目 录 Vi]D](^!
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 a r{Yq
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 2)G ZU
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 371E S4
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 a-7nA
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 Od"-w<'
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 m^`X|xK-
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 pt=[XhxC(>
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 NKd):>d%
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 RgEU TpX
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 uH`ds+Hp
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 kG%<5Q H
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 ] TGJ|X
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17 }L@YLnc%
bju0l[;=
]RxNSr0e
1.拟定传动方案 ,u $$w
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 &%^[2^H8"
v=1.1m/s;D=350mm; L/V3sSt
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) e& E*$G@.7
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。 qlSMg;"Ghw
2.选择电动机
i2y?CI
1）电动机类型和结构形式 e7<~[> g)
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。 :5;[Rg5
2
2）电动机容量 9 ) wjVk
（1）卷筒轴的输出功率Pw 2PRGwK/
F=2800r/min; Z$2mVRS`c
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 SJw0y[IL6(
(2)电动机输出功率Pd MECR0S9
Pd=Pw/t fz<Y9h=
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 m"u 9AOH k
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： jk) U~KGcg
弹性联轴器 1个 5-n N8qs
t4=0.99; |
YvO$4=s
滚动轴承 2对 GJ!u sv u
t2=0.99; H.'_NCF&;L
圆柱齿轮闭式 1对 Rb#?c+&#
t3=0.97; W& G DE
V带开式传动 1幅 I_v]^>Xw
t1=0.95; =_=jXWOQv
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 >4bOM@[]
t5=0.98; 6? 2/b`k
则 ;0 @"1`
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 \}Hk`n)Aq
故 2_U H, n
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 UT"L5{c
（3）电动机额定功率Ped I9B B<~4o
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 hX_;gR&R
3）电动机的转速 2N `Vx3
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， Ro?yCy:L'
可选电动机的最小转速 $yRbo '-
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min |)1"*` z
可选电动机的最大转速 i9w xP i
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min , X+0 71.(
同步转速为960r/min /ZX8gR5x
选定电动机型号为Y132M1－6。 JWM/np6
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 O`H[,+v m[
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 :x= ZvAvo
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 bSBI[S
% kKtPrT
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm B-JgXW.\0
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 wHdq :,0-!
bMf +/n
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 4{*K%pv\
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 6$2)m;| XY
1）传动装置总传动比 ykM(`
1` m
nm=960r/min; 0G;RMR ':5
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 Yr!<O&=
2）分配各级传动比 luAhyEp
取V带传动比为 K@%. T#
i1=3; %5jxq9: K
则单级圆柱齿轮减速器比为 C'kd>LAGu
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 aZ#c_Q#gZ
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 0p:n'P
4．计算传动装置的运动和动力参数 2= u5N[*
1）各轴转速 hNS V}~h
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 mLKwk6I
n0=nm; qky{]qNW
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min 9
bGN5.5
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min D6c4tA^EO
mbSJ}3c"
2）各轴输入功率 :@ 19,.L
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 O" n /.`
P0=Ped=4kw ?5"~V^L3
轴I 的功率 AgO:"'c
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw TE^BfAw@
轴II功率 <eb> / D
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw MZ 6?s(mkx
3）各轴转矩 W RL &tz
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm ZN',=&;n'
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm T<?JL.8 g_
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm h,0mJj-ma
二、设计带轮 (H0nO7Bk
1、计算功率 v6TH-
P=Ped=4Kw .,<-lMC+
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 M*{ E K
查课本表8－10，得KA=1.1; ?,TON5Fl-
计算功率 Yc+ /="&z
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw _D[vMr[
2选择普通V带型号 / IAK'/
n0 =960r/min eB^:+h#A_
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 =A GsW
d1=80~100 Z Oyq{w!2
3、确定带轮基准直径 }=az6cLE2
表8－11及推荐标准值 jvCk+n[
小轮直径 , z<\ Z!+=
d1=100mm; q?e97 a
大轮直径 ]7fqVOi Ou
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm rG}o!I`z
取标准件 ^1Y0JQ
d2=355mm; ^+Ec}+ Q
4、验算带速 gNo.&G [
验算带速 C$-I DBXK
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s [D^KM|I%+
在5~25m/s范围内 X+
h|sy
从动轮转速 DU|0#z=*t5
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s iK s/8n
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 9^c\$"2B
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 + }J2\!Jw
=-0.0141 N? ky2wG
5、V带基准长度和中心距 G<Z|NT
初定中心距 vB#&XK.aW
中心距的范围 m+s^K{k}
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm tHJ#2X#Y.
