目 录 W= PDOzB>K
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 d ID] {
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 I-&/]<5y
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 Ff%m.A8d,4
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 < P$b$fh/
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 e Hd{'J<
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 q>!T*BQ
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 7q$9\RR5
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 SJIJV6}H
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 A3!NEFBK
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 N~Ax78T X
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 C'*1 w
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 S7~yRIjB
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 ra$_#HY
%Xkynso~
\`|,wLgH
1.拟定传动方案 L$l o5
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 ls 'QfJm
v=1.1m/s;D=350mm; }yS"C fM
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) LTBqXh
一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25。 ag [ yM
2.选择电动机 0`,a@Q4
1）电动机类型和结构形式 _aa3Qw x
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 'Kp|\T r
2）电动机容量 {lx^57v
（1）卷筒轴的输出功率Pw 3P I{ LU
F=2800r/min; AkT_ZU>
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 mbJ#-^}V
(2)电动机输出功率Pd EC?!%iO`
Pd=Pw/t ,i,f1XJ|
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 {#Mz4s`M
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： b3y@!_'c
弹性联轴器 1个 aHwrF kn
t4=0.99; EQu M|4$ix
滚动轴承 2对 c1jgBt y
t2=0.99; A%%WPBk{O
圆柱齿轮闭式 1对 0Oe@0L%^3"
t3=0.97; :N%]<Mq
V带开式传动 1幅 *hFT,1WE=+
t1=0.95; ) CihqsA2
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 j.AAY ?L
t5=0.98; !3?HpR/nV
则 @Je{ ;1
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 `4(k ?Pk2
故 u=R F6V|
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 A!goR-J]
（3）电动机额定功率Ped k Af2g
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 A5Y z|
3）电动机的转速 ~H)b vN ^
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， & 7JCPw
可选电动机的最小转速 o D:?fs]
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min zcP_-q]1
可选电动机的最大转速 /R 2:Js
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min 0alm/or
同步转速为960r/min z9'ME
选定电动机型号为Y132M1－6。 DoN bCVZ
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 /_aFQ>.4n
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 kCLz@9>FQ
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 trtI^^/%
q\[f$==p
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm |HhUU1 !
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 4^ $
YM/GSSq
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 2c_#q1/Z/
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 %j{gZTz-
1）传动装置总传动比 QJ-6aB
nm=960r/min; yA
\C3r'
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 |SQ5 Sb
2）分配各级传动比 8b[ ^6]rM
取V带传动比为 Y!Wz7
C
i1=3; >z.o?F
则单级圆柱齿轮减速器比为 mp+
%@n.;
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 89k9#i 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。 Qpe&_.&RE
4．计算传动装置的运动和动力参数 Fp'k{
1）各轴转速 m}'kxZTOm
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 NoV)}fX$X8
n0=nm; t+|c)"\5h
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 5BN!uUk m+
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ~(~fuDT~O
)F8G q,
2）各轴输入功率 N3!x7J7A
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 b$l@Z&[]
P0=Ped=4kw W}5 0E.\#
轴I 的功率 ;*{y!pgb
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw =EA*h _"q9
轴II功率 Q"h/o"-h
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw KnaQhZ
3）各轴转矩 \25 Rq/&w
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm PmZ -H>
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm e23}' qb
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm d3v5^5kU
二、设计带轮 a^ hDxeG
1、计算功率 R^.E";/h
P=Ped=4Kw P:eY>~m< ;
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 (C
dx7v2Nh
查课本表8－10，得KA=1.1; fI9 T zpV
计算功率 ] ?w hx &+
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw J!b
v17H"
2选择普通V带型号 LmE%`qNg
n0 =960r/min kTZ`RW&0
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 2I(b ad
d1=80~100 `O4Ysk72x9
3、确定带轮基准直径 q,w8ca 4~y
表8－11及推荐标准值 L 1iA
^ x
小轮直径 .aTu]i3l_
d1=100mm; sOQF_X(.x
大轮直径 29p`G1n
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm fG_.&!P
取标准件 Z.TYi~d/9D
d2=355mm; VSns_>o
4、验算带速 E:'TZ4Z
验算带速 "5:^aC]
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s tl5}#uJ
在5~25m/s范围内 W?i s8r:
从动轮转速 Zt;3HY=y
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s H&Jp,<\x
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s |&!04~s;E
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 H?A&P4nZ
=-0.0141 m? wPZ^u
5、V带基准长度和中心距 [l"|x75-
初定中心距 euO!vLd X
中心距的范围 tgeX~.
