電機的選擇計算項目計算與說明結果選擇電機類型根據工作要求和工況，選用Y系列三相異步電動機。Y系列三相異步電動機選擇電機容量工作及輸入功率PW=3.15KW從電機到工作機的總效率分別為η∑=η12η24η32η4式中η1、η2、η3、η4分別為聯軸器、軸承、齒輪傳動，卷筒的傳動效率。取手冊中的η1=0.99,η2=0.98,η3=0.97，η4=0.96，則：η∑=0.992×0.984×0.972×0.96=0.817所以電機所需的功率為Pd=eqEQ\f(PW,η∑)==3.86KWPW=3.15KW鈀=eq3.86KW_3.選擇電機轉速相關手冊推薦的傳動比合理，二級圓柱齒輪減速機驅動比ⅰ∑′=8～40，而工作機的輸入速度因此，電機轉速可以選擇左右滿足此圓的同步轉速分別為750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min四種。綜合考慮尺寸、質量和由于價格因素，為了使傳動裝置緊湊，決定同步速度為1000轉/分鐘電機。手動選擇電機型號Y132M1-6它的滿載速度是960960(2)計算傳動裝置總傳動比ⅰ∑，分配傳動比計算項目計算與說明結果計算總傳動比運動學總齒輪比=11.572、配電傳動比，考慮潤滑條件，為了使兩個大齒輪的直徑相近，因此，高速級的傳動比取為低速檔的傳動比為：=4.02=2.88(3)計算傳動各軸的運動和動態參數計算項目計算與說明結果1.各軸速度我軸Ⅱ軸Ⅲ軸=960238.8832、各軸輸入功率Ⅰ軸==3.86KW×0.99=3.82KWⅡ軸==3.82KW×0.98×0.97=3.63KWⅢ軸==3.63KW×0.98×0.97=3.45KW=3.82KW=3.63KW=3.45KW每個軸的輸出輸入扭矩電機的輸出轉矩為(4)高速斜圓柱齒輪傳動的設計計算計算項目計算與說明結果1.選擇精度等等級、材料和齒數1）運輸機為通用工作機，速度不高，故選用8級精度2）材料選擇。小齒輪材料選自第八版《機械設計》表10-140cr（調質），硬度280HBS，大齒輪材質為45鋼（調質），硬度為240HBS，兩者的硬度差為40HBS。3）選擇小齒輪的齒數z1=24，大齒輪的齒數z2=z1=24×4.02=96.48，取z2=97，則齒輪比.符合要求5)選擇螺旋角和主螺旋角。7級精度小齒輪材料是40cr（調質）齒輪材質為45鋼（調質）z1=24z2=97牙齒連接觸控強度設計(1)確定公式的每個計算值1)試選2)計算小齒輪傳遞的扭矩3)從表10-7中選擇齒寬系數=1.04）材料彈性的影響系數為189.8，由表10-6得到從圖10-30中選擇面積系數=2.433。6)由圖10-26可知，，則1.67。7）小齒輪的接觸疲勞強度極限由圖10-21d=600MPa求得齒輪接觸疲勞強度極限=550MPa。8)通過公式10-13計算應力循環次數。==9)由圖10-19，取接觸疲勞壽命系數=0.93；=0.9610）計算消除疲勞的許用應力（以失效率為1%，安全系數s=1）==(2)設計計算計算小齒輪分度圓直徑時取較小值==40.36計算圓周速度3）計算齒寬b和模量4）計算齒寬高比5)計算垂直重合度6)計算負載系數根據工況，查表10-2，得到使用系數=1.0。根據v=2.0m/s，7級精度，動載荷系數=1.08，由圖10-8求得；查表10-3=1.4由表10-4由插值法求得=1.417從圖10-13可以看出=1.34。因此，負載系數7)由實際載荷系數修正后的分度圓直徑由公式10-10a求得8)計算法向模量=40.36=2.0b=40.36=1.63=3.67=1.903=2.14=44.47=1.80按齒根彎曲抗彎強度設計(1)確定計算參數1)計算負載系數2)由圖10-20c可知，小齒輪的彎曲疲勞強度極限為500MPa；大齒輪彎曲疲勞強度極限=400MPa。3)由圖10-18，取彎曲疲勞壽命系數=0.87，=0.94。4)計算全疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數S=1.45）根據縱向重合度=1.903，由圖10-28得到螺旋角的影響系數=0.88。