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm U;LbP -{B
a0=350mm; 2~K.m@U}!Z
初算带长 *U)!9 DvA
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 ~NMal]Fwx
Lc = 1461.2mm #,0%g 1
选定基准长度 Wm7Dy7#l
表8-7,表8-8查得 uy9k^4Cqa
Ld=1600mm; mflH &Bx9
定中心距 ry/AF
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm W]4Gs;
a=420mm; HUfH/x3zj]
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm n [[rI0]g
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 6 dt]$
6、验算小带轮包角 w q% 4'(
验算包角 fj[B,ua
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a x%jJvwb^|
145.2107 >120度 故合格 \8'fy\
7、求V带根数Z )ZEUD] X
由式（13-15）得 |nk&ir6
查得 n1=960r/min , d1=120mm Bq#?g@V
查表13-3 P0=0.95 QyuSle
由式13-9得传动比 $21+6
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 X@*$3z#Z
查表（13-4）得 S ])Ap'E
k^}8=,j}
由包角145.21度 pE[ul
查表13-5得Ka=0.92 c8v+eyn
KL=0.99 ?H#]+SpOcv
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 !i&^H,
8、作用在带上的压力F lUJ/ nG0l
查表13-1得q=0.10 [k ZvBd
故由13-17得单根V带初拉力 )Fe-C
]s ?BwLU 6
三、轴 %K@D{ )r_^
初做轴直径： ;\ DXRKR
轴I和轴II选用45#钢 c=110 co r?#
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm h3$.`
>l
取d1=28mm A% 9TS/-p
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm j{ ?,nJdQ
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 p6$ QTx
取YL10YLd10联轴器 O['gp~P"
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 6.kX~$ K
取d2=45mm Iw(deD
四、齿轮 dq%7A=-
1、齿轮强度 #/Y t4n
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 *z!!zRh3x
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。 9&q<6TZ z
因 ， ,F`:4=H %
SH1=1.1， SH2=1.1 6q RZ#MC
， 8zS't2
u
， zM%I Lv4
因： ， ，SF=1.3 ,i lVt
所以 U$@p"F@P
3P-qLbJ
!2s<
v
2、按齿面接触强度设计 =/&ob%J)9]
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 b*S :wfw
小齿轮上的转矩 -h%;L5oJ2,
按 计算中心距 3
[: x#r
u=i=5.333 >Ip>x!wi
mm AmNmhcN
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 cobq+Iyu
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 3U9]&7^
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm Z;M]^?
齿宽b= r+-KrO'
b1=70mm,b2=60mm ] S<y,d-
3、验算弯曲强度 ( >zXapb2
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 4vq,W_n.hQ
按式（11-8）轮齿弯曲强度 s,XKl5'+8e
- } \g[|
w-*$gk]
4、齿轮圆周速度 >H?l[*9
Sh(
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 u;18s-NY
;|Id g"2
[0U!Y/?6lA
M/C7<?&
g q~>S1
- ?_aYJ
OQ;'Xo
0Aw.aQ~E8i
五、轴校核： 2j&-3W$^
L!s/0kBg
_\waA^ F
9AK<<Mge.
