1.拟定传动方案

　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

1.1m/s;D=350mm;  

(∏*D)=60*1000*1.1/(3.14*350)  

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。

2.选择电动机

１）电动机类型和结构形式

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。

２）电动机容量

（１）卷筒轴的输出功率Ｐｗ

2800r/min;  

=2800*1.1/1000  

(2)电动机输出功率Pd

Pd=Pw/t

传动装置的总效率　　t=t1*t2^2*t3*t4*t5

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：

弹性联轴器         1个

4=0.99;  

滚动轴承    2对

圆柱齿轮闭式     1对   

7;  

V带开式传动    1幅

1=0.95;  

 卷筒轴滑动轴承润滑良好    1对

 则

=0.95*0.99^2*0.97*0.99*0.98＝0.8762

故

=3.08/0.8762  

（３）电动机额定功率Ped

由第二十章表２０－１选取电动机额定功率ped=4KW。

3）电动机的转速

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，

可选电动机的最小转速

=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min  

可选电动机的{zd0}转速

nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min

同步转速为960r/min

选定电动机型号为Ｙ１32Ｍ1－６。

４）电动机的技术数据和外形、安装尺寸

由表２０－１、表２０－２查出Ｙ１32Ｍ1－６型电动机的方根技术数据和

外形、安装尺寸，并列表刻录备用。

大齿轮数比小齿轮数=101/195.3158  

３．计算传动装置总传动比和分配各级传动比

１）传动装置总传动比

960r/min;  

=960/60.0241=15.9936

２）分配各级传动比

取V带传动比为

3;  

则单级圆柱齿轮减速器比为

=15.9936/3=5.3312   

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。

４．计算传动装置的运动和动力参数

１）各轴转速

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

/i1=60.0241/3=320r/min  

2=320/5.3312=60.0241r/min  

２）各轴输入功率

按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即

ed=4kw  

轴I 的功率

=4*0.953.8kw  

轴II功率

=3.8*0.99*0.97=3.6491kw  

３）各轴转矩

=9550*4/960=39.7917 Nm    

P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm  

=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm  

二、设计带轮

1、计算功率

=Ped=4Kw  

一班制，工作８小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机

查课本表８－１０，得 

计算功率

=1.1*4＝4.4kw  

2选择普通Ｖ带型号

r/min  

根据Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型

d1=80~100

３、确定带轮基准直径

表８－１１及推荐标准值

小轮直径

100mm;  

大轮直径

=100*3.5350mm  

取标准件

355mm;  

4、验算带速

验算带速

=∏*d1*n0/60000=3.14*100*960/600005.0265m/s

在5~25m/s范围内

从动轮转速

n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s  

n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s  

从动轮转速误差(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857

=-0.0141  

5、V带基准长度和中心距

初定中心距

中心距的范围

0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm  

0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)364mm  

350mm;  

初算带长

1461.2mm  

选定基准长度

表8-7,表8-8查得

1600mm;  

定中心距

=(1600-1461.3)/2419.4206mm  

420mm;  

