目 录
aE_)iE|
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 l; e&p${P
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 UeRx ^
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 P80z@!
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 !n`ogzOh
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 #0-!P+c[
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 $Xlyc.8YId
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 Cf_Ik
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 328(W
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 AJ;Y Nb
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 |U_4 8
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ?-F SDNQ
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 T#lySev
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ifu "e_^
F:/ R'0
cLQvzd:h=
1.拟定传动方案 y*M,&,$
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
-5NP@
v=1.1m/s;D=350mm; O= 1uF
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ?l_>rSly5
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。 X$O,L[] 4
2.选择电动机 uP/WRQ{rW>
1）电动机类型和结构形式 @1 #$
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。 o} #nf$v(
2）电动机容量 ?4
`K8
（1）卷筒轴的输出功率Pw ~6'6 v 8
F=2800r/min; ~'WvI A
(
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 tR5zlm (}
(2)电动机输出功率Pd y+RT[*bX5o
Pd=Pw/t }6]V*Kn,
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 M* W=v
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： <69/ZI),Y{
弹性联轴器 1个 SaEe7eHd
t4=0.99; |}*k |
滚动轴承 2对 US )wr
t2=0.99; I~S`'()J
圆柱齿轮闭式 1对 yZ,k8TJ",
t3=0.97; i:WHql"Kw_
V带开式传动 1幅 @A6\v+ih
t1=0.95; _ Z6/r^c
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 )2oWoZ vi9
t5=0.98;
9`^VuC'
则 L{~L6:6An
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 xIF
z@9+k
故 u+s #Fee I
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 -e%=Mpq.
（3）电动机额定功率Ped ) BTJs)E
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 &a8#q v"l
3）电动机的转速 Ms(;B*
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， iQ-; 0< =G
可选电动机的最小转速 tGzYO/Zp
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min mW 5L;>
可选电动机的最大转速 @( 9#\%=
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min p;j$i6YJ
同步转速为960r/min j:|60hDz^
选定电动机型号为Y132M1－6。 "yc/8{U
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 NV;5T3
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 xP'IyABx
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 <_ */
$X9Ban]
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm 1l\O9D +$
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 ok'0Byo
1q~U3'l:$
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 ue/6DwUv
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 S#+G?I3w
1）传动装置总传动比 Sct-, K%i
nm=960r/min; $t 1]w]}d
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 6 kT
l(+
2）分配各级传动比 f \~e& `PV
取V带传动比为 V{Idj\~Jh
i1=3; Q|gun}
则单级圆柱齿轮减速器比为 %8$JL=c
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 R ^](X*
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。 2k"a% #H8
4．计算传动装置的运动和动力参数 WGG|d)'@
1）各轴转速 z}C#+VhQ`
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 3X)
n0=nm; tb/u@}" )
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min v.6" <nT2
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min 4>Uo0NfL
<l wI| <
2）各轴输入功率 #TW$J/Jb
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 r=L9x/r
P0=Ped=4kw ":7cZ1VN2
轴I 的功率 v_c'npC
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw J~gf Mp.
轴II功率 (^a;2j9
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw z8Dn<h
3）各轴转矩 G:WMocyXI'
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm e,~c~Db*
Q
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm y13=y}dyDH
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm $o]zNW;X
二、设计带轮 -&,NM
1、计算功率 2z0HB+Y}x
P=Ped=4Kw h%=b"x
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 N%r}0
查课本表8－10，得KA=1.1; lBG* P>;
计算功率 }lpcbm
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw ~O1 *]
2选择普通V带型号 #(aROTV5a
n0 =960r/min 3<mv9U(
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 "mPa >`?
