电动机的选择和传动装置运动和动力参数计算[1]

目录一、设计任务书二、电动机的选择三、传动装置的运动和动力参数计算四、传动件设计与计算五、高速轴的设计与计算六、中间轴的设计与计算七、低速轴的设计与计算八、键的选择以及校核九、轴承的校核十、润滑方式及密封方式的选择十一、设计总结十二、参考资料一、设计任务书设计带式运输机传动装置（简图如下）1——电动机2——联轴器3——二级圆柱齿轮减速器4——联轴器原始数据：数据编号 4钢绳拉力F/kN 15钢绳速度v/(m/min) 10卷筒直径D/mm 3801.工作条件：间歇工作，每班工作不超过15%，每次工作不超过10min，满载启动，工作中有中等震动，两班制工作，钢绳速度允许误差±5，设计寿命10年。

2.加工条件：生产20台，中等规模机械厂，可加工7-8级齿轮。

3.设计工作量：（1）减速器的装配图A0一张（2）零件图A4二张。

（3）设计说明书1份（打印）。

1510/min380NF KN v mD mm===为减速器的传动比，i为高速级传动比，六、中间轴的设计与计算1.已知条件：中间轴传递的功率22.73p kw = 转速3211.94/min n r = 齿轮分度圆直径2346.4d mm = 368d mm = 齿宽252b mm = 374b mm =2.选择轴的材料因传递的功率不打，并对重量及结构尺寸无特殊要求，故由表7-4选用的材料45钢调质处理 硬度220HBS, 查表得650b Mpa σ= 再查表13-2得 许用弯曲应力[]60b Mpa σ-= 3. 初算轴径查表13-1得107~118c 值在范围内 则()333min 3 2.73107~11824.61~27.14211.94p d c mm n ≥=⨯= 4.结构设计(1)轴的结构构想图。

1(2)设计轴的各段轴径与确定轴承该段轴上安装轴承，其审计应与轴承的选择同步,考虑齿轮有轴向力存在，选用角七、低速轴的设计与计算1.材料的选择 选用45钢正火处理 600b Mpa σ= 硬度210HBS 55b Mpa σ-=2.按扭转强度估算轴径根据表13-1查得107~118c =又由表12-2查得33 2.52(107~118)(42.8~47.2)41.48P d c mm n ≥== 考虑到轴的最小直径处要安装联轴器会有键槽存在，故将估算直径加大3%-5%则取(45~50)mm ，取50d mm =，选用的联轴器为HL4 3.设计轴的结构并绘制草图八、键的选择及校核1.高速轴键的选取与校核轴与联轴器的连接，选用一个普通平键，根据轴上的尺寸查资料[1]表10-1初选定为b h⨯87⨯50L=mm键、轴、轮毂的材料都是45钢由资料[3]表6-2查得许用挤压应力100120 p MPaσ⎡⎤=⎣⎦，取平均值110p MPaσ⎡⎤=⎣⎦，轴上用于连接联轴器的键的工作长度为8504622bl L mm=-=-=键与轮毂键槽的接触高度0.50.57 3.5k h mm==⨯=，130d mm =由公式3112219.31083.54630p p TMPakldσσ⨯⨯⎡⎤===<⎣⎦⨯⨯故此键满足工作要求键槽的接键与轮毂键槽的接触高度键与轮毂键槽的接触高度1410093-=2。

学号：08929024****内蒙古民族大学机械设计课程设计计算说明书题目：二级圆锥-圆柱齿轮减速器学院：机械工程学院专业：08农机（二）班年级：08农业机械化及其自动化姓名：***指导教师：王利华完成日期：2010年**月**日目录设计任务书 (3)传动系统方案的分析 (3)电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算 (4)传动零件的设计计算 (6)轴的设计计算 (15)滚动轴承的选择及计算 (28)键联接的选择及校核计算 (31)连轴器的选择 (32)减速器附件的选择 (33)润滑与密封 (33)设计小结 (33)参考资料目录 (34)设计计算及说明结果一、设计任务书 1.1传动方案示意图图一、传动方案简图1.2原始数据传送带拉力F(N)传送带速度V(m/s)滚筒直径D （mm ）36001.02801.3工作条件二班制，使用年限为10年，连续单向于运转，载荷平稳，小批量生产，运输链速度允许误差为链速度的%5 。

