1、则电动机的转速范围为1155,2527总效率=0.86电动机P=8.154KW卷筒转速=72.19r/min3选择电动机的型号：根据工作条件，选择一般用途的Y系列三相异步电动机，根据电动机所需的功率，并考虑电动机转速越高，总传动比越大，减速器的尺寸也相应的增大，所以选用Y160M-4型电动机。额定功率11KW，满载转速1460（r/min）,额定转矩2.2（N/m）,最大转矩2.3（N/m）4、计算传动装置的总传动比和分配各级传动比总传动比ib=n/=1460/72.19=20.22为电动机满载转速；为工作机轴转速。取减速器的传动比为i1=8，则链的传动比i2=ib/8=2.53;5.计算各轴
2、的转速。I轴：n1=n=1460r/min轴：n2 =n1/i1=1460/8=182.5 r/min;III轴：n3=n2/i2=182.5/2.53=72.19 r/min卷筒轴：n=n2=72.19 r/min6.计算各轴的功率 轴：P1=P工作1=110.98=10.78（KW）;轴P2=P123=10.780.990.96=10.25（KW）;Y160M-4型电动机齿轮i1=8链 i2=2.53卷筒轴的输入功率P3=P234=10.250.960.97=9.54（KW）8计算各轴的转矩电动机轴的输出转轴I转矩：T1=9550P/n=955011/1460=71.95NmII轴的转矩：
3、T2=T1*i1*1*23=71.95*8*0.98*0.99*0.96=536.12 NIII轴的转矩：T3=T2i2*4=536.12*2.530.97=1315.69N四传动零件的设计计算1、齿轮传动的设计计算 （1）选择齿轮材料及精度等级 考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为240260HBS。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度220HBS；根据课本P139表6-12选7级精度。齿面精糙度Ra1.63.2m （2）按齿面接触疲劳强度设计 由d176.43（kT1（u+1）/duH2）1/3 由式（6-15）确定有关参数如下：传动比i1=8P1=1
4、0.78KWP2=10.25 KWP3=9.54 KWT1=71.95NT2=536.12NT3=1315.69N取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数：Z2=iZ1=820=160 实际传动比I0=160/20=8传动比误差：i-i0/I=i-I0/8=0%2.5% 可用齿数比：u=i0=8由表10-7选定齿轮的齿宽系数机械设计第八版205页（3）转矩T1T1=9.55106P/n1=9.5510.78/1460 =70513Nmm按齿面接触强度进行设计由设计公式进行计算，即 机械设计第八版203页选用载荷系数=1.3由表10-6查得材料的弹性影响系数=189.8由图10-21d按齿面硬度查得
5、小齿轮的接触疲劳强度极限=600Mpa；大齿轮的接触疲劳强度极限=550MPa齿宽系数T1=70513N=600Mpa3.计算应力循环次数NL1=60182.5（1636510）=6.4108；机械设计第八版206页NL2=6.4108/8=0.8108取接触疲劳寿命系数 ZNT1=0.92, ZNT2=0.98;机械设计第八版207页通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0H1=Hlim1ZNT1/SH=6000.92/1.0Mpa=552MpaH2=Hlim2ZNT2/SH=5500.98/1.0Mpa=539Mpa故得：d176.43（kT1（u+1）/duH2）
6、1/3=76.431.370513（8+1）/1853921/3mm=54.12mm模数：m=d1/Z1=54.12/20=2.71mm根据机械原理第七版P180表10-1取标准模数：m=2.5mmNL1=6.4NL2=2.14ZNT1=0.92ZNT2=0.98d1=54.12mm确定有关参数和系数分度圆直径：d1=mZ1=2.520mm=50mmd2=mZ2=2.5160mm=400mm齿宽：b=dd1=0.950mm=45mm取b=45mm b1=50mm（7）齿形系数YFa和应力修正系数YSa根据齿数Z1=20,Z2=120由表6-9相得YFa1=2.80 YSa1=1.55YFa2=
7、2.14 YSa2=1.83（8）许用弯曲应力F根据课本P136（6-53）式：F= Flim YSTYNT/SF由课本图6-35C查得：Flim1=290Mpa Flim2 =210Mpa由图6-36查得：YNT1=0.88 YNT2=0.9试验齿轮的应力修正系数YST=2按一般可靠度选取安全系数SF=1.25 计算两轮的许用弯曲应力F1=Flim1 YSTYNT1/SF=29020.88/1.25Mpa=408.32Mpad1=50mmd2=400mmb=45mmb1=50mmYFa1=2.80YSa1=1.55YFa2=2.14YSa2=1.83F2=Flim2 YSTYNT2/SF =