d1=80~100 z(\H.P#
3、确定带轮基准直径 j~Gu;%tq
表8－11及推荐标准值 w,}}mC)\*
小轮直径 >D:S) "
d1=100mm; -'}iK6
大轮直径 &g& &-=7)
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm cC}s5`
取标准件 ]NFDE-Jz]
d2=355mm; LG<lZ9+y
4、验算带速 YSa: "A
验算带速 *?K` T^LS
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s W^=89I4]
在5~25m/s范围内 $}KYpSV
从动轮转速 4uftx1o
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s t91CxZQ^s
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s `=KrV#/758
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 v$tS 2N2
=-0.0141 HqF 8:z?v
5、V带基准长度和中心距 B:mlBSH
初定中心距 8dA/dMQ
中心距的范围 @tj 0Ir v
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm @nc!(P7_
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm H JcZ~5jf
a0=350mm; n/|/Womr
初算带长 #[[p/nAy}A
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 w`7l ;7[
Lc = 1461.2mm T=R94
选定基准长度 /GeS(xzQ
表8-7,表8-8查得 [ThzLk#m
Ld=1600mm; CqX%V":2
定中心距 /uyQ>Y*-\Y
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm @B^'W'&C
a=420mm; S}<
<jI-z
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm H~~(v52wD
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm [KE4wz+s{
6、验算小带轮包角 jU#%@d6!#
验算包角
;< ][upn
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a .N'UnKz
145.2107 >120度 故合格 7>~iS@7GV
7、求V带根数Z CTP%
由式（13-15）得 hN:Z-el
查得 n1=960r/min , d1=120mm s24H.>Z
查表13-3 P0=0.95 4[-9$
r
由式13-9得传动比 0Gs] >B4r/
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 % (.PRRI
查表（13-4）得 XM 7zA^-
Z0:BXtW
由包角145.21度 GbE3 :;JI
查表13-5得Ka=0.92 qB:`tHy
KL=0.99 |kd^]! _
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 <5#e.w
8、作用在带上的压力F T*ic?!
查表13-1得q=0.10 Sh*P^i.]+
故由13-17得单根V带初拉力 <|_Ey)1
6
bc "N
三、轴 ;8v5 qz
初做轴直径： 2~4C5@SxL
轴I和轴II选用45#钢 c=110 oaK ~:'
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm x('yBf
取d1=28mm GGuLxc?(
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm eo8 0L
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 cs5Xd
取YL10YLd10联轴器 51,m^veO
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 Sce9R?I I
取d2=45mm gf=*m"5
四、齿轮 :h3JDQe:.
1、齿轮强度 @hvq,[
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 zN:752d^+r
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。 v uP1gem
因 ， 'YeJGzsJp
SH1=1.1， SH2=1.1 q ^gEA5
， 5e LPn
， ~h/U ;Da
因： ， ，SF=1.3 4jW{IGW
所以 nr^p H.
r__M1
!3
f,#xicSB*
2、按齿面接触强度设计 a=O !\J
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 Pla EI p
小齿轮上的转矩 GND[f}
按 计算中心距 @ RP|?Xc{?
u=i=5.333 dB5DJ:$W$
mm T,fz/ 5w
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 'n no) kQ"
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ^:j$p,0e*S
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Vh8uE
齿宽b= &M!:,B
b1=70mm,b2=60mm I}WJ0}R
3、验算弯曲强度 +=_Pl7?
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 ;D1IhDC
按式（11-8）轮齿弯曲强度 8{YxUD
-{h[W bf
TG9)x|!
4、齿轮圆周速度 UQ) }i7v
p"@|2a
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 !iw
'tHhR
3^Zi/r
F*4+7$E0B
>`:+d'Jv0
||V:',#,W
7yp*I[1Qf>
^XM;D/Gp~
TRZ^$<AG
五、轴校核： IoA;q)
I,eyL$x
U6Ak "
y#+o*(=fRE
g8Z14'Ke
(=j!P*
p2G8 Qls
z"3c+?2
5qy}~dQ
R=PzR;8
|BW, pT
9K|lU:,
* -_Np u6
&}O!l'
y`\Mhnj
)^TQedF
s /M~RB!w
919g5f`
圆周力Ft=2T/d1 ` qTY
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 [Jo TWouNU
d=mz=2.5*101=252.5mm UsN b&aue
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N 4:$>, D\
Fr=5852.5*tan20=2031.9N W#j,{&KVn
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 ak `) >
由Fr2*L-Fr*L/2=0 "z bE
得Fr2=Fr/2=1015.9N l #Q`f.
keskD
2、求水平平面的支承力 ]'(7T#
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N "ux]kfoT
\BXVWE|
p8l#=]\ ;
3、画垂直面弯矩图 8n5nHne
L=40/2+40/2+90＋10=140mm C`wI6!