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm XL
SYE
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm n~`1KC4
a0=350mm; 6jS:_[ p
初算带长 4I&e_b< 30
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 YK Cd:^u
Lc = 1461.2mm }C6RgE.6<
选定基准长度 9 *` (*>S
表8-7,表8-8查得 x$p_m W C
Ld=1600mm;
NW$_w
定中心距 d#l z^Ls2
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm z _A]mJ
a=420mm; (tY 0 /s
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm _d<xxF^q
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm W.67};',
6、验算小带轮包角 Xo, }S\wcn
验算包角 J%9)&a W
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a <d`ksZ+
145.2107 >120度 故合格 a8Va3Y
7、求V带根数Z S8_ >Lw
由式（13-15）得 w6cW7}ZD,
查得 n1=960r/min , d1=120mm LN!e_b
查表13-3 P0=0.95 V$OZC;4
由式13-9得传动比 >5%;NI5
G
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 Pjvzefp
查表（13-4）得 }4dbS ;C<
OQ=0>;>
由包角145.21度 ZUg ~8VVe
查表13-5得Ka=0.92 mBtXa|PJ
KL=0.99 igGg[I1?
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 IGKtugU%
8、作用在带上的压力F He1hgJ)N
查表13-1得q=0.10 <meQ
故由13-17得单根V带初拉力 t 5M"M{V
Kn#CIFbBN
三、轴 *h V$\CLT.
初做轴直径： cOa){&u
轴I和轴II选用45#钢 c=110 *mVQN1
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm mD"[z}r)
取d1=28mm ]iq2_{q
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm C{<dzooz
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 wRj||yay#-
取YL10YLd10联轴器 fvNj5 Vq:
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 3!*qB-d
取d2=45mm s~t ZN
四、齿轮 Kt*kARN?
1、齿轮强度 `z!6zo2d
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 ~:xR0dqx
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。 k;~*8i=%,\
因 ， 5\jzIB _?
SH1=1.1， SH2=1.1 c`agrS:P
， o+% ($p
， n5 z";:p
因： ， ，SF=1.3 wpK[;
所以 xO0}A1t
Wd
!;U;5 e=0
y8O z4|
2、按齿面接触强度设计 \<kQ::o1y
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 #DkdFy
%`
小齿轮上的转矩 =}OcMM`f
按 计算中心距 UPGS/Xs]1
u=i=5.333 :\cid]y3
mm + :;6kyM6X
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 h~-cnAMt
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 r=Od%
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm ,b,t^xX>)
齿宽b= z: )z]6
b1=70mm,b2=60mm
*Q!I^]CR
3、验算弯曲强度 n h&[e
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 T;1aL4w"
按式（11-8）轮齿弯曲强度 {D`_q|
=`/GB T$
nPg,(8 Tt
4、齿轮圆周速度 1{$=N 2U
iM +p{ /bN
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 8umW>
WJBwo%J
HbMD5(
>goG\y
q !whWA
|TRl >1rv
flS_rY5
4cZlQ3OE.
五、轴校核： @tVl8]y
VdE$ ig@
G`R_kg9$
JVq`v#8
m =qyPY
QB6.
o6
%Zi}sm1t
[9 ,34/i
N51WY7
9YV r9BM'K
7f\/cS^
~NZ}@J{00_
2O
"
~ k
gjc[\"0a5h
1pZ[r M'}
(/gMtIw
(F'?c1
*#c^.4$'
圆周力Ft=2T/d1 Qo])A6$IU
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 :Nl.< 6+
d=mz=2.5*101=252.5mm eGi|S'L'
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N G ;
Fr=5852.5*tan20=2031.9N FcmL 4^s.`
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 "xp>Vj
由Fr2*L-Fr*L/2=0 *FC26_pH
得Fr2=Fr/2=1015.9N v0,&wdi
3 y] rhB
2、求水平平面的支承力 Yy4l -} "
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 2br~Vn0N
7!('+x(>
4<y|SI!