8、2100.9/1.25Mpa=302.4Mpa将求得的各参数代入式（6-49）F1=（2kT1/bm2Z1）YFa1YSa1=（21.350021.8/452.5220） 2.801.55Mpa=100.36Mpa F1F2=（2kT1/bm2Z2）YFa1YSa1120） 2.141.83Mpa=15.8Mpa F2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够 （9）计算齿轮传动的中心矩aa=m（Z1+Z2）/2=2.5（20+160）/2=225mm （10）计算齿轮的圆周速度VV=d1n1/601000=3.14501460/601000=3.82m/s链轮的传动设计计算1.推荐小链轮的基准直径75100
9、mm则取d3=80mm d4= n1/n2d3=80*182.5/72.13=202.4取d4=200mmF1=100.36MpaF2=15.08Mpaa=225mmd3=80mmd4=200mm实际从动轮转速n3=n2d3/d4=182.580/200 =73r/min转速误差为： n3-n3/ n3=73-72.19/72.19=0.011220.05允许链速：V=d3n2/60=3.1480182.5/60 =0.764 m/s（链速合适）（1） 确定链长和中心矩 i=23 a=（3050）p取链的节距p=8 抗拉载荷F=4.4KN机械设计第八版167页所以有：240mma0400mmn
10、3 =73r/minV=5.03m/s节距p=8取a=320mm六、轴的设计计算 输入轴的设计计算1、按扭矩初算轴径选用45#调质，硬度217255HBS根据课本P235（10-2）式，并查表10-2，取c=115d c（P1/n1）1/3=115 （11/1460）1/3mm=22.54mm考虑有键槽，将直径增大5%，则d=22.54（1+5%）mm=23.67选d=24mm2、轴的结构设计d=24mm（1）轴上零件的定位，固定和装配 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过
11、渡配合固定 （2）确定轴各段直径和长度工段：d1=24mm 长度取L1=50mmh=2c c=1.5mm段:d2=d1+2h=22+21.5=30mmd2=30mm初选用7206c型角接触球轴承，其内径为30mm,宽度为16mm.d1=24mmL1=50mmd2=30mmL2=93mm考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故段长：L2=（2+20+16+55）=93mm段直径d3=35mmL3=L1-L=50-2=48m
12、m段直径d4=45mm由手册得：c=1.5 h=2c=21.5=3mmd4=d3+2h=35+23=41mm长度与右面的套筒相同，即L4=20mm但此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑，应便于轴承的拆卸，应按标准查取由手册得安装尺寸h=3.该段直径应取：（30+32）=36mm因此将段设计成阶梯形，左段直径为36mm段直径d5=30mm. 长度L5=19mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=100mmd3=35mmL3=48mmd4=41mmL4=20mmd5=30mmL5=19mmL=100mm（3）按弯矩复合强度计算求分度圆直径：已知d1=50mm求转矩：已知T2=70513N求圆周力：Ft
13、根据课本P127（6-34）式得Ft=2T2/d2=70513/50=1410.26N求径向力Fr根据课本P127（6-35）式得Fr=Fttan=1410.26tan200=513.3N因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=50mm （1）绘制轴受力简图（如图a） （2）绘制垂直面弯矩图（如图b）轴承支反力：FAY=FBY=Fr/2=256.6NFAZ=FBZ=Ft/2=705.13N由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为MC1=FAyL/2=256.650=12.8NFt =1410.26NFr=513.3NFAY =256.6NFBY =256.6NFAZ =705.13
14、NMC1=12.8N（3）绘制水平面弯矩图（如图c）截面C在水平面上弯矩为：MC2=FAZL/2=1410.2650=70N （4）绘制合弯矩图（如图d）MC=（MC12+MC22）1/2=（12.82+702）1/2=71.5N （5）绘制扭矩图（如图e）转矩：T=9.55（P2/n1）106=70.5NMC2=70NMC =71.5NT=70.5N（6）绘制当量弯矩图（如图f）转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化，取=1，截面C处的当量弯矩：Mec=MC2+（T）21/2=71.52+（170.5）21/2=100.41N （7）校核危险截面C的强度由式（6-3）e=Mec/0.1d33
15、=100.41/0.1413=14.6MPa -1b=60MPa该轴强度足够。 输出轴的设计计算选用45#调质钢，硬度（217255HBS）根据课本P235页式（10-2），表（10-2）取c=115dc（P2/n2）1/3=115（10.25/182.5）1/3=44.04mm取d=45mm （1）轴的零件定位，固定和装配Mec =100.41Ne =14.6MPa-1bd=35mm单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装
