河南机电高等专科学校机械设计用纸
设计计算及说明 计算结果
目录
一、传动装置的总体设计 3
（一）、选择电动机 ............................................................................................................................................. 3 （二）、计算总传动比并分配传动比 ................................................................................................................. 4 （三）、计算传动装置的运动和动力参数 ......................................................................................................... 4 二、链传动设计 ............................................................................................................................................................. 5 三、高速级圆柱斜齿轮设计 ......................................................................................................................................... 6
（一）、选择齿轮材料、热处理、齿面硬度、精度等级及齿数 ...................................................................... 6 （二）、按齿面接触疲劳强度设计 ..................................................................................................................... 7 （三）、确定齿轮传动主要参数和几何尺寸...................................................................................................... 9 （四）、校核齿根弯曲疲劳强度 ....................................................................................................................... 10 四、低速级圆柱斜齿轮设计 ....................................................................................................................................... 12
（一）、选择齿轮材料、热处理、齿面硬度、精度等级及齿数 .................................................................... 12 （二）、按齿面接触疲劳强度设计 ................................................................................................................... 12 （三）、确定齿轮传动主要参数和几何尺寸.................................................................................................... 14 （四）、校核齿根弯曲疲劳强度 ....................................................................................................................... 15 五、高速齿轮轴的设计 ............................................................................................................................................... 17
（一）、选择轴的材料确定许用应力 ............................................................................................................... 17 （二）、计算轴的载荷 ....................................................................................................................................... 17 （三）、初估轴的最小直径选择联轴器 ........................................................................................................... 17 （四）、轴的结构设计 ....................................................................................................................................... 18 六、中间齿轮轴的设计 ............................................................................................................................................... 19
（一）、选择轴的材料确定许用应力 ............................................................................................................... 19 （二）、计算轴的载荷 ....................................................................................................................................... 19 （三）、初估轴的最小直径 ............................................................................................................................... 20 （四）、轴的结构设计 ....................................................................................................................................... 20 七、低速齿轮轴的设计 ............................................................................................................................................... 21
（一）、选择轴的材料确定许用应力 ............................................................................................................... 21 （二）、计算轴的载荷 ....................................................................................................................................... 21 （三）、初估轴的最小直径 ............................................................................................................................... 22 （四）、轴的结构设计 ....................................................................................................................................... 22 八、高速齿轮轴的校核 ............................................................................................................................................... 23
(一)、画轴的计算简图计算支反力 ..................................................................................................................... 23 (二)、求支反力 ..................................................................................................................................................... 25 （三）、按弯扭组合强度条件校核轴的强度.................................................................................................... 25 九、中间齿轮轴的校核 ............................................................................................................................................... 26
