目 录 u\{MQB{T
设计计划任务书 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 q 4ttmL8
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2 ;kI)j
?
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3 b/{$#[oP`
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5 x2,;ar\D
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6 < z#.J]
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8 ds9U9t
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10 7@&mGUALO
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13 G|o O
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14 sWmqx$
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15 sYhHh$mwA
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 SBy{sbx4&F
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16 gR+P !Eow
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎17
Y\Z6u)
CcTdLq
3$?nzKTW\
1.拟定传动方案 -%Rw2@vU
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 6 B|OKwL
v=1.1m/s;D=350mm; o~<jayqU
nw=60*1000*v/(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) &OlX CxH
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。 R; w$_1
2.选择电动机 ^F'~|zc"C
1）电动机类型和结构形式 H&8~"h6n
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 Im?/#t X
2）电动机容量 25f[s.pv8
（1）卷筒轴的输出功率Pw 1Ys)b[:
F=2800r/min; /d+v4GIB
Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 h3 bQ<?m
(2)电动机输出功率Pd ,)uW`7
Pd=Pw/t b#
Dd
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5 vz(=3C[
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2－4查得： |$;4/cKfy
弹性联轴器 1个 ^W(ue]j }o
t4=0.99; a~ RY 8s
滚动轴承 2对 9@ 4]t6h[
t2=0.99; p$G3<Z&7
圆柱齿轮闭式 1对 NT2XG& $W>
t3=0.97; k`o8(zPb
V带开式传动 1幅 tU$n3Bg
t1=0.95; ,RDW x
卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对 :@@`N_2?
t5=0.98; p TaC$Ne
则 /Xj{]i 3{
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762 Wy\^ }
故 Rp;"]Q&b
Pd=Pw/t=3.08/0.8762 7O8 @T-f+2
（3）电动机额定功率Ped aS[y\9(**
由第二十章表20－1选取电动机额定功率ped=4KW。 ePZ Ai"k
3）电动机的转速 .T m.M7
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表2－1查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6， :IU<A G6
可选电动机的最小转速 P* i 'uN
Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min %y\5L#T!>
可选电动机的最大转速 ;jau gK f
Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min e|W;(@$<
同步转速为960r/min !VaC=I^{
选定电动机型号为Y132M1－6。 Jhj H_)
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 HY eCq9S
由表20－1、表20－2查出Y132M1－6型电动机的方根技术数据和 FA>.1EI
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 ~%lA! tsek
N iu
|M@
电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm :Tv>)N
Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 qO38vY){
;
wxmSX9
大齿轮数比小齿轮数=101/19=5.3158 r *8a!jm?
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比 dl3;A_ 2
1）传动装置总传动比 -T;^T1
nm=960r/min; 3.Yg3&"Z
i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 ZXL'R | ?
2）分配各级传动比 {]U
\HE1w
取V带传动比为 ~ES%=if~Y
i1=3; %I9f_5BlT8
则单级圆柱齿轮减速器比为 vNs` Uk A
i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 F+*fim'NK
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。 `&.qHw)
4．计算传动装置的运动和动力参数 [E%g3>/mt
1）各轴转速 "g)bNgGV}
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 &SPY'GQ!
n0=nm; {chZ&8)f
n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min mn=b& {')e
n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min TDbSK&w :s
q5S_B]|
2）各轴输入功率 <wb6)U.
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 7.Z -
P0=Ped=4kw %WKBd \O
轴I 的功率 w &T\8k=
P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 2LR y/ah
轴II功率 L1 I1SFG
P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw }:YL '$:5!
