二选择电动机.doc

机械设计课程设计二、选择电动机 根据动力源与工作条件，选用Y系列三相异步电动机 工作机所需要的有效功率Pw为 Pw=Fv/1000nw 其中Nw为工作机的传动效率。 n1=0.95为带传动的效率。n3=0.98为一对滚动轴传动的效率。n4=0.99为刚性联轴器的效率。 电动机所需功率Pd为3,电动机转速的选择 电动机通常采用同步转速有1000r/min与1500r/min两种，对两种转速作比照。 由表16-3可知，同步转速是1000r/min的电动机，其满载转速Nm是970r/min; 同步转速是15000r/min的电动机，其满载转速Nm是1440r/min. 工作机的转速为 总传动比i=nw/nm,其中nm为电动机的满载转速。 现将两种电动机的有关数据列于表下方案电动机型号额定功率/kw同步转速/r/min满载转速/(r/min)总传动比i1Y160M-610009702Y13M-415001440 由表22-1可知，方案2传动比过大，为了使传动装置构造紧凑，选用传动方案1 较 为合理。4. 电动机型号确实定 根据电动机功率与同步转速，选用选用电动机型号为Y160M-6 由表16-3与16-4，可知有关参数如下 电动机的满载转速nm=970r/min 电动机的外伸轴直径D=42mm 电动机的外伸轴长度E=110mm三 传动装置的运动学与动力学参数计算 总传动比i=nm/nw 根据2-2，选V带传动的传动比i1 减速器的传动比if=i/i1 考虑两级齿轮的润滑问题，两级大齿轮应该有相近的浸油深度。根据式2-8，两级齿 轮减速器传动比i2与低速级传动比i3的传动比取1.3-1.5之间，即i23. 那么 I2=f= I3=if/i2 根据传动中的各轴对轴次序编号：0轴，1轴，2轴，3轴，4轴n0=nm=970r/minn1=nmn2=n1/i2n3=n2/i3n4=n3=nwP0=pdP1=pd1=P2=p123P3=p223P4=p323 T0=Td=9550pd/nmT1=9550p1/n1T2=9550p2/n2T3=9550p3/n3T4=9550p4/n4 将传动装置中各轴的功率，转速，转矩，如表所示参数轴名0轴1轴2轴3轴4轴转速n/(r/min)970功率p/kw转矩T/(N.m) 传动比i 2.1 3.164 2.261 1四、 带传动设计cap=7.257kw; nm=970r/min; i1=2.1。有所以用的机械设计教材中的表8-8，查出带传动的工作情况系数Ka=1.1,那么Pca=KaP=1.1*7.257=7.9827KW.2. 选取带传动带型选用C型，V带。3. 确定带轮基准直径取主动轮基准直径dd1=250mm,从动轮基准直径dd2=i1*dd1=2.1*250=525mm带传动的实际传动比i1=dd2/dd1=2.1,与总传动比分配的带传动得传动比一致。验算v带得线速度为d1*nm/60*1000=3.14*250*970/30*1000=12.69<25m/s所以V带得线速度适宜。4. 确定V带的基准长度与带传动的中心距根据0.7dd1+dd2<a0<2(dd1+dd2)初步确定带传动的中心距a0=600mm Ld0=2a0+(3.14/2)(d1+d2)+(d2-d1)2/4a0有机械设计表选带的基准长度Ld=2500mm. 计算带传动的实际中心距 a=a0+(Ld-Ld'1、 验算主动轮上的包角 a1=180-(dd2-dd1')*57.7/a=157.824>120所以，主动轮上的包角是适宜的。2、 计算带的根数由查?机械设计?教材中的的表8-4，由线性关系得： ；查表8-5得： ；查表8-6得 ；查表8-2得 ；那么 取。3、 计算带传动的预紧力查?机械设计?教材中表8-3得：单位长度质量 ，那么8、计算作用在带轮轴上的压轴力 带的主要参数列于表20-3中 表20-3 带传动的主要参数名称结果名称结果名称结果带型SPA传动比根数带轮基准直径基准长度预紧力中心距 压轴力9、 带轮构造设计由表8-11得：带轮轮缘宽度：。大带轮的轮毂直径由后续高速轴设计来定，。带轮的轮毂宽度L：当时，取。五高速级齿轮传动的设计1、 选定高速级齿轮的类型、精度等级、材料及齿数（1） 齿轮传动的类型：按传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动。（2） 精度等级：由于输送机为一般工作机械，速度不高，应选用8级精度齿轮传动。（3） 齿轮材料：由?机械设计?中表10-1选择小齿轮材料为45钢，并进展调质处理，平均硬度为235HBS，大齿轮材料为45钢，并进展正火处理，平均硬度为190HBS。大、小齿轮的硬度差为45HBS。（4） 选择小齿轮齿数：那么大齿轮齿数，取。齿数比（5） 选择齿宽系数：按软齿面齿轮，非对称安装，查表10-4，取齿宽系数。（6） 初选螺旋角：。2、 按齿面接触疲劳强度设计1) 确定公式内各项参数值（1） 由?机械设计?教材图10-20，选取区域系数。（2） 大、小齿轮均采用45钢锻造，由?机械设计?教材表10-5，查得材料系数。（3） 重合度系数，由?机械设计?教材知，齿数多时取小值。取。（4） 螺旋角系数（5） 小齿轮传递的扭矩为（6） 试选载荷系数。（7） 根据齿面硬度，由?机械设计?教材图10-25查得小齿轮接触疲劳强度极限，大齿轮接触疲劳强度极限（8） 计算应力循环次数按，式中：为齿轮每转一圈时，同一齿面啮合的次数。