本设计要求的转矩较大，故部分齿轮和轴选用40Cr为材料，如转矩较小，可使用45#钢机械设计课程设计说明书机械工程与自动化学院机械工程及自动化专业机械班学号：设计者：指导老师：2013年6月19日目录1.设计任务书┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄32.电动机的选择计算┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄33.传动装置的运动与动力参数的选择和计算┄┄┄┄┄┄┄┄┄44.传动零件的设计计算┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄95.轴的设计计算┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄186.轴的强度校核┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄197.滚动轴承的选择和寿命验算┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄2 48.键联接的选择和验算┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄259.联轴器的选择┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄2 610.减速器的润滑及密封形式┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄2 611.参考资料┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄2 6一．设计任务书1） 设计题目 ：设计胶带输送机的传动装置 2） 工作条件：工作年限工作班制 工作环境 载荷性质 生产批量 102多灰尘 稍有波动小批3） 技术数据题 号滚筒圆周力F(N)带 速v(m/s) 滚筒直径 D(mm) 滚筒长度 L(mm) ZL-20 480000.244001000二． 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380V ，Y 系列。

2） 选择电动机功率 滚筒转动所需要的有效功率为KW FV P w52.11100024.0480001000=⨯==传动 筒开齿联承齿弹联ηηηηηηη⨯⨯⨯⨯⨯=52按表4.2-9取:弹性联轴器效率 η弹联=0.99 闭式齿轮啮合效率 η齿=0.97联轴器效率 η联=0.99传动总效率η=0.791所需的电动机功 率KW P r 223.14=选Y 型三相异 步电动机滚动轴承效率 η承=0.99 开式齿轮啮合效率 η开齿=0.94 滚筒效率 η筒=0.96 则传动总效率791.096.094.099.099.097.099.052=⨯⨯⨯⨯⨯=η所需的电动机的功率为 KW P P w r 223.14791.052.11===η3).选择电机的转速 滚筒轴转速为 min /64.114.024.06060r D v nw=⨯⨯==ππ 查表4.12-1选Y 型三相异步电动机Y180L —6型，额定功率15kw, 同步转速1000r/min,满载转速970r/min 。

同时，由表4.12-2查得电动机中心高 H=180mm ，外伸轴段 D ×E=48mm ×110mm 。

Y180L —6型三 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:33.8364.119700===w n n i 2）各级传动比的粗略分配根据总传动比（i=83.33），以及各种机械传动推荐的传动比范围，各级传动比分配如下：由表4.2-9 取6=开i 则减速器的传动比：89.13633.83===开减i i i 取两级齿轮减速器高速级齿轮传动比为：33.489.1335.135.11=⨯==减i i减速箱内低速级齿轮传动比为21.333.489.1312===i i i 减 （二） 各轴功率、转速和转矩的计算 1． 0轴：即电动机的主动轴 KW P P r 223.140== m in /9700r n =m N T ⋅=⨯⨯=14097010223.1455.932． Ⅰ轴： 即减速器的高速轴KWP P P 081.1499.0223.14.0001=⨯=⋅==弹联ηη总传动比: i=83.33m in /9700011r n i n n ===m N T ⋅=⨯⨯=633.13897010081.1455.9313.Ⅱ轴：即减速器的中轴KWP P P 522.1399.097.0081.1411212=⨯⨯===⋅承齿ηηηmin /02.22433.49701212r i n n ===m N n P T ⋅=⨯⨯=⨯=44.57602.22410522.1355.955.93222 4.Ⅲ轴：即减速器的低速轴KWP P P 985.1299.097.0522.1322323=⨯⨯===承齿ηηηmin /79.6921.302.2242323r i n n ===m N n P T ⋅=⨯⨯=⨯=86.177679.69310985.1255.955.9333 5. Ⅳ轴： 即传动轴KWP P P 72.1299.099.0985.12...33434=⨯⨯===联承ηηηm in /79.6934r n n ==m N n P T ⋅=⨯⨯=⨯=55.174179.6910727.1255.955.93444 6.Ⅴ轴： 即传动滚筒轴KWP P P 831.1194.099.0727.12...44545=⨯⨯===开齿承ηηηmin /63.11679.694545r i n n ===m N n P T .05.971563.1110831.1155.955.93555=⨯⨯=⨯=各轴运动及动力参数轴序号功率P(kw)转速n(r/min)转矩(N.m)传动形式传动比效率η0 14.223 970 140 弹性联轴器1.0 0.99Ⅰ14.081 970 138.63闭式齿轮4.33 0.96Ⅱ13.522 224.02 576.44闭式齿轮3.21 0.96Ⅲ12.985 69.79 1776.86 联轴器 1.0 0.98 Ⅳ12.727 69.79 1741.55 开式齿轮6 0.94Ⅴ11.831 11.63 9715.05 （三）设计开式齿轮小齿轮 40Cr 表面淬火 齿面硬度 48-55HRC 大齿轮 45#钢 表面淬火 齿面硬度 40-50HRC 按齿根弯曲疲劳强度确定模数 初选小轮的齿数为 Z 5=20，那么，12062056i 56=⨯=⨯=Z Z应力循环次数N 1=60×n 4×j ×Lsh=60×69.79×1×(10×300×16)=2.0×108N 2=N 1/i=3.3×107初选1.1=st t Y K ,2.0=a φ由图5-18b ，得25lim /325mm N F =σ 26lim /450mm N F =σ由图5-19，得0.156==N N Y Y由图 5-15，得80.1,55.165==sa sa Y Y由图 5-14，得225.2,8.265==Fa Fa Y Y 初取mm m n 6=由式5-32，得Y X =1.0。

