哈工大机械设计课程设计

哈工大机械设计课程设

计

标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

一、传动装置的总体设计电动机的选择

选择电动机类型

根据设计要求和工作条件选用Y系列三相鼠笼型异步电动机，其结构为全封闭自扇冷式结构，电压为380 V。

选择电动机容量

根据设计数据，工作机的有效功率为

P w=

Fxv

1000

=

2130Nx1.1m s

⁄

1000

=2.343Kw

从电动机到工作机输送带之间的总效率为：

η∑=η12η24η32η4

式中，η1、η2、η3、η4分别为联轴器、轴承、齿轮传动和卷筒的传递效率。由表取η1=、η2=、η3=、η4=，则

η∑=η12η24η32η4=0.992x0.994x0.972x0.97=0.86

所以电动机所需工作功率为

P d=

P w

η∑

=

2.343kW

0.86

=2.72kW

确定电动机转速

按表推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器传动比i ∑′=8~40，而工作机卷筒轴的转速为

n w =60x1000xv πd =60x1000x1.1πx240

r min ⁄≈88 r min ⁄ 所以电动机转速的可选范围为

n d =i ∑‘n w =(8~40)x88r min ⁄=(704~3520) r min ⁄

符合这一范围的同步转速有750r/min 、1000r/min 和1500r/min 三种。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1000 r/min 的电动机。

根据电动机类型、容量和转速，查表选定电动型号为Y132S-6，其主要性能如下表：

电动机的主要安装尺寸和外形尺寸如下表：

计算传动装置总传动比并分配传动比总传动比i∑为

i∑=n m

n w

=

960

88

=10.91

分配传动比

i∑=i I xi II

考虑润滑条件，为使结构紧凑，各级传动比均在推荐值范围内，取i I=1.4i II，故

i I=√1.4i∑=√=4

i II=i∑

i I

=

12.08

4.11

=2.73

计算传动装置各轴的运动及动力参数各轴的转速

I轴：n I=n m=960r min

⁄

II轴：n II=n I

i I =960r min

⁄

4

=240r min

⁄

III轴：n III=n II

i II =240r min

⁄

2.73

=88r min

⁄

卷筒轴：n W=n III=88r min

⁄

各轴的输入功率

I轴：P I=P dη1=2.72kWx0.99=2.69kW II轴：P II=P Iη2η3=2.69kWkW

III轴：P III=P IIη2η3=2.58kWkW

卷筒轴：P

卷

=P IIIη1η2kW

各轴的输入转矩

电动机的输出转矩T

d

为

T d=9.55x106x P d

n m =9.550x106x2.72kW

960r min

⁄

=2.71x104N·mm

所以：

I轴：T I=T dη1=27100N·mmx0.99=2.68x104N·mm II轴：T II=T Iη1η2i I=26800N·mm104N·mm

III轴：T III=T IIη2η3i II=102900N·mm105N·mm

卷筒轴：T

卷

=T IIIη1η2=269800N·mm105N·mm

将以上结果汇总到表，如下

二、传动件设计

高速级斜齿圆柱齿轮传动设计

选择齿轮材料、热处理方式和精度等级

考虑到带式运输机为一般机械，故大、小齿轮均选用45钢，采用软齿面，由文献[1]表得：小齿轮调制处理，齿面硬度为217~25HBW ，平均硬度为236HBW ；为保证小齿轮比大齿轮具有更好的机械性能，大齿轮正火处理，齿面硬度为162~217HBW ，平均硬度为190HBW 。大小齿轮齿面评价硬度差为46HBW ，在30~50HBW 之间。选用8级精度。 初步计算传动主要尺寸

因为是软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳强度进行设计。由

式中各参数为：

(1) 小齿轮传递的转矩。由前面设计可知，126800T N mm =⋅

(2)

设计时，因v 值未知，不能确定，故可初选载荷系数K t = ~，此处初取K t

= 。 (3) 由表取齿宽系数 1.0d ϕ=。

(4) 由表查得弹性系数。

(5) 初选螺旋角由图查得节点区域系数45.2=H Z 。

(6)齿数比

14

U i==。

(7)初选= 21, 则

2184

Z UZ

==，取

285

Z=。传动比误差<5%，符合设计要求。

端面重合度

εα=[1.88−3.2(1

z1+1

z2

)]cosβ=[1.88−3.2(1

17

+1

89

)]×cos12°=1.66。

轴面重合度

εβ=0.318Φd z1tanβ=0.318×1.1×21×tan12°=1.42由图查得重合度系数Zε=0.825由图查得螺旋角系数Zβ=0.99

(8)接触许用应力可由

[σ]H=Z NσHlim

S H

求得，由图（e）、（a）得接触疲劳极限应力σHlim1=570MPa，σHlim2=390MPa，S H=1.0。

大小齿轮1、2的应力循环次数分别为

N1=60n1aL h=60×960×1.0×3×8×250×5=1.728×109

N2=N1

i1

=4.32×108