目 录 avQJPB)}Sb
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 4GdX/ 6C.
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 dt@ P>rel
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 ,f 3 pqi9|
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 rwLAW"0Qz
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 %EbPI)yY3
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ED>pr E0
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 Pz*_)N}j >
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 XRx+Dddt;
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 fxaJZz$ o
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 \NZIEu)5?
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 Fb`a~c~s
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 TfYVw~p_ %
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 N["W I r
S-Y=-"
[ ep i#]m
1.拟定传动方案 GPz(j'jU
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 ' rp }G&m
v=1.1m/s;D=350mm; }o4N<%/+
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) ygJr=_iA9
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。 @hQlrq5c
2.选择电动机 ~c^>5 4
1）电动机类型和结构形式 C?v[Z]t
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。 !G^L/?z3
2）电动机容量 '. Ed`?<p
（1）卷筒轴的输出功率Pw RqEH| EUZ
F=2800r/min; gI^o U 4mq
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 4;n6I)&.(
(2)电动机输出功率Pd xsd_Uu*
Pd=Pw/t d@`M
CchCB
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 0R{dNyh{
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： )'17r82a
弹性联轴器 1个 dI&!e#Y
t4=0.99; "Ve.cP,7(
滚动轴承 2对 AjcX N
t2=0.99; ;<yd^ Xs
圆柱齿轮闭式 1对 /J f.y*;
t3=0.97; z%MW!x
V带开式传动 1幅 Q_* "SRz
t1=0.95; B`*ZsS=R-
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 S}A PQ
t5=0.98; ]8q3>
则 eSWL rryY
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 VE+IKj!VG0
故 7K)6^r^
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 Bm&kkx.9P
（3）电动机额定功率Ped /VmR<C?h
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 2gO2jJlv
3）电动机的转速 _ZY)M
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， 3 "o"fl
可选电动机的最小转速 6qcO?U
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min O3TQixE
可选电动机的最大转速 PH"n{lW.T
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min GKN%Tv:D_
同步转速为960r/min Wu4Lxv]B4
选定电动机型号为Y132M1－6。 ml \4xp,
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 Y3Vlp/"rB"
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 n 1!?"m!
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 !r # ?C9Sq
L P MU8Er
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm \
[a%('}
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 /rUo{j
^G6RjJxqp8
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 ;&1V0U,fx
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 m(pE5B(
1）传动装置总传动比 z9aY]lHY
nm=960r/min; N[k wO1
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 `rf _7
2）分配各级传动比 m0v:\?S:
取V带传动比为 E<yW \
i1=3; XC.%za8
则单级圆柱齿轮减速器比为 V<Z[ nq
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 rn<PR*
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。 /yM:| `tT
4．计算传动装置的运动和动力参数 R: l&2k@
1）各轴转速 ^^5&QSB:'
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 _i/t?7
n0=nm; 4;2< ^[M
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 0v9rv.Y"
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min mEG#>Gg$
) /z@vY
2）各轴输入功率 G "73= 8d
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 OKoa n$#sn
P0=Ped=4kw ULQMG'P^D
轴I 的功率 &197P7&o
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw N!g9 *Z
轴II功率 ;[fw]P n
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw qK)73eNSR
3）各轴转矩 ]xuG&O"SBV
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm $m42:a mM
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm D9z|VIw8
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm H,b5C_D29
二、设计带轮 hZ.Z3`v70
1、计算功率 {)-aSywe
P=Ped=4Kw )I3NeKWz
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 fMOU$0]$<
查课本表8－10，得KA=1.1; |+T1XYG5
计算功率 0{= `on;
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw j$+nKc$
2选择普通V带型号 y\ a1i y
n0 =960r/min xD6@Qk
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 b#X^=n2
d1=80~100 o
LvZ
3、确定带轮基准直径 B>2tZZ ko
表8－11及推荐标准值 Z?\ 2F%
小轮直径 B[KJ R?>
d1=100mm; KN*
大轮直径 uvrB5=u
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm /kfgx{jZ
取标准件 E2m8UBS
d2=355mm; kkQVNphc
4、验算带速 )a-Du$kd
验算带速 92 [; Y
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 1R,:
在5~25m/s范围内 DCZ\6WY1G)
从动轮转速 r wI
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 8?%-'z.
