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1、 机械设计课程设计二、选择电动机 1.电动机类型的选择 根据动力源和工作条件，选用Y系列三相异步电动机 2.电动机功率的选择 工作机所需要的有效功率Pw为 F=2T/D=2*850/370*0.001 =4.595Kw Pw=Fv/1000nw= 4.595*1.25/1000*.95=6.045kw 其中Nw为工作机的传动效率。 n=n1*n2*n2*n3*n3*n3*n3*n4=0.95*0.97*0.97*.98*0.98*0.98*0.99=0.833 n1=0.95为带传动的效率。 n2=0.97为一级圆柱齿轮的传动效率n3=0.98为一对滚动轴传动的效率。n4=0.99为刚性联轴器
2、的效率。 电动机所需功率Pd为 Pd=Pw/n=6.045/0.833=7.257kw 由表16-3可以选取电动机的额定功率为7.5KW3,电动机转速的选择 电动机通常采用同步转速有1000r/min和1500r/min两种，对两种转速作对比。 由表16-3可知，同步转速是1000r/min的电动机，其满载转速Nm是970r/min; 同步转速是15000r/min的电动机，其满载转速Nm是1440r/min. 工作机的转速为 Nw=60*1000*1.25/3.14*370=64.555r/min 总传动比i=nw/nm,其中nm为电动机的满载转速。 现将两种电动机的有关数据列于表下方案电动
3、机型号额定功率/kw同步转速/（r/min）满载转速/(r/min)总传动比i1Y160M-67.5100097015.0252Y13M-47.51500144022.306 由表22-1可知，方案2传动比过大，为了使传动装置结构紧凑，选用传动方案1 较 为合理。4. 电动机型号的确定 根据电动机功率和同步转速，选用选用电动机型号为Y160M-6 由表16-3和16-4，可知有关参数如下 电动机的额定功率P=7.5Kw 电动机的满载转速nm=970r/min 电动机的外伸轴直径D=42mm 电动机的外伸轴长度E=110mm3 传动装置的运动学和动力学参数计算1.总传动比及其分配 总传动比i=n
4、m/nw=970/64.555=15.025 根据2-2，选V带传动的传动比i1=2.1 减速器的传动比if=i/i1=15.025/2.1=7.154 考虑两级齿轮的润滑问题，两级大齿轮应该有相近的浸油深度。根据式2-8，两级齿 轮减速器传动比i2与低速级传动比i3的传动比取1.3-1.5之间，即i2=1.4i3. 则 I2=1.4if=1.4*7.154=3.164 I3=if/i2=7.154/3.164=2.2612.传动装置中各轴的转速计算 根据传动中的各轴对轴次序编号：0轴，1轴，2轴，3轴，4轴n0=nm=970r/minn1=nm=970/2.1r/min=461.904r/m
5、inn2=n1/i2=461.904/3.164r/min=145.987r/minn3=n2/i3=145.987/2.261r/min=64.567r/minn4=n3=nw=64.567r/min3.传动装置中各轴的功率计算P0=pd=7.257kwP1=pd1=7.257*0.95kw=6.89415kwP2=p123=6.89415*0.97*0.98=6.553kwP3=p223=6.553*0.98*0.97=6.229kwP4=p323=6.229*0.98*0.99=6.044kw4.传动装置中各轴的输入转矩计算 T0=Td=9550pd/nm=9550*7.257/970N
6、.M=71.447N.MT1=9550p1/n1=9550*6.89415/461.904N.M=142.538N.MT2=9550p2/n2=9550*6.553/145.987N.M=428.676N.MT3=9550p3/n3=9550*6.229/64.567N.M=921.321N.MT4=9550p4/n4=9550*6.044/64.567N.M=893.958N.M 将传动装置中各轴的功率，转速，转矩，如表所示参数轴名0轴1轴2轴3轴4轴转速n/(r/min)970461.906145.98764.56764.567功率p/kw7.2576.894156.5536.2296.0
