目 录 YUb_y^B^
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 iscz}E,Y
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 TC('H[
]
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ]GS bjHsO
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 Ef\ -VKh
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 $qiya[&G4
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 _`V'r#Qn
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 S/ *E,))m
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 n<,B mVQ
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 &m3lXl
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 wkq 66?
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 NbobliC=
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 =]t|];c%
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 4*L_)z&4;
D9df=lv
mD
.`lCWeHN
1.拟定传动方案 %>yL1BeA4
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 Gt1U!dP
v=1.1m/s;D=350mm; R- :2HRaA
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) s7<AfaJPF
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 /z !% d%"
2.选择电动机 Dv"9 qk
1）电动机类型和结构形式 sK{e*[I>W
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 [
3Gf2_
2）电动机容量 \m,PA'nd/
（1）卷筒轴的输出功率Pw X SDpRo
F=2800r/min; }EPY^VIw
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 EPm/r
(2)电动机输出功率Pd pRqx`5 }
Pd=Pw/t j.Hf/vi`z
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 d$RIS+V
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： NUZl`fu1Z4
弹性联轴器 1个 p ?!/ +
t4=0.99; 1^}+=~
滚动轴承 2对 UZMd~ |
t2=0.99; >%G1"d?j
圆柱齿轮闭式 1对 ^#$n~]s
t3=0.97; ]'}L 1r
V带开式传动 1幅 'V {W-W<
t1=0.95; zdYj F|
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 ?} 0 ,o.
t5=0.98; KwS@D9bok
则 +R &g qja
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 vt8By@]:
故 l ;W j]
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 2 nCA<&
（3）电动机额定功率Ped 6t$8M[0-U
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 rH-23S
3）电动机的转速 XZ7Lk)IR
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， =euni}7a
可选电动机的最小转速 UfGkTwoo=
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min xEI%D|)<
可选电动机的最大转速 8=l%5r^cq
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min q 1,~
同步转速为960r/min 3u=g6W2 F
选定电动机型号为Y132M1－6。 u_enqC3
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 w>gYx(8b
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 a9gLg
&
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ]DcFySyv
vzM ^$V
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm C _Dn{
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ~Y;*u]^
icgfB-1|i
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 uFE)17E
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 se)TzI^]b@
1）传动装置总传动比 UNYqft4
nm=960r/min; &ncvGDGi
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 L,\Iasv
2）分配各级传动比 } 7Uoh(d
取V带传动比为 r@V!,k#S
i1=3; &Jj<h: *
则单级圆柱齿轮减速器比为 @C$]//;
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 >7| VR:U?B
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 -f .,tM=
4．计算传动装置的运动和动力参数 7dWS
1）各轴转速 K0~rN.C!0
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 Hs8>anVo[
n0=nm; j%kncGS
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min %EH )&k
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min h{Y ",7] !
ZVBXx\{s
2）各轴输入功率 .Mbz3;i0
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 vP &(-a
P0=Ped=4kw b}` T Ln
轴I 的功率 7#XzrT]
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw CJ}%W#
轴II功率 ? 9/G[[(
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw :;}P*T*PU
3）各轴转矩 %J(:ADu]
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm e
,(mR+a8
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm _>+Ld6 .T6
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm T)/eeZ$
二、设计带轮 C+$#y2"z#n
1、计算功率 MtdG>TzUn
P=Ped=4Kw @"A4$`Xi3
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 iS^QTuk3%
查课本表8－10，得KA=1.1; C dn J&N{
计算功率 6x`t{g]f,
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw [0!( xp^
2选择普通V带型号 %b$>qW\*&
n0 =960r/min ZK,G v
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 j#|ZP-=1_
d1=80~100 4?kcv59
3、确定带轮基准直径 oA
1yIp
表8－11及推荐标准值 e'~3oqSvR
小轮直径 1EK *g;H
d1=100mm; r!v\"6:OM
大轮直径 z/-=%g >HA
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm ?<!|
取标准件 y29m /i :
d2=355mm; kiEa<-]
4、验算带速 J.a]K[ci
验算带速 :WEDAFq0
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 5pX6t
在5~25m/s范围内 _BufO7 `.