3）各轴转矩 l5=ih9u
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm 8X.=
6M
T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm QcX\z \'vg
T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm qy.$5-e:[9
二、设计带轮 ra6\+M~}e
1、计算功率 jUKMDl H
P=Ped=4Kw z; P#
一班制，工作8小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 &]LpG l
查课本表8－10，得KA=1.1; h,B4Tg'
计算功率 [ `1` E1X
Pc=KA*P=1.1*4＝4.4kw ab2Cn|F
2选择普通V带型号 ! [1a P,
n0 =960r/min *k; bkd4x
根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型 P_0[spmFU
d1=80~100 =H8FV09x}
3、确定带轮基准直径 rv(N0p/
表8－11及推荐标准值 F .Zk};lb
小轮直径 ;+(_stxqV9
d1=100mm; 3) d }3w {
大轮直径 i/n
ee_
d2=d1*3.5=100*3.5=350mm [;7zg@Sa
取标准件 B|"/bQ
d2=355mm; Ipq0
1
+
4、验算带速 ^'`( E_2u
验算带速 i ]8bj5j{
v=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s VD@$y^!H
在5~25m/s范围内 ny qX\m -
从动轮转速 $#+D :W)az
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s J^CAQfcx
n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s ilVi
从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 HfhI9f_ x
=-0.0141 s@iY'1 1
5、V带基准长度和中心距 Zzg zeT+bv
初定中心距 eGg6wd
中心距的范围 p`A2^FS)
amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm Rc{ R^5B
amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm 2)}*'_E9
a0=350mm; (0#$%US\
初算带长 w'
J`$=
Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4/a0 T(Q ~b
Lc = 1461.2mm `pCy:J?d>l
选定基准长度 \b $p H
表8-7,表8-8查得 IAGY-+8e
Ld=1600mm; 2]9
2J
定中心距 ~+0IFJ `}
a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm G1e_pszD{o
a=420mm; 8@LWg d
amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm 9O-~Ws ;
amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm C7vBa<a
6、验算小带轮包角 =^rp=
Az
验算包角 #k)z5vZ$h
＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a R_g(6l"3R^
145.2107 >120度 故合格 )sdHJ
7、求V带根数Z Z}0xK6
由式（13-15）得 ezL1,GT
查得 n1=960r/min , d1=120mm '"\n,3h
查表13-3 P0=0.95 $ .$nv~f
由式13-9得传动比 { V(~
i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 W!\%v"
查表（13-4）得 a}f /<-L
5NN;Fw+
由包角145.21度 )4qs py3
查表13-5得Ka=0.92 XKZsX1=@R
KL=0.99 R!"|~OO
z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 Or?c 21un
8、作用在带上的压力F =`|Bo fR
查表13-1得q=0.10 ZAy /u@qt
故由13-17得单根V带初拉力 q'+ARW48
U7j Dm>I
三、轴 x+za6e_k"
初做轴直径： +FadOx7X$
轴I和轴II选用45#钢 c=110 b :~#;$g
d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm K n1; =k
取d1=28mm f&^"[S"\f
d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm !idVF!xG
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 ;T0X7MNx
取YL10YLd10联轴器 \6/ Gy!0h-
Tn=630>580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致 |y0k}ed
取d2=45mm Ad-5Zn c5
四、齿轮 T6\]*m lr
1、齿轮强度 VK*`&D<P
由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 i ?M-~EKu
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。 b+ycEs=_
因 ， j} /).O
SH1=1.1， SH2=1.1 Qb)c>r
， yF6AI@y
， .5s58H cg,
因： ， ，SF=1.3 l1<=3+d
所以 Twd*HH
#&r}J
t>N2K-8Qh
2、按齿面接触强度设计 2SlL`hN>Z
设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 M6Xzyt|
小齿轮上的转矩 zY*~2|q,s
按 计算中心距 zGz}.-F
u=i=5.333 YRBJ(v"9
mm '-N 5F
齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101 MS#*3Md&y
模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m＝2.5 u tkdL4G}'
确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm sxR KWM@4
齿宽b= a cke q#
b1=70mm,b2=60mm Z}vDP^rf
3、验算弯曲强度 cU ? F D
齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18 UNiK6h_%
按式（11-8）轮齿弯曲强度 ]v>[r?X#V
pi#a!Quf\
Z +6WG
4、齿轮圆周速度 d6[' [dG
j-**\.4a~
按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。 3ww\Z8UeK
z3L=K9)
Pn9;&`t
D~i 5E9s5
H$WD7/?j
2- Q5l*
W(Sni[c{
jz=V*p}6
五、轴校核： LdOme [C1
Vfk"}k/do
C_q 2bI
D8~\*0->
c*zeO@AAn
SKNHLE}
?#&[1.= u
4 Cd5-I
`~ VL&o1>
+p jB/#4
,3 8M6yD
?Q"<AL>Z
I Ij:3HP
mDv<d =p!
_s0)Dl6K
9-_Lc<
gq*W 0S
r
20!
圆周力Ft=2T/d1 + 0*\q
径向力Fr=Ft*tan =20度 标准压力角
=a=:+q g
d=mz=2.5*101=252.5mm <<gW`KF
Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N K+ M\E[1W
Fr=5852.5*tan20=2031.9N II _CT=
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2 gs i2
由Fr2*L-Fr*L/2=0 *5s*-^'#!