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s QDu 2?EYZq
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 \Cii1\R=
=-0.0141 UXh9:T'%
5、V带基准长度和中心距 !P -^O
初定中心距 ,gS;m
&!'J
中心距的范围 Xwhui 4'w
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm RRI"d~~F6
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm C_7+a@?B
a0=350mm; v61[ .oS
初算带长 7Zh~lM
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 o|$AyS {1
Lc = 1461.2mm ^_f+15]D
选定基准长度 xftBS dV E
表8-7,表8-8查得 9o+)?1\
Ld=1600mm; MgY0q? .S=
定中心距 w'm;82V:P-
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm gntxNp[9T
a=420mm; @w?P7P<O`
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm PF53mUs4
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm .dav8n*
6、验算小带轮包角 Dp':oJC
验算包角 R.yC(r
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 43@{JK9G
145.2107 >120度 故合格 2'W<h)m)z
7、求V带根数Z aXoVy&x=
由式（13-15）得 7eiV{ tYF
查得 n1=960r/min , d1=120mm 7D;cw\ |
查表13-3 P0=0.95 Gy6l<:;
由式13-9得传动比 tfGHea)M
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 OEkN(w F
查表（13-4）得 @ g&ct >@y
;9c<K
由包角145.21度 apu4DAy&8
查表13-5得Ka=0.92 sL\L"rQN6
KL=0.99 ayfFVTy1d
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 yp({>{u7
8、作用在带上的压力F Y$?9Zkp>
查表13-1得q=0.10 iy%ZQ[Un
故由13-17得单根V带初拉力 y $_eCmq
*exS6@N]
三、轴 [@5Ytv H
初做轴直径： u)~C;f)
轴I和轴II选用45#钢 c=110 6 BCf:mqP
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm #3+!ee27#
取d1=28mm i*@< y/&'
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm %y@Hh=
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 (EI;"N (x
取YL10YLd10联轴器 dF2nEaN0%
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 LyAn&h }
取d2=45mm uLWh |
四、齿轮 L2[f]J%
1、齿轮强度 0Nnsjh
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 [rSR:V?"a
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。
.p e( lP
因 ， `0 Oh_8"
SH1=1.1， SH2=1.1 _Nqt21sL
， ZOZ+ Y\uU
， D F* :_B )
因： ， ，SF=1.3 Bi
@2
所以 [O?z@)dx
T Kg aV;92
.~l=zu
2、按齿面接触强度设计
~Hr} ]
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 *U
P@9D
小齿轮上的转矩 U
G~b a
按 计算中心距 LdL/399<
u=i=5.333 u[DfzH
mm '*"vkgN
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 5
4L\Jx
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 !& z(:d
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm B>0]. CK`
齿宽b= V4KMOYqm
b1=70mm,b2=60mm @tZ&2RY1
3、验算弯曲强度
(q(~de
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 .O0 +H +
按式（11-8）轮齿弯曲强度 4UW_Do
!B OY@$Y
c+hQSm|bf)
4、齿轮圆周速度 O 8j_0
qa0 yg8,<
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 8[E!E)4M
&C "L
hHT_V2*
U qFv}VsnF
/Z@tv .f
x6e}( &p*
{;:/-0s
1ke g9]
五、轴校核： l@\#Ywz
6y9t(m
<c qbUL
P8*=Ls+-F
i03w 1pSH,
VrxQc qPr`
<7j8 7
D0% Ug>
b-{=s + :
!AKg m'Nw
~e+\k>^eN
urMG*7i <c
\\u<S=G
ZI 3Nq
{O7X`'[
/7t>TYip!
" hzB9*"t
X bD4:i%
圆周力Ft=2T/d1 oBzfbg8p
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 {:]9Q Tq
d=mz=2.5*101=252.5mm s3R(vd
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N [g:$K5\6 4
Fr=5852.5*tan20=2031.9N jN6uT &{T
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 MBhWMCN2
由Fr2*L-Fr*L/2=0 9B w|(J
得Fr2=Fr/2=1015.9N uoX:^'q
\8?Tdx=
2、求水平平面的支承力 !,Va(E|=
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N v,4pp@8rv
SVB \
k|lcc^[0
3、画垂直面弯矩图 g'V>_u#(
L=40/2+40/2+90＋10=140mm 7,lq}a8z
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm d [V;&U
[5+}rwm&W
j+["J Xy
4、画水平面弯矩图 Ux}(?Z
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm pnbIiyV
Htgx`N|
& '}/f5s|
?Vf o+a,
5、求合成弯矩图 }7
c[Q($K
<oX7P69
5Drq9B9;
+(1zH-^.
