1、2二、电动机的选择：（1）电动机型号的选择：根据电动机转速 P 电 =5.5kw，传动不逆转，则同步转速n=1500rpm;选择电动机型号 Y132S-4，P 额 =7.5KW，满载电流 I=11.6A，效率=85.5%，功率因数 cos=0.84;堵转电流/额定电流 =7.0A;堵转转矩/额定转矩=2.2;最大转矩/额定转矩=2.2满载时型号额定功率kw转速r/min电流(380V时)A效率%功率因数额 定 电 流堵 转 电 流 额 定 转 矩堵 转 转 矩 额 定 转 矩最 大 转 矩Y132S-4 7.5 960 11.6 85.5 0.84 7.0 2.2 2.2（2）电动机主要外形和
2、安装尺寸如下：中心高 H外形尺寸L*(AC/2+AD)*HD底脚安装尺寸 A*B地脚螺栓孔直径 K轴伸尺寸 D*E装键部位尺寸F*GD132 475*345*178三、确定传动装置的总传动比和分配传动比1. 确定总传动比： 4286.73590总电总 ni为电动机满载转速； 为盘磨机主轴转速； 为传动装置总传动比电 总n总i2.分配传动比： ； 分别为两对斜齿轮的传动比；锥总 ii2121，取 ，则有 32锥i5.锥 97.105.486锥总i21).(ii63.1.2四、计算传动装置的运动和动力参数为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩（或功率） ，如将传动装置各轴由高速至低速依次
3、定为 1 轴、2 轴同时3每对轴承的传动效率 1=0.99 圆柱齿轮的传动效率 2=0.96联轴器的传动效率 3=0.99 圆锥齿轮的传动效率 4=0.95则可按电动机到工作机运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数。1计算各轴转速： min/960rn2in/46.23.13rin min/57.802.34624 rinmi/57.845 i/56i锥为电动机满载转速； 分别为轴 1 至轴 6 的转速；mn654321n2.各轴输入功率： kwPd5.1kw39.5.09122 3121263.3 23kP87.4.544 14w9087.5 35k.5.566 416分别为相邻两轴间的
4、传动效率43213.各轴输出功率： kwPd5.1kw34.59.012 76273 kP88414w4905 4kwP45.9.0416 4.各轴输入转矩： mNnTd 71.960.95电电 mNd71.41T 62.539.0522mNi 9.1846.313 608424T35290.545mNi 57.1366锥5.各轴输出转矩： mNTd71.541 N 08.539.6232m14813T6504 N959215m 3.12.736根据上述运算过程，运动和动力参数计算结果整理于下表：功率 P kw转矩 T N轴名输入 输出 输入 输出转速 min/r电动机轴 1 5.5 54.7
5、1 960高速轴轴 2 5.39 5.34 53.62 53.08 960中间轴轴 3 5.12 5.07 184.99 183.14 264.46低速轴轴 4 4.87 4.82 530.96 525.65 87.57小锥齿轮轴 5 4.77 4.72 520.39 515.19 87.575大锥齿轮轴 6 4.49 4.45 1223.57 1211.33 35.03五、传动零件的设计计算1.高速齿轮的计算计算及说明 结果6（1）选择高速级斜齿轮材料和硬度：材料：45#钢 热处理方法：调质处理 硬度：小齿轮硬度 260HBS，大齿轮硬度 230HBS（2）齿数等基本参数：取小齿轮齿数 大齿
6、轮齿数241Z 87625.3412iZ计算后的传动比65.3871u取螺旋角 齿轮为 8 级精度 5(3) 许用接触应力齿轮的工作寿命： h54021036hL（工作年限为 10 年，一年按 365 天计算，每日两班制工作，每班 8小时）齿轮的工作应力循环次数： 91036.58496060hmLjnN取接触疲劳寿命系数 ，.1HNK52HNMPabH51limMPab2limHS 21li1 /495.05mSHNb 22lim2 /7.NKbH221 /48579mH(4)求许用弯曲应力：取 5.12.FS3.1FSMPaE01PaE4029.01FNK3.2FN=F1NSKF 2/5.