7、44转矩T/(N.m)71.447142.676428.676921.321893.958 传动比i 2.1 3.164 2.261 14、 带传动设计1.确定带传动的额定功率pca已知p=7.257kw; nm=970r/min; i1=2.1。有所以用的机械设计教材中的表8-8，查出带传动的工作情况系数Ka=1.1,则Pca=KaP=1.1*7.257=7.9827KW.2. 选取带传动带型选用C型，V带。3. 确定带轮基准直径取主动轮基准直径dd1=250mm,从动轮基准直径dd2=i1*dd1=2.1*250=525mm带传动的实际传动比i1=dd2/dd1=2.1,与总传动比分配的带
8、传动得传动比一致。验算v带得线速度为V=3.14dd1*nm/60*1000=3.14*250*970/30*1000=12.6925m/s所以V带得线速度合适。4. 确定V带的基准长度和带传动的中心距根据0.7（dd1+dd2）a0120所以，主动轮上的包角是合适的。2、 计算带的根数由查机械设计教材中的的表8-4，由线性关系得： ；查表8-5得： ；查表8-6得 ；查表8-2得 ；则 取。3、 计算带传动的预紧力查机械设计教材中表8-3得：单位长度质量 ，则8、计算作用在带轮轴上的压轴力 带的主要参数列于表20-3中 表20-3 带传动的主要参数名称结果名称结果名称结果带型SPA传动比根数
9、带轮基准直径基准长度预紧力中心距 压轴力9、 带轮结构设计由表8-11得：带轮轮缘宽度：。大带轮的轮毂直径由后续高速轴设计来定，。带轮的轮毂宽度L：当时，取。五高速级齿轮传动的设计1、 选定高速级齿轮的类型、精度等级、材料及齿数（1） 齿轮传动的类型：按传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动。（2） 精度等级：由于输送机为一般工作机械，速度不高，故选用8级精度齿轮传动。（3） 齿轮材料：由机械设计中表10-1选择小齿轮材料为45钢，并进行调质处理，平均硬度为235HBS，大齿轮材料为45钢，并进行正火处理，平均硬度为190HBS。大、小齿轮的硬度差为45HBS。（4） 选择小齿轮齿数：则大齿轮齿数，取。
10、齿数比（5） 选择齿宽系数：按软齿面齿轮，非对称安装，查表10-4，取齿宽系数。（6） 初选螺旋角：。2、 按齿面接触疲劳强度设计1) 确定公式内各项参数值（1） 由机械设计教材图10-20，选取区域系数。（2） 大、小齿轮均采用45钢锻造，由机械设计教材表10-5，查得材料系数。（3） 重合度系数，由机械设计教材知，齿数多时取小值。取。（4） 螺旋角系数（5） 小齿轮传递的扭矩为 （6） 试选载荷系数。（7） 根据齿面硬度，由机械设计教材图10-25查得小齿轮接触疲劳强度极限，大齿轮接触疲劳强度极限（8） 计算应力循环次数按，式中：为齿轮每转一圈时，同一齿面啮合的次数。在此取，为齿轮的工作寿
11、命，单位为小时。所以（9） 由教材图10-23查得接触疲劳寿命系数，。（10） 计算许用接触疲劳应力。取安全系数，失效率为。则2） 设计计算（1） 计算齿轮分度圆直径。（2） 计算圆周速度。（3） 计算载荷系数由教材表10-2查得：使用系数;根据、8级精度，由机械设计教材得动载荷系数，。 （4） 校正分度圆直径。按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，得（5） 计算齿轮模数。取齿轮模数。3、 计算齿轮传动的几何尺寸（1） 中心距。将中心距圆整为（2） 按圆整后的中心距修正螺旋角。（3） 计算大小齿轮的分度圆直径。（4） 计算齿轮宽度。圆整后。所以，大齿轮宽度，小齿轮宽度。4、 校核齿根弯曲疲劳强
12、度 1) 确定公式内各项参数值（1） 从教材图10-24，按齿面硬度查得：小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限。（2） 由教材，按应力循环次数 ， 查图10-22得，弯曲疲劳寿命系数 ， 。（3） 计算许用弯曲疲劳应力取弯曲疲劳安全系数。可得（4） 计算当量齿数。（5） 查取齿数系数及应力校正系数。由教材图10-17、 10-18、 查得：，（6） 计算大小齿轮的，并加以比较：所以，大齿轮的数值大。（7） 选取螺旋角系数。（8） 重合度系数，由机械设计教材知，齿轮多时取小值。本例中齿数中等，所以，取。2） 校核计算所以，齿根弯曲疲劳强度满足要求。5、 齿轮结构设计由于小齿轮的1的直径较小，故采用齿轮轴结构。大齿轮2采用孔板式结构，结构尺寸按本书中的表5-11的经验公式来计算。大齿轮2的孔径根据后续设计的中间轴配合部分的直径来确定，设计结果列于表20-4。表20-4 大齿轮结构尺寸名称结构尺寸及经验计算公式结构/mm毂孔直径根据中间轴设计而定60