1.4工作量1、传动系统方案的分析；2、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算；3、传动零件的设计计算；4、轴的设计计算；5、轴承及其组合部件选择和轴承寿命校核；6、键联接和联轴器的选择及校核；7、减速器箱体，润滑及附件的设计；8、装配图和零件图的设计；9、设计小结； 10、参考文献；二、传动系统方案的分析传动方案见图一，其拟定的依据是结构紧凑且宽度尺寸较小，传动效率高，适用在恶劣环境下长期工作，虽然所用的锥齿轮比较贵，但此方案是最合理的。

其减速器的传动比为8-15，用于输入轴于输出轴相交而传动比较大的传动。

设计计算及说明结果（第八版）》表15-3，取0112A =，得569.2072046.4112n P A d 33I I 0min ===mm 输入轴的最小直径为安装联轴器的直径12d ，为了使所选的轴直径12d 与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。

联轴器的计算转矩2ca A T K T =，查《机械设计（第八版）》表14-1，由于转矩变化很小，故取 1.3A K =，则 2ca A T K T ==1.3X59.16=76908N.Mm查《机械设计课程设计》表13-7，选HL3型弹性柱销联轴器其工称转矩为2000N.m ，而电动机轴的直径为38mm 所以联轴器的孔径不能太小。

机械传动装置总体设计方法机器由原动装置、传动装置、执行装置和控制装置四部分组成，传动装置是将原动机的运动和动力传递给工作机的中间装置。

它可以改变执行装置的速度大小、方向，力或力矩的大小等。

如带式输送机是一台简单机器，电动机是它的原动装置，带传动和减速器是它的传动装置，输送带部分是它的执行装置。

如何对机器的传动装置进行总体设计呢？下面就设计任务、设计内容和设计步骤向大家作详细的介绍。

机械传动装置总体设计任务是选定电动机型号、合理分配各级传动比及计算传动装置的运动和动力参数。

一、电动机的选择一般机械中多用电动机为原动机。

电动机是已经系列化和标准化的定型产品。

设计时，须根据工作载荷大小与性质、转速高低、启动特性、运载情况、工作环境、安装要求及空间尺寸限制和经济性等要求从产品目录中选择电动机的类型、结构形式、容量（功率）和转速，并确定电动机的具体型号。

常用的电动机型号及技术数据可由机械设计手册中查取。

那么电动机类型和结构形式如何选择呢？电动机分为交流电动机和直流电动机，工业上常采用交流电动机。

交流电动机有异步电动机和同步电动机两类，异步电动机又分为鼠笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最广泛。

如无特速要求，一般选择Ｙ系列三相交流异步电动机，它高效、节能、噪声小、振动小，运行安全可靠，安装尺寸和功率等级符合国际标准（ＩＥＣ），适用于无特殊要求的各种机械设备，设计时应优先选用。

电动机的结构有防护式、封闭自扇式和防爆式等，可根据防护要求选择。

同一类型的电动机又具有几种安装形式，可根据不同的安装要求选择。

其次确定电动机功率其次，电动机功率如何确定？如果选用电动机额定功率超出输出功率较多时，则电动机长期在低负荷下运转，效率及功率因数低，增加了非生产性的电能消耗；如所选电动机额定功率小于输出功率，则电动机长期在过载下运转，使其寿命降低，甚至使电动机发热烧毁。

因此，我们必须通过下面的计算来正确选择电动机。

第1步，确定电动机的输出功率。

六、滚动轴承的选择及计算 (24)6.1．高速轴滚动轴承校核 (24)6.2．低速轴滚动轴承校核 (25)设计题目：链式运输机传动装置一、传动方案的确定1.4设计工作量减速器装配图一张；零件图4张；设计说明书一份。

二、电动机的选择及传动装置的运动及动力参数计算则_^D5Dd55电动机数据引自[5]第152页第155因此初步取综合比较传动比范围，则齿轮的传动比效率3.1蜗轮蜗杆传动的设计计算由前计算可知，轴的输出功率为P=1.12kW，蜗杆转速=1450 _8D8D传动比确定作用在齿轮上的转矩(2).确定载荷系数K因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数；由参考文献[2]表11-5选取使用系数；由于转速不高，冲击不大，可选取动267~268页, 参考文献[3]第37~38页载荷系数确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆配合，故选确定许用接触应力(5).计算的值因12Z =，由参考文献[2]表11-22取模数m=4，蜗杆分度圆直径1d 40mm =。

