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1、1.方案分析选择：二级展开式圆柱齿轮减速器2电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算2.1选择电动机2.1.1选择电动机系列 按工作要求及工作条件，选用三相鼠笼式异步电动机，封闭式扇式结构，即：电压为380V Y系列的三相交流电源电动机。2.1.2选电动机功率（1）、工作机输入功率： （取工作机效率 =1）（2）、传动装置总效率： 由机械课程设计手册第三版第五页表1-7得： 两个联轴器： 齿轮：=0.99（8级精度） 三对轴承：=0.99（球） =0.997=0.932（3）、电动机实际需要功率： 2.1.3确定电动机转速（1）、电机转速：电动机可选转速范围：传动滚筒转速 、分别为两级齿轮副
2、的合理传动比范围，=35，=35。故n应在429.7到1193.7之间。 电机转速： 由机械课程设计手册第三版第167页表12-1初选同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机，对应额定功率Pm为7.5kw的电动机型号分别取为Y132M-4和Y160M-6型。把Y132M-4和Y160M-6型电动机有关技术数据及相应算得的总传动比列于表1-1： 方案号电动机型号额定功率（KW）同步转速（r/min）满载转速（r/min）总传动比1Y132M-47.51500144030.162Y160M-67.5100097020.31 （2）、由机械课程设计手册第三版第167页表12-1以及第
3、168页表12-3得：电机最后确定：应选Y160M6，额定功率Pd=7.5KW,满载转速nm=970 r/min。选取电动机的安装尺寸：D42，中心高度H160， 轴伸长E110。2.2 传动装置设计2.2.1计算总传动 总传动比： 2.2.2 传动比分配，展开布置取 得：5.14，=3.95 2.3计算传动装置的运动和动力参数 2.3.1 各轴转速计算 轴1输入轴： r/min 轴2中间轴：=188.7r/min 轴3输出轴：=47.7r/min 2.3.2 各轴功率计算 轴1输入轴：=6.440.99=6.3756KW 轴2中间轴：=6.37560.990.99=6.2487KW轴3输出轴
4、：=6.24870.990.99=6.1244KW 2.3.3 各轴转矩计算 轴1输入轴：=62.77Nm轴2中间轴：=316.217Nm轴3输出轴：=1224.2 Nm运动和动力参数的计算结果如下表：轴名输入功率P（kw）输入转矩T（Nm）转速n（r/min）16.375662.7797026.2487316.217188.736.12441224.247.73.传动零件的设计计算3.1第一级（高速级）齿轮传动设计计算由上可知:,3.1.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）根据传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动；（2）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度；（3）材料选择。查教材机
5、械设计第八版第191页表10-1，选择小齿轮材料为40Cr(调质)，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢(调质)，硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS；（4）初选小齿轮齿数Z1=24，大齿轮齿数=5.1424=123.36，圆整后取Z2=124。齿数比u=5.173.1.2按齿面接触强度设计按教材机械设计第八版第218页式(10-21)以及例10-1试算：即：(1)确定公式内各计算数值1)试选载荷系数Kt=1.3。2)小齿轮传递的转矩T1= 63000NMM3)由教材表10-7选取齿宽系数d=1。4)由教材表10-6查得材料的弹性影响系数锻钢ZE=189.8MPa5)由教材图10-
6、21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1=600MPa；大齿轮的接触疲劳极限lim2=520MPa。6)由教材公式10-13计算应力循环次数(设每年工作350天) 609701300288=2.235109 =4.351087)由教材图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.92；KHN2=0.968)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数S=1,则所以： (2)计算1)试算小齿轮分度圆直径d1t，由计算公式得 = 54.045mm2)计算圆周速度 =2.74 m/s3)计算齿宽b及模数Mt。 =154.045=54.045mm4)模数：=2.25mm齿高：2.252.25
