机械工程-课程设计一、二、传动装置的设计1.传动方案的拟定及说明采用普通V和圆柱直齿轮组合，满足传动要求，同时由于带传动具有良好的缓冲及吸震能力，机构简单，成本低，易于维护和使用。

2.选择电动机（1）电动机的类型和结构形式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y系列三相异步电动机。

（2）传动装置的总效率：由《课程设计指导书》表2-3查得:V带传动η1=0.96，滚动轴承η2=0.99，圆柱齿轮闭式与开式传动分别为η3=0.97，η4=0.96 。

所以总效率η =0.96×0.99^3×0.97×0.96=0.8674（3）电动机功率Pd=Pw/η=6.2/0.8674=7.148kw （4）确定电动机的转速：查表2.2得：普通V带传动比i=2~4，圆柱齿轮i=3~5，单级圆柱减速器i=3~5，则总传动比i=18~100 。

转速nd=i×n=（18~100）×50=(900~5000)r/min查表的电动机型号为：Y132S2-2电动机型号额定功率pedkw满载转速nmr/min堵转转矩/定转矩最大转矩/额定转矩Y132S2-2 7.5 2900 2.0 2.23.传动比分配！！！总传动比误差为±5%，单向回转，轻微撞击根据电动机满载转速n可得总传动比i。

i=nm/n=2900/50=58总传动比i=i1×i2×i3.得i1=3.45 i2=4.1 i3=4.1 4.运动条件及运动参数分析计算（1）各轴输入功率P1=Pd=7.148kwP2=P1η1=7.148×0.96=6.862kwP3=P2η2η3=6.862×0.99×0.97=6.590kwP4=P3η2η4=6.590×0.99×0.96=6.263kw(2)各轴转速Ⅰ:n1=nm=2900r/minⅡ:n2=n1/i1=2900/3.45=840.580r/minⅢ:n3=n2/i2=840.580/4.1=205.019r/minⅣ:n4=n3/i3=205.019/4.1=50.005r/min(3)各轴转矩Td=9550Pd/nm=9550×7.148/2900=23.539N.m电动机输出转矩：Ⅰ T1=Td=23.539N.m各轴输入转矩：Ⅱ T2=T1×η1×i1=23.539×0.96×3.45=77.962N.mⅢT3=T2×η2×η3×i2=77.962×0.99×0.97×4.1=306.952N.mⅣ t4=T3×η2×η4×i3=306.952×0.99×0.96×4.1=1196.083N.m轴号功率PKw 转速nr/min转矩TN．m传动比i效率ηⅠPd=7.148 2900 23.539 58 0.96Ⅱ 6.862 840.580 77.962 3.45 0.99Ⅲ 6.590 205.019 306.952 4.1 0.97Ⅳ 6.263 50.005 1196.083 4.1 0.96三、传动零件的设计1.V带传动设计（1）因为载荷变化较小且工作时间为8h/天，查《设计基础》表13-8得工作情况系数KA=1.1Pc=KA×P=1.1×7.148=7.863kw（2）选择V带型号查《设计基础》219页图13-15得选A型普通V 带。

（3）确定带轮直径 d1，d2查表13-9得d1应不小于75mm，取d1=100mm，ε=0.01d2=d1×i1×(1-ε)=100×3.45×0.99=341.55mm取d2=355mm大轮转速n2=nm×d1×(1-ε) /d2=2900x100x0.99/355=808.732r/min误差为3.809%＜5%,误差较小，允许。

（4）验算带速V=π×d1×nm/(60x1000)=3.14x100x2900/(60x1000)=15.177m/s 在5~25m/s范围内，所以带适合。

（5）求V带基准长度Ld和实际中心距a初步选定中心距a0=1.5（d1+d2）=1.5x(100+355)=682.5mm取a0=700mm，符合0.7(d1+d2) ＜a0＜2(d1+d2)带长L0=2a0+π(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4a0=2x700+3.14x(100+355)/2+( 355-100)^2/(4x700)=2137.57mm查表13-2，选用Ld=2240mm实际中心距a≈a0+(Ld-L0)/2=700+(2240-2137.57)/2=751.215mm=752m m（6）验算小带轮的包角α1α1=180°-(d2-d1)x57.3°/a=180°-(355-100)x57.3°/751.215=160.55°＞120°,合格。

