目 录
< Nw?9P
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 a{8GT2h`4
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 hyBS S,I
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 yy>4`_
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 {66vdAu&h<
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 H ,?MG
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 &{
f5F7E@
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 XkNi 'GJf
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13
']dTW#i
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 8+!$k!=X
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 }8FP5Z'Cf%
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 I m
Tq`
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 S1=c_!q%9
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 x7/2e{p
uu
# ._! .P
dk.da&P
1.拟定传动方案 9XoKOR(
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 [&39Yv.k,7
v=1.1m/s;D=350mm; 8"4`W~ 3
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) `` Nj Nd
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。 xE 9s=}
2.选择电动机 2z-&Ya Qu
1）电动机类型和结构形式 0 @ ,@
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。 0J_ x*k 6
2）电动机容量 {6KU.'#iF
（1）卷筒轴的输出功率Pw s_kI\w4(x1
F=2800r/min; -Rf|p(SJ,E
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 ]]]7"a
(2)电动机输出功率Pd ~\Yn ih
Pd=Pw/t # AY+[+
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 !k[ zUti
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： rkzhN59;
弹性联轴器 1个 8C YJR/
t4=0.99; q=EQ DHmh
滚动轴承 2对 ~#-`Qh
t2=0.99; -OziUM1qs
圆柱齿轮闭式 1对 u&g} !Smc8
t3=0.97; Ge
@d"
V带开式传动 1幅 !"1bV
[^
t1=0.95; m4 %m0"Z
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 AUN Tc3
t5=0.98; Jv7M[SJ#x
则 Rc6Rk!^
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 =N3~2=g~A
故 `&+ L /
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 co*5NM^
（3）电动机额定功率Ped ,= PDL
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 'fgDe
3）电动机的转速 %k2zsM
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， iff U}ce
可选电动机的最小转速 A8A+ImwO"
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min q6,xsO,+
可选电动机的最大转速 PzF)Vg
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min M0]fh 5O
同步转速为960r/min %ZxKN ;
选定电动机型号为Y132M1－6。 w68qyG|wM
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 ?Jma^ S
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 x^;n fqn|
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 o3`Z@-.G
N1SR nJu<f
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm w"Z >F]YZ
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 7eq;dNB@gq
A+dY~@*a
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 \myc n/e
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 C= Zuy^
1）传动装置总传动比 & v`kyc
nm=960r/min; : Z.mM5
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 y"]> Rr
2）分配各级传动比 n^A=ar.
取V带传动比为 .)o5o7H
i1=3; SnXLjJe
则单级圆柱齿轮减速器比为 !K@y B)9
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 |n~v_V2.0
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。 >B9rr0 d0
4．计算传动装置的运动和动力参数 w gufk {:
1）各轴转速 =GpLlJ`-
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 .5T7O_%FP
n0=nm; O8lOr(|l
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min %? g]{
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min K}zw%!ex
`ybZE+S.
2）各轴输入功率 68d @By
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 O-|3k$'\z
P0=Ped=4kw :Rq D0>1
轴I 的功率 2<'gX>TW
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw q8p 'bibY
轴II功率 =];FojC6I
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw h0gT/x
3）各轴转矩 Fl
O%O D
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm NfSe(rd
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm XYn$yR\dj
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm
$SDx)
'!
二、设计带轮 a(
qw
1、计算功率 ?@XO*|xkSk
P=Ped=4Kw 6yR7RF}
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 Oll\T GXP!