④.蜗杆与蜗轮的主要参数和几何尺寸(1).中心距124044410822d d a mm ++⨯===中心距不符合5的倍数圆整至 a 110w =，则变位系数为0.5w a a x m-==(2).蜗杆尺寸分度圆直径:140d qm ==，所以q 10=节圆直径:1(2)4(1020.5)44w d m q x mm =+=⨯+⨯=齿顶圆直径:112402448a d d m mm =+=+⨯=齿根圆直径:111122 1.2402 1.2430.4f f d d h d m mm =-=-⨯=-⨯⨯=蜗杆齿宽:12(13.50.1)(13.50.144)471.6b z m ≥+⨯=+⨯⨯=取80mm(3).蜗轮尺寸分度圆直径:22444176d mz mm ==⨯=节圆直径:22176w d d mm ==齿顶圆直径:222222(1)17624(10.5)188a a d d h d m x mm =+=++=+⨯⨯+=[2]246页表11-3(2).计算小齿轮传递扭矩：T 1=9.55×610×P/n 1=9.55×610×0.864/63.6=129736 N ·mm(3).由参考文献[2]表10-7选取齿宽系数d φ=0.5计算数N1=60jn1L h=60×1×63.6×22400=855×107；N2=60jn2L h=60×1×15.9×22400=855×107得齿轮计算公式和有关系数皆引自查参考文献[2]第公式引自参考文献[2]式10-5=212.14MPa=④参数计算（1）计算分度圆直径d1=_57=28.5mm根据参考文献[2]P115表16-2，取A=110，主要参数：②计算作用在轴上的力蜗轮受力分析径向力：轴向力：③计算支反力:水平面：因为和左右关于C点对称，受力相互对称，所以垂直面：由，得：由④作弯矩图水平面弯矩：垂直面矩：合成弯矩：⑤作转矩图⑥按弯扭合成应力校核轴的强度.号钢，调质处理，其拉伸强度极限（3）按弯扭合成应力校核轴的强度①轴的计算简图（见图）蜗轮受力分析圆周力：径向力：轴向力：③计算支反力:水平面：因为和左右关于C点对称，受力相互对称，所以垂直面：由，得：由④作弯矩图水平面弯矩：垂直面矩：合成弯矩：⑤作转矩图⑥按弯扭合成应力校核轴的强度.轴的材料是45号钢，调质处理，其拉伸强度极限[_###) ]_21D21D由附图零件图1可知．蜗轮轴各处轴径相近．但C截面处轴弯矩明显大于其它轴段．故截面C处为危险截面。

计算传动装置的运动和动力参数 一、选择电动机1.选择电动机类型按工作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380V 。

2.选择电动机的容量 工作机的有效功率为 4200 1.45.8810001000w Fv P ⨯=== Kw确定电动机转速按表9.1推荐的传动比合理范围，'840i ∑=-，而工作机卷筒轴的转速为601000601000 1.459.4450W v n d ππ⨯⨯⨯===⨯ r/min所以电动机转速的可选范围为'(840)59.4(4752376)d W n i n ∑==--⨯=-- r/min符合这一范围的同步转速为750 r/min 、1000 r/min 、1500 r/min 三种。

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量和价格等因素，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。

根据电动机的类型、容量和转速，由电机产品目录或有关手册选定电动机型号为Y160M-6其主要性能如下表所示： 表1.1 Y160M-6型电动机的主要性能二、计算传动装置的总传动比i ∑并分配传动比 1.总传动比i ∑ 970i 16.3359.4m W n n∑=== 2.分配传动比i i i ∑I ∏=⨯ 考虑润滑条件，取i I =1.4i ∏，故4.78i I == 16.33 3.424.78i i i ∑∏I === 三、计算传动装置各轴的运动和动力参数 1.各轴的转速I 轴 1970m n n == r/minⅡ轴 2970202.94.78n n i I I === r/minⅢ轴 23202.9593.42n n i ∏=== r/min2.各轴的输入功率I 轴 117.200.997.128d P P η==⨯= KWⅡ轴 21237.1280.980.97 6.78P P ηη==⨯⨯= KW Ⅲ轴 3223 6.780.980.97 6.45P P ηη==⨯⨯= KW3.各轴的输入转矩 电动机轴的输出转矩d T 为6647.209.55109.55107.0910970d d m P T n =⨯=⨯⨯=⨯ N ·mmI 轴 411708860.997.0210d T T η==⨯=⨯ N ·mmⅡ轴 52123701770.980.97 4.78 3.1910T T i ηηI ==⨯⨯⨯=⨯ N ·mm Ⅲ轴 632233188780.980.97 3.42 1.03710T T i ηη∏==⨯⨯⨯=⨯ N ·m\输入轴（绿色）和发动机相连，轴和上面的齿轮是一个部件。