(一)、画轴的计算简图计算支反力 ..................................................................................................................... 26 (二)、求支反力 ..................................................................................................................................................... 26 （三）、按弯扭组合强度条件校核轴的强度.................................................................................................... 28 十、低速齿轮轴的校核 ............................................................................................................................................... 28
(一)、画轴的计算简图计算支反力 ..................................................................................................................... 28 (二)、求支反力 ..................................................................................................................................................... 29 （三）、按弯扭组合强度条件校核轴的强度.................................................................................................... 30 十一、高速齿轮轴轴承的校核 ................................................................................................................................... 31 十三、低速齿轮轴轴承的校核 ................................................................................................................................... 34
共41页 第1页
河南机电高等专科学校机械设计用纸
设计计算及说明 计算结果
十四、键的选择与校核 ............................................................................................................................................... 36
（一）、联轴器和高速轴的连接键的选择校核................................................................................................ 36 （二）、中间轴上从动齿轮和轴的连接键的选择校核 .................................................................................... 37 （三）、中间轴上主动齿轮和轴的连接键的选择校核 .................................................................................... 37 （四）、低速轴上齿轮和轴的连接键的选择校核 ............................................................................................ 38 （五）、低速轴上齿轮和轴的连接键的选择校核 ............................................................................................ 38 十五、箱体结构的设计 ............................................................................................................................................... 38 十六、润滑密封方式设计 ........................................................................................................................................... 40 十七、设计小结 ........................................................................................................................................................... 40 十八、参考文献 ........................................................................................................................................................... 41
共41页 第2页
河南机电高等专科学校机械设计用纸
设计计算及说明 计算结果 一、传动装置的总体设计 （一）、选择电动机 1、选择电动机系列 按工作要求及工作条件，选用三相异步电动机，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、选电动机功率 （1）、工作机的输出功率pwo p工作机的输出功率wo应由机械工作阻力和运动参数计算确定。 当已知工作机的带式输送机驱动卷筒的圆周力（即卷筒牵引力）F?N?和输送带速度V?m/s?，则工作机的输出功率 pwo （2）、电机输出功率Fv2.4?103?1.6???3.84kw10001000 pwo=3.84kw Pd 42从电动机的输出功率为电动机到工作机输送带的总效率????2?3?45 ??0.97、?4?0.96、?5?0.97分别为联轴器、轴其中?1?0.99、?2?0.98、3承、齿轮传动、链传动、和卷筒的传动效率。 ??0.99?0.98?0.97?0.96?0.97?0.80 故电动机的输出功率为 42pd?pwo??3.84kw?4.8kw0.8 pd=4.8kw 3、确定电动机转速 ?i?8~401按表22推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器传动比为，链传动??16~160i??i?i2?的传动比为i2?2~4，所以总传动比，而工作机卷筒的转速为 nw?60?1000v60?1000?1.6??63.7rmin?D??480 ?(1019~10192)r ??(1019~10192nd)r/min所以电动机的转速可选范围为 ??i?nw?(16~160)?63.7rndminmin 共41页 第3页
河南机电高等专科学校机械设计用纸
设计计算及说明 计算结果 4、选择电动机型号 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和价格等因素，为使传动装置紧凑，选用同步转速为1500r/min的电动机，其型号为Y132S-4。 由表20-1可知其额定功率为5.5kw,满载转速为1440r/min。 电动机型额定功满载转额定转矩号 率 速 堵转转矩 Y132S-4 5.5kw 1440r/min 2.2 最大转矩 额定转矩 2.2 （二）、计算总传动比并分配传动比 1、总传动比 n1440i?m??22.6nw63.7 2、链传动传动比 取链传动比 i?22.6 i3?3 3、两级齿轮传动比 i22.6i1i2???7.53i33 考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，取i1?1.4i2。 i1?3.25 i2?2.32 i?1.4i1i2?1.4?7.53?3.25 故1i2?i1i27.53??2.32i13.25 i3?3 （三）、计算传动装置的运动和动力参数 1、各轴的转速 n??nm?1440r/minn1440r/minn??????443.1r/mini13.25n443.1r/minn??????191.0r/mini22.32n191.0r/minn卷??????63.7r/mini33 n???443.1r/min n????191.0r/min n??1440r/min n卷?63.7r/min 2、各轴的输入功率 p??4.752kw p??pd?1?4.8kw?0.99?4.752kw p???p??2?3?4.752?0.98?0.97?4.52kw p???4.52kw p????4.30kw 共41页 第4页
河南机电高等专科学校机械设计用纸
设计计算及说明 计算结果 p????p???2?3?4.52?0.98?0.97?4.30kwp卷?p????2?4?4.30?0.98?0.96?4.05kw 3、各输入轴的转矩 p卷?4.05kw T0?9550?电轴的输入转矩机：pd?31.833N?mnm P?/n??31.5017N?m 高速轴Ⅰ的输入转矩：T??9550P??/n???97.4189N?m 中间轴Ⅱ的输入转矩：T???9550P???/n????215.000N?m 低速轴Ⅲ的输入转矩：T????9550滚筒轴Ⅳ的输入转矩：T卷?9550P卷/n卷?607.182N?m 轴号 电动机轴 Ⅰ轴 Ⅱ轴 Ⅲ轴 卷筒轴 功率p(kw) 转速转矩Tn(r/min) （Nm） 4.8 4.75 4.52 4.30 4.05 1440 1440 443.1 191.0 63.7 31.833 31.502 97.419 245.000 607.182 二、链传动设计 1、确定链轮齿数 因传动比i?3,查表12-6选取z1?25 则z2?iz1?3?25?75 z1?25 z2?75 2、实际传动比 i??3 z75i??2??3z125 没有改变 3、链轮转速 n1191r/min??63.7r/mini?3 n1?191r/min n2?63.7r/min n1?191r/min n2?p4、设计功率d 查表12-7取KA?1.0 查表12-8取Kz?0.74 pd?3.18kw 2A链条 pd?KAKzp?1?0.74?4.3kw?3.182kw 取pd?3.18kw p=19.05mm 共41页 第5页