机电及自动化学院课程设计目录全套图纸加扣3012250582 设计任务书2传动方案的拟订2电动机的选择3传动装置的运动和动力参数计算4传动零件的设计计算6轴的计算.15键连接的选择和计算. 28滚动轴承的选择和计算.29箱体结构的设计 . .30润滑与密封.33设计小结.34参考资料.35设计说明书结果1 传动装置总体设计方案1.1 传动装置的组成和特点组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。1.2 传动方案的拟定二级同轴式圆柱斜齿轮减速器。初步确定传动系统总体方案如图1.1所示。 图.1.1 传动装置总体设计图1.2.1 工作机所需功率Pw（kw）Pw=Fw w/100015001.1/1000=1.65kw式中，Fw为工作机的阻力，N；w为工作机的线速度，m/s；为带式工作机的效率。1.2.2 电动机至工作机的总效率2320.9920.9830.9720.960.83为联轴器的效率,为第一、二、三对轴承的效率，为每对齿轮（齿轮为7级精度，油润滑，因是薄壁防护罩,采用开式效率计算）啮合传动的效率，为卷轴的效率。2 电动机的选择电动机所需工作功率为： PP/1.65/0.832.0 kw , 执行机构的曲柄转速为6010001.1/(3.14220)=95.5 r/min经查表按推荐的传动比合理范围，二级圆柱斜齿轮减速器传动比840，则总传动比合理范围为840，电动机转速的可选范围为：（840）95.57643820r/min按电动机的额定功率P，要满足PP以及综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y112M6的三相异步电动机，额定功率P为2.2 kw，满载转速940 r/min，同步转速1000 r/min。表2.1 电动机的技术参数方案电动机型号额定功率P/kw额定转速（r/min）同步转速堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩1Y112M-62.294010002.02.0表2.2 电动机的安装技术参数中心高/mm 外型尺寸/mm L（AC/2+AD）HD 底脚安装 尺寸AB地脚螺栓 孔直径K 轴伸尺 寸DE 装键部位 尺寸FGD132400305 265190 1401228 6010 433 确定传动装置的总传动比和分配传动比3.1 总传动比由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速，可得传动装置总传动比为：/940/95.59.8433.2 分配传动装置的传动比式中、分别为带传动和减速器的传动比。对于同轴式圆柱齿轮减速器，传动比按下式分配：式中为高速级圆柱齿轮的传动比，为低速级圆柱齿轮的传动比。则减速器传动比为：3.1374 计算传动装置的运动和动力参数4.1 各轴转速高速轴的转速 940 r/min中间轴的转速 940/3.137300 r/min低速轴的转速 /300/3.13795.6r/min 滚筒轴的转速 =95.6 r/min4.2 各轴输入、输出功率4.2.1 各轴的输入功率P（kw） 高速轴的输入功率 P2.20.992.18 kW 中间轴的输入功率 22.180.980.972.07kW 低速轴的输入功率 22.070.980.971.97 kW滚筒轴的输入功率 21=1.970.980.991.91 kW4.2.2 各轴的输出功率P（kw）高速轴的输人功率 0.992.15kW中间轴的输人功率 0.980.971.99 kW低速轴的输人功率 0.980.971.87 kW滚筒轴的输人功率 0.971.86 kW4.3 各轴输入、输出转矩4.3.1 各轴的输入转矩 （ Nm）转矩公式： 9550P/ Nm电动机轴的输出转矩 9550 95502.2/94022.35 Nm高速轴的输入转矩 955095502.18/94022.15 Nm中间轴的输入转矩 955095502.07/30065.895 Nm低速轴的输入转矩 955095501.97/95.6197 Nm 滚筒轴的输入转矩 955095501.91/95.6191 Nm4.3.2 各轴的输出转矩 高速轴的输出转矩 0.9821.903 Nm中间轴的输出转矩 0.9821.707Nm低速轴的输出转矩 0.9965.236 Nm滚筒轴的输出转矩 0.97186.00 Nm 轴 参数 电机轴 轴 轴 轴滚筒轴功率P/KW2.22.182.071.971.91转矩T/（Nm）22.3522.1565.895197197转速n/（r/min）94094030095.695.6传动比i13.1373.1371效率0.990.0.950600.95060.9702表2.3传动和动力参数结果5.齿轮结构的设计因减速器为同轴式，低速级齿轮比高速级齿轮的强度要求高，所以应优先校准低速级齿轮。5.1 低速级齿轮传动的设计计算5.1.1 选取精度等级、材料、齿数及螺旋角考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮。（1） 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB 1009588)。（2） 材料选择。由表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。（3） 选小齿轮齿数24，大齿轮齿数Z2Z1i2243.13774，取Z274。（4） 初选螺旋角14o。5.1.2 按齿面接触强度设计由机械设计课本设计计算公式（10-21）进行计算，即（1）确定公式内的各计算数值 试选=1.6。 小齿轮传动的转矩为 T64.771103 查课本P205表10-7选取齿宽系数1。 查课本P201表10-6得材料的弹性影响系数ZE189.8 由课本P209图10-2d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1600 MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限为Hlim2550 MPa。 计算应力循环次数。 60nj 603001（1830010）5.256108 1.6574108由课本P207图10-19去接触疲劳寿命系数KHN10.95；KHN20.97。查课本P217图10-30选取区域系数Z=2.433 。 由课本P215图10-26查得标准圆柱齿轮传动的端面重合度0.77 ，0.86。则+1.63。 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式（10-12）得:=0.95600570 0.97550533.5 则许用接触应力为：551.75 （2）设计计算试算小齿轮的分度圆直径d，由计算公式得48.97 mm计算圆周速度。0.77m/s计算齿宽b和模数。计算齿宽b b48.97 mm计算摸数m=1.979 mm计算齿宽与高之比。 齿高 h2.25 2.251.9794.45 11.00 计算纵向重合度=0.318=1.903 计算载荷系数K。已知使用系数=1，根据0.77 m/s，7级精度, 由课本图10-8查得动载系数K1.03；由课本表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，K1.419；由11.00，K1.419查图10-13得 K1.35；由课本表10-3 得: K1。故载荷系数K KK K 11.031.21.4191.754按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径dd48.9750.5 计算模数2.04 mm5.1.3 按齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式（1）确定计算参数 计算载荷系数。K K K11.031.21.351.6686 根据纵向重合度1.903，从课本图10-28查得螺旋角影响系数0.88小齿轮传递的转矩64.771 kNm。确定齿数z。因为是硬齿面，故取Z124，Z2i21Z13.1372475.288，取Z275。传动比误差 iuZ2/Z175/243.125，i0.385，允许。计算当量齿数。26.2782.10查取齿形系数和应力校正系数。查课本表10-5得齿形系数2.59；2.215 应力校正系数1.597；1.773查课本图10-20c得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限。查课本图10-18得弯曲疲劳寿命系数K0.88；K0.90。 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 计算接触疲劳许用应力。314.29 MPa244.29 MPa计算大小齿轮的 并加以比较。0.013 160.016076大齿轮的数值大，故选用。（2） 设计计算mn=1.57 mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m2 mm，但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d50.5来计算应有的齿数.于是由:z24 取z24那么zuz13.1372475 5.1.4 几何尺寸计算（1）计算中心距 a102.6 将中心距圆整为103。（2）按圆