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1、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= 960/72.44=13.25 i=72）.分配传动比 i=i0i1i2=13.25 i=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=（1.31.4） i2 取1.4 ， i0=3当为一级传动时： i1=i/i0 i0=3所以经过计算以后可得： i1=4.31 i=10 i1=1.4i2=1.44.31=3.08 i=11（1）.各轴的转速电动机轴：nm=960 r/min i

2、=13轴 ：n=960/1=960 r/min i=14轴 ：n=960/4.31=222.74 r/min i=15轴 ：n=222.74/3.08=72.32 r/min i=16卷筒轴 ：nw= n=72.32/1=72.32 r/min i=17（2）. 各轴的输入功率 Pd=5.5 kW i=19 P=Pd12= 5.50.990.96=5.23 kW i=20 P=P23=5.230.97=5.02 kW i=21 P= P23=5.020.99=4.82 kW i=22 Pw= P24=4.820.99=4.72 kW i=23（3）.各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩Td为： T

3、d=9550Pd/nm=95505.5/960=54.71 Nm i=25 Td=54.71 Nm i=26 T=9550P/n=95505.23/960=52.03 Nm i=27 T=9550P/n=95505.02/222.74=215.23 Nm i=28 T=9550P/n=95504.82/72.32=636.49 Nm i=29 Tw=9550Pw/nw=95504.72/72.32=623.29 Nm i=30三、齿轮的设计1）齿轮1、2的设计（1）选择材料及确定许用应力 因要求结构紧凑故采用硬齿面的组合；小齿轮用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度为5662HRC，Hlim1=

4、1500MPa，FE=850MPa；大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为5662HRC，Hlim1=1500MPa，FE=850MPa。取SF=1.25， SH=1 （表11-5） 取ZH=2.5 ，ZE=189.8（表11-4） i=114F1=F2=0.7FE1/SF=0.7850/1.25=476 MPa i=115H1=H2=Hlim1/SH=1500/1=1500 MPa i=116（2）按轮齿弯曲强度设计计算齿轮按8级精度制造。取载荷系数K=1.5 i=117齿宽系数d=0.6 i=118初选螺旋角 =15齿数 取z1=26 i=119则z2=4.3126=112.06 i=120

5、取z2=112 i=121齿形系数Zv1=z1/（cos 15）3）=26/（cos 15）3）=28.85 i=122Zv2=z2/（cos 15）3）=112/（cos 15）3）=124.28 i=123查图11-8得YFa1=2.59 i=124YFa2=2.03 i=125由图11-9得YSa1=1.61 i=126YSa2=1.63 i=127因YFa1YSa1/F1=2.591.61/476=0.0088 i=128YFa2YSa2/F2=2.031.63/476=0.007 i=129故应进行弯曲强度计算的齿轮为齿轮1 i=130法向模数 mn（2KTYFa1YSa1（cos）

6、2）/（d（z1）2F1）（1/3）=（21.552.032.591.61（cos 14.72）/（0.6（26）2476）（1/3）=1.45862127719852 mm i=131由表4-1取mn=1.5 mm i=132中心距 a=mn（z1+z2）/（2cos）=1.5（26+112）/（2cos 15）=107.151084672444 mm i=133取 a=107 mm i=134确定螺旋角 =arccos（mn（z1+z2）/（2a）=arccos（1.5（26+112）/（2107 mm）=14.7 i=135齿轮分度圆直径 d1=mnz1/cos=1.526/cos14.