从动轮转速 t@(HF-4~=
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s =_CzH(=f #
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s Mx}gN:Wt
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 VY-EmbkG-t
=-0.0141 8 1F9uM0
5、V带基准长度和中心距 \fOEqe*5SM
初定中心距 4W75T2q#
中心距的范围 - "x$ZnHU
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm _ q"Gix
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm F ,kZU$
a0=350mm;
a?1Wq
初算带长 KNl$3nX
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 >*bvw~y ,
Lc = 1461.2mm l1I#QB@5n
选定基准长度 @7 }W=HB
表8-7,表8-8查得 X$
D6Ey
Ld=1600mm; [),ige
定中心距 q.vIc
?a
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm kJU2C=m@e2
a=420mm; P}iE+Z 3
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm R2NZ{"h
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm sO Y:e/_F
6、验算小带轮包角 Iu{V ,U
验算包角 9r9NxKuAO
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a pH ;%ELZ
145.2107 >120度 故合格 %T[]zJ(
7、求V带根数Z ceA9) {
由式（13-15）得 6)J#OKZ
查得 n1=960r/min , d1=120mm [g,}gyeS(
查表13-3 P0=0.95 \8tsDG(1 '
由式13-9得传动比 #yen8SskB
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 !D6]JPX
查表（13-4）得 DG/Pb)%Y
f$( e\+ +
由包角145.21度 \vNU,W O
查表13-5得Ka=0.92 AA_%<zK
KL=0.99 <@}9Bid!o
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 xno\s.H%]
8、作用在带上的压力F d9ihhqq3}
查表13-1得q=0.10 fA-7VdR `R
故由13-17得单根V带初拉力 z s;JJk^
}]Tx lSp!;
三、轴 Dq xs+
初做轴直径： 1 YA% -~
轴I和轴II选用45#钢 c=110 BUFv|z+H
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm hZ3bVi)L\
取d1=28mm y sN3
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm 9mgIUjz
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 G3]4A&h9v~
取YL10YLd10联轴器 13PS 2
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致
)jj0^f1!j
取d2=45mm oU|c.mYe
四、齿轮 :N@^?q{b
1、齿轮强度 }G=M2V<L
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 l6B@qYLZ
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{++w5s
因 ， m|# y
>4
SH1=1.1， SH2=1.1 0YzpZW"+
， $(
)>g>%
， ax2B ]L2
因： ， ，SF=1.3 _@g;8CA
所以 @o^Ww
o
K@"f9
67TwPvh
2、按齿面接触强度设计 4 :=]<sc,
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 Y7nvHU|+o
小齿轮上的转矩 *I'yH8Fcn
按 计算中心距 E4!Fupkpf
u=i=5.333 Al'3 ?
mm P2!C|SLK
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 ~
1 pr~
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 yVc(`,tZ(
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm t5zKW _J7
齿宽b= +V+a4lU14
b1=70mm,b2=60mm bcR_E5x$
3、验算弯曲强度 ':W[ A
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 *A< 5*Db:F
按式（11-8）轮齿弯曲强度 r>\bW)e
+#By* ;BJ
.
.- hAH
4、齿轮圆周速度 :4s1CC+@\
:EH=_"
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 "ta x?
fh{`Mz,o
C?Ucu]cW
H-%v3d>3
KG@8Rt HsQ
F"< v aqT2
<Qq*p
oE~RyS X
五、轴校核： {t!!Uz 7
*kVV+H<X|b
AEuG v}#
iUwzs&frd
':}\4j&{E
jtc~D L
b2]Kx&!
