_M3 \G
KL=0.99 HxAa,+k
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 {rr\hl-$
8、作用在带上的压力F X13bi}O 6#
查表13-1得q=0.10 *9 xD]ZZF
故由13-17得单根V带初拉力 fe,CY5B{
IrK )N
三、轴 /$Jh5Bv
初做轴直径： U$%w"k7^(
轴I和轴II选用45#钢 c=110 @:8|tJu8b
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm e&kg[jU
取d1=28mm &'j77tqOk
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm \^D`H vg
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 A#{*A
取YL10YLd10联轴器 -A~<IyPt
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 -. G0k*[d
取d2=45mm gqa mGLK
四、齿轮 q1j[eru
1、齿轮强度 O\z%6:'M
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 g. qp _O
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。 A1@a:P=
因 ， 4O'ho0w7
SH1=1.1， SH2=1.1 TW$ ^]u~v
， q
Sah _N
， ^YV[1~O
因： ， ，SF=1.3 _,QUH"
所以 ^ +G> N
ME"/%59r
GWsFW[T?~
2、按齿面接触强度设计 9 lwg`UWl,
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 !cZIoz
小齿轮上的转矩 2TO1 i 0
按 计算中心距 Y-9F*8<
u=i=5.333 Ex{]<6UAu
mm #';r 0?|
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 *%.*vPJ
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 iW)Ou?aS
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm W3#L!&z_wK
齿宽b= "7d_$.Z
b1=70mm,b2=60mm ;F- kE4w
3、验算弯曲强度 >jIc/yEYKI
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 NUseYU``
按式（11-8）轮齿弯曲强度 lH 8?IkK,g
0n%`Xb0q
/$KW$NH4 z
4、齿轮圆周速度 kBkhuKd)V
n/-I7Q!;u
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 ZzY6M"eUXD
wrWWXOZ 4
4 3YusUv
fQ@["b
k 'o?/
Gvw el!6
bk|>a=o3
]`x~v 4JU
五、轴校核： ]dH; +3 }
? :,j9:m?
zcc]5 >
fjf\/%
xE:p)B-]
{chl+au*l
&e{&<ZVR
_F$?Z
EJZ2V>\_-0
'k hJZ:
8V@3T/}
UCFef,V W
Cs< d\"+
JyV"jL
:(Gg]Z9^8
" {}5uth
1*s Lj#
Y0DBkg
圆周力Ft=2T/d1 z>!b
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 &WIPz\
d=mz=2.5*101=252.5mm -Rmz`yOq}
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N K=;p^dE
Fr=5852.5*tan20=2031.9N Ood&cP'c
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 ey:3F%
由Fr2*L-Fr*L/2=0 8"? t6Z;5
得Fr2=Fr/2=1015.9N a"}?{
6D>o( b2
2、求水平平面的支承力 a`}HFHm\2,
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N (RQ kwu/
Vki3D'.7N
Gg_i:4F
3、画垂直面弯矩图 nI-\HAX
L=40/2+40/2+90＋10=140mm v vFX\j3
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm yzYPT}t
9G&l{7 =
3.Y/ZWON
4、画水平面弯矩图 tjGQ0-Lo
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm m }k rG
n-uoY<;hp
IRLT -
C{4[ 7
5、求合成弯矩图 3ILEc:<0J
Rv }e+5F
dx|j,1e
GSsot%B u"
6、求轴传递转矩 }I !D65-#'
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm z.FO6y6L
)g)X~]*
A+AqlM+$i
|#"<{RS+w
XvWUJ6M
Xf e,ZC)
mI-$4st]
(c_E*>c)
zbrDDk Z1
EP*"=_
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W E Z)7H
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@xR=bWY
I;9 >$?t[
b8(94t|;U
oJEind>8O
BT qY _9
;V@o 2a
><+wH b
J'W6NitMr
7、求危险截面的当量弯矩 YFeF(k!!n
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 w\!aKeP'
轴的扭切应力是脉动循环应力 j8P=8w{
取折合系数a=0.6代入上式可得 \G:\36l
N"Q-xK
8、计算危险截面处轴的直径 !{jDZ?z{h
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 C0J/FFBQ ^
由表13-3查得许用弯曲应力 ， @uApm~}
所以 rxJ mK$qd
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 [5yLg
故d=1.04*25.4=26.42mm f!AcBfaLr
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 {94qsVxQZ
所以此轴选d=40mm,安全 [jU.58*
六、轴承的选择 yP. ,D h s
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 )ERmSWq/u
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N R1)v;^B|)
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） <'f+ nC=2
因为大修期三年，可更换一次轴承 VG'M=O{)3
所以取三年 7b7@"Zw*
由公式 as6 a)t.^
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) 8R0Q -,'
（深沟球轴承系列） s|FfBG
(=
#EJB1(
由附表选6207型轴承 A%(t' z
七、键的选择 /x\{cHAt8J
选普通平键A型 _9*3Mr)2N
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 g$+ $@~
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm O1[`2kj^HB
由公式 dz _~_|
所以 -k(bM:
选变通平键，铸铁键 -y]e`\+[
;&=c@>!xP#
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 I54`}Npp
八、减速器附件的选择 <u`m4w
1、通气器： f_'#wc6
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 {-a8^IK,
2、油面指示器： 3M~*4
选用油标尺，规格M16 _=$:<wIE[
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ?y"= j n
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 H.-VfROi2
5、窥视孔及视孔盖 GE?M. '!{{
选用板结构的视孔盖 `?P)RS30
九、润滑与密封： 4}&$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： n3x< L:)
)a99@`L\P
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。 'z\$.L
2、滚动轴承的润滑 }*Z *wC
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。 z"D'rHxy
3、润滑油的选择 s&.VU|=VQ@
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 !I)wI~XF)5
L-AN15润滑油 3pU/Z bb,:
4、密封方式选取： :9?y-X
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。 }:SWgPfc
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ,]FcWx
\u
设计小结： ?OD43y1rzd
二、课程设计总结
{@E(p4W
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。 #" &<^
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。 _98
%?0
Le,e,#hiY
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。 5-[ bd I
.0= VQU
特别感谢—程莉老师。 U]Pl` =SL
ais@|s;
参考资料目录 qE:/~Q0
[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； n.L/Xp@gc
[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； ,2>nr goM
[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； 9=o;I;I
[3]《设计手册软件》，网络上下载； Q95`GuI@
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn MqKf'6z
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T2=589.5878Nm nA4PY ]
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KA=1.1 JZ>E<U9&
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Pc=4.4Kw pr.+r?la]
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