7、7=40.32 mm i=136 d2=mnz2/cos=1.5112/cos14.7=173.69 mm i=137齿宽 b=dd1=0.640.32=24.19 mm i=138取 b1=20 mm i=139b2=10 mm i=140（3）验算齿面接触强度将各参数代入式（11-8）得H=ZEZHZB（2KT（i1+1）/（b1d12i1）（1/2）=189.82.5（cos）14.7（1/2）（21.552.03（4.31+1）/（2040.3224.31）（1/2）=1134.93 MPaH1 i=141所以安全。（4）齿轮的圆周速度v1=d1n/（601000）=40.32960/

8、（601000）=2.03 m/s i=142对照表11-2，选8级精度是合宜的。 i=1432）齿轮3、4的设计小齿轮用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度为5662HRC，Hlim3=1500MPa，FE=850MPa；大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为5662HRC，Hlim4=1500MPa，FE=850MPa。取SF=1.25， SH=1 （表11-5） 取ZH=2.5 ，ZE=189.8（表11-4）F3=F4=0.7FE3/SF=0.7850/1.25=476 MPa i=144H3=H4=Hlim3/SH=1500/1=1500 MPa i=145取载荷系数K=1.5 i=14

9、6齿宽系数d=0.6 i=147齿数 取z3=28 i=148则z4=3.0828=86.24 i=149取z4=86 i=150Zv3=z3/（cos 15）3）=28/（cos 15）3）=31.07 i=151Zv4=z4/（cos 15）3）=86/（cos 15）3）=95.43 i=152查图11-8得YFa3=2.54 i=153YFa4=2.21 i=154由图11-9得YSa3=1.62 i=155YSa4=1.61 i=156因YFa3YSa3/F3=2.541.62/476=0.0086 i=157YFa3YSa4/F4=2.211.61/476=0.0075 i=158

10、故应进行弯曲强度计算的齿轮为齿轮3 i=159法向模数 mn（2KTYFa3YSa3（cos）2）/（d（z3）2F3）（1/3）=undefined i=160由表4-1取mn=1.75 mm i=161中心距 a=mn（z3+z4）/（2cos）=1.75（28+86）/（2cos 15）=103.268798995906 mm i=162取 a=103 mm i=163确定螺旋角 =arccos（mn（z3+z4）/（2a）=arccos（1.5（28+86）/（2107 mm）=14.43 i=164齿轮分度圆直径 d3=mnz3/cos=1.7528/cos14.43=50.6 mm

11、 i=165 d4=mnz4/cos=1.7586/cos14.43=155.4 mm i=166齿宽 b=dd3=0.650.6=30.36 mm i=167取 b3=20 mm i=168b4=10 mm i=169H=ZEZHZB（2KT（i2+1）/（b3d32i2）（1/2）=189.8（cos）14.43（1/2）1.5215.23（3.08+1）/（2050.623.08）（1/2）=1908.43 MPaH3 i=170v3=d3n/（601000）=50.6222.74/（601000）=0.59 m/s i=171 i=172四、轴的设计1）轴的设计 i=199圆周力： F

12、t1=2T/d1=252.03/0.04032=2580.85 N i=200径向力： Fr1=Ft1tan=2580.85tan20=971.14 N i=201轴向力： Fa1=Ft/cos 20=2580.85/cos 20=677 N i=2022）初步确定轴的最小直径材料为45钢，正火处理。根据机械设计基础表14-2，取C=110,于是dmin=C3（P/n）（1/3）=110（5.23/960）（1/3）=19.36 mm i=203由于键槽的影响，故最小直径为：20 mm i=204显然最小值的轴颈肯定是安在电动机的联轴器,故取标准值轴的最小最小直径d1=30 mm i=205根

13、据带轮或者是联轴器的结构可选轴轴向长度l1=60 mm i=2063）轴的结构设计（1）.为满足带轮的轴向定位要求，1段需要一轴肩故d2=38 mm i=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=38 mm i=208查手册选取单列角接触球轴承7009AC i=209其尺寸为dDB=457516 mm i=210故 d3=d7=45 mm i=211故 l7=B=34 mm i=212（3）.由小齿轮尺寸可知，齿轮处的轴端4的直径的d4=49 mm i=213故 l4=35 mm i=214由轴肩高度h0.07d，则轴肩的直径d5

