1、. 课程设计 电机的选择计算2.1 选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V.2.2 选择电动机的容量工作机的有效功率为Pw=FV/1000=(2200N1.0m/s)/1000=2.2kw.从电动机到工作机输送带间的总效率：联轴器的传动效率 1=0.99.带传动效率2=0.96.一对圆锥滚子轴承的效率 3= 0. 98.一对球轴承的效率 4= 0.99.闭式直齿圆锥齿传动效率5= 0.97.闭式直齿圆柱齿传动效率6= 0.97.总效率=21233456=0.9920.960. 9830.990.970.97=0.817.所以电动机所需
2、工作功率为：Pd=Pw/=2.2kw/0.817=2.69kw2.3确定电动机转速查表得二级圆锥圆柱齿轮减速器传动比i=8-40，而工作机卷筒轴的转速为：d=250mmnw=601000V/d=76.5r/m所以电动机转速的可选范围为：nd=inw =(8-40) 76.5=(612-3060)r/m符合这一范围的同步转速有750 r/m,1000 r/m,1500 r/m,3000 r/m四种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量及价格因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000 r/m的电动机如表2-1：表2-1电动机的型号额定功率/kw满载转速/（r/m）启动转矩额定转矩最大转
3、矩额定转矩Y132S-639602.02.0电动机的主要安装 尺寸和外形尺寸如表2-2：表2-2尺寸/mm型号HABCDEFGDGY132S132216140893880108332.4 计算传动装置的总传动比i 并分配传动比2.4.1 分配原则1.各级传动的传动比不应该超过其传动比的最大值2.使所设计的传动系统的各级传动机构具有最小的外部尺寸3.使二级齿轮减速器中，各级大齿轮的浸油深度大致相等，以利于实现油池润滑2.4.2 总传动比i 为：i =nm/ nw=960/76.5=12.5492.4.3分配传动比：i =i1i2圆锥齿轮传动比一般不大于3，所以：直齿轮圆锥齿轮传动比：i1=3直齿
4、轮圆柱齿轮传动比: i2=4.18实际传动比：i = 34.18=12.54因为i=0.009H2 取511.5 Mpa(3) 按齿面接触强度设计小齿轮大端模数（由于小齿轮更容易失效故按小齿轮设计）:取齿数 Z1=24，则Z2=Z1i1=243=72，取Z2=72实际传动比u=Z2/Z1=72/24=3，且u=tan2=cot1=31=18.4352=71.565则小圆锥齿轮的当量齿数zm1=z1/cos1=24/cos18.435=25.3zm2=z2/cos2=72/cos71.565=227.68(4)查表有材料弹性影响系数ZE=189.8，取载荷系数Kt=2.0有T1=2.65104
5、T/(N.mm)，u=3，R1=1/3.试计算小齿轮的分度圆直径为：d1t2.92=63.96mmc.齿轮参数计算(1)计算圆周速度v=*d1t*nI /60000=3.14*63.96*960/60000=3.21335m/s(2)计算齿轮的动载系数K根据v=3.21335m/s，查表得：Kv=1.18,又查表得出使用系数KA=1.00取动载系数K=1.0取轴承系数K=1.5*1.25=1.875齿轮的载荷系数K= Kv*KA* K *K=2.215(3)按齿轮的实际载荷系数所得的分度圆直径由公式:d1= d1t=63.96=66.15mmm=66.15/24=2.75d按齿根弯曲疲劳强度设
6、计：Fmin1=0.7HBS+275由公式查得：(1)小齿轮的弯曲疲劳强度FE1=500 Mpa ；大齿轮的弯曲疲劳强度FE2 =380 Mpam(2)查得弯曲疲劳强度寿命系数KFN1=0.86,KFN2=0.88.计算弯曲疲劳强度的许用应力，安全系数取S=1.4由F=Fmin KFN / SFmin 得F1=FE1* KFN1/S=500*0.86/1.4=308.929 MpaF2=FE2* KFN2/S=380*0.88/1.4=240.214 Mpa计算载荷系数K= Kv*KA* K *K=2.2151.查取齿形数：YFa1=2.65, YFa2=2.2362.应力校正系数Ysa1=1
7、.58, Ysa2=1.7543.计算小齿轮的YFa * Ysa /F并加以比较YFa1 * Ysa1 /F1 =2.65*1.58/308.928=0.01355 YFa2 * Ysa2/F 2 =2.236*1.754/240.214=0.01632YFa1 * Ysa1 /F1 H2 取539 Mpa(3) 按齿面接触强度设计小齿轮大端模数（由于小齿轮更容易失效故按小齿轮设计）:取齿数 Z1=24，则Z2=Z1i1=244.18=100，取Z2=100实际传动比u=Z2/Z1=100/24=4.167，(4)查表有材料弹性影响系数ZE=189.8，取载荷系数Kt=1.5有T1=7.631
8、04 T/(N.mm)，u=3，R1=1/3.齿宽系数：=1试计算小齿轮的分度圆直径为：d1t2.32*=*=60.34mmc.齿轮参数计算(1)计算圆周速度v=*d1t*nI /60000=3.14*60.34*320/60000=1.0104m/s齿宽b=*d1t=1*60.34=60.34计算齿宽与齿高之比：b/h模数mt= d1t/Z1=60.34/24=2.514h=2.25mt=5.6565b/h=60.34/5.6565=10.667(2)计算齿轮的动载系数K根据v=1.0104m/s，查表得：Kv=1.05,又查表得出使用系数KA=1.00取动载系数K=1.1取轴承系数K=1.