Mlq.?-QgIL
e%6QTg5#
XM}hUJJW
<or2
L(o15
9a kH
x :7IIvP
4s M.C9W
RL< c>PY
fQ98(+ 6
-F92 -jBM4
圆周力Ft=2T/d1 >{Tm##@,k
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 iCyf Oh
d=mz=2.5*101=252.5mm Ewm9\qmg
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N zT[!o
j7
Fr=5852.5*tan20=2031.9N >Se,;cB'/]
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 >f'g0g
由Fr2*L-Fr*L/2=0 hEk$d.!}
得Fr2=Fr/2=1015.9N 2JFpZU"1
*' X3z@R
2、求水平平面的支承力 PVO v[%
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N v FsLY
4fzZ;2sl}
G\?YK.Y>
3、画垂直面弯矩图 y==CT Y@
L=40/2+40/2+90＋10=140mm fzA9'i`
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm m4g$N)
+"6`q;p3)
qFNes)_r
4、画水平面弯矩图 9/7u *>:
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm iX\X >W$P
|CzSU1ma
5Ph4<f` L~
wf $s*|z
5、求合成弯矩图 0RK!/:'
Z)\@i=m
T^v}mWCZ
*,m;
6、求轴传递转矩 Uwi7)
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ]q-Y }1di8
9K&:V(gmw
"vslZ`RU
: c[L3rJl
U ? =Dg1
rD>f|kA?L
hzRYec(
\15nS B
YF:L)0H'O
c=+!>Z&i$G
^VACf|0
rt| 7h>RQ
QwJyY{O `
${)b[22":
L^F y#p
LrK,_)r:~
f`/x"@~H5
F3N6{ysK#
ym6K !i]q4
j w9b )
lPJ\-/>$z
7、求危险截面的当量弯矩 pBPl6%C.X-
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 +KEWP\r
轴的扭切应力是脉动循环应力 2dzrRH
取折合系数a=0.6代入上式可得 {>%&(
+H2 -ZXr
8、计算危险截面处轴的直径 Jq^T1_iqn
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 ;Q&5,<
N)j
由表13-3查得许用弯曲应力 ， yH}s<@y;7
所以 M:6"H%h,W
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 ^Q^_?~h* !
故d=1.04*25.4=26.42mm _{Hj^}+$
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 Rx|;=-8zg
所以此轴选d=40mm,安全 jZ3fKyp#
六、轴承的选择 8h4'(yGQQW
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 {
buy"X4
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N r(2uu
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 4 N7^?
因为大修期三年，可更换一次轴承 c{LO6dNg\z
所以取三年 s|B3~Q]
由公式 )tnh4WMh}
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) ;]jNk'oa
（深沟球轴承系列） lUiL\~Gq
-7 (@1@1
由附表选6207型轴承 ~F?u)~QZ #
七、键的选择 O<;3M'y\
选普通平键A型 3 SGDy]
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 13=.H5
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm bnLPlf
由公式 .eP.&
所以 Ji 0
tQV
选变通平键，铸铁键 XEZF{lP
_H=Uwi_g
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 8Dm%@*B^b
八、减速器附件的选择 ;{o|9x|
1、通气器： BIWW Mg
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 ohGfp9H
2、油面指示器： g2/8~cn8z
选用油标尺，规格M16 x~j`@k,;
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 {s{j~M
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 9,'ncw$/C
5、窥视孔及视孔盖 NL0n009"c$
选用板结构的视孔盖 `%Al>u5
九、润滑与密封： 9lDhIqx0~
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： !o[7wKrXb
H&} pkrH~
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。 A7hVHxNJ-
2、滚动轴承的润滑 p`#R<K
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。 yN
s,Ll~
3、润滑油的选择 fLm*1S|%\
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 M>8A\;"
L-AN15润滑油 a,#j =
4、密封方式选取： {LQ#y/ H?
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。 c#tjp(-
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 ,tJ "
5O3-
设计小结： B|AV$N*
二、课程设计总结 W#C*5@ 8
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。 ;x 1 PS
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。 h_I DO%
4^OY
C
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。 bl(RyA gA
2q4<t:!
特别感谢—程莉老师。 &7wd?)s
4J([6<
参考资料目录 do+.aOC
[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； #7YY<)
xt}
[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； I [##2
[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； xDoC(
[3]《设计手册软件》，网络上下载； x&T [*i
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn Q=20IQp
nl,uuc*;
fG(SNNl+D
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Nw=60.0241r/min )fSOi| |C
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P1=3.8Kw Z1Z1@2 T
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T0=39.7917Nm I _rO !
T1=113.4063Nm yi%-7[*]=
T2=589.5878Nm >ByXB!Wi+
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