3、画垂直面弯矩图 "-A@d&5.
L=40/2+40/2+90＋10=140mm &WHK|bl
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm 6M X4h
5gH'CzU?
L0>w|LpRc
4、画水平面弯矩图 (m& ''yaH
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm }W$}blbp
_VI3b$
n%I 9l]
'^~3 8=FA
5、求合成弯矩图 d{~Qd|<rr
AW/) R"+
uW^ W/S%'
q($fl7}Y
6、求轴传递转矩 ">rt *?^
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm egy# 8U)Z
i*ji
MRL, #+VxA
l$eKV(CZ4
Z=CY6Zu 7
<nE |Y@S
R; Gf3K
ljRR{HOl
6v9A7g;4.
FAP1Bm
i=8){G X4
]z_C7Y"4BR
L}5IX)#gH
w-(^w9_e
|?
l6S
6
&)fZt
-(YdK8
6
w:@i_2^
8ncgTCH:
:i_k A'dl&
L?( %
*
7、求危险截面的当量弯矩 +: oD?h
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 H<6/i@ly
轴的扭切应力是脉动循环应力 (" +/ :
取折合系数a=0.6代入上式可得 Ug|o ($CY
Y8yRQ z u
8、计算危险截面处轴的直径 c( <,qWH
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 wh<s#q`
由表13-3查得许用弯曲应力 ， JV#)?/a$z
所以 f C4 D#
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 _,2P4
故d=1.04*25.4=26.42mm
iEf 6oM
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 "wPFQXU
所以此轴选d=40mm,安全 6T_Mk0Sf+
六、轴承的选择 >cPB:kD'
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 zaVDe9B,7
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N Ngn Ho\)
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） 5M{ DJ/q
因为大修期三年，可更换一次轴承 d&p]O
所以取三年 AE)<ee%\\
由公式 X]Emz"
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) A 2b
C5lA
（深沟球轴承系列） OT9\K_
"b!QE2bRO
由附表选6207型轴承 IA|V^Wmt;
七、键的选择 +_?;%PKkuF
选普通平键A型 8E /]k\
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 9Osjh G
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm A`7uw|uO$
由公式 ZbYwuyHk(3
所以 '!!w|k d
选变通平键，铸铁键 !b*lL#s,Y
Dsq sMlB{
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 AjaG .fa]k
八、减速器附件的选择 }(-R`.e;
1、通气器： | zj$p~
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 :eI .E:/'
2、油面指示器： A==P?,RG
选用油标尺，规格M16 HB\y [:E
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 nD.4c-hd$q
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5
Nora<
5、窥视孔及视孔盖 A5Yfm.Jy
选用板结构的视孔盖 |nXs'TO'O
九、润滑与密封： 'oHtg
@
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： =4y ME
[e ;K$
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。 p[&'*"o!/
2、滚动轴承的润滑 DI9x] CR
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。 ro6peUL*2`
3、润滑油的选择 br <,?
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 8:-[wl/@
L-AN15润滑油 mN_RB{g{
4、密封方式选取： ;04doub
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。
F[115/
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 !3 $Ph
设计小结： >va#PFHA
二、课程设计总结 sju. `f>-r
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 +K;(H']Z<-
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 MH`f!%c
kfg9l?R$I<
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。 v l2!2 X
D^ I%tn=F
特别感谢—程莉老师。 {Aj}s3v
lz faW-n u
参考资料目录 ]U! ?{~
[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； 6jiVz%`=Z
[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； U=QV^I Qm
[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； l^%Ez?-:s
[3]《设计手册软件》，网络上下载； e Fp4MD8?
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn w 8 kp6_i'
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T1=113.4063Nm '/F%
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T2=589.5878Nm %~I%*=o[
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