14、=57 mm i=215则d6=49 mm i=216则l6=18 mm i=217（4）.根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求。故l2=87 mm i=218（5）.根据安装时齿轮中心要在一条线上，可得l3=16 mm i=219至此，已初步确定了轴的各段和长度。见草图1 i=2204）.轴的校核根据两个轴承的位置可确定L=97 mm i=221取齿轮中间为a-a截面，带轮离最近轴承的距离L2=125 mm i=222取右端轴承至从右到左第一个齿轮截面的距离为L3=36 mm i=223（1）.求垂直面得支撑反力图1-aF1v=（Fr1*L3-Fa1d1/2）/L=（971.140

15、.036-6770.04032/2）/0.097=219.72 N i=224F2v=Fr1-F1v=971.14-219.72=751.42 N i=225（2）.求水平的支撑反力图1-bF1H=Ft1L3/L=2580.850.036/97=957.84 N i=226F2H=Ft1-F1H=2580.85-957.84=1623.01 N i=227（3）.V型带拉力产生的支撑反力图1-cF1F=FQ（L2+L）/L=1907.64（0.125+0.097）/0.097=4365.94 N i=228F2F=F1F-FQ=4365.94-1907.64=2458.3 N i=229（4）

16、.绘垂直面得弯矩图图1-dMav=F2vL3=4365.94-1907.64=27.05 Nm i=230Mav=F1v（L-L3）=219.72（0.097-0.036）13.4 Nm i=231（5）.绘水平面的弯矩图图1-eMaH=F1HL3=957.840.036=34.48 Nm i=232aH=F1H（L-L3）=957.84（0.097-0.036）=58.43 Nm i=233（6）.带轮拉力产生的弯矩图图1-fM1F=FQL2=1907.640.125=238.46 Nm i=234MaF=F2FL3=2458.30.036=88.5 Nm i=235（7）.求合成弯矩图图1

17、-g考虑到最不利的情况。Ma=（Mav2+MaH2）（1/2）+MaF=（27.052+34.482）（1/2）88.5=132.32 Nm i=236a=（Mav2+MaH2）（1/2）+MaF=（13.42+58.432）（1/2）88.5=148 Nm i=237M1=M1F=238.46 Nm i=238所以危险截面为：轴承1 i=239（8）.求危险截面处的当量弯矩取危险弯矩为M，从截面中发现其当量弯矩为Me=（M2+（T）2）（1/2）取=0.6.可得：Me=（238.462+（0.652.03）2）（1/2）=240.49 Nm i=240（9）.计算危险截面处轴的直径轴的材料选

18、用45钢，调质处理，由表得B=650MPa，由表14-3查得_1b=60MPa,则d（Me/（0.1_1b）（1/3）=（240.49/（0.160）（1/3）=34.22 mm i=241考虑到键槽对轴的削弱，将d值加大5%，故d1.0534.22=35.93 mm i=242查看草图说明当初估算的直径是合理。 i=2435）.轴的设计 i=289 Ft2=2T/d2=2215.23/0.17369=2478.32 N i=290 Fr2=Ft2tan=2478.32tan20=932.56 N i=291 Fa2=Ft/cos 20=8507.11/cos 20=2189 N i=292

19、Ft3=2T/d3=2215.23/0.0506=8507.11 N i=293 Fr3=Ft3tan=8507.11tan20=3197.2 N i=294 Fa3=Ft/cos 20=2189 N i=2956）初步确定轴的最小直径根据机械设计基础表14-2，取C=110,于是dmin=C3（P/n）（1/3）=110（5.02/222.74）（1/3）=31.07 mm i=29638 mm i=2977）轴的结构设计（1）.初步选择滚动轴承查手册选取单列角接触球轴承7011AC i=298B=559018 i=299故 d5=d1=55 mm i=300（2）.由齿轮2、齿轮3的尺寸可

