电机传动比减速器说明指导书.docx

课程设计说明书设计题目：小型家用停车装置设计任务：电机选择、传动比计算分配、减速器零件设计机械51 第四组陈宇凯 目 录机械设计基础课程设计任务书1一、电动机选择2二、传动比分配2三、传动系统运动和动力参数计算3四、减速器传动零件设计计算4五、课程设计感想8设计计算及说明结果一、电动机选择1.1电动机功率由已知条件能够计算出工作所需有效功率:Pw=Fv1000=100000.21000kw=2kw工作所需电动机功率:Pr=Pw=2kw0.808=2.47kw1.2电动机转速选择提升载车板滚筒轴工作转速：nw=600003.140.2400=9.55r/min考虑到整个系统为三级减速（减速箱两级，开式齿轮一级），总传动比可合适取大一点，选同时转速ns=710r/min电机为宜。1.3电动机型号选择依据工作条件：工作环境多尘、双向运转、等效为单班制间断工作，工作机所需电动机功率PW=2.74kw及电动机同时转速ns=710r/min等，选择Y系列三相异步电机，卧式封闭结构，型号为Y132M-8，其关键性能数据以下：电动机额定功率：Pm=3.0kw电动机满载转速：nm=710r/min电动机轴伸直径：D=38mm电动机轴伸长度：E=80mm二、传动比分配2.1停车装置总传动比计算总传动比为i总=nmnw=7109.55=742.2确定传动比分配整个抬升装置三级减速关键靠5根轴来完成，其中0轴是电机输入轴，13轴为减速器内三根轴，4、5轴为开式齿轮轴，6是连接两滚轮连接件。由传动比系统方案知：i01=1 i34=1按附表B-10查取开式齿轮传动传动比：i45=46这里取中间值：i45=5由计算可得两级圆柱斜齿轮减速器总传动比：i=i12i23=14.8两级斜齿圆柱齿轮减速器采取脂润滑，当两对齿轮配对材料相同、齿面硬度HBS350、齿宽系数相等时，考虑齿面接触强度靠近相等条件，取高速级传动比为：i12=4取低速级传动比为：i23=3.7传动系统各传动比分别为：i01=1，i12=4，i23=3.7，i34=1，i45=5三、传动系统运动和动力参数计算传动系统各轴转速、功率和转矩以下：0轴（电动机轴）：n0=nm=710r/minP0=Pr=2.47kwT0=9550P0n0=95502.47710=33.22N/m1轴（减速器高速轴）：n1=n0i01=710r/minP1=Pr01=2.470.99=2.4354kwT1=9550P1n1=95502.4354710=32.76N/m2轴（减速器中间轴）：n2=n2i12=177.5r/minP2=P112=2.43540.9801=2.3869kwT2=9550P2n2=95502.3869177.5=128.42N/m3轴（减速器低速轴）：n3=n2i23=47.97r/minP3=P223=2.38690.9801=2.3394kwT3=9550P3n3=95502.339447.97=465.73N/m4轴（开式圆柱齿轮传动高速轴）：n4=n3i34=47.97r/minP4=P334=2.33940.99=2.3160kwT4=9550P4n4=95502.316047.97=461.08N/m5轴（开式圆柱齿轮传动低速轴）：n5=n4i45=9.594r/minP5=P445=2.3160.9603=2.2241kwT5=9550P5n5=95502.22419.594=2213.85N/m上述计算结果和传动比及传动效率汇总以下：轴号电动机两级圆柱齿轮减速器0轴1轴2轴3轴转n(r/min)710.000 710.000 177.500 47.970 功率P/KW2.460 2.435 2.387 2.339 转T/(N*m)33.000 32.760 128.420 465.730 连接传动件联轴器齿轮齿轮传动比i1.0 4.0 3.7 传动效率0.9900 0.9801 0.9801 轴号开式齿轮轴工作轴4轴5轴6轴转n(r/min)47.97 9.594 9.594 功率P/KW2.3162.2241 2. 