传动装置总体设计Word格式文档下载.docx

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V带传动效率0.96

η2：

滚动轴承效率0.99（球轴承）

η3：

齿轮传动效率0.97（7级精度一般齿轮传动）

η4：

联轴器传动效率0.99（弹性联轴器）

η5：

卷筒传动效率0.96

所以电动机所需工作功率为：

Pd=Pw/η=2.4/0.859=2.79kWi=2

式中：

Pd——工作机实际所需电动机的输出功率，kW；

Pw——工作机所需输入功率。

kW；

η——电动机至工作机之间传动装置的总功率。

3）确定电动机转速

按推荐的传动比合理范围，V带传动≤（2～4），一级圆柱齿轮传动≤5，两级圆柱齿轮传动为（5～40）。

因为nw=v•60/（π•D）=（0.8×

60）/（π×

250）=61.12r/mini=3

nd=i•nw=（1～20）•61.12=（61.12～1222.4）r/mini=4

所以电动机转速的可选范围为：

（61.12～1222.4）r/mini=5

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为750r/mini=6

电动机。

根据电动机类型、容量和转速，查表选定以下电动机，其主要性能如表格1。

二、确定传动装置的总传动比和分配传动比

1）.总传动比i为

i=nm/nw=710/61.12=11.62i=7

2）.分配传动比

i=i0•i1•i2=11.62i=8

考虑润滑条件等因素，初定

i0——为V型带传动比

i1——为第一组齿轮传动比

i2——为第二组齿轮传动比

当为两级传动时：

i1=（1.3～1.4）•i2取1.4，i0=3

当为一级传动时：

i1=i/i0i0=3

所以经过计算以后可得：

i1=4.03i=10

i1=1.4•i2=1.4×

4.03=2.88i=11

（1）.各轴的转速

电动机轴：

nm=710r/mini=13

Ⅰ轴：

nⅠ=710/1=710r/mini=14

Ⅱ轴：

nⅡ=710/4.03=176.18r/mini=15

Ⅲ轴：

nⅢ=176.18/2.88=61.17r/mini=16

卷筒轴：

nw=nⅢ=61.17/1=61.17r/mini=17

（2）.各轴的输入功率

Pd=3kWi=19

PⅠ=Pd•η1•η2=3×

0.99×

0.96=2.85kWi=20

PⅡ=PⅠ•η2•η3=2.85×

0.97=2.74kWi=21

PⅢ=PⅡ•η2•η3=2.74×

0.99=2.63kWi=22

Pw=PⅢ•η2•η4=2.63×

0.99=2.58kWi=23

（3）.各轴的输入转矩

电动机轴的输出转矩Td为：

Td=9550×

Pd/nm=9550×

3/710=40.35N•mi=25

Td=40.35N•mi=26

TⅠ=9550×

PⅠ/nⅠ=9550×

2.85/710=38.33N•mi=27

TⅡ=9550×

PⅡ/nⅡ=9550×

2.74/176.18=148.52N•mi=28

TⅢ=9550×

PⅢ/nⅢ=9550×

2.63/61.17=410.6N•mi=29

Tw=9550×

Pw/nw=9550×

2.58/61.17=402.8N•mi=30

三、齿轮的设计

1）齿轮1、2的设计

（1）齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高。

都采用45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。

齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀，考虑传动平稳性，齿数宜可取多些。

由《机械设计基础》表11-1选择齿轮1材料为45钢（调质），硬度为280HBS,σHlim1=600MPa,FE=450MPa,齿轮2为45钢（正火），硬度为240HBS,Hlim2=380MPa,σFE=320MPa。

由《机械设计基础》表11-5取SH=1.25,SF=1.6。

i=62

[σH1]=σHlim1/SH=600/1.25=480Mpai=63

[σH2]=σHlim2/SH=380/1.25=304Mpai=64

[σF1]=σHFE1/SF=450/1.6=281.25Mpai=65

[σF2]=σHFE2/SF=320/1.6=200Mpai=66

（2）按齿面接触强度设计

设齿轮按8级精度制造，取载荷系数为1.5i=67

。

齿宽系数Φd为0.8i=68

对于铸钢ZE取188，ZH取2.5

d1≥（2•K•TⅠ•（i1+1）/（Φd•i1）•（ZE•ZH/[σH]）^2）^（1/3）=（2•1.5•38.33•1000•（4.03+1）/（0.8•4.03）×