16、入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。 （2）确定轴的各段直径和长度 初选7209c型角接球轴承，其内径为45mm，宽度为19mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为20mm，则该段长41mm，安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。 （3）按弯扭复合强度计算已知d2=400mm已知T2=536.12N求圆周力Ft：Ft=2T2/d2=2536.12103/400=2680.6N求径向力Fr根据课本P127（6-35）式得tan=2680.60.36379=975.2N两轴承对称LA=LB=49mmFt=2680.6N （1）求支反力FAX、FBY、FAZ、F
17、BZFAX=FBY=Fr/2=975.2/2=487.6NFAZ=FBZ=Ft/2=2680.6/2=1340.3N （2）由两边对称，书籍截C的弯矩也对称MC1=FAYL/2=487.649=23.9N （3）截面C在水平面弯矩为MC2=FAZL/2=1340.349=65.7N （4）计算合成弯矩MC=（MC12+MC22）1/2 =（23.92+65.72）1/2 =69.9N （5）计算当量弯矩：根据课本P235得=1Mec=MC2+（T）21/2=69.92+（1536.12）21/2 =540.7N （6）校核危险截面C的强度由式（10-3）e=Mec/（0.1d）=275.06/
18、（0.1453）=1.36Mpa-1b=60Mpa此轴强度足够FAX=FBY =487.6NFAZ=FBZ =1340.3NMC1=23.9NMC2=65.7NMC =69.9NMec =540.7Ne =1.36Mpa七、滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命163658=48720小时1、计算输入轴承 （1）已知n1=1460r/min两轴承径向反力：FR1=FR2=500.2N初先两轴承为角接触球轴承7206AC型根据课本P265（11-12）得轴承内部轴向力FS=0.63FR 则FS1=FS2=0.63FR1=315.1N （2） FS1+Fa=FS2 Fa=0故任意取一端
19、为压紧端，现取1端为压紧端FA1=FS1=315.1N FA2=FS2=315.1N （3）求系数x、yFA1/FR1=315.1N/500.2N=0.63FA2/FR2=315.1N/500.2N=0.63根据课本P263表（11-8）得e=0.68FA1/FR1e x1=1 FA2/FR248720h预期寿命足够（1）已知n2=182.5r/min Fa=0 FR=FAZ=903.35N试选7207AC型角接触球轴承根据课本P265表（11-12）得FS=0.063FR,则FS1=FS2=0.63FR=0.63903.35=569.1NP1=750.3NP2=750.3NLH=104750
20、0hFR =903.35NFS1=569.1N（2）计算轴向载荷FA1、FA2FS1+Fa=FS2 Fa=0任意用一端为压紧端，1为压紧端，2为放松端两轴承轴向载荷：FA1=FA2=FS1=569.1NFA1/FR1=569.1/903.35=0.63FA2/FR2=569.1/930.35=0.63根据课本P263表（11-8）得：e=0.68FA1/FR1e x1=1 FA2/FR2此轴承合格P1=1355NP2=1355NLh =2488378.6h故轴承合格八、键联接的选择及校核计算轴径d1=24mm,L1=50mm查手册得，选用C型平键，得：键A 87 GB1096-79 l=L1-
21、b=50-8=42mmT2=48Nm h=7mm根据课本P243（10-5）式得p=4T2/dhl=448000/24742 =27.21MpaR（110Mpa）2、输入轴与齿轮联接采用平键联接轴径d3=35mm L3=48mm T=271N查手册P51 选A型平键键108 GB1096-79l=L3-b=48-10=38mm h=8mmp=4T/dhl=4271000/3538 =101.87Mpap（110Mpa）3、输出轴与齿轮2联接用平键联接轴径d2=51mm L2=50mm T=61.5Nm查手册P51 选用A型平键键1610 GB1096-79A型平键8p=27.21MpaA型平键
22、10p=101.87Mpap =60.3Mpal=L2-b=50-16=34mm h=10mm据课本P243式（10-5）得6100/5134=60.3Mpap十一减速箱的润滑方式和密封种类的选择1.润滑方式的选择在减速器中，良好的润滑可以减少相对运动表面间的摩擦磨损和发热，还可起到冷却散热防锈冲洗金属磨粒和降低噪声的作用，从而保证减速器的正常工作及寿命。齿轮圆周速度：高速齿轮V1=d1n1/（601000）=3.1445284/（601000）=0.669m/s2m/s低速齿轮 V2=d2n2/（606679.78/（601000）0.276 m/s由于V均小于2m/s，而且考虑到润滑脂承受的负荷能力较大、粘附性较好、不易流失。所以轴承采用脂润滑，齿轮靠机体油的飞溅润滑。2.润滑油的选择由于该减速器是一般齿轮减速器，故选用N200工业齿轮油，轴承选用ZGN2润滑脂。3.密封方式的选择输入轴和输出轴的外伸处，为防止润滑脂外漏及外界的灰尘等造成轴承的