6）計算等效齒數=26.272=106.1847）檢查齒形系數由表10-5插值法計算=2.592,=2.1758）檢查應力修正系數由表10-5插值法計算=1.596,=1.7959)計算齒輪的尺寸并進行比較。大齒輪價值大。(2)設計計算由于軟齒面閉式齒輪傳動的設計，主要失效是齒面疲勞點沖蝕取=1.5，可滿足抗彎強度。但為了滿足接觸疲勞強度，由接觸疲勞強度計算的指數圓直徑=44.47計算所需的齒數。然后取=29，則=2.03=310.71=268.57=26.272=106.184=1.25=29=1134.幾何尺寸的計算(1)計算中心距將中心距離四舍五入到110。(2)根據圓角中心距校正螺旋角因為數值變化不大，所以參數等不需要修改。(3)計算跳動齒輪和小齒輪的分度圓直徑(4)計算齒輪寬度四舍五入后取=45；=50=109.76=14°29'13"44.932175.07344.93=45=50(5)低速斜圓柱齒輪傳動的設計計算計算項目計算與說明結果1.選擇齒輪精度等級材料和齒數1）選擇7級精度。2）材料選擇。根據第八版《機械設計》表10-1，小齒輪材質為40cr（調質），硬度為280HBS，大齒輪材質為45鋼（調質），硬度為240HBS，兩者的硬度差為40HBS。3)選擇小齒輪的齒數z1=24大齒輪的齒數，取，則齒輪比可以滿足要求。4)選擇螺旋角和主螺旋角。7級精度小齒輪材質為40cr（調質）大齒輪材質為45鋼（調質）z1=24z2=692.齒面連接接觸強度設計(1)確定公式的每個計算值1)試選2)計算小齒輪傳遞的扭矩選擇齒寬系數=1.0由表10-6可知，材料彈性的影響系數為189.85)從圖10-30中選擇面積系數ZH=2.433。6)由圖10-26可知，，則7)由圖10-21d可知，小齒輪的接觸疲勞強度極限為600MPa；齒輪接觸疲勞強度極限=550MPa。8)通過公式10-13計算應力循環次數。=60×238.8×1×(2×8×365×5)=4.184×1089)由圖10-19，取接觸疲勞壽命系數=0.94；=0.9510）計算消除疲勞的許用應力（以失效率為1%，安全系數s=1）(2)設計計算1)計算小齒輪分度圓的直徑==64.932)計算圓周速度3）計算齒寬b和模量=1.0×64.93=64.93=2.634）計算齒寬高比=2.25×2.63=5.92=11.005)計算垂直重合度=0.318×1.0×24×tan14°=1.9036)計算負載系數根據工況，查表10-2，得到使用系數=1.0。根據v=0.81m/s，7級精度，動載荷系數=1.04由圖10-8求得；查表10-3=1.4由表10-4由插值法求得=1.422從圖10-13可以看出=1.32。因此，負載系數=1.0×1.04×1.4×1.422=2.077)由實際載荷系數修正后的分度圓直徑由公式10-10a求得=70.758)計算法向模量=2.86.=64.93=0.81=64.93=2.63=5.92=1.903=2.07=70.75=2.863.按壓牙根抗彎強度設計(1)確定計算參數1)計算負載系數=1.0×1.04×1.4×1.32=1.92從圖10-20c可知，小齒輪的彎曲疲勞強度極限為500MPa；大齒輪彎曲疲勞強度極限=400MPa。3)由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數=0.94,=0.95。4)計算全疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數S=1.4=335.71=271.435）根據縱向重合度=1.903，由圖10-28得到螺旋角的影響系數=0.886）計算等效齒數=26.272=75.537）檢查齒形系數按表10-5的插值法=2.592,=2.2298）檢查應力修正系數由表10-5插值法計算=1.596,=1.7619)計算齒輪的尺寸并進行比較。=0.01232=0.01446大齒輪價值大。(2)設計計算=1.91由于采用軟齒面的閉式齒輪傳動設計，主要失效是齒面的疲勞點蝕。，取=2，可以滿足抗彎強度。