燕山大学课程设计报告 设计计算过程 结果 选择锥齿轮。 距较大的场合. 圆锥齿轮传动：加工较困难，特别是大直径、大模数的圆锥齿轮，工作时震动和噪音较大，圆周速度不宜过高。所以只有在需要改变轴的布置方向时采用，并尽量放在高速级。 蜗杆传动平稳，但效率低，适合用于中小功率间歇运转场合。 结论：由于输入轴与输出轴在使用时应保持垂直，且运动连续不间断，所以二级齿轮减速器的第一级选用圆锥齿轮，又由于圆柱齿轮性能好，价格低所以第二级选用圆柱齿轮。 C、直齿轮用仿形法、成型法加工比较方便；直齿轮传动能力小，噪音大。 斜齿轮相对加工制造困难，会产生轴向力，但是传动能力大、噪音小。 结论：由于在室内工作，噪音应较小，且应具有较高的传动能力，所以选择斜齿轮。 3 传动方案的技术设计与分析 3.1 电动机选择与确定 3.1.1 电动机类型和结构形式选择 选择电动机类型时，首先考虑的是电动机的性能应能全面满足被驱动机械负载的要求，如启动性能、正反转运行、调速性能、过载能力等。在这个前提下，优先选用结构简单、运行可靠、维护方便、价格便宜的电动机。 一般情况下，对于不需要调速或对调速要求不高的生产机械，可优先选用Y系列笼型三相感应电动机。这时应充分考虑电动机的启动容量与电源容量的对应关系。普通笼型电动机的启动转矩不大，特别是采用降压启动时，只适用于空载或轻载启动的场合，例如，风机、泵类 负载等。高启动转矩的笼型电动机（深槽式、双笼式）可应用于重载启动的生产机械，如压缩机、皮带运输机等。对于需要有级调速的生产机械，可选用变级多速笼型电动机，如电梯、机床等。对于带有飞轮的冲击性负载，则应选用高转差率笼型电动机，如冲压机床、锻压 机床等。 对于启动、制动转矩要求较大，需要频繁启动、制动，并且需要调速的生产机械，可选用绕线型感应电动机，如起重机、升降机、轧钢机、压缩机等。对于容量较大且不需要调速的生产机械，应优先选用同步电动机，让同步电动机运行于过励状态，还可以改善电网的功率因数。 对于有爆炸性危险的场所应选用具有防爆结构的电动机。有爆炸性危险的场所称为危险场所，危险场所分为若干等级，不同等级的危险场所应选用不同
- 2 - 燕山大学课程设计报告 设计计算过程 结果 选用Y系列三相笼型异步电动机，密封卧式结构。 类型的防爆电动机。 按电动机的结构及安装型式，可分为卧式安装和立式安装两种，它们又分为端盖无凸缘和端盖有凸缘两种型式。一般情况下大多采用卧式安装，特殊情况下才考虑采用立式安装。立式和有凸缘安装的电动机价格较贵 最终选择：根据工作要求和室内的工作环境，且从经济角度出发，选用Y系列三相笼型异步电动机，密封卧式结构。 3.1.2 电动机容量确定 (1)工作机功率P? Pw?Fv1000?1 ?w其中：?w??轴??带 查阅机械设计课程设计指导手册p89表12-10，可得 η轴 =0.99， η带=0.96 所以，可求得 Pw =2.05 kw （2)电动机实际输出功率Pd Pd?Pw?总 传动装置的总效率 ?总??13??22??3??4 由《机械设计课程设计指导手册》表12-10查得： 轴承效率（滚柱轴承）?1?0.98， 弹性联轴器效率?2?0.99， 圆柱齿轮传动效率（8级精度齿轮传动）?3?0.97， 圆锥齿轮传动效率（8级精度齿轮传动）?4?0.97 ??0.983?0.992?0.97?0.97?0.87 故P?Pw?2.05?2.36kw 0.87? 考虑安全系数和裕度为0.8 Pd?P??2.36?2.95kw 0.8
- 3 -
燕山大学课程设计报告 设计计算过程 由《机械设计课程设计指导手册》P120表14-4选取电动机额定功率Pd?3.0kw。 3.1.3 电动机转速选择 工作机的输出速度： nw?60v60?1.37??93.5(r/min) ?D??0.28结果 Pd?3.0kw 根据《机械设计课程设计指导手册》Ｐ8表2-2推荐的传动比合理范围，二 级圆锥-圆柱齿轮减速器传动比i=8~20 故电动机转速的可选范为 nd =i总×nw=748～1870r/min 则符合这一范围的同步转速有：750、1000和1500r/min，由标准查出三种适用 的电动机型号： 方案 电 动 机额 定 电动机转速(r/min) 型 号 功 率 同 步 满 载 1 Y100L2-4 3kw 1500 1430 2 Y132S-6 3kw 1000 960 3 Y132M-8 3kw 750 710 综合考虑电动机和传动装置的尺寸：方案3满载时转速较低不合适；而方 案1，体积较大，价格较高，亦不合适，因此选定方案2尺寸适中价格便宜，电 动机型号为Y132S-6，n满=960 r/min 3.2 传动装置总传动比确定及分配 3.2.1 传动装置总传动比确定 传动装置总传动比 电动机型 i?nm960??10.27 nw93.5号为Y132S-6 3.2.2 各级传动比分配 3.2.2.1 分配方案 对于圆锥-圆柱齿轮减速器，为使圆锥齿轮直径较小，一般可取圆锥 齿轮传动比为i1≈（0.25~0.4）i，并尽量使i1≤3。 