机械设计课程设计
方案三中选。而方案二与方案三相比，结构较紧凑，且蜗杆在低速级，因此方案二较为合适。
（3）电动机选择 <1>选择电动机类型
按工作条件和要求，选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步卧式电动机，电压
380v。
<2>选择电动机容量
由设计要求得电动机所需功率Pd?2kw。因载荷平稳，电动机额定功率略大于Pd即可，因此选定电动机额定功率??ed为2.2kw。 <3>确定电动机转速
曲柄工作转速????= 13.95r/min，方案二中减速器传动比为60～90，故电动机转速可选范围为ndY112M-6。
（4）分配传动比
<1>计算总传动比：ia?nMnW?940r/min13.95r/min?67.38
?ianW?840?1260r/min。符合这一范围的同步
转速有1000r/min, 故选定电动机转速为1000r/min。进而确定电动机型号为
<2>分配减速器的各级传动比：
取第一级齿轮传动比i1?3，故
（5）运动和动力参数计算 滚动轴承效率：η1=0.99
闭式齿轮传动效率：η2=0.97 蜗杆传动效率：η3=0.80
联轴器效率：η4=0.99
故η=η
31
i2?ia/i1?22.46。
?η
2
?η
3
?η
4
=0.68
电机轴：Nm=940r/min,Pd=2kw, T0=9550*P0/Nm=20.319N*M 对于Ⅰ轴（小齿轮轴）:
P1=2.0*η4=1.98kw
N1=940r/min
T1=9550* P0/ Nm=20.116N*M 对于Ⅱ轴（蜗杆轴）：
P2=P1*η1*η2=1.98*0.99*0.97=1.90kw N2=N10/3=313.3r/min
T2=9550* P2/ N2=57.934N*M 对于Ⅲ轴（蜗轮轴）： P3=P2*η3*η1=1.90*0.8*0.99=1.5kw
N3=N2/22.46=13.95r/min
T3=9550* P3/ N3=1026.882 N*M
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运动参数核动力参数的结果加以汇总，列出参数表如下:
轴名 电机轴 小齿轮轴 蜗杆轴 蜗轮轴
总体设计方案简图如下：
功率P / kW 输入 1.98 1.90 1.50 输出 2 1.96 1.88 1.48 转矩T /N·m 输入 20.116 579.34 输出 20.319 19.915 573.54 转速n r/min 940 940 313.3 传动比i 1 1 3 22.46 效率? 0.99 0.99 0.99 0.99 1026.882 1016.613 13.95
二、传动零件的设计计算
1、联轴器
（1）TC?KAT式中：K为载荷系数；T为联轴器传递的工作扭矩（即轴的扭矩）。因
为载荷较平稳，KA查表得1，T=20.32N*m，故TC= 20.32N*m。
（2）由于??1=??0= 1000r/min，所以选弹性联轴器。
（3）匹配：电动机Y112M-6轴径D=28mm。
综上，查表选择弹性套柱销联轴器，型号LT4，齿轮轴轴径为25mm。
2、齿轮设计
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计算项目 1、选材、精度 2、初步计算小齿轮直径d1 计算内容 计算结果 考虑主动轮转速n1=940r/min不是很高，故大小齿轮均用45#，调质处理。小齿轮硬度HB=229～286，取260HB。大齿轮HB=217～255，取230HB。精度等级选8级。 因为采用闭式软齿面传动,按齿面接触强度初步估算小齿轮分度圆直径,由附录A表d1?Ad3KT1?d?2HP K?1.4 ?u?1u由表A1取Ad?756，动载荷系数K?1.4，初取??15?转矩T1?20.11N?m，由表27.11查取?d?1.2 接触疲劳极限 ?Hlim1T1?20.11N?m lim2?610MPa?Hlim12?580MPa ?Hlim12?610MPa?580MPa?HP!?0.9?H?0.9?610MPa?0.9?580MPa ?Hllim?HP2?0.9?Hllimd1?Ad3?HP!?549MPa?HP2?522MPa KT1?d?32HP?u?1u?3?13?36.74 取d1?40mm ?756?1.4?20.111.2?5222 3、确定基本参数 圆周速度v??d1n160?1000???40?94060?10008级精度合理 ?1.96m/s z1?31 精度等级取8级精度合理 取z1?31，z2?iz1?3?31?93 确定模数mt?d1/z1?40/31?1.290,查表取mn?1.25 确定螺旋角z2?92 取mn?1.25 ?：mnmt?arccos1.251.29?14.305? ??arccos小齿轮直径d1?39.99mmd2?118.68mmb?48mm 7
d1?mt?z1?1.29?31?39.99mm
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大齿轮直径d2?mt?z2?1.29?92?118.68mm初步尺宽b??dd1?1.2?40?48mm 传动比误差为1.1% 校核传动比误差：4、校齿核面接触疲劳强度 1〉计算齿面接触应力 节点区域系数:查图27-16非变位斜齿轮Z弹性系数:查表27.11ZE?189.8重合度系数Z?: 端面重合度 ????ztan???tan?1a1?????2???ztan??tan??2a2?1Hi?92/31?2.967，?3?2.967?/3?1.1% ?H?ZHZEZ?Z?KAKVKH?KH?Ftd1b?u?1u??HP?2.43 ZHMPa ?2.43 MPaZE?189.8 ??t ?tan20???tan?n???20.587? ??arctan??arctan??cos????????cos14.305??tdb1da1?d1cos?t?arccos??d?2ha1?1??????? ??20.587? ??at1?arccos?40cos20.587?arccos???40?2?2.5?at2?arccosdb2da2????33.682??????d2cos?t?arccos??d?2ha2?2?118.68cos20.587?arccos???118.68?2?2.5????26.065? 由于没有变位所以端面啮合角?'t??t ????3.10 ??48?sin14.3053.14?1.251?0.57??3.10 纵向重合度???bsin? ?mn???3.02????1?Z???Z??0.57 8
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螺旋角系数ZK?1KV??cos??0.98 Z??0.98 KAA?1.13 ?1KH?:KV?1.13 Ft?2T1/d1?2?20.11/40?1.0055kN KAFtb?1?1005.548 ?20.9N/mm?100N/mm cos?b?cos?cos?n/cos?t?0.973 KH????/cosKH?2?b?3.1/0.973????22?3.27 K H??3.27 ?b?A?B??d?1?C?102?3?b?3K?48?1.43H??1.43?1.17?0.16?1.2?0.61?10 齿面接触应力 ?H?2.43?189.8?0.57?0.98?1?1.13?1.43?3.27?2?H?495N/mm?3?1321005.440?48 ?495N/mm2>计算许用接触应力?HP ?HP??HlimZNTZLZVZRZWZXSHlim 总工作时间th?10?300?16?48000h 应力循环次数NL1?60?n1th?60?1?940?48000 9?2.71?10NL2?NL1/i?1.35?10 9接触寿命系数ZNT由图27-23查出 （单向运转取??1） 齿面工作硬化系数 ZNT1?0.88 ?0.9 9
ZNT2