但是，為了同時滿足接觸疲勞強度，齒數應按接觸疲勞強度=70.75計算的分度圓直徑計算。然后=34.32取=34，然后=2.88×34=97.92，取=1.92=335.71=271.43=26.272=75.53=1.91=34=984.幾何計算(1)計算中心距=136.04將中心距離四舍五入為136。(2)根據圓角中心距校正螺旋角=13°58′11″因為數值變化不大，所以參數等不需要修改。(3)計算跳動齒輪和小齒輪的分度圓直徑=70.06=201.94(4)計算齒輪寬度：=1×70.06=70.06四舍五入后取=70；=75=136.04=13°58′11″70.06201.9470.06=70=75(6)齒輪的主要參數高速低速齒數291133498中心距109.76136.04正常模量1.52端面模量1.5792.553螺旋角13°29′13″13°58′11″法向壓力角端壓角20°35′11″20°40′27″齒寬b50457570齒根高度系數標準值11附錄高度因子0.9680.971附加系數標準值0.250.25等效齒數26.272106.18426.27275.532分度圓直徑44.89181.10970.06201.94附錄高度1.52根高1.8752.5牙齒全高3.3754.5附錄直徑47.93178.0774.06205.94根圓直徑41.18171.3265.06196.94(7)中間軸的設計計算項目計算與說明結果1.確定軸最小直徑因為傳遞的功率不大，對重量和機構沒有特殊要求，所以選用45鋼。調質處理，取C=112取=30=302、軸的結構設計軸的裝配方案如下1）查手冊取0基本游隙組，標準精度等級單列圓錐滾子軸承30307.它的尺寸是d×D×T=35×80×22.75。因此。軸承用拋油環定位。2)取。齒輪肩部定位，肩部高度h=(0.07-0.1)=3。領寬b≥1.4h=8。左端齒輪寬度B1=75，為了使導油板端面可靠地壓住齒輪軸II-III段尺寸應略短于齒輪寬度取=72，也比B2=45取=42。齒輪端面與體壁的距離△2≥=8取為△2=12.5，滾動軸承與壁之間應有距離s=104)確定圓角和倒角查表1-27，軸端倒角為C1.6，套環兩側圓角為R=2，其余為圓角R=2軸承30307d×D×T=35×80×22.75軸端倒角為C1.6衣領兩側圓角R=2剩下的幾輪R=23.按鍵選擇齒輪與軸的圓周定位采用平鍵連接。按選擇A型平鍵，其b×h=12×8鍵長L=63，鍵槽與軸肩的距離為6，同時為了保證齒輪與軸的良好對中，齒輪的選擇和軸如下。b×h×L=12×8×32，鍵槽與軸肩的距離為7。齒輪和軸配合為。A型平鍵高速級：b×h×L=12×8×63低速階段：b×h×L=12×8×364、中間軸的校準為了使中間軸上的軸向力相互抵消，高速級上小齒輪為順時針方向，大齒方向盤是左撇子。在低速階段，小齒輪為左旋，大齒輪為右旋。作用在齒輪上的力：高速低速所以水平方向：=1656N+4139N-3112N=2673N將每個力移動到軸的中心，產生額外的彎矩垂直方向：=1552N-623N-429.1N=499.9N那么，B截面的彎矩C型截面彎矩扭矩從彎矩圖和扭矩圖可以看出，C段是危險段。根據彎曲和扭轉的聯合應力檢查軸的強度：檢查時，通常只檢查軸上承受最大彎矩和扭矩的部分（危險部分）由于軸的單向旋轉，扭剪應力為脈動循環變應力，取=0.6。C截面總彎矩軸的計算應力之前選擇的軸的材料是45鋼，調質處理，從表中找到.，所以是安全的。1656.48N622.72N428.15N4139.31N1552.24N1026.68N3122N2673N3746535976499.9N429.1牛134076.3-24870202137.8-63762.3T=14500035.8k，安全5.密鑰檢查普通平鍵連接的強度條件為：其中是鍵、軸、齒輪中最薄弱的材料的許用應力，所以=100~120MPa由于二檔鍵比一檔短，其他參數相同，只需檢查二檔鍵即可安全。75.56、軸承的檢查選用圓錐滾子軸承，選用正規安裝，縮短支撐距離。1)求軸承上的徑向力2)求軸承上的軸向力推導出軸向力，Y=1.9，e=0.31，所以：施加軸向載荷，所以軸承1被壓縮，軸承2被松開。