燕山大学
机械设计课程设计说明书题目：圆锥圆柱齿轮减速器
学院（系）：机械工程学院
年级专业：08级
学号：
学生姓名：
指导教师：
教师职称：副教授
目录
一．传动方案的拟定 (1)
二．电动机选择及传动装置的运动和动力参数计算 (1)
1.原始数据 (1)
2. 电动机的选择 (1)
三．传动零件的设计计算 (4)
1．第一级圆锥齿轮的设计 (4)
2．第二级圆柱齿轮设计 (8)
四．轴的设计和计算及校核 (13)
轴的初步设计 (13)
轴校核 (15)
五．轴承的选择校核 (18)
六．键的选择 (19)
八．润滑和密封说明 (21)
润滑说明 (21)
密封说明 (21)
九．拆装和调整的说明 (21)
十．设计小结 (21)
十一．参考资料 (22)
装配方案是左端圆锥滚子轴承，轴套，端盖，联轴器；右端是圆锥滚子轴承、套筒，锥齿轮。

2轴的初步设计
装配方案是左端锥齿轮、套筒、圆锥滚子轴承；右端斜齿轮，轴套，滚子轴承。

3轴的初步设计
装配方案是左端轴承、端盖、密封圈、；右端齿轮、套筒、轴承。

为了满足半联轴器的轴向定位要求，轴段右端需制出一轴肩，
燕山大学《机械设计》课程设计综评。

机械设计课程设计说明书设计题目：带式运输机上的一级闭式直尺圆柱齿轮减速器学生姓名：何阳专业：交通运输学号：20130504310010指导教师：李粤完成时间：2015年7月2日目录一、设计资料---------------------------------------1二、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算-----1三、齿轮传动的设计计算-----------------------------4四、带传动装置的设计-------------------------------7五、轴的设计计算及校核及---------------------------9六、滚动轴承的选择和计算--------------------------19七、键连接的设计----------------------------------20八、联轴器的选择----------------------------------21九、箱体设计及说明--------------------------------21十、润滑和密封的选择------------------------------23 十一、减速器附件的选择及说明----------------------23 十二、设计总结---------------------------------24 十三、参考资料：--------------------------------24一、设计资料1、设计题目设计如图1所示的一级闭式斜齿圆柱齿轮减速器。

图 12、按第50组数据进行设计一级直齿圆柱减速器，拉力 F=1600N ，速度 v=1.7m/s ，直径 D=250mm ，每 天工作小时数：16 小时，工作年限（寿命）：10 年，每年工作天数：365 天，运输带速度允许误差为5%。

配 备有三相交流电源，电压 380/220V 。

3、设计工作量设计说明书一份 减速器装配图（A0）1张 零件图（A3）2张二、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算1.电动机的选择 （1）选择电动机的类型按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V ，Y 型。

设计计算说明书启动,运输带速允许误差为5% 。

3、使用期限工作期限为十年，小批量生产，两班制工作。

具体设计内容及步骤：一、电动机选择和运动、动力参数计算(一)、确定电动机的功率1、工作机的功率Pw=FV/1000=1200×1.7/1000=2.04 kW 工作机所需电动机功率Pd = Pw/ŋ传动装置的总效率为ŋ=ŋ1ŋ32ŋ3ŋ4ŋ5由课程设计中表2-5可确定各部分的效率为：V带的传动效率ŋ1=0.96，滚动轴承效率（一对）ŋ2=0.99，闭式齿轮传动效率ŋ3=0.97，联轴器效率ŋ4=0.99，传动滚筒效率ŋ5=0.96；得总效率：ŋ=ŋ1ŋ32ŋ3ŋ4ŋ5=0.96×0.993×0.97×0.99×0.96=0.859所需电动机的功率为：Pd =Pw/ŋ=2.04/0.859 kW=2.37kW因为动载荷比较平稳，电动机额定功率Ped 略大于Pd即可，由Y系列电动机的技术数据可以确定电动机的额定功率为3 kW。

2、确定电动机转速滚筒轴的工作转速为nw=60×1000×V/(∏×D)=60×1000×1.7/(∏×270)r/min=120.25 r/min由于V带传动的传动比常用范围为2～4，一级圆柱齿轮减速器的传动比≤5，所以总的传动比范围ia≤20。

故电动机转速的可选范围为nd =ianw≤2405 r/min由课程设计书中的表6-164可知符合参数的电动机型号有Y100L-2﹑Y100L2-4﹑Y132S-6﹑Y132M-8, Y100L-2电动机的总传动比大，传动装置的外廓尺寸大，结构不紧凑，不可取。

通过对其它三种型号电动机的转速及其他参数的比较，选取电动机的型号为：Y100L2-4 ,其具体参数为PN =3 kW，n=1420 r/min，TM=2.2 N·m。