查课本表8－10，得KA=1.1; v14[G@V~\
计算功率 bv ] ZUF0
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw cEN^H
2选择普通V带型号 I 7TMv.
n0 =960r/min Rbl(oj#
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 9*x9sfCv9
d1=80~100 =*'` \}];"
3、确定带轮基准直径 abK/!m[q
表8－11及推荐标准值 ePF9Vzq
小轮直径 -8TLn l~[
d1=100mm; )oNomsn
大轮直径 |ST& ,a$(
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm M5q7`
}>G
取标准件 w?R 6$n`
d2=355mm; g,1\Gj%y
4、验算带速 9:m+mpL=9
验算带速 W[vak F
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 1]qhQd-u
在5~25m/s范围内 3Y8%5/D5
从动轮转速 f{vnZ|WD
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s d2(n3Xf
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 4v{gc/g
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 "kL5HD]TC
=-0.0141 L h0<A%
5、V带基准长度和中心距 :jhJp m1Xq
初定中心距 7<)
.luV
中心距的范围 S5XFYQ
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm $DQMN
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm Xh{EItk~oO
a0=350mm; mbd@4u
初算带长 4[(P>`Unx
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 s5[ Cr"q7B
Lc = 1461.2mm } o=g )
选定基准长度 ?>w%Lg{L}
表8-7,表8-8查得 Y/4B*>kl
Ld=1600mm; <? I~ +
定中心距 TN0d fba[
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm A /o=a#
a=420mm; #-{4 Jx
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm y)=Xo7j
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm _qGkTiP
6、验算小带轮包角 u=4tW:W,
验算包角 m*(8I=]q
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a e06r5%|.%
145.2107 >120度 故合格 U>{z*D
7、求V带根数Z t[X'OK0W%3
由式（13-15）得 Bp b _y;E
查得 n1=960r/min , d1=120mm GB{%4)%6
查表13-3 P0=0.95 ~< k'{
由式13-9得传动比 @NNN&%
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 [ WB8X,
查表（13-4）得 ) Z]8 SED
:*\JJ w
由包角145.21度 |i|>-|`!
查表13-5得Ka=0.92 (l lg !1
KL=0.99 :lcoS J
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 BK -{z).)
8、作用在带上的压力F JWEqy+,Fjw
查表13-1得q=0.10 WyO10yvR
故由13-17得单根V带初拉力 `M|fwlA JQ
T]0qd^\4w
三、轴 iptzVr#b[
初做轴直径： p! Hpq W
轴I和轴II选用45#钢 c=110 5Zh
/D0!|
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm ;]'mx
取d1=28mm BCFvqhF7s
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm 9V\5`QXu
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表 QV" |
取YL10YLd10联轴器 0Pbv7 )=XL
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 xC{ W_a(
取d2=45mm @C?RbTHy
四、齿轮 ?*J v&f#
1、齿轮强度 Es)Kw3^a
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 Z~v.!j0
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。 g"F vD_
因 ， sN;xHT Y
SH1=1.1， SH2=1.1 HD$W\P
， A5z5e#
,u
， P)Sw`^d
因： ， ，SF=1.3 CGPPo;Rj K
所以 eAPGy-
'(~+
\
JZ9w!)U
2、按齿面接触强度设计 s_u@8e 6_
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 LKTIwb>
小齿轮上的转矩 cbNrto9
按 计算中心距 V) C4 sG
u=i=5.333 YGNO]Q~A
mm l(*`,-pv:
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 6"z:s-V
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 [>v.#:YM^
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm vDqmD{%4N
齿宽b= +A O(e
b1=70mm,b2=60mm 0)+F}SyyD
3、验算弯曲强度 )} tI8
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 $O?&!8);,
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ;3 O0O
]haZ T\
4uwI=U UB
4、齿轮圆周速度 COZ<^*=A#p
o^}K]ML!t
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 !T!U@e=u
j!F5gP-l
+ 7.\>Ucq`
lmf vT}$B
Il `35~a
~ep-XO
A_i=hj 2f
f,9 /Yg_
五、轴校核： [RoOc)u
I x k L]
[vrM,?X
OWx-I\:
3MH9%*w'0
LhKaqR{
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ark~#<SqAr
F0(P 2j
H,u {zU')
x- 1RmL_%
~4fUaMT
#ue WU
0%&ZR=y(G
U[,."w]T
> mk>VM
])`w_y(>
~.7/o0'+
圆周力Ft=2T/d1 e ?sMOBPlv
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 lJb1{\|.,
d=mz=2.5*101=252.5mm @cRR
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N v#c'p^ T
Fr=5852.5*tan20=2031.9N {% Cb0Zh
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 zZp0g^;.?
