目 录 $Wb"X=}tl
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 3Yg/-=U(
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 In^$+l%O[
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 Td"f(&Hk&
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 1 ljgq]($
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 6^UeEm jc
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 -b r/
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 [T~O%ly7x&
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 )Hl; 9
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 4wBMBCJ;P
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 e~nmIy
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 }MXZ
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 VJZ
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 )} n`MRDB
7(Y!w8q&^
wdl6dLu
1.拟定传动方案 ,j9 }VnW )
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 S-'iOJ 1]
v=1.1m/s;D=350mm; tY%c -m
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) V0ulIKck
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。 f } eZX
2.选择电动机 [S-NGip
1）电动机类型和结构形式 a|T P 2m
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。 !Edc]rg7
2）电动机容量 ZZzf+F)T
（1）卷筒轴的输出功率Pw e !G
I<
F=2800r/min; jyLpe2 S
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 fLct!H3
(2)电动机输出功率Pd L;E9"7Jo
Pd=Pw/t lj'c0k8
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 /Q})%j1S0
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： b\dBt#mB!
弹性联轴器 1个 aL+k1v[m
t4=0.99; { S4?L8
滚动轴承 2对 "%-HZw%X
t2=0.99; `m@ 06Q
圆柱齿轮闭式 1对 s26:(J
[{
t3=0.97; 7cY_=X-?Y
V带开式传动 1幅 +Rxf~m(pV
t1=0.95; 7PHvsd"]p
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 .2[>SI
t5=0.98; o&fAnpia=
则 UH.M )br
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 lNls8@
故 s e2+X >@>
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 &6r".\; ^
（3）电动机额定功率Ped mNWm p_c,1
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 < yE(p
3）电动机的转速 .nKyB'uV
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， =n i&*&
可选电动机的最小转速 j?[fpN$
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min Y-gjX$qGo
可选电动机的最大转速 ]^/:Xsk$
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min L8/o9N1
同步转速为960r/min nPR_:_^
选定电动机型号为Y132M1－6。 < ;SQ1^N
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 -"<H$
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 9@:H9" w
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 9\R:J" X
>c5Vz^uM{4
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm W>bhSK V%
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 6./h0kD`
u}qfwVX Z
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 -`&4>\o2Lx
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 @ X\S h>H
1）传动装置总传动比 nBWrkVX
nm=960r/min; ^['% wA%
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 "Yq-s$yBi
2）分配各级传动比 Q?I)1][ !"
取V带传动比为 CNM/}|N^Si
i1=3; TM[Z~n(wt
则单级圆柱齿轮减速器比为 +m Mn1&
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 KFCuv15w,3
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 UN_lK<utF
4．计算传动装置的运动和动力参数 D0~ WK
stl
1）各轴转速 Ajs<a(,6
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 )p(5$AR7
n0=nm; "7l p|0 I
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min toX4kmC
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min Bl3G_Ep
T5Sa9\`>
2）各轴输入功率 /n/U)!tp
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 FWq 6e,
P0=Ped=4kw =}Bq"m
轴I 的功率 i8Y l1nF
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw nxA]EFS
轴II功率 MDGcK/$')f
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw &s\$&%|
3）各轴转矩 ](x4q
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm % * oz~,i
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm `P)1RTVx
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm n<"?+bz"<
二、设计带轮 Iwize,J~X
1、计算功率 b+[9) B)a?