6、求轴传递转矩 WzF !6n!h
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ` M3w]qJ<}
zN"J}r:
3T!lA
<\p fIJr$
Bb}fj28
S7L=#+Z
p~,]*y:XT
/x[jQM\
@ vrV*!
8W#heW\-]
jhg;%+KB
e[ /dv)J
V*iH}Y?^p
!qN||m CH
.P MZX%*v
IuRmEL_Q_
<c,u3cp
A3S<.. g2
YGPy@-,E
)8UWhl=
~(IB0=A{v
7、求危险截面的当量弯矩 8_6Q~
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 3
"Q= Vl"
轴的扭切应力是脉动循环应力 LM-J !44
取折合系数a=0.6代入上式可得 q Qsku;C?i
?}a;}Q 6
8、计算危险截面处轴的直径 qh2ON>e;
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 ,J{ei7TN
由表13-3查得许用弯曲应力 ， 2m35R&
所以 ;Mpy#yIU.
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 JMz;BAHT
故d=1.04*25.4=26.42mm Gmq/3tw
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 ,;Hu=;
所以此轴选d=40mm,安全 D6G oa(!9d
六、轴承的选择 H+ 0$tHi
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 W034N[9
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N [5MJwRM^!;
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） ZOQTINf
因为大修期三年，可更换一次轴承 (v}>tb*#`
所以取三年 PV/7 7{'
由公式 r;Gi+Ca5
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) (s7;^)}z x
（深沟球轴承系列） R%qGPO5Z\c
[I$ BmGQ
由附表选6207型轴承 6u`)QUmItg
七、键的选择 72Iy^Y[MX
选普通平键A型 |*'cF-lp6v
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 !>e5z|1
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm ,>eMG=C; g
由公式 0 DmMG
所以 weE/TW\e
选变通平键，铸铁键 wm$}Pc h
!2'jrJGc
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 x-AZ %)N9
八、减速器附件的选择 8& 3V#sn'
1、通气器： 3`B6w$z>(
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 *IY*yR6
2、油面指示器： 4)"n
RjGg
选用油标尺，规格M16 "E8zh| m o
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 a(9L,v#?
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 _`_%Y(Xat
5、窥视孔及视孔盖 ALNc'MW!
选用板结构的视孔盖 '`XX
"_k3
九、润滑与密封： o_D?t-XH
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： Jnna$6 G)B
hvuIxqv !y
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 B]Y}Hu
2、滚动轴承的润滑 T: IW%?M
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 1Lg-.-V
3、润滑油的选择 B,K>rCZ/
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 ;z IP,PMM
L-AN15润滑油 @Q^P{
4、密封方式选取： USVqB\#
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 DVK)2La
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 /u0'
6V
设计小结： rfgI$eu
二、课程设计总结 | pmZ.r
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。 `xyw ho%/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。 &s$(g~ 4gC
<YOLx R
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。 #ceaZn|@m
#DN0T' B
特别感谢—程莉老师。 YQpSlCCo
3
%_(H{y_!
参考资料目录 i%g#+Gw
[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； j8 fpj {hp
[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； kH4Ai3#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； Q" t<3-"
[3]《设计手册软件》，网络上下载； Mnz!nWhk
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn B';6r4I-
;Y; qg
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n0=960r/min Y2R \]FrT
n1=320r/min j.i#*tN//
n2=60.0241r/min m ,R Dr
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{
@[ 6,6:h|
&5%dhc4&!&
ow/57P
P0=4Kw npDIX
vMs;>lhtg
P1=3.8Kw o]LRzI
M|[ZpM+
P2=3.6491Kw =1oNZKBP
Pz_NDI
0fs$#j
T0=39.7917Nm T}D<Sc
T1=113.4063Nm ;XC@ =RpX
T2=589.5878Nm Y
e +Ay
_ OaRY ]
MqKye8h9f
C*I(|.i@
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