由Fr2*L-Fr*L/2=0 79`OB##
得Fr2=Fr/2=1015.9N !LJE o> D
/Z^"[Ke
2、求水平平面的支承力 ut
j7"{'k|
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N Cw$ 0XyO
VW&EdrR,S
\no6]xN ;
3、画垂直面弯矩图 }$%j} F{
L=40/2+40/2+90＋10=140mm M$YU_RPl+
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm lDsT?yHS`Z
C-)mP- |8
h @AKfE!\~
4、画水平面弯矩图 ; YN`E
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm zbY2gq@?
3V uoDmG
#z6[ 8B
aW= c.Q.
5、求合成弯矩图 )+7|_7
!x
X<8?>#
WoV"&9y
r +:]lO
6、求轴传递转矩 {=I:K|&
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm I%(YR"
e 'I/}J
WwUhwY1o!L
0Wkk$0h9
6C' W
|qs8(
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k I?+\k\V`
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_ sqj~|K
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!MX n&&e1
6b2Z}B
`' .;U=mF
'GI|
t
o;TS69|D
_lG|t6 y
7、求危险截面的当量弯矩 '\O[j*h^.
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 a `e'HQ
轴的扭切应力是脉动循环应力 I1 pnF61U
取折合系数a=0.6代入上式可得 K /iFB
Rtu"#XcBw+
8、计算危险截面处轴的直径 _`I}"`2H
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 X L3m#zW&
由表13-3查得许用弯曲应力 ， KS'n$
所以 Ct][B{
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 9])Id;+91
故d=1.04*25.4=26.42mm S,Z~-j
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 B[ .$<$}G
所以此轴选d=40mm,安全 "4IrW6B $9
六、轴承的选择 .C\2f+(U
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 J@o_-\@
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N `# U<'$
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） b>-h4{B[
因为大修期三年，可更换一次轴承 (#?O3z1@"
所以取三年 `w&?SXFO8
由公式 Bs `mzA54
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) 9^u}~e
#(
（深沟球轴承系列） o|$r;<o3R
[u wn\-
由附表选6207型轴承 O _ C<h
七、键的选择 Ay 7PU
选普通平键A型 ^g |j4N
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 *knN?`(x
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 7Ll? #eun
由公式 - {}(U
所以 j8oX9
Yo0=
选变通平键，铸铁键 ~47 0LgpO1
H u9nJ
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 /lC,5y
八、减速器附件的选择 ?)ct@,Ek$
1、通气器： 2n+ud ?|l
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 3:O| p[2)L
2、油面指示器： 2$o#b .
选用油标尺，规格M16 G4U0|^(h
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 u/<ZGW(&s(
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 x<`^4|<
5、窥视孔及视孔盖 {qGX v@
I6
选用板结构的视孔盖 *
V7bALY
九、润滑与密封： {Q>4zepN!
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： o|u4C { j
&zd@cr 1
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。 ^W(ue]j }o
2、滚动轴承的润滑 LF `] =.Q
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 <ne?;P1L
3、润滑油的选择 ,SPgop'
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 *s#6e}
L-AN15润滑油 3ZC@q
#R
A
4、密封方式选取： -Bq]E,Xf)
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 # > I _
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 u$CN$ynS
设计小结： M @l |n
二、课程设计总结 W\($LD"X
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 UD8e,/
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 *o5 [P\'6
#D#kw*c
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 '%ByFZ zi
s$zm)y5
特别感谢—程莉老师。 \03<dUA6
Z
t4q=
Lr
参考资料目录 <2oMk#Ng^
[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； [MQ* =*
[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； [NJ2rQ /w7
[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； skXzck
[3]《设计手册软件》，网络上下载； >Tjl?CS
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn 1;KJUf[N
*|j4>W\J
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