7、=5.07mm 宽高比： 5)计算载荷系数K。由教材表10-2查得使用系数KA=1；根据2.74 m/s，7级精度，由教材图10-8查得动载系数KV=1.1；由教材表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，1.42；由10.66，1.42查教材图10-13得1.29；由教材表10-3查得1。故载荷系数 11.111.42=1.5626)按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，有=57.456mm7)计算模数m。= 2.39mm3.1.3按齿根弯曲强度设计按教材式(10-17)试算，即 (1)确定计算参数1)计算载荷系数。 11.11.421.38=1.562 2)由教材图10-
8、20查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1=500MPa；大齿轮的疲劳强度极限FE1=380MPa；3)由教材图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.86，KFN2=0.89；4)计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则有 = 307.14 MPa =241.57 MPa5)查取齿形系数。由教材表10-5用插值法查得YFa1=2.65；YFa2=2.166)查取应力校正系数。由教材表10-5用插值法查得YSa1=1.58；YSa2=1.80927)计算大、小齿轮的并加以比较。=0.01317=0.01618由此，可知大齿轮的数值大。(2)设计计算 =1.7mm对比计算结果，由齿面
9、接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，而齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，取m1=2mm，已可满足弯曲强度。为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=57.456mm来计算应有的齿数。于是由 =28.728取Z11=29，则z12=i1z1=5.1429=149.06,取Z12= 150。3.1.4几何尺寸计算(1)计算中心距 = 179mm（2）计算大小齿轮的分度圆直径 58mm 200mm（3）计算齿轮宽度 158=58mm圆整后取大齿轮宽度B2=58mm, 小齿轮宽度B1=63 mm3.2第二级（低速级）齿轮传动设计计算（参照高
10、速级设计）3.2.1选定齿轮类型、精度、材料及齿数低速级转速低、传递转矩大，故选用直齿圆柱齿轮传动；精度仍选为7级；为了减少材料品种和工艺要求，小齿轮材料仍选用硬度为280 HBS的40Cr(调质)，大齿轮为硬度240 HBS的45钢(调质)；仍初选小齿轮齿数z1=24，大齿轮齿数z2=i2z1=3.9524=94.8，取为95。3.2.2按齿面接触强度设计试算公式： (1)确定公式内各计算数值试选载荷系数Kt=1.3；小齿轮传递转矩T2=1200 NM,d=1；ZE=189.8MPa； 应力循环次数：=4.35108=1.1108；小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim=600MPa；大齿轮的Hl
11、im=510MPa；接触疲劳寿命系数：KHN1=0.96, KHN2=0.97.取失效概率为1，安全系数S=1，计算得接触疲劳许用应力 =576MPa =0.97510=491MPa取两者平均值为：(2)计算1)小齿轮分度圆直径 =145.689mm2) 圆周速度 =0.364m/s3) 齿宽 1145.689=145.689mm模数 =6.07mm 齿高 h=2.25mt=2.256.07=13.658mm宽高比 10.645 4)载荷系数。Kv=1.01；直齿轮1.0；KA=1；1.442, 1.36；则1.456425)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径:=151.312mm6)计算
12、模数 mm = 6.30mm3.2.3按齿根弯曲强度设计设计公式： (1)确定公式内各计算数值1）根据齿轮材料和热处理，由图1020c查得：小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1=500MPa；大齿轮的疲劳强度极限FE1=380MPa；2）根据齿轮工作应力循环次数，由图10-8查得弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.89，KFN2=0.9；3）计算载荷系数1.3736；YFa1=2.65，YFa2=2.19；YSa1=1.58，YSa2=1.785；4）计算弯曲疲劳许用应力：取弯曲疲劳许用应力S=1.4=317.857MPa=244.286 MPa则 ： =0.01317 =0.01600(2)设计计算 =4.507mm取m2=5，则小齿轮齿数 =29.1378 取Z21=29大齿轮齿数z22=i2z1=3.9529=114.55,取Z22=115。3.2.4几何尺寸计算(1)分度圆直径 295=145mm 575mm (2)中心距 =360mm(3)齿轮宽度 1145 mm=145 mm取B4=145mm，B3=150mm。3.3 传动零件尺寸小结表1 传动零件设计计算小结名称材料硬度齿数齿宽m分度圆直径齿轮