取Y ST =2.0，S Fmin =1.4由式5-31计算许用弯曲应力[]266min6lim 6/4640.10.14.12325mm N Y Y SYX N F ST F F =⨯⨯⨯==σσ []255min5lim 5/6420.10.14.12450mm N Y Y SYX N F ST F F =⨯⨯⨯==σσ []0067.0642/1.558.2555=⨯=F Sa Fa Y Y σ[]0086.0464/8.1225.2666=⨯=F Sa Fa Y Y σ[]666F Sa Fa Y Y σ >[]555F Sa Fa YY σ取[]666F Sa Fa Y Y σ计算取KY E =1.1，[]mmm F Ysa Y Fa Yz u a KTm 61.533100086.040072.055.17411.14321)1(14==⨯⨯⨯⨯⨯⨯≥+≥可以取σεφmmd u a mm mZ d 420)21(120206555=⋅+==⨯==中心距则由表5-3，按电机驱动载荷稍有波动 取K A =1.1006.1,75.01209090)10~5(,844202.06==÷==+==⨯=⨯=k b b a b d a 得取按φφs m n d v /438.0106079.6912010603355=⨯⨯⨯=⨯=ππ s m vz /0816.0100/20438.0100/5=⨯=得K v =1.001。

由表5-4，K α=1.24.120.106.1001.11.1=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=αβk k k k k V A按机械原理知识计算重合度αε 齿顶圆直径mm m h d d n a a 13250.121202*55=⨯⨯+=+= mm m h d d n a a 73260.127202*66=⨯⨯+=+=压力角20=α齿轮基圆直径 mm d d b 76.11220cos 120cos 55=⨯== α mm d d b 58.67620cos 720cos 66=⨯== α 齿顶压力角3.3113276.112arccos arccos555===a b a d d α4.2273258.676arccos arccos666===a b a d d α ][[]77.1)204.22(120)203.31(2021)()(215544=-⨯+-⨯=-+-=tg tg tg tg tg tg z tg tg z a a πααααπεα674.077.175.025.075.025.0=+=+=αεεY 9436.0674.04.1=⨯=εkY与K t Y Et 相近，无需修正则m=6[]225555/85.642/14.264674.055.18.251209055.17414.122mm N mm N Y Y Y d b T k Sa Fa F <=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=εσ[][]22665556/464/2868.1225.255.18.214.264mm N mm N Y YY Ysd Fa sd Fa F F <=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=σσ开式齿轮主要参数Z 5=20 i=6 d 5=120 d a5=132 d f5=105 b 5=84 Z 6=120 m=6 d 6=720 d a6=732 d f6=705 b 6=90开式齿轮i=6m=6mm z4=20,z5=12 0四．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：高速级的小齿轮选择40Cr,表明淬火。

齿面硬度为48-55HRC 大齿轮材料选用45钢,表明淬火。

齿面硬度为40-50HRC 计算应力循环次数911102.2)163008(19706060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==h jL n N8912121008.533.4102.2⨯=⨯==i N N查图5-17，Z N1=1.0 Z N2=1.05由式5-29，Z X1=Z X2=1.0 ，取S Hmin =1.0 Z W =1.14 Z LVR =0.92由图5—16得 21lim /1300mm N H =σ,22lim /1100mm N H =σ计算许用接触应力[]211min1lim 1/44.136392.014.10.10.10.11300mm N Z Z Z Z SLVR W X N H H H =⨯⨯⨯⨯==σσ[]222min2lim 2/26.121192.014.10.105.10.11100mm N Z Z Z Z SLVR W X N H H H =⨯⨯⨯⨯==σσ 因[][]12H H σσ>，故取[][]22/26.1211mm N H H==σσ2）按齿面接触强度确定中心距小轮转矩T 1=138000N ·mm 初定螺旋角β=︒13989.013cos == βZ初取0.12=εZ K t由表5-5得2/8.189mm N Z E = 减速传动33.4==i u ,取4.0=a φ。