20、知，齿轮处的轴端4的直径的d4=59 mm i=301故 l4=8 mm i=302故 d2=59 mm i=303故 l2=18 mm i=304（3）.根据齿轮到内壁的距离以及轴承定位的要求。故l1=40 mm i=305故 l5=45 mm i=306见草图2 i=3078）.轴的校核根据两个轴承的位置可确定L=103 mm i=308取齿轮2中间为b-b截面，齿轮3中间为c-c截面。b与c截面的距离L2=23 mm i=309取右端轴承至从右到左第一个齿轮截面的距离为L3=41 mm i=310（1）.求垂直面得支撑反力图2-aF3v=（Fr2（L3+L2）+Fa3d3/2+Fa2d2

21、/2-Fr2L3）/L=（3197.2（0.041+0.023）+21890.0506/2+650173.69/2-932.560.041）/0.103=2701.13 N i=311F4v=Fr2+F3v-Fr3=932.56+2701.13-3197.2=436.49 N i=312（2）.求水平的支撑反力图2-bF4H=Ft2（L-L3）-Ft3（L-L2-L3）/L=（2478.32（0.103-0.041）+8507.11（0.103-0.023-0.041）/0.103=-4299.46 N i=313F3H=Ft3+Ft2-F4H=2478.32+8507.11-1729.33=

22、-1729.33 N i=314（3）.绘垂直面得弯矩图图2-cMbv=F4vL3=436.490.041=17.9 Nm i=315bv=Fa3d3/2+Fr3L2-F3v（L-L3）=21890.041/2+3197.20.023-2701.13（103-41）=-38.55 Nm i=316Mcv=F4v（L2+L3）+Fa2d2/2-Fr2L3=436.49（0.023+0.041）+6500.17369/2-932.560.041=46.15 Nm i=317cv=-F3v（L-L2-L3）=-2701.13（0.103-0.023-0.041）=-105.34 Nm i=318（4

23、）.绘水平面的弯矩图图2-dMbH=F4HL3=-1729.330.041=-70.9 Nm i=319bH=F3H（L-L3）=-4299.46（0.103-0.041）=-266.57 Nm i=320cH=F3H（L-L2-L3）=-4299.46（0.103-0.023-0.041）=-167.68 Nm i=321McH=F3H（L2+L3）=-1729.33（0.023+0.041）=-110.68 Nm i=322（5）.求合成弯矩图图2-eMb=（Mbv2+MbH2）（1/2）=（17.9）2+（-70.9）2）（1/2）=73.12 Nm i=323b=（Mbv2+MbH2）

24、（1/2）=（-38.552+-266.572）（1/2）=269.34 Nm i=324Mc=（Mcv2+McH2）（1/2）=（46.15）2+（-110.68）2）（1/2）=119.92 Nm i=325c=（McH2）（1/2）=（-105.34）2+（-167.68）2）（1/2）=198 Nm i=326截面b i=3276）.求危险截面处的当量弯矩取危险弯矩为M，从截面中发现其当量弯矩为Me=（M2+（T）2）（1/2）取=0.6.可得：Me=（269.342+（0.6215.23）2）（1/2）=298.7 Nm i=328（7）.计算危险截面处轴的直径d（Me/（0.1_1

25、b）（1/3）=（298.71000/（0.160）（1/3）=36.79 mm i=32936.79=38.63 mm i=330 i=3319）.轴的设计 i=332 Ft4=2T/d2=2636.49/0.1554=8191.63 N i=333 Fr4=Fttan=8191.63tan20=3078.63 N i=334 Fa4=Ft/cos 20=8191.63/cos 20=2108 N i=33510）初步确定轴的最小直径根据机械设计基础表14-2，取C=110,于是dmin=C3（P/n）（1/3）=110（4.82/72.32）（1/3）=31.07 mm i=3361.0538=48 mm i=337显然最小值的轴颈肯定是安在联轴器（取标准）故轴的最小直径d7=48 mm i=338根据带轮或者是联轴器的结构可选轴轴向长度l7=96 mm i=33911）轴的结构设计（1）.为满足带轮的轴向定位要求，1段需要一轴肩故d6=52 mm i=340查手册选取单列角接触球轴承7013AC i=3