=420-0.015*1600=396mm  

=420+0.03*1600=468mm  

6、验算小带轮包角

验算包角

＝180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a

145.2107  >120度   故合格

7、求V带根数Z

由式（13-15）得

查得  n1=960r/min ,  d1=120mm

查表13-3   P0=0.95

由式13-9得传动比

i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5

查表（13-4）得

由包角145.21度

查表13-5得Ka=0.92

KL=0.99

z=4.4/((0.95+0.05)*0.92*0.99)=3

8、作用在带上的压力F

查表13-1得q=0.10

故由13-17得单根V带初拉力

三、轴

初做轴直径：

轴I和轴II选用45#钢   c=110

d1=110*（3.8/320）^(1/3)=25.096mm

取d1=28mm

d2=110*(3.65/60)^（1/3）=43.262mm

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

取YL10YLd10联轴器

Tn=630>580.5878Nm    轴II直径与联轴器内孔一致

取d2=45mm

四、齿轮

1、齿轮强度

由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3

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。

因 ，

SH1=1.1，               SH2=1.1

，

，

因： ， ，SF=1.3

所以

2、按齿面接触强度设计

设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数

小齿轮上的转矩  

按   计算中心距

u=i=5.333

mm

齿数z1=19,则z2=z1*5.333=101

模数m=2a/(z1+z2)=2.0667  取模数m＝2.5

确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm

齿宽b=

b1=70mm,b2=60mm

3、验算弯曲强度

齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18

按式（11-8）轮齿弯曲强度

4、齿轮圆周速度

按162页表11-2应选9做精度。与初选一致。

五、轴校核：

圆周力Ft=2T/d1

径向力Fr=Ft*tan     =20度   标准压力角

d=mz=2.5*101=252.5mm

Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N

Fr=5852.5*tan20=2031.9N

1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2

  由Fr2*L-Fr*L/2=0

得Fr2=Fr/2=1015.9N

2、求水平平面的支承力

FH1=FH2=Ft/2=2791.2N

3、画垂直面弯矩图

L=40/2+40/2+90＋10=140mm

Mav＝Fr2*L/2＝1015.9*140/2=71.113Nm

4、画水平面弯矩图

MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm

5、求合成弯矩图

6、求轴传递转矩

T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm

7、求危险截面的当量弯矩

从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为

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

8、计算危险截面处轴的直径

轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得

由表13-3查得许用弯曲应力 ，

所以

考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。

故d=1.04*25.4=26.42mm

由实际最小直径d=40mm,大于危险直径

所以此轴选d=40mm,安全

六、轴承的选择

由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列

径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑，Fr1=2031.9/2＝1015.9N

工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时）

因为大修期三年，可更换一次轴承

所以取三年

由公式

式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1  (工作环境温度不高)

（深沟球轴承系列）

由附表选6207型轴承

七、键的选择

选普通平键A型

由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算

b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm

由公式

所以

选变通平键，铸铁键

所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。

八、减速器附件的选择

1、通气器：

由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用M18 1.5

2、油面指示器：

选用油标尺，规格M16

3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳

4、放油螺塞：选用外六角细牙螺塞及垫片M16 1.5

5、窥视孔及视孔盖

选用板结构的视孔盖

九、润滑与密封：

1、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为：

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。

2、滚动轴承的润滑

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。

3、润滑油的选择

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

L-AN15润滑油

4、密封方式选取：

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。

轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。

设计小结：

二、课程设计总结

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。

由于没有经验，{dy}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{dy}次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。

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。

虽然它可能不是良好、优秀，但是既然教学环节、课程设计目的已经达到，那么这次设计做的就是xx合格的。当然还受软件的熟悉，运用程度的影响，所有这些必须得参加实践，接触实际工程设计中才能提高。带轮，齿轮，轴，轴承这些关键的设计计算都达到合格，并且用机械设计手册2.0 软件版的验证了。

   通过这次课程设计，感到机械设计综合了力学，公差，材料，制图等学科的知识，要好了这些功课，才能做好机械设计。

参考资料：

《工程力学》，《机械设计基础》，《机械设计指导》，《互换性技术与测量》，《机械制图》

Nw=60.0241r/min

Pw=3.08Kw

效率t=0.8762

Ped=4Kw

i=15.9936

i1=3

i2=5.3312

n0=960r/min

n1=320r/min

n2=60.0241r/min

P0=4Kw

P1=3.8Kw

P2=3.6491Kw

T0=39.7917Nm

T1=113.4063Nm

T2=589.5878Nm

KA=1.1

Pc=4.4Kw

d1=100mm

d2=355mm

初定中心距

a0=350mm

Lc=1461.3mm

Ld=1600mm

中心距

a=420mm

z=3根

预紧力

FQ＝274.3N

d1=28mm

d2=45mm

YL10YLd10

T1=113.4063Nm

m=2.5

a=150mm

  =20度

Ft=5582.5N

Fr=2031.9N

FH1=FH2=2791.2N

Mav=71.113Nm

MaH=195.38Nm

Ma＝216.16Nm

Me=457.15Nm

Fr1=1015.9N

Lh=8760小时

6207型

b h L=14 9 80