z6 2gF|Uj
]BGWJ A5
/{Ks i+q
p t .0%3
DP **pf%j
hn\<'|n
n=!]!'h\:
sJo]$/?F
y33+^
U?97yc\$
%tEjf
3
roT$dL
P)w
;Nf5,D.D
S'm&Ll2i@
圆周力Ft=2T/d1 G&$+8 r
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角 Q/&H 3N
d=mz=2.5*101=252.5mm Y^$^ B,
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N ZLw7-H6Fh
Fr=5852.5*tan20=2031.9N 1CK}XLdr
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 EEFM1asJf
由Fr2*L-Fr*L/2=0 t :NTk(
得Fr2=Fr/2=1015.9N gp'9Pf;\[
OEmz`JJ67
2、求水平平面的支承力 #ky]@v yO
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N fWie fv[&
TD:NL4dm
AB<|iJC
3、画垂直面弯矩图 !dQG 5v
L=40/2+40/2+90＋10=140mm =c>2d. ^l
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm ;/?M &rX
O|j (CaF
))f%3_H
4、画水平面弯矩图 1M+o7HO.mG
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm %&m/e?@%I
C5oslP/@
N"Y)
(#x <qi,T
5、求合成弯矩图 ({JXv
|hms'n0
ParOWs~W/
Tbv", b
6、求轴传递转矩 1xN6V-qk
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm 6\>S%S2:
K P{|xQ>
iq'hel
}= OI (Wy
w@w(AFV9/
xG:eS:iT
PqV9k,5f
(
H CB\!g
eF+:w:\h
^Xv_y+
:xOne<@
QHOA__?
.^6;_s>FN
c'M#va
(T;4'c
'z$ BgXh\
(IdXJvKU!
/@Qg'Q#
4qMqA T
al>^ }:
uY j E)"
7、求危险截面的当量弯矩 DM
{r<?V
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 p!qV!:
轴的扭切应力是脉动循环应力 gc``z9@Xg
取折合系数a=0.6代入上式可得 `x=W)o
}
"f^s *I
8、计算危险截面处轴的直径 K.3)m]dCl
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 $HVus=D"
由表13-3查得许用弯曲应力 ， TG4?"0`I5
所以 {
FVLH:{U^
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 > YP6/w,e
故d=1.04*25.4=26.42mm Hy4c{Ij
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 b=nQi./f
所以此轴选d=40mm,安全 6mcxp+lm|
六、轴承的选择 W/03L, 1
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 =! }n .
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N h'*>\eC6
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） _$s ;QI]x
因为大修期三年，可更换一次轴承 (
R2432R}J
所以取三年 /^_~NF#
由公式 5G5P#< Vv
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) /.PjHTM<
（深沟球轴承系列） .|>zQ(7YC
dkTewT6'
由附表选6207型轴承
z&fXxp
七、键的选择 }dnO7K
选普通平键A型 B~S"1EE[
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 ) 0p9I0=
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm fL^+ Qb}
由公式 z1wJ-l
所以 3FWl_d~uD
选变通平键，铸铁键 0
#*M'C#
b.=bgRV2{x
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 " S8JHHx
八、减速器附件的选择 06hzCWm#
1、通气器： F_28q15~:
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 | %E\?-TK
2、油面指示器： sK1YmB :~a
选用油标尺，规格M16 bbG Sh|u+P
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 ,&+"|,m
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 :{#%_^}k
5、窥视孔及视孔盖 |>w>}w`~
选用板结构的视孔盖
pwj ?
九、润滑与密封：
t9zPUR
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： 1oD1ia#
RM^3Snd=V
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。 +|Tz< \.C
2、滚动轴承的润滑 .I~#o$6
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。 Cs2hi,s
3、润滑油的选择 >j5,Z]
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用 &G#LQl
L-AN15润滑油 CcF$?07 i
4、密封方式选取： &b!L $@6
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 U`{'-L.
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 r'!HWR
设计小结： WCa>~dF>
二、课程设计总结 {_#~&I Q
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD 方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。 X<pg^Y0
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道 ，对于各种线宽度，没有实际的概念。再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。 o+9b%I^1V
ixK& E#
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。 h$F.(N IYe
RQaB _bg7
特别感谢—程莉老师。 jO` b&]0
2Fi ~GY_
参考资料目录 (#|CL/ &
[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； [73 \jT
[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； <K^{36h
[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； B 8XW+U
[3]《设计手册软件》，网络上下载； D'{NEk@
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn Uavr>-
[
" n+2;
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Nw=60.0241r/min YY! Lv:.7>
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T0=39.7917Nm _Q9I
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T1=113.4063Nm T&nIH[}v
T2=589.5878Nm K"/3/`T
[J8;V|v
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VC X^D)[-
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