机械设计课程设计说明书东北大学机械工程及自动化专业2007级13班设计者：王婷婷指导教师：巩云鹏2010年6月27日目录一、设计任务书 (3)二、电动机的选择计算 (3)三、传动装置的运动及动力参数计算 (4)四、传动零件的设计计算 (8)五、轴的设计计算 (17)六、轴的强度校核 (18)七、滚动轴承的选择及其寿命验算 (26)八、键联接的选择和验算 (30)九、联轴器的选择 (31)十、减速器的润滑及密封形式选择 (32)十一、参考文献 (32)一、设计任务书1） 设计题目 ：设计胶带输送机的传动装置二、电动机的选择计算1）、选择电动机系列 根据工作要求及工作条件应 选用三相异步电动机，封闭式结构，电压380伏，Y 系列电动机 2）、滚筒转动所需要的有效功率kw FV p w 84.3100024.0160001000=⨯==根据表4.2-9确定各部分的效率:传动滚筒效率 η滚筒=0.96弹性联轴器效率 η1=0.992 刚性联轴器的效率 η2=0.99 滚动轴承效率 η轴承=0.99 开式齿轮的传动效率 η开齿轮=0.96闭式齿轮的传动效率 η闭齿轮=0.97（8级） 则总的传动总效率η = η滚筒×η1 ×η2×η5轴承×η开齿轮×η2闭齿轮 = 0.96×0.992×0.99×0.995×0.96×0.972 = 0.8103).电机的转速min /5.1140.024.06060r D v n w=⨯⨯==ππ所需的电动机的功率 kw p p w r 74.4810.084.3===η P r =4.74kw 选电动机Y132M2—6型 ，额定功率5.5kw, 同步转速1000r/min,满载转速960r/min 。

同时，由表4.12-2查得电动机中心高 H=132mm ，外伸轴段 D ×E=38mm ×80mm 。

三、传动装置的运动及动力参数计算（一）. 分配传动比．1） 总传动比 48.835.119600===w n n i 2）各级传动比的粗略分配由表4.2-9 取i 开＝6减速器的传动比：913.13648.83===开减i i i 减速箱内高速级齿轮传动比334..4913.1335.135.11=⨯==减i i i 1=4.334减速箱内低速级齿轮传动比 210.3334.4913.1312===i i i 减 i 2=3.210 （二） 各轴功率、转速和转矩的计算1．0轴：（电动机轴）kw p p r 74.40== P 0=4.74KW min /9600r n = n 0=960r/minm N n p T ⋅=⨯⨯=⨯=15.479601074.455.955.93000 T 0=47.15Nm 2．Ⅰ轴： （减速器高速轴）kw p p 70.4992.074.4101=⨯=⋅=η P 1=4.70kw min /9600101r i n n == n 1=960r/minm N n p T ⋅=⨯⨯=⨯=76.469601070.455.955.93111 T 1=46.76N.m 3. Ⅱ轴： （减速器中间轴）kw p p 51.499.097.070.412=⨯⨯==⋅齿轮轴承ηηη P 2=4.51kwmin /221334.49601212r i n n ===n 2=221r/min m N n P T ⋅=⨯⨯=⨯=89.1942211051.455.955.93222 T 2=194.9N.m4. Ⅲ轴：（减速器低速轴）kw p p 33.499.097.051.423=⨯⨯=⋅=⋅轴承齿轮ηη P 3=4.33kw min /8.68210.32212323r i n n ===n 3=68.8r/min m N n P T ⋅=⨯⨯=⨯=04.6018.681033.455.955.93333 T 3=601.04N.m5. Ⅳ轴： （传动轴）kw p p 24.499.099.033.434=⨯⨯==轴承连轴器ηη P 4=4.24kw min /8.6818.683434r i n n ===n 4=68.8r/min m N n P T ⋅=⨯⨯=⨯=55.5888.681024.455.955.93444 T 4=588.55N/m6. Ⅴ轴： （滚筒轴）kw p p 03.495.099.024.445=⨯⨯==开齿轮滚筒ηη P 5=4.03kw min /5.1168.6845r i n n ===n 5=11.5r/min m N n P T .65.33465.111003.455.955.93555=⨯⨯=⨯= T 5=3346.5N.m取4.1min =F S查图5-19知0.165==N N Y Y ，又0.165==X X Y Y ， 取0.2=ST Y 由[]X N F STF F Y Y S Y minlim σσ=则[]25/29.3140.10.14.10.2220mm N F =⨯⨯⨯=σ []26/86.2420.10.14.10.2170mm N F =⨯⨯⨯=σ 查图5-14知18.2,81.265==Fa Fa Y Y 查图5-15知82.1,55.165==Sa Sa Y Y 则：[]0396.035.029.31455.181.2555=⨯⨯=F Sa Fa Y Y σ[]0467.035.086.24282.118.2666=⨯⨯=F Sa Fa Y Y σ取[]0467.0=F SaFa Y Y σ取,3.0,1==a t t Y K φε 则05.12163.021=+⨯=+=u ad φφ []07.52005.10467.05885500.12232353255=⨯⨯⨯⨯=≥F SaFa d t Y Y Z Y KT m σφε由于预取m=5mm 当m=5mm 时，[]955.00467.058855212005.1522311253=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=SaFa F d Y Y T Z m KY σφε0.955与1.0相差不大，不需要修正m. 所以可以选取m = 5mm.此时，Ⅳ轴和Ⅴ轴的中心距为()mm u m Z a 280)16(4220125=+⨯⨯=+=3）、齿轮5、6的主要参数Z 5=20, Z 6=120, u=6, m=5mmmmmZ d mm mZ d 60012051002056655=⨯===⨯==mm m h d d a a 11040.121002*55=⨯⨯+=+= mm m h d d a a 61040.126002*66=⨯⨯+=+=()()mm m c h d d a f 5.87525.00.121002**55=⨯+⨯-=+-=()()mm m c h d d a f 5.587525.00.126002**66=⨯+⨯-=+-=mm d d a 3502600100265=+=+=mm a b a 1053503.06=⨯==φ 取mm b b 115101051065=+=+=四、传动零件的设计计算（一）减速器高速级齿轮的设计计算1） 材料的选择： 高速级小齿轮 45号钢 调质处理 齿面硬度 217-255HBS 大齿轮 45号钢 正火处理 齿面硬度 162-217HBS 计算应力循环次数9111021.2)283008(19606060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==h jL n N 89121010.5334.41021.2⨯=⨯==i N N查图5-17，Z N1=1.0 Z N2=1.06 （允许一定点蚀）由式5-29，Z X1=Z X2=1.0 ，取S Hmin =1.0 Z W =1.0 Z LVR =0.92（精加工齿轮） 由图5-16b ，得21lim /580mm N H =σ,22lim /520mm H =σ由5-8式计算许用接触应力[]211min1lim 1/6.53392.00.10.10.1580mm N Z Z Z Z SLVR W X N H H H =⨯⨯⨯==σσ []222min2lim 2/1.50792.00.106.10.1520mm N Z Z Z Z S LVR W X N H H H =⨯⨯⨯==σσ因[][]12H H σσ<，故取[][]22/1.507mm N H H ==σσ 2 2） 按齿面接触强度确定中心距小轮转矩T 1=46760N ·mm初定螺旋角β=13о,987.013cos cos === ββZ 。

