哈工大机械设计课程设
计
标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
一、传动装置的总体设计电动机的选择
选择电动机类型
根据设计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380 V。
选择电动机容量
根据设计数据，工作机的有效功率为
P w=
Fxv
1000
=
2130Nx1.1m s
⁄
1000
=2.343Kw
从电动机到工作机输送带之间的总效率为：
η∑=η12η24η32η4
式中，η1、η2、η3、η4分别为联轴器、轴承、齿轮传动和卷筒的传递效率。由表取η1=、η2=、η3=、η4=，则
η∑=η12η24η32η4=0.992x0.994x0.972x0.97=0.86
所以电动机所需工作功率为
P d=
P w
η∑
=
2.343kW
0.86
=2.72kW
确定电动机转速
按表推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器传动比i ∑′=8~40，而工作机卷筒轴的转速为
n w =60x1000xv πd =60x1000x1.1πx240
r min ⁄≈88 r min ⁄ 所以电动机转速的可选范围为
n d =i ∑‘n w =(8~40)x88r min ⁄=(704~3520) r min ⁄
符合这一范围的同步转速有750r/min 、1000r/min 和1500r/min 三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量、及价格等因素，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。
根据电动机类型、容量和转速，查表选定电动型号为Y132S-6，其主要性能如下表：
电动机的主要安装尺寸和外形尺寸如下表：
计算传动装置总传动比并分配传动比总传动比i∑为
i∑=n m
n w
=
960
88
=10.91
分配传动比
i∑=i I xi II
考虑润滑条件，为使结构紧凑，各级传动比均在推荐值范围内，取i I=1.4i II，故
i I=√1.4i∑=√=4
i II=i∑
i I
=
12.08
4.11
=2.73
计算传动装置各轴的运动及动力参数各轴的转速
I轴：n I=n m=960r min
⁄
II轴：n II=n I
i I =960r min
⁄
4
=240r min
⁄
III轴：n III=n II
i II =240r min
⁄
2.73
=88r min
⁄
卷筒轴：n W=n III=88r min
⁄
各轴的输入功率
I轴：P I=P dη1=2.72kWx0.99=2.69kW II轴：P II=P Iη2η3=2.69kWkW
III轴：P III=P IIη2η3=2.58kWkW
卷筒轴：P
卷
=P IIIη1η2kW
各轴的输入转矩
电动机的输出转矩T
d
为
T d=9.55x106x P d
n m =9.550x106x2.72kW
960r min
⁄
=2.71x104N·mm
所以：
I轴：T I=T dη1=27100N·mmx0.99=2.68x104N·mm II轴：T II=T Iη1η2i I=26800N·mm104N·mm
III轴：T III=T IIη2η3i II=102900N·mm105N·mm
卷筒轴：T
卷
=T IIIη1η2=269800N·mm105N·mm
将以上结果汇总到表，如下
二、传动件设计
高速级斜齿圆柱齿轮传动设计
选择齿轮材料、热处理方式和精度等级
考虑到带式运输机为一般机械，故大、小齿轮均选用45钢，采用软齿面，由文献[1]表得：小齿轮调制处理，齿面硬度为217~25HBW ，平均硬度为236HBW ；为保证小齿轮比大齿轮具有更好的机械性能，大齿轮正火处理，齿面硬度为162~217HBW ，平均硬度为190HBW 。大小齿轮齿面评价硬度差为46HBW ，在30~50HBW 之间。选用8级精度。 初步计算传动主要尺寸
因为是软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳强度进行设计。由
式中各参数为：
(1) 小齿轮传递的转矩。由前面设计可知，126800T N mm =⋅
(2)
设计时，因v 值未知，不能确定，故可初选载荷系数K t = ~，此处初取K t
= 。 (3) 由表取齿宽系数 1.0d ϕ=。
(4) 由表查得弹性系数。
(5) 初选螺旋角由图查得节点区域系数45.2=H Z 。
(6)齿数比
14
U i==。
(7)初选= 21, 则
2184
Z UZ
==，取
285
Z=。传动比误差<5%，符合设计要求。
端面重合度
εα=[1.88−3.2(1
z1+1
z2
)]cosβ=[1.88−3.2(1
17
+1
89
)]×cos12°=1.66。
轴面重合度
εβ=0.318Φd z1tanβ=0.318×1.1×21×tan12°=1.42由图查得重合度系数Zε=0.825由图查得螺旋角系数Zβ=0.99
(8)接触许用应力可由
[σ]H=Z NσHlim
S H
求得，由图（e）、（a）得接触疲劳极限应力σHlim1=570MPa，σHlim2=390MPa，S H=1.0。
大小齿轮1、2的应力循环次数分别为
N1=60n1aL h=60×960×1.0×3×8×250×5=1.728×109
N2=N1
i1
=4.32×108