在此取，为齿轮的工作寿命，单位为小时。所以（9） 由教材图10-23查得接触疲劳寿命系数，。（10） 计算许用接触疲劳应力。取平安系数，失效率为。那么2） 设计计算（1） 计算齿轮分度圆直径。（2） 计算圆周速度。（3） 计算载荷系数由教材表10-2查得：使用系数;根据、8级精度，由?机械设计?教材得动载荷系数，。（4） 校正分度圆直径。按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，得（5） 计算齿轮模数。取齿轮模数。3、 计算齿轮传动的几何尺寸（1） 中心距。将中心距圆整为（2） 按圆整后的中心距修正螺旋角。（3） 计算大小齿轮的分度圆直径。（4） 计算齿轮宽度。圆整后。所以，大齿轮宽度，小齿轮宽度。4、 校核齿根弯曲疲劳强度1) 确定公式内各项参数值（1） 从教材图10-24，按齿面硬度查得：小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限。（2） 由教材，按应力循环次数查图10-22得，弯曲疲劳寿命系数 ， 。（3） 计算许用弯曲疲劳应力取弯曲疲劳平安系数。可得（4） 计算当量齿数。（5） 查取齿数系数及应力校正系数。由教材图10-17、 10-18、 查得：，（6） 计算大小齿轮的，并加以比拟：所以，大齿轮的数值大。（7） 选取螺旋角系数。（8） 重合度系数，由?机械设计?教材知，齿轮多时取小值。本例中齿数中等，所以，取。2） 校核计算所以，齿根弯曲疲劳强度满足要求。5、 齿轮构造设计由于小齿轮的1的直径较小，故采用齿轮轴构造。大齿轮2采用孔板式构造，构造尺寸按本书中的表5-11的经历公式来计算。大齿轮2的孔径根据后续设计的中间轴配合局部的直径来确定，设计结果列于表20-4。表20-4 大齿轮构造尺寸名称构造尺寸及经历计算公式构造/mm毂孔直径根据中间轴设计而定60轮毂直径96轮毂宽度75取为与齿宽相等腹板最大直径210板孔分布圆直径153板孔直径20腹板厚度20大齿轮2的构造草图如图20-2所示，高速级齿轮传动的尺寸列于表20-5。图20-2 大齿轮构造草图表 20-5 高速级齿轮传动的尺寸名称计算公式结果/mm法面模数法面压力角螺旋角齿数2064传动比分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径 66.17 中心距齿宽8075注：为齿顶高系数与顶隙系数。GB/T1356-2001规定其标准值如下：正常齿制。当时，当时，非标准的短齿制。五、 低速级齿轮传动的设计低速级齿轮传动的设计过程与高速级类似，故省略。低速级齿轮传动的尺寸列于表20-6.表 20-6 低速级齿轮传动的尺寸名称计算公式结果/mm法面模数法面压力角螺旋角齿数2965传动比分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径中心距231齿宽320325六、 轴的初步设计计算根据轴上零件齿轮、带轮、轴承、联轴器的构造尺寸、装配关系、定位、零件间的相对位置等要求，参照本书中的图5-7、图5-8、图5-10、图5-14、及表5-3，设计出图21-4的减速器装配草图。1、 轴的材料选择根据轴的工作条件，初选轴材料为45钢，调质处理。2、 轴的最小直径估算按本书中的式5-1进展最小直径估算，即： 当该轴段上有一个键槽时，增大；当有两个键槽时，增大。值由本书中的表5-5来确定：。1） 高速轴因为在最小直径处开有一个键槽为了安装大带轮，所以 ： ，圆整后取。2） 中间轴，因在中间轴最小直径安装滚动轴承，取标准值。3） 低速轴因在低速轴直径处安装联轴器，参见后面联轴器的选择，取联轴器孔径。3、 高速轴的构造设计高速轴系的构造尺寸如图20-3所示。1） 各轴段直径得确定：轴的最小直径，是安装大带轮的外伸轴段直径，。：密封处轴段直径，根据带轮轴向定位要求，定位高度 ，以及密封圈的尺寸要求，取。：滚动轴承处轴段直径，由本书表13-1初选滚动轴承选，查表13-1得其尺寸为：。：过度轴段的直径，由于齿轮传动的线速度均小于，所以滚动轴承采用脂润滑，考虑挡油盘的轴向定位，。：滚动轴承处轴段直径，同一个轴上安装的两个滚动滚动轴承是同一个型号，所以。2各轴段长度确实定：由大带轮的轮毂孔宽度确定，。：由箱体构造、轴承端盖尺寸、装配要求等确定，。：由滚动轴承、挡油环尺寸及装配要求等确定，。：由两级齿轮装配要求、箱体构造确定，。：由高速级小齿轮宽度确定，3） 细部构造设计参见中间轴的构造设计。4、 中间轴的构造设计中间轴系的初步构造如图20-4所示。图20-3 中间轴系构造图1） 各轴段直径确实定：最小直径，是滚动轴承处轴段直径，。由本书中的表13-1可见，滚动轴承选取，其尺寸为：。：低速级小齿轮轴段直径，根据低速级小齿轮尺寸确定，。：轴环直径，根据齿轮的轴向定位要求确定，。：高速级大齿轮轴段直径，根据低速级大齿轮尺寸确定，。：滚动轴承处轴段直径，同一个轴上安装的两个滚动轴承是同一个型号，所以，。2） 各轴段长度确实定：由滚动轴承、挡油环尺寸及装配要求等确定，。：由低速级小齿轮的轮毂宽度确定，。：轴环宽度，。：由高速级大齿轮的轮毂宽度确定，。：由滚动轴承、挡油环尺寸及装配要求等确定，。3） 细部构造设计由本书中的表11-26查出高速级大齿轮与轴之间安装键的尺寸为：第 16 页