（188×

2.5/480）^2）^（1/3）=55.61mmi=69

齿数取z1=28i=70

则z2=i1•z1=112i=71

模数m=d1/z1=55.61/28=1.99mmi=72

齿宽b=Φd•d1=0.8×

55.61=44.49mmi=73

取b1=40mmi=74

b2=30mmi=75

按《机械设计基础》表4-1取m=2mmi=76

实际的d1=z1•m=28×

2=56mmi=77

d2=z2•m=112×

2=224mmi=78

中心距a=（d1+d2）/2=（56+224）/2=140mmi=79

（3）验算齿轮弯曲强度

齿形系数（由《机械设计基础》图11-8和图11-9可得）

YFa1=2.54i=80

YSa1=1.62i=81

YFa2=2.03i=82

YSa2=1.63i=83

σF1=2•K•YFa1•YFa1/（b1•m^2•z1）=2×

38.33×

1000×

1.5×

2.54•1.62/（40×

2^2×

28）=105.62Mpa≤[σF1]i=84

σF2=σF1•YFa2•YSa2/（YFa1•YSa1）=105.62×

（2.03×

1.63/（2.54×

1.62））=84.93Mpa≤[σF2]i=85

所以安全的。

（4）齿轮的圆周速度

v1=π•d1•nⅠ/（60×

1000）=π×

56×

710/（60×

1000）=2.08m/si=86

对照表11-2选用7级是正确的！

齿轮参数见表格4 

i=87

2）齿轮3、4的设计

由《机械设计基础》表11-1选择齿轮3材料为45钢（调质），硬度为280HBS,σHlim3=600MPa,FE=450MPa,齿轮2为45钢（正火），硬度为240HBS,Hlim4=380MPa,σFE=320MPa。

[σH3]=σHlim3/SH=600/1.25=480Mpai=88

[σH4]=σHlim4/SH=380/1.25=304Mpai=89

[σF3]=σHFE3/SF=450/1.6=281.25Mpai=90

[σF4]=σHFE4/SF=320/1.6=200Mpai=91

设齿轮按7级精度制造，取载荷系数为1.5i=92

齿宽系数Φd为0.8i=93

d1≥（2•K•TⅡ•（i2+1）/（Φd•i2）•（ZE•ZH/[σH]）^2）^（1/3）=（2•1.5•148.52•1000•（1.4×

4.03=2.88+1）/（0.8•2.88）×

2.5/480）^2）^（1/3）=89.6mmi=94

齿数取z3=30i=95

则z4=i2•z3=86i=96

模数m=d3/z3=89.6/30=2.99mmi=97

齿宽b=Φd•d3=0.8×

89.6=71.68mmi=98

取b3=70mmi=99

b4=60mmi=100

按《机械设计基础》表4-1取m=3mmi=101

实际的d3=z3•m=30×

3=90mmi=102

d4=z4•m=86×

3=258mmi=103

中心距a=（d3+d4）/2=（90+258）/2=174mmi=104

YFa3=2.5i=105

YSa3=1.63i=106

YFa4=2.21i=107

YSa4=1.61i=108

σF3=2•K•YFa3•YFa3/（b3•m^2•z3）=2×

3^2×

30）=180.12Mpa≤[σF3]i=109

σF4=σF3•YFa4•YSa4/（YFa3•YSa3）=180.12×

（2.21×

1.61/（2.5×

1.63））=157.27Mpa≤[σF4]i=110

v3=π•d3•nⅡ/（60×

90×

176.18/（60×

1000）=0.83m/si=111

齿轮参数见表格4 

i=112

四、轴的设计

1）轴Ⅰ的设计 

i=199

圆周力：

Ft1=2TⅠ/d1=2×

38.33/0.056=1368.93Ni=200

径向力：

Fr1=Ft1•tanα=1368.93•tan20°

=498.25Ni=201

轴向力：

Fa1=0Ni=202

2）初步确定轴Ⅰ的最小直径

材料为45钢，正火处理。

根据《机械设计基础》表14-2，取C=110,于是dmin=C3•（PⅠ/nⅠ）^（1/3）=110×

（2.85/710）^（1/3）=17.48mmi=203

由于键槽的影响，故最小直径为：

18mmi=204

显然最小值的轴颈肯定是安在电动机的联轴器,故取标准值轴Ⅰ的最小最小直径d1=28mmi=205

根据带轮或者是联轴器的结构可选轴轴向长度l1=56mmi=206

3）轴Ⅰ的结构设计

（1）.为满足带轮的轴向定位要求，1段需要一轴肩故d2=37mmi=207

（2）.初步选择滚动轴承

因轴承同时受有径向力和轴向力的做用，故选用接触球轴承。

按照工作求并根据d2=37mmi=208

查手册选取单列角接触球轴承7