然后3)求軸承的當量動載荷查表：1軸承x=1，Y=02軸承x=0.4,Y=1.9由于軸承在運動中的輕微沖擊，取=1.24)檢查軸承壽命只需檢查軸承2,()軸承具有基本額定動載荷，因為滿足生活要求。27193151716829142882932633403292002113492,滿足生活要求(8)高速軸設計計算項目計算與說明結果1.確定軸的最小直徑因為高速軸是齒輪軸，所以材質和小齒輪一樣，都是40cr。C=112。軸上有鍵槽，計算值增加3%，=18.28=18.282.選擇聯軸器根據傳動裝置的工況，提出了HL型彈性銷聯軸器。計算扭矩為了：HL1型聯軸器可以滿足手冊中ML4型聯軸器傳遞扭矩的要求(Tn=140N·m>Tc)。其軸孔直徑d=(24～40)mm，能滿足電機的軸徑要求。半聯軸器長度L=114mm，半聯軸器和軸配合孔輪轂的長度最終決定了減速機高速軸的軸伸直徑ML4型聯軸器d=(24～40)L=1143、軸結構設計軸的組裝方案如下1）為滿足半聯軸器的軸向定位要求，I-II軸段右端需要做一個臺肩，所以II-III截面的直徑；左端使用軸端擋圈定位，根據軸端直徑，取擋圈直徑D=32。保證軸端擋圈沒有壓在軸的截面上，I-II段的長度應該比L1短，現在就拿。2）軸承的初步選型。由于軸承同時受到徑向力和軸向力的作用，請參考工作要求并根據手冊，檢查0基本間隙組，標記準精密單列圓錐滾子軸承30306在所以：3）軸承端面應與箱壁保持一定距離。軸承面到外殼壁距，齒輪端面到壁的距離。為了保護為證明軸承端蓋的拆裝和軸承加注潤滑脂的方便性，取端蓋半聯軸器的距離為30mm。所以4)用擋油板定位軸承，取出。至今初步確定了軸的每一段的直徑和長度。5)確定圓角和倒角查表1-27，軸端倒角為C1.6，IV、VI截面倒圓角為R=2。其余圓角R=1軸承30306軸的尺寸如左圖所示軸端倒角為C1.6IV和VI部分四舍五入R=2其余圓角R=14.按鍵選擇齒輪與聯軸器的圓周定位采用平鍵連接。按選擇A型平鍵，b×h=8×7鍵長L=40，鍵槽與軸肩的距離為3A型平鍵b×h=8×7鍵長L=70(9)低速軸設計計算項目計算與說明結果1.確定軸的最小直徑因為傳遞的功率不大，對重量和機構沒有特殊要求，所以選用45鋼。調質處理，取C=112。取K=1.3聯軸器的計算扭矩：38.82.選擇聯軸器根據計算出的扭矩小于聯軸器的公稱扭矩，從=38.8查表中選擇GYH6型聯軸器，其標稱扭矩為900。半聯軸器孔徑d1=40,半聯軸器長度L=112m，軸孔長度L1=84。GYH6型聯軸器d1=40L=112L1=84三、軸的結構軸的裝配方案如下：1）為滿足半聯軸器的軸向定位要求，需要在VII-VIII軸段的左端做一個臺肩，所以VI-VII段的直徑；左端定位有軸端擋圈，擋圈取軸端直徑D=50。為保證軸端擋圈不壓在軸段上，VII-VIII段長度應小于L1，現取。2）軸承的初步選型。由于軸承同時受到徑向力和軸向力的作用，根據工作要求和手冊，檢查0基本游隙組、標準精度等級單列圓錐滾子軸承30310等所以3）軸承端面應與箱壁保持一定距離。軸承面到外殼壁距，齒輪端面到壁的距離。為了保護為證明軸承端蓋的拆裝和軸承加注潤滑脂的方便性，取端蓋半聯軸器的距離為30mm。所以4)取。齒輪的右端有一個軸環，軸環的高度h=(0.07-0.1)=5。領寬b≥1.4h=8。左端塞油盤定位，齒寬B2=70，以使導油板端面壓緊齒輪軸II-III段的尺寸應略短于齒輪的寬度，因此取=67，至這已經初步確定了軸的每一段的直徑和長度。5)確定圓角和倒角查表1-27，軸端倒角為C1.6，軸環左側倒圓角R=5，軸環右側倒角側面倒圓R=4,II和V截面倒圓R=4,其他倒圓R=2軸承30310軸的尺寸如左圖所示軸端倒角為C2衣領左側圓角R=2衣領右側倒圓R=2二節四舍五入R=3V段修圓R=2剩下的幾輪R=24鍵選擇聯軸器與軸的圓周定位用平鍵連接。按選擇A型平鍵，b×h=16×10鍵長L=56，鍵槽到軸肩的距離為8A型平鍵b×h=16×10鍵長L=56(10)箱體結構及減速機附件設計姓名象征減速機形式與尺寸關系齒輪減速機車身壁厚8蓋壁厚度