（7）确定V带根数z传动比i=d2/d1(1-ε)=355/100(1-0.01)=3.59,查表13-5得ΔP0=0.34kw由n1=2900r/min,d1=100mm查表13-3得P0=2.05kw由α1=160.55°查表13-7Ka=0.95,由Ld=2240mm 查表13-2得Kl=1.06得z=Pc/{(P0+ΔP0)KaKl}=7.863/{(2.05+0.34)x0.95x1.06}=3.45, 取4根，即z=4（8）求作用在呆两年轴上的压力Fq查表13-1得q=0.1Kg/m得Fq=(500Pc/zv)x(2.5/Ka-1)+qv²=(500x7.863/4/15.177)x(2.5/0.95-1)+0.1x15.77²=110.57N（9）带轮结构设计（略）2.齿轮传动设计计算减速器齿轮设计：电动机驱动，单向回转，载荷有轻微冲击。

（1）选定齿轮材料及精度等级齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按《设计基础》表11-1选取，小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面，小齿轮的材料为45号钢调质，齿面硬度为250HBS，大齿轮选用45号钢正火，齿面硬度为200HBS。

齿轮精度初选8级。

（2）确定许用应力查表11-1得σHlim1=585MPa, σFE1=445MPa, σHlim2=375MPa, σFE2=310MPa查表11-5得安全系数SH=1.0，SF=1.25，[σH1]= σHlim1/SH=585MPa，[σH2]= σHlim2/SH=375MPa，[σF1]= σFE1/SF=356MPa，[σF2]= σFE2/SF=248MPa。

（3）按齿面接触强度设计齿轮按8级精度制造。

查表11-3得取载荷系数K=1.1，查表11-6得齿宽系数Φd=0.8小齿轮上的转矩：T1=9.55x10^3xp/n1=9.55x10^3x6.862/840.580=77.9 6x10^3N.mm查表11-4取Ze=118，传动比i=4.1，又Zh=2.5D1=³√{（2KT1/Φd）（（μ+1）/μ）（ZeZh/[σH2]²）}=³√2x1.1x77.96x10³x5.1x(188x2.5)²/(0.8x4.1x375²)=74.82mm选取小齿轮齿数Z1=19，则大齿轮齿数Z2=ixZ1=4.1x19=77.9≈78实际齿数比i=78/19=4.105模数m=d1/Z1=74.82/19=3.94mm 查表4-1得m=4mm（4）主要尺寸计算实际分度圆直径d1=mZ1=4x19=68mm，d2=mZ2=4x78=312mm齿宽b=Φdxd1=0.8x74.82=59.86mm，取b2=60，b1=b2+5=65mm中心距a=0.5xm(Z1+Z2)=0.5x4x(19+78)=194mm（5）按齿根弯曲疲劳强度校核：由图11-8得Yfa1=2.97，Yfa2=2.26，由图11-9得Ysa1=1.55，Ysa2=1.76σF1=2KT1Ysa1Yfa1/(bm²Z1)=2x1.1x77.96x1.55x2.97/(60x4²x19)=43.29MPa＜[σF1]σF2=σF1 Ysa2Yfa2/ Ysa1Yfa1=43.29x1.76x2.26/(1.55x2.97)=37.40MPa＜[σF2]合格。

（6）验算齿轮的圆周速度：V=πxd1xn2/（60x1000）=3.14x68x840.580/(60x1000)=2.99m/s≤6m/s 查表得选8级精度合适。

（7）齿轮几何尺寸的确定查《设计基础》4-2得：齿顶高系数ha*=1，齿隙系数c*=0.25齿顶圆直径Da1=d1+2ha1=(Z1+2h*)m=(19+2x1)x4=84mmDa2=d2+2ha2=(Z2+2h*)m=(78+2x1)x4=320mm齿根圆直径：Dr1=(Z1-2h*-2c*)m=(19-2x1-0.25)x4=67mmDr1=(Z2-2h*-2c*)m=(78-2x1-0.25)x4=302mm齿距：P=πm=3.14x4=12.56mm齿顶高：ha=ha*m=4mm齿根高：hf=(ha*+c*)m=5mm（8）齿轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构（da2≤500mm）。

大齿轮：(《设计基础》182页)轴孔直径：ds=55mm轮毂直径：dh=1.6ds=1.6x55=88mm轮毂长度：Lh=（1.2~1.5）ds=66~82.5mm，取77mm轮缘厚度：σ=(3~4)m=(12~16)mm，取σ=16mm轮缘内经：D2=da2-2h-2σ=320-2x4.5-2x16=279mm，取280mm 腹板厚度：c=0.3b2=0.3x45=13.5mm，取c=15mm副班中心孔直径：D0=0.5(dh+D2)=0.5x(88+280)=184mm腹板孔直径：d0=0.25(D2-dh)=0.25x(280-88)=48mm齿轮倒角：n=0.5m=23.开式齿轮设计：（1）选定齿轮的材料及精度齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按《设计基础》表11-1选取，小齿轮的材料为38siMnMo表面淬火，齿面硬度为45~55HRC，大齿轮选用45钢表面淬火，齿面硬度为40~45HRC。