转矩T/(N*m)461.0802213.8502191.761 连接传动件联轴器开式齿轮联轴器传动比i1.0 5.0 1.0 传动效率0.9900 0.9603 0.9900 四、减速器传动零件设计计算4.1高速级斜齿圆柱齿轮传动设计计算(1)选择齿轮材料及热处理方法：小齿轮选择45钢，调质处理 HBS1=230286大齿轮选择45钢，正火处理 HBS2=170217(2)选择齿轮材料及热处理方法：已知：小齿轮转矩：T1=32.76N/m齿数比：u=i12=4.0选择齿宽系数：a=0.25初设螺旋角: =10初取载荷系数: K=1.7初取重合度系数：Y=0.67初取螺旋角系数：Y=0.955初取齿数Z1、Z2：Z1=18，Z2=72计算当量齿数：ZV1=18，ZV2=73由机械设计基础图8-28得：YFa1=2.9，YFa2=2.25由机械设计基础图8-29得：YSa1=1.54，YSa2=1.77由机械设计基础图8-32（d）得：Flim1=350MPa，Flim2=300MPa接触应力改变总次数：N1=60n1Lh=607101365260=5.183105N2=60n2Lh=60177.51365260=1.296105由机械设计基础图8-34得弯曲疲惫寿命系数：YN1=1.03，YN2=1.04由机械设计基础表8-8得：SFmin=1.6对应得到小齿轮和大齿轮许用弯曲应力分别为：F1=Flim1YSTSFmin=451MPaF2=Flim2YSTSFmin=390MPa由机械设计基础式8-35得：m3KT1YdZ12YFaYSaF=31.732.760.670.955(cos10)20.5182=2.09取标准法向模数：mn=3(3)确定关键参数和计算关键尺寸：按机械设计基础表8-11得：a=mn(Z1+Z2)2cos=137.08取整数，a=140mm，则=152132由a=b/a，得：b1=40mm，b2=35mm确定定载系数K：按机械设计基础表8-5得：KA=1齿轮圆周速度v=d1v160000=2.08m/s 齿轮为7级精度、硬齿面、非对称部署、淬火钢。由机械设计基础图8-21得：Kv=1.12由机械设计基础图8-24得：K=1.06由机械设计基础式8-38得：=+=1.66+0.786=2.45由机械设计基础图8-25得：K=1.34 K=KAKvKK=1.5911.7 (K值和mn值合理)(4)验算齿根接触疲惫强度：由机械设计基础表8-7得弹性系数：ZE=189.8由机械设计基础图8-31得节点区域系数：ZH=2.47计算重合度系数：Z=24-31-+=0.77计算螺旋角系数：Z=2cos=0.982由机械设计基础图8-33（d）得许用接触疲惫应力：H1=Him1ZNSHmin=1092MPaH2=Him2ZNSHmin=1130MPa由机械设计基础式8-43验算齿面接触强度H=386.23H1（合格）(5)关键设计结果： a=140mm，mn=3，=152132，Z1=18，Z2=72，b1=40mm，b2=35mm，齿轮为7级精度、硬齿面、非对称部署、淬火钢。小齿轮硬度：230286HBS大齿轮硬度：170217HBS4.2低速级斜齿圆柱齿轮传动设计计算(1)选择齿轮材料及热处理方法：小齿轮选择45钢，调质处理 HBS1=230286大齿轮选择45钢，正火处理 HBS2=170217(2)选择齿轮材料及热处理方法：已知：小齿轮转矩：T1=128.42N/m齿数比：u=i12=3.7选择齿宽系数：a=0.213初设螺旋角: =10初取载荷系数: K=1.7初取重合度系数：Y=0.67初取螺旋角系数：Y=0.93初取齿数Z1、Z2：Z1=21，Z2=78计算当量齿数：ZV1=22，ZV2=82由机械设计基础图8-28得：YFa1=2.8，YFa2=2.28由机械设计基础图8-29得：YSa1=1.57，YSa2=1.76由机械设计基础图8-32（d）得：Flim1=350MPa，Flim2=300MPa接触应力改变总次数：N1=60n1Lh=60177.51365260=1.296105N2=60n2Lh=6047.971365260=3.502104由机械设计基础图8-34得弯曲疲惫寿命系数：YN1=1.32，YN2=1.54由机械设计基础表8-8得：SFmin=1.6对应得到小齿轮和大齿轮许用弯曲应力分别为：F1=Flim1YSTSFmin=612.5MPaF2=Flim2YSTSFmin=564MPa由机械设计基础式8-35得：m3KT1YdZ12YFaYSaF=31.7128.420.670.93(cos10)20.5212=2.75取标准法向模数：mn=4(3)确定关键参数和计算关键尺寸：按机械设计基础表8-11得：a=mn(Z1+Z2)2cos=201.05mm取整数，a=200mm，则=81833由a=b/a，得：b1=50mm，b2=45mm确定定载系数K：按机械设计基础表8-5得：KA=1齿轮圆周速度v=d1v160000=2.08m/s 齿轮为7级精度、硬齿面、非对称部署、淬火钢。