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1、机械设计课程设计说明书设计计算内容计算结果一.电动机的选择1.选择电动机的类型：按照工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇式笼型三相异步电动机。2. 电动机输出功率 =3.14400040/1000600.84m/s电动机输出功率：根据简图，查手册2-3得：V带传动效率0.96 （1）传动装置的总效率：=带2轴承齿轮联轴器滚筒=0.960.980.980.990.970.98=0.87Pw=FV/1000总=40000.84/10000.98=3.42KWPd =Pw/= 3.42/0.87=3.9 KW确定电动机转速：滚筒轴的工作转速：nw=40r/min根据【2】表2.2中推荐的合理
2、传动比范围，取V带传动比Iv=24，单级圆柱齿轮传动比范围Ic=36，则合理总传动比i的范围为i=624，故电动机转速的可选范围为nd=inw=（624）40=240960r/min符合这一范围的同步转速有720 r/min和960r/min。由【2】表8.1查出有两种适用的电动机型号、如下表 同步转速1000r/min 750r/min满载转速：960r/min， 720r/min额定功率 4kw 4kw确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y160m-8。其主要性能：额定功率：4KW，满载转速720r/min。V0.84m/s=0.87Pw=3.
3、42KWPd=3.9 KW同步转速为750r/min满载转速为720r/min。额定功率为4kw二.计算传动设计2.1计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总=n电动/n筒=720/40=182、分配各级传动比（1） 取i带=3.6（2） i总=i齿i 带 i齿=i总/i带=18/3.6=5i1=3.6i2=52.2运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）nI=nm/i带=720/3.6=200(r/min)nII=nI/i齿=200/5=40(r/min)滚筒nw=nII=40(r/min)2、 计算各轴的功率（KW） PI=Pd带=40.96=3.84KW PII=PI
4、轴承齿轮=3.840.980.97=3.65KWPw= PII轴承联轴器=3.650.990.98=3.54kw3、 计算各轴转矩Td=9550Pd/nm=95504/720=53.06N/m TI=9550p/n1 =95503.84/200=183.4N/m TII =9550p/n2=95503.65/40=871.44N/m Tw=9550P/n3=95503.54/40845.18N/mP0=4KWn0=720r/minPI=3.84KWnI=200r/minTI=183.4N.mnII=40r/minTII=871.44N.mPW=3.54KWnw=40r/minTW=845.17
5、5N.m参 数轴 号电机轴轴轴轴功P(KW)43.843.653.54转速n/r/min7202004040转矩T（N.m）53.06183.4871.44845.175传动比i3.651效率0.950.960.98三.传动零件的设计计算3.1带传动的设计（1） 选择普通V带截型由课本1表8-7得：kA=1.1 P=4KWPca=KAP=1.14=4.4KW据Pca=4.4KW和n0=720n/min由课本1得：选用A型V带2） 确定带轮基准直径，并验算带速由1课本P190表10-9，取dd1=140mmdd2=i带dd1=3.6140=504 mm由课本1P190表10-9，取dd2=500
6、带速V：Vdd1n1/601000140720/601000 5.28m/s在525m/s范围内，带速合适确定带的基准长度Ld和实际中心距a。由0.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2）得到：448a01280初定中心距a0500mm由式（8.15）得 L02a0+(dd1+dd2) /2+(dd2-dd1)2/4a0=2500+（140+500）/2+（500-140）2/（4500）=2069.6mm由表8-2选取基准长度La=2000mm由式（8-23）得实际中心距a为 aa0（LaL0）2500(20702000)2535mm中心距a的变动范围为amin=a-0.015Ld =5
7、35-0.0152070 =504mmamax=a+0.03Ld=535+0.032070=597mm校核小带轮包角1由式1=（dd1dd2）a =（500140）/535 =（适用） 确定带的根数单根V带传递的额定功率.据dd1140mm和n1720r/min，查课本8-4a图得 P0=1.30KWi1时单根V带的额定功率增量.据带型及i查8-4b表得 P0=0.09KW查8-5表，得K=0.90；查8-2表得 KL=1.03由公式Pr=（P0+P0）Ka.Kl=1.29kw计算普通V带根数 Z= Pca/Pr=4.4/1.29=3.4圆整得4根由表8-3查得A型普通V带的每米长质量q=0.