P=Ped=4Kw h 34|v=8d
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 z%`Tf&UL
查课本表8－10，得KA=1.1; 42Tjbten_u
计算功率 7iLm_#M
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw +T"kx\<
2选择普通V带型号 jF B q>
n0 =960r/min (|bMtT?"x
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型
P@PZ m
d1=80~100 Ys+Dw-
3、确定带轮基准直径 q 4xB`G
表8－11及推荐标准值 VahR nD
小轮直径 F,11 \j
d1=100mm; % 95:yyH 0
大轮直径 e\%QHoi>u
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm LCyci1\@
取标准件 {iYu
x;(
d2=355mm; v" F.<Q
4、验算带速 one^XYy1%
验算带速 6@]Xwq
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s pyT+ba#
在5~25m/s范围内 LJc
w- >
从动轮转速 }2:bYp YQ
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s 0`h[|FYV
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s d?v#gW
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 B ag2sk
=-0.0141 $Y,,e3R3
5、V带基准长度和中心距 6mep|![6
初定中心距 P>)-uLc~W
中心距的范围 /raM\EyrlP
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm SR*%-JbA
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm bsuUl*l)
a0=350mm; kZU8s'C
初算带长 Wey- nsk
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 pnxjuDN7}x
Lc = 1461.2mm /q uf'CV}
选定基准长度 "f!*%SR:
1
表8-7,表8-8查得 T9t9])
Ld=1600mm; Dr6Br<yi
定中心距 ![7v_l\Q
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm F} H!vh[
a=420mm; Pl}}!<!<z
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm Uf4 QQ `c#
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm HoH3.AY X
6、验算小带轮包角 l
YH={jJ
验算包角 fX[,yc;
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 7Kk rfJqN
145.2107 >120度 故合格 <j ;HRm
7、求V带根数Z +(/XMx}a
由式（13-15）得 \CU xGyu
查得 n1=960r/min , d1=120mm 7KRc^ *pZs
查表13-3 P0=0.95 $C9<{zX
由式13-9得传动比 '8*gJ7]
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 g#9w5Q
查表（13-4）得 Pu/0< Orp7
l]sO[`X
由包角145.21度 u8+ <uWB
查表13-5得Ka=0.92 l >~ :lBO
KL=0.99 AN ^ ,
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 L9Fx
Lw41
8、作用在带上的压力F By3dRiM=,2
查表13-1得q=0.10 ;c p-jY_U
故由13-17得单根V带初拉力 Pk8L- [&v
,=$yvZs4[]
三、轴 :e+GtN?
初做轴直径： K8|6r|x
轴I和轴II选用45#钢 c=110 *n}9_V%
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm j@GMZz<
取d1=28mm 2-j|q6m5
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm "Y (S G
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 aI8wy-3 I
取YL10YLd10联轴器 +bdkqdB9
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 )@R:$l86
取d2=45mm EF "ar
四、齿轮 t$l[ 4
R-
1、齿轮强度 M#<x2ojW
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 \M>AN
Z}
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。 U?$v 1 ||
因 ， F<V
zVEx
SH1=1.1， SH2=1.1 C>T6{$xkC
， YQQ!1 hw
， I=(O,*+PQ
因： ， ，SF=1.3 KOi%zE%
所以
`d
OjCA_&
/3KEX{'@U
c}QQ8'_
2、按齿面接触强度设计 _x UhDu %
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 JiI(?I
小齿轮上的转矩 `Z%XA>
按 计算中心距 X\1D[n:
u=i=5.333 {F@;45)o
mm fi bR :8
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 >W- e0kkH
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 ;A- Ef
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Jc:G7}j6
齿宽b= ^f<f&V
b1=70mm,b2=60mm t8?+yG;
3、验算弯曲强度 _ORW'(:Z
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 Z : Kob
b
按式（11-8）轮齿弯曲强度 P]6pPS
L"}@> &6
b]|7{yMV
4、齿轮圆周速度 TS
UN(_XGW
kY_UY~E
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 ][?GJ"O+U
3_33@MM
e; !<3b
|?g2k:fzB7
C{2 UPG4 x
jBE= Ij
<78> 6u/W%
\ g0
五、轴校核： %H} +'.8
dDm<'30?*v
YO,GZD`-o
Mm/GI a
p n
=S%Qf]
^8MgNVoJ)
VF YJXR{
?^"S%Vb
'fVk1Qj^
bjvi`jyL3k
<?Lj!JGX
~z< ? Wh
4p1{Ady
I F1?/D"<
#vDe/o+=
WrG)&&d
9]7^/g *!