初取0.12=t t Z K ε，由表5-5得2/9.188mm N Z E = 减速传动，492.4==i u ;取4.0=a φ 端面压力角4829.20)13cos /20()cos /(===tg arctg tg arctg n t βαα基圆螺旋角2035.12)4829.20cos 13()cos (=⨯==tg arctg tg arctg t b αβββb =12.2035。

44.24829.20sin 4829.20cos co 2sin cos cos 22035.12s =⨯==t t bH Z ααβ 由式（5-39）计算中心距a[]mmZ Z Z Z u KT u a HE H a t 11.1181.507987.09.18844.2334.44.02467600.1)1334.4(2)1(32321=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+≥σφβε由4.2-10,取中心距a=125mm 。

a=125mm估算模数m n =(0.007~0.02)a=0.875—2.5mm,取标准模数m n =2mm 。

m n =2mm小齿轮齿数：()()83.221334.4213cos 12521cos 21=+⨯⨯⨯=+=u m a z n β大齿轮齿数： z 2=uz 1=9.9883.22334.4=⨯取z 1=23，z 2=99 z 1=23，z 2=99 实际传动比304.4239912===z z i 实传动比误差%5%69.0%100334.4304.4334.4%100<=⨯-=⨯-=∆理实理i i i i ，在允许范围内。

修正螺旋角"..124134125781.121252)9923(2arccos 2)(arccos=︒=⨯+⨯=+=αβz z m n5781.12=β与初选β=130相近,Z H `Z β可不修正.齿轮分度圆直径mm z m d n 131.475781.12cos /232cos /11=⨯==βmm z m d n 869.2025781.12cos /992cos /22=⨯== β圆周速度s m n d v /37.2106960131.4710604311=⨯⨯⨯=⨯=ππ由表5-6,取齿轮精度为8级. (3) 验算齿面接触疲劳强度按电机驱动,载荷稍有波动,由表5-3,取K A =1.0 由图5-4b ， 按8级精度和s m vz /55.0100/2337.2100/1=⨯=， 得K v =1.05。