9、1*1.25=1.42齿轮的载荷系数K= Kv*KA* K *K=1.6401(3)按齿轮的实际载荷系数所得的分度圆直径由公式:d1= d1t=60.34=62.16mmm=62.16/24=2.59d按齿根弯曲疲劳强度设计：Fmin1=0.7HBS+275由公式查得：(1)小齿轮的弯曲疲劳强度FE1=500 Mpa ；大齿轮的弯曲疲劳强度FE2 =380 Mpam(2)查得弯曲疲劳强度寿命系数KFN1=0.885,KFN2=0.905.计算弯曲疲劳强度的许用应力，安全系数取S=1.4由F=Fmin KFN / SFmin 得F1=FE1* KFN1/S=500*0.885/1.4=316.0
10、7 MpaF2=FE2* KFN2/S=380*0.905/1.4=245.64 Mpa计算载荷系数由b/h=10.667,=1.42查得KF=1.45K= Kv*KA* K *KF=1*1.05*1.1*1.35=1.5591.查取齿形数：YFa1=2.65, YFa2=2.282.应力校正系数Ysa1=1.58, Ysa2=1.793.计算小齿轮的YFa * Ysa /F并加以比较YFa1 * Ysa1 /F1 =2.65*1.58/316.07=0.01324YFa2 * Ysa2/F 2 =2.28*1.79/245.64=0.01661YFa1 * Ysa1 /F1 39.3许用转速
11、n=4750r/minn=960r/m所以联轴器符合使用要求(4)作用在小锥齿轮上的力：dm1=1-0.5b/Rd1=1-0.5/11270=50.125mm圆周力：Ft1=2T1/ dm1=22.65104 /58.125=911.82N径向力：Fr1= Ft1*tan20*cos1=911.82Ntan20cos18.435=314.83N轴向力:Fa1= Ft1*tan20*sin18.435=104.97N(5)轴的结构设计如图3-1：图3-1(1)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度，为了满足半联轴器的轴向定位要求，I-轴端右端需要制出一轴肩dI- =30mm，故取d- =35m
12、m，为了保证轴吨挡圈只压在半联轴器上面不压在轴的断面上，故I-轴段取L I- =62mm。初步选定滚动轴承，因为轴承同时有径向力和轴向力的作用，故选单列圆锥滚子轴承。参照工作要求根据d- =35mm，根据机械设计手册标准，单列圆锥滚子承选用型号为30208，其主要参数为d=40mm，D=80mm，T=19.75，B=18，C=16，所以d- =40mm，d- =50mm，d- =40mm，L- =17mm取安装齿轮处的轴端-的直径d- =32mm，齿轮的左端通过轴套定位，右端通过轴套和螺钉定位。轴段的长度取L- =58mm。由轴承盖宽度和套筒宽宽的确定L- =44mm。d I- =30mm L I- =62mmd- =35mm L- =44mmd- =40mm L- =17mmd- =50mm L- =56mmd- =40mm L- =17mmd- =32mm L- =58mm至此，已经初步确定了轴的各段直径和长度。(6)求轴上的载荷如图3-2计算轴上的载荷：图3-2求垂直面内的支撑反力：该轴受力计算简图如下图，齿轮受力L- =56mm 轴承的T=19.75mm a=17.6L2= L-+2（T-a）=56+2(19.75-17.6)=60.3mm根据实际情况取L2=60mm，估取L3=40mm=0,Rcy