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm D}s GBsOW
\F~Cbj+'Nu
S:/ RYT"
4、画水平面弯矩图 Y)}%SP>,
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm m7vxzC*
9
w1ONw8v
_~Vz+nT
:-La
$I>
5、求合成弯矩图 tr8Cx~<
~+C?][T
V(LFH9.Mp
MdZgS# `
6、求轴传递转矩 JWHt|zB g
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm $3 [\:+
PMs_K"- K
}Xj_Y]T
?V QLY=?
u3m T
l
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R 2THL
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*
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8`2<g0V2
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7'i#!5
wZ8 MhE
A ]Tcj^#
7、求危险截面的当量弯矩 fGf-fh;s
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 'z}M[h
K]
轴的扭切应力是脉动循环应力 4z%#ZIy3
取折合系数a=0.6代入上式可得 Q &7)vs
o 7W Kh=
8、计算危险截面处轴的直径 tQ/
#t<4D
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 q%k( M[
由表13-3查得许用弯曲应力 ， I9un
所以 n IQ&gbfO
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 D`:d'ow~KQ
故d=1.04*25.4=26.42mm 3'*%R48P`
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 Ocwp]Mut&
所以此轴选d=40mm,安全 b >= Wq
六、轴承的选择 Ldhk^/ +
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 2FIR]@MQd
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N E<Dh_ K
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） M*|VLOo=v
因为大修期三年，可更换一次轴承 1i /::4=
所以取三年 Mp"'?zf
由公式 Th^ (f@.w
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) KU|BT .o8
（深沟球轴承系列） d G- or
MATgJ`lsy
由附表选6207型轴承 .blft,'
七、键的选择 mPfUJ#rS
选普通平键A型 poQdI?ed,
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 + sywgb )
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm Z@,PZ
由公式 ~z
K@pFeH
所以 juMxl
选变通平键，铸铁键 QGr\I/Y
w;c#drY7S
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 l{6` k<J(
八、减速器附件的选择 }B=qH7u.K
1、通气器： /MKNv'5&!%
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 9 rT z N
2、油面指示器： ~ |'y+h89
选用油标尺，规格M16 UOWIiu
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 Ni!;-,H+E
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 vS$oT]-hKE
5、窥视孔及视孔盖 B)r r7B
选用板结构的视孔盖 Wm)-zvNY;
九、润滑与密封： p ,w|=@=
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： B6ed,($&
6h2x~@
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。 ,2,SG/BB
2、滚动轴承的润滑 @P_C%}(<
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。 4 `8IFK
3、润滑油的选择 * H5PT
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 t=Z& eKDC
L-AN15润滑油 >+:r '
4、密封方式选取： my ;
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。 _{e&@ d
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 C F|moc:;
设计小结： I z}2
^
二、课程设计总结 H DF"]l;
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。 =[P%_v``
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。 ls" b#eFC#
=w ^TcV
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。 D3S+ LV
z;dcAdz9
特别感谢—程莉老师。 ]{! !7Zz
As@ihB+(\
参考资料目录 pbDw Lo]
[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； Xo gvtK*
[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； )L |tn
[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； _W0OM [
[3]《设计手册软件》，网络上下载； CKv&Re
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn vWU%ST
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8 7RHA $?
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Nw=60.0241r/min zmf"I[)
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P0=4Kw cJDd0(tD !
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P1=3.8Kw JJ ?I>S N!
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P2=3.6491Kw {6*#3m
Kk
S2K#[mDG
;+U<bqL6
T0=39.7917Nm uSN"vpc4D
T1=113.4063Nm ,%[4j9#!_
T2=589.5878Nm e[1>(l}Ss
7 [d ?
*fnvZw?
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Pc=4.4Kw BT,b-=
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W .I\J<=V
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