3.2.2.2 各级传动比确定 i10.27i1=2.57~4.12；取i2=4，则i1???2.57 i24i2=4 i1=2.57 3.3各轴的运动和动力学参数确定
- 4 -
燕山大学课程设计报告 设计计算过程 II轴：P2?P1??锥齿??轴承?2.33?0.97?0.98?2.21kw 传动功率计算：III轴：P3?P2??柱齿??轴承?2.21?0.97?0.98?2.10kw 卷筒轴：P4?P3??联??卷筒?2.10?0.99?0.96?2.00kw 转速计算： n1?nm?960rpmn2?n1/i锥齿?960/2.57?373.54rpm n3?n2/i柱齿?373.54/4?93.39rpmn卷筒?n3?93.39rpm 转矩计算： PP21T1?9550?23.67(N?m)T2?9550?56.5(N?m) n1n2 P3P4T3?9550?214.74(N?m)T4?9550?204.52(N?m) n3n4 运动和动力参数计算结果整理于下表: 表3-1 传动与动力装置运动学参数表 轴号 功率转矩T/转速n/传动比i 效率η P/kW （N?m） （r/min ） 电机轴 2.35 23.38 960 1.00 0.99 Ⅰ轴 2.33 23.67 960 2.57 0.95 Ⅱ轴 2.21 56.50 373.54 4 0.95 Ⅲ轴 2.10 214.74 93.39 1.00 0.95 卷筒轴 2.00 204.52 93.39 4 关键零部件的设计与计算 4.1 设计原则制定 机器设计的基本原则是首先要能够胜任对机器提出的功能要求（或工作职 能），在此前提下，同时满足使用方便、经济合理、安全可靠和外形美观等各 方面要求。 结果 I轴：P1?P电'??联?2.35?0.99?2.33kw
- 5 -
燕山大学课程设计报告 设计计算过程 关键件或主要件材料及加工工艺制定 （1）箱盖：材料选HT150，铸造工艺，端盖旁凸台上机械加工沉孔锪平，窥视孔盖处机械加工。 （2）箱座：材料选HT150，铸造工艺，端盖旁凸台下机械加工沉孔锪平，底座机械加工。 （3）小锥齿轮材料用45钢（调制），大锥齿轮材料为45钢（正火）由于是大批量，所以毛坯采用模锻，机械加工。 小齿轮材料为45钢（调质），大齿轮材料为45钢（正火）由于是大批量，所以毛坯采用模锻，机械加工。 （4）轴：材料选45钢，机械加工。 （5）窥视孔盖：材料选HT150，铸造，机械加工 （6）轴承端盖：材料选HT150，铸造，机械加工 4.2齿轮传动设计方案 4.2.1软齿面/硬齿面方案选择 通常来说，大功率的齿轮减速机的齿轮都是采用硬度高的材料锻造而成，结果 选择软齿面 硬齿面齿轮减速机不单单齿轮的硬度高，其输出轴、输入轴的硬度也比普通齿轮减速机高的多，因为功率大，其箱体的材料也是采用铸铁锻造，能很好的应付在高负载时产生的振动和冲击力。使用寿命更加长，适用于高负载的器械使用。因材料和工业上的加强，硬齿面减速机的价格相对来说要高些。 软齿面减速机应用的领域也是非常广泛，尤其是各种包装机、传送机等较小功率的器械上使用相当广泛。其工艺简单，相对低廉的价格也负荷客户要求，是市面上使用最多的产品。 考虑到所需的功率不大，且从价格，工艺性等方面出发，选择软齿面。 4.2.2设计及校核原则 闭式软齿面以齿面接触疲劳强度进行设计，以齿根弯曲疲劳强度进行校核。 闭式硬齿面以齿根弯曲疲劳强度进行设计，以齿面接触疲劳强度进行校核。 开式齿轮传动以齿根弯曲疲劳强度进行设计，将模数增大10%~15%。 4.2.3直齿轮/斜齿轮选择方案 直齿轮用仿形法、成型法加工比较方便；直齿轮传动能力小，噪音大。 斜齿轮相对加工制造困难，会产生轴向力，但是传动能力大、噪音小。
- 6 -