得Fr2=Fr/2=1015.9N ]:2Ro:4Yv
ba Td;`Pn
2、求水平平面的支承力 "x;FE<I
FH1=FH2=Ft/2=2791.2N @mg5vt!$`
kxyOe[7 S
ALO/{:l(
3、画垂直面弯矩图
ac@\\2srV
L=40/2+40/2+90＋10=140mm S[y_Ew zq
Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm Lh-Y5(c
o
reYIF*
<Pe'&u
4、画水平面弯矩图 6?.S-.Mr
MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm b W/T}FN D
=Xid"$
N`H`\+
Df2$2VU
5、求合成弯矩图 jG& 8`*|*
aA>!p{/x
wK fq'W{
\Jc}Hzug
6、求轴传递转矩 %cDTq&Q
T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm p(4B"[ !S
.) %, R
qSD`S1 '2;
"mU2^4 q
+G!#
/u1
*'M+oi
J%q)6&
Mkt_pr
Cl& )#
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@J^
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fU%Mz\t
5= 9Eb
5BLBcw\;
gth_Sz5!#
"5N$u(: b
l`X ?C~JhJ
7、求危险截面的当量弯矩 ;Tq4!w'rH
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为 0/z$W.!
轴的扭切应力是脉动循环应力 n
>E1\($
取折合系数a=0.6代入上式可得 } 21!b :a
c;yp}k]\
8、计算危险截面处轴的直径 x|^p9m"=%
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得 &FZ~n?;hQ
由表13-3查得许用弯曲应力 ， \>j@! W
所以 ,*x/L?. Z!
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。 Aq'~'hS`1
故d=1.04*25.4=26.42mm &i`(y>\
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径 # !y X2lR
所以此轴选d=40mm,安全 n1R{[\ >1
六、轴承的选择 W_/$H_04+
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列 &g*1 If
径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N mB
bGj3u;
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时） J=O_nup6C
因为大修期三年，可更换一次轴承 G$/Qc r6W<
所以取三年 mmNn,>AO!
由公式 I>-1kFma;
式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作环境温度不高) Pum& \.l
（深沟球轴承系列） Ts=TaRwWf
fp 3`O9+em
由附表选6207型轴承 pOl6x iMx
七、键的选择 7fT_]H8
选普通平键A型 (X2[}K
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算 k#V\O2lb
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm H2+Ijn19E
由公式 dd6l+z
所以 sVnpO $
选变通平键，铸铁键 k%N$eO$
{irl}EeyC
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。 -"2%+S{
八、减速器附件的选择 :F"NF
1、通气器： Kj4L P G
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5 oHV!>K_D
2、油面指示器： ] J|#WtS
选用油标尺，规格M16 Q+U" %
3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 k&u5`F
4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5 bNvc@oo
5、窥视孔及视孔盖 LTb#1JC
选用板结构的视孔盖 >4=7t&h
九、润滑与密封： W E
/1h
1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为： DsHm,dZ
z rC1/%T
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。 Je K0><
2、滚动轴承的润滑 I "R<XX
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。 kidv^`.H$w
3、润滑油的选择 m^tf=O<
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 #Qu |9Q[QH
L-AN15润滑油 9wC='
4、密封方式选取： P vxU.
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。 mJVru0
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。 pWoeF=+y]W
设计小结： s|:j~>53
二、课程设计总结 X#MC|Fzy@
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。 _znn `_N:v
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。 iYr*0:M
!]z4'* )W
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。 WBD"d<>'
*44E'Dxv
特别感谢—程莉老师。 [F,s=,S'M
E@Yq2FBpnn
参考资料目录 O uPfB
[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； qFY>/fCP4
[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； _Vt
CC/
[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； A_.}- dzF
[3]《设计手册软件》，网络上下载； =cx_3gCr{
[4] 湖南工院学生论坛----机械制图专栏---bbs.yeux.cn 5J6~]J
T& E' MB
r!p:73L8
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P1=3.8Kw 9PJnKzQ4
w9CX5F g
P2=3.6491Kw Gn 1
c) _u^Dh
a*!9RQ
T0=39.7917Nm 9K=K,6
b
T1=113.4063Nm u Uh6/=y
T2=589.5878Nm G-Zn-I
8k ?V&J `
Nq[-.}Z6
p}|<EL}Z9
zTfl#%
6Q}>=R^h
KA=1.1 XPMvAZL
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