8、10kg/m，根据式得单根V带的初拉力为 F0min= 500（2.5 Ka）Pca+qv2 =185.2+2.79 =188N由式（8.20）可得作用在轴上的压力FQ为 Fp=2（F0）minsin（/2） =1419.5N由公式知带轮宽度B=(z-1)e+2f查表e= 得到B=63 ，取带轮宽度为65mm选用4根A-1600GB 11544-89V带，中心距a=535mm，带轮直径dd1=140，dd2=500mm，轴上压力Fp=1419.5N。KA=1.2Pc=4.4kwdd1=140mmdd2=500mmI3.6n200V=5.28m/sa0=500La2000mma535mmamin
9、=504mmamax=597mm1=P0=1.30kwKb=1.027510-3P0=0.09kwK=0.90Z=4F0=188NFp=1419.5Ne=取带轮宽度为65mm3.2齿轮传动设计选择齿轮材料及精度等级。小齿轮选用45调质钢，硬度为230HBS；大齿轮选用45钢正火，硬度为200HBS。取小齿齿数=24，Z=iZ=524=120取Z=120 齿轮精度按GB/T100951998，选择7级，齿根喷丸强化。初步设计齿轮传动的主要尺寸按齿面接触强度设计 确定各参数的值:试选=1.6 选取区域系数 Z=2.433 则齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得:=1.0960
10、0=654 =1.22550=671 许用接触应力 查课本表得： =189.8MP =1TI=9550p/n1 =95503.84/200=183.4N/m 3.设计计算小齿轮的分度圆直径d=59.19mm计算圆周速度0.62m/s计算齿宽b和模数计算齿宽b b=159.1959.19mm计算摸数m 初选螺旋角=14=计算齿宽与高之比齿高h=2.25 =2.252.393=5.384 =59.19/5.384 =10.99计算纵向重合度=0.318=1.903计算载荷系数K使用系数=1根据,7级精度, 查课本得动载系数K=1.03,查课本K的计算公式:K= +0.2310b =1.313查课本
11、得: K=1.35查课本得: K=1.2故载荷系数:KK K K K =11.031.21.313=1.623按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径d=d=59.1959.47计算模数=4. 齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式 确定公式内各计算数值1小齿轮传递的转矩47.58kNm 确定齿数z因为是硬齿面，故取z24，zi z524120传动比误差 iuz/ z120/245【允许】2计算当量齿数zz/cos24/ cos1426.27 zz/cos120/ cos14131.53初选齿宽系数 按对称布置，由表查得14初选螺旋角初定螺旋角 145载荷系数KKK K K K=11.031.2
12、1.281.586查取齿形系数Y和应力校正系数Y查得:齿形系数Y2.592 Y2.206 应力校正系数Y1.596 Y1.8157重合度系数Y端面重合度近似为1.88-3.2（）1.883.2（1/241/120）cos141.678计算大小齿轮的 安全系数由表查得S1.4工作寿命两班制，5年，每年工作300天小齿轮应力循环次数N160n1JLh6020015300282.8810大齿轮应力循环次数N2N1/u2.8810/50.57610查课本得到弯曲疲劳强度极限小齿轮 大齿轮查课本得弯曲疲劳寿命系数:K=0.88 K=0.91 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 = = 大齿轮的数值大.选用. 设计计算1 .计算模数对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2.5但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=59.47来计算应有的齿数.于是有:z=23.081 取z=23那么z=523=115 2. 几何尺寸计算计算中心距 a=177.78将中心距圆整为178按圆整后的中心距修正螺旋角=a