YEZ"BgUnbp
圆周力Ft=2T/d1 0&mz'xra
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 T
7
h C]R
d=mz=2.5*101=252.5mm %*s[s0$c
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N E4{^[=}
Fr=5852.5*tan20=2031.9N #v~5f;[AAs
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 HX=`kkX
由Fr2*L-Fr*L/2=0 -A ffK o
得Fr2=Fr/2=1015.9N Ur@'X-
}2h~ o~
2、求水平平面的支承力 ZAiQofQ:2
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N !D6@ \
|H
|ewVUY
EL +}ab2S
3、画垂直面弯矩图 :_?>3c}L
L=40/2+40/2+90＋10=140mm `Y(/G"]
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm @0)bY*njj
S&QZ "4jq
xUe LX`73
4、画水平面弯矩图 ey Cg *
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm zb 9$
"1l d4/
g!K(xh EO
4 ~Z\tP|Q.
5、求合成弯矩图 c5t?S@b
0&w.QoZY(
lJK U^?4S8
gGZ$} vX
6、求轴传递转矩 r<~1:/F|
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm ,ur_n7+LH
mk0r AN
G_ X'd
^c-1w V` /
Y=Bk;%yT=
X#p E!mT
0 _%u(?
] ^.#d
7[8PSoo
g E:qMs;
g8B@M*JA
3 UBG?%!$f
;up89a-,9
)TP7gLv=b
:.Np7[~{
{E!$<A9
P/0 n)
Q
L.erP*
w
v+Ooihxl
\]o#tYN\a0
nC2A&n &>
7、求危险截面的当量弯矩 4Kx;F
9!%~
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 ~KCOCtiD
轴的扭切应力是脉动循环应力 U*,5t81
取折合系数a=0.6代入上式可得 &
XcY|y=W
0h$23.
8、计算危险截面处轴的直径 X_"TG;*$
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 Nno*X9>~
由表13-3查得许用弯曲应力 ， L%N|8P[
所以 &grT}
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 Q7f\ 5QjT
故d=1.04*25.4=26.42mm ,AWN *O S
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 {6A3?q
所以此轴选d=40mm,安全 347p2sK>
六、轴承的选择 Z9TG/C,eo
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 {3!v<CY'
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N qifX7A XHr
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） R XLD5$s^
因为大修期三年，可更换一次轴承 s8eFEi
所以取三年 nKuf Ve
由公式 p]IF=~b
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) vB KBMnSd
（深沟球轴承系列） mmEr2\L
vMDV%E S1t
由附表选6207型轴承 vJ }^ p }
七、键的选择 jsc1 B
选普通平键A型 I=|b 3-
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 le X&py
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm yp_:] R E
由公式 Bo_Ivhe[m
所以 _KC()OIeC
选变通平键，铸铁键 ti3T ?_
kC0F@'D
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 (w nkdI{
八、减速器附件的选择 hH|3 s-o
1、通气器： GR Rv0M
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 -dZ7;n5&_
2、油面指示器： "\)j=MI8u+
选用油标尺，规格M16 s9@/(_
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 6Jrh'6 o@
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 BUuNI_?M#5
5、窥视孔及视孔盖 q:+,'&<D
选用板结构的视孔盖 'eZ U NX
九、润滑与密封： V8 }yK$4b
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： |fO Qm
iE!\) 7y
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。 v :nm#P%P
2、滚动轴承的润滑 uL\ B[<:
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。 8:|F'{<<b
3、润滑油的选择 vzd1:'^t
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 D:/^TEib
L-AN15润滑油 S{7A3
x'B
4、密封方式选取： (Xi?Y/
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。 xJ:15eDC
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 C%9;~S
设计小结： %l( qyH)*
二、课程设计总结 -O:+?gG
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。 mADq_` j
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。 4
>at# Zc
J 6D?$
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。 b*\K I
Lo 5itW
特别感谢—程莉老师。 '%vb&a!.6
{m.l{<H
参考资料目录 c,:xm=&
[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； waz)jEk
[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； q ;3.pR w(
[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； p'M5]G
[3]《设计手册软件》，网络上下载； R'`q0MoN1
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn
0GK<l
dgh )Rfp3
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Pd = 3.5150 qK NX^n ;
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T1=113.4063Nm ),`MAevp
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