由机械设计基础图8-21得：Kv=1.05由机械设计基础图8-24得：K=1.07由机械设计基础式8-38得：=+=1.67+0.83=2.5由机械设计基础图8-25得：K=1.23 K=KAKvKK=1.381.7 (K值和mn值合理)(4)验算齿根接触疲惫强度：由机械设计基础表8-7得弹性系数：ZE=189.8由机械设计基础图8-31得节点区域系数：ZH=2.47计算重合度系数：Z=24-31-+=0.793计算螺旋角系数：Z=2cos=0.99由机械设计基础图8-33（d）得许用接触疲惫应力：H1=Him1ZNSHmin=1092MPaH2=Him2ZNSHmin=1130MPa由机械设计基础式8-43验算齿面接触强度H=756.831.2，取1=15mm箱外壁至轴承座距离： K=c1+c2+5=49mm剖分面至底面高度：齿轮减速器：H=1.2a=240mm4.5减速器附件选择：(1)窥视孔及窥视孔盖：由机械设计基础课程设计附录F-1：取A=120mm、d=M8、R=5mm：A1=A+5d=160mmA2=（A+A1）=160mm箱体顶部宽度为140mm：B1=140-20=120mmB=B1-5d=80mm(2)A型通气器尺寸：由机械设计基础课程设计附录F-4：d=M181.5，d1=M331.5，d2=8mm，d3=3mm，d4=16mm，D=40mm，h=40mm，a=12mm，b=7mmC=16，h1=18mm，R=40mm，D1=25.4mm，S=22mm，K=6mm，e=2mm，f=2mm(3)凸缘式轴承盖：轴承外径为：D=75mm时：螺栓直径：d3=M8，n=4D0=D+2.5d3=95mmD2=D0+2.5d3=115mmD3=D-2=73mmD0=D-10=65mme=1.2d3=9.6mm，b=5mm，h=b=5mm，e1e轴承外径为：D=100mm时：螺栓直径：d3=M8，n=6D0=D+2.5d3=130mmD2=D0+2.5d3=150mmD3=D-2=98mmD0=D-10=90mme=1.2d3=9.6mm，b=10mm，h=b=10mm，e1e(4)挡油盘：由机械设计基础课程设计附录F-8：a=69mm，b=23mm挡油盘为车制，材料为Q235。(5)杆式油标：由机械设计基础课程设计附录F-9：取M12（12）:d1=4mm，d2=12mm，d3=6mm，h=28mm，a=10mm，b=6mm，c=4mm，D=20mm，D1=16mm(6)螺塞及油封垫：d=M14x1.5，D0=22mm，L=22mm，l=12mma=3mm，D=19.6mm，S=17mm，D1=16mm，d1=15mmH=2mm。五、课程设计感想：此次课程设计给我带来了很多锻炼，在设计时反复地查阅资料不仅提升了我设计时严谨性，也提升了我查阅资料能力；而在后期零件图和装配图绘制中，我CAD软件使用能力得到显著提升，工程制图知识也得到了充足复习；在最终设计说明书书写过程中，我了解了说明书基础格式，结合实际检验了之前设计结果，感慨良多。总体来说，这次课程设计，能够综合锻炼我们机械学生能力，让我获益匪浅。Pw=2.0kwPr=2.47kwY132M-8Pm=3.0kwnm=710r/mini总=74传动系统各传动比分别为：i01=1 i12=4 i23=3.7 i34=1 i45=5n0=710r/minP0=2.47kwT0=33.22N/mn1=710r/minP1=2.4354kwT1=32.76N/mn2=177.5r/minP2=2.3869kwT2=128.42N/mn3=47.97r/minP3=2.3394kwT3=465.73N/mn4=47.97r/minP4=2.3160kwT4=461.08N/mn5=9.594r/minP5=2.2241kwT5=2213.85N/m小齿轮45钢，调质处理 大齿轮45钢，正火处理 F1=451MPaF2=390MPamn=3a=140mm=152132K=1.591H1=1092MPaH2=1130MPa小齿轮45钢，调质处理 大齿轮45钢，正火处理 F1=612.5MPaF2=564MPamn=4a=200mm=81833K=1.38H1=1092MPaH2=1130MPaL1=40mmL2=36mm