7、36.9mP191P206（10-13）P206（10-13）P207 表 10-19P209 图 10-21dP205(10-12)P206P205(10-12)7=FE2N2SKF 2/9.31.045mN(5)根据接触强度设计： 设载荷系数 齿宽 系数 6.1t 0.d弹性影响系数 218.9MPaZE查表得 7.01254.121小齿轮的分度圆直径： 13 2121 HEdtt ZuTK m47.50483.219625.354.0863 计算圆周的速度： 2=1062ndvtsm/.10697计算齿宽： = 3 tdb47.5.模数： Zmtn 03.2cos475cos1齿高： a
8、h2.0mcn 567.403.2).()( 计算齿宽与齿高比.1567.4hb计算纵向重合度： 4 04.23.14sin.0sin mb计算载荷系数： 5使用系数 25.AK由 ，8 级精度，查表得sv/4.P205 表 10-7P201 表 10-6P215 图 10-26P203(10-9)机原 P195表 10-5P216P193 表 10-28动载系数 15.vK齿向载荷分布系数 43.H42.1FK063.57.0.56213A bTFt齿间载荷分配系数1FH即载荷系数 45.3.12.vAKK按实际载荷系数校正所得分度圆直径： 6 mdtt 68.1.9247.50331计算模
9、数： 7 Zmn 48.25cos.6cos1 （6）按齿根弯曲强度设计：计算载荷系数： 1 86.24.15.21FvAKK纵向重合度 2 04.86.0Y计算当量齿数： 3 3.215cosZ331v4.9687332v查取齿形系数： 4582.1FaY187.FaY58.1SaY7865.12Sa计算大小齿轮的 5 1F09.5.346821FSaYP194 图 10-8P197 表 10-4图 10-13P195 表 10-3P192(10-2)机原 P196表 10-5P217 图 10-28机原 P195表 10-59012.9.32178652FSaY0.19.mYZTKmFSa
10、dn 497.102.54.12cos860.386.2cs3 23121 齿面接触强度 大于弯曲强度n .nn0.按接触强度计算分度圆直径来计算齿数 6 378.290.15cos68cos1 nmdZ312u几何中心距： 7 mZan 149.315cos2)0(cos2)(1 圆整为 m4求螺旋角 8 “21 24815.142)093(arcos)(arcos Zn值改变不多， 不必修正HK、 计算大、小齿轮分度圆直径： 9 mmZdn16.24.5cos301n892计算齿轮宽度： =10 1db47.50.圆整后 mB5260（7）校核齿轮强度接触强度校核P200 表 10-5P2
11、01（10-5）机原 P194(10-34)10MPaPaEudKTHHH4855.482 8.1943.26.3.1609.233弯曲强度校核 FnSaFFMPadbmYKT497.154.127.06.286.098538.31即满足要求（8）计算大齿轮尺寸 mmdDna 84.205184.2910 BC6534D.34867)5820(2.03 mD9.1/5/1 P201P201(10-5a)P231 图 10-39注：参考资料未标表示机械设计第八版，机原为机械原理表 1 高速级圆柱斜齿轮 1 传动参数表名称 代号 单位 小齿轮 大齿轮 公式中心距 am411传动比 1u63.模数
12、nm02螺旋角 （ ）14.5端面压力角 t（ ） 6.20costant啮合角 t（ ）齿数 Z3019分度圆直径 dm6.284.5节圆直径 齿顶圆直径 ad16.84.29aahd2nnxm齿根圆直径 fm.57.0ffnanf xch齿宽 B65材料及齿面硬度45#钢260HBS45#钢2300HBS法面齿顶高系数 anh1法面顶隙系数 c0.25法面压力角 n202.低速齿轮的计算计算及说明 结果12（1）齿轮的材料和硬度材料：45 #钢 热处理方法：调质处理硬度：小齿轮硬度 250HBS 大齿轮硬度 220HBS（2）齿轮的基本参数取 53Z765.02.3234 iZ计算后的传动
13、比 4576u取螺旋角 齿轮精度：8 级1（3）齿轮的许用接触应力 hLh540206591036.896hjnN取 .3HK.4HN查表可得许用接触应力：MPabH503limPabH504lim1HS 23li /91.mNSNb24lim4 /45.05KHbH243 /7292mN（4）求许用弯曲应力：取 5.1.FS4.FS查表可得 MPaE03PaE509.03FNK3.4FN=FN3SKF 2/43.1.9m=FE44F 2/.8.05同齿轮 113（5）根据接触强度设计： 设 6.1tK0.d218.9MPaZE43.HZ查表得 77261小齿轮的分度圆直径： 13221HEd
14、tIt ZuT m5.76453.8190.364.83 2计算圆周的速度： 2=103ndvIts/.16.25.7.计算齿宽： = 3 3Itdb57.01模数： mZmItn 96.2cos6cos3齿高： 1ah25.0cn 6.9.)()2( 49.6.57hb纵向重合度： 4 13.25tan2138.0tan381.0zd计算载荷系数： 5使用系数 25.AK由 ， 8 级精度，查表得smv/06.1动载系数 .v462.1H38.1FK02.75.708.2A dbTKFt4.1H14载荷系数 81.246.1.25HvAKK按实际载荷系数校正所得分度圆直径： 6 mdtIt
15、3.96.1825733计算模数： 7 Zmn 57.32cos.cos3 （6）按齿根弯曲强度设计：计算载荷系数： 1 6.238.14.21FvAKK纵向重合度 213.286.0Y计算当量齿数： 374.15cosZ33v 3.8415cos76Z334v查取齿形系数： 46.23FaY2.4FaY071S71S计算 5 3Fa0127.4.21653FSaY3.9.84FSa01327.mYZYTKmFSadn 15.203.64.12515cos80.836.2cs3 233 32 齿面接触强度 大于弯曲强度 ，取 满足7n .nn0.315弯曲强度设计，按接触强度计算分度圆直径 来
16、计算齿数md3.92072.90.315cos92cos3 nmdZ4234u（7）几何中心距： 1 mZan 19046.815cos23)90(cos2)(43 求螺旋角 2 43 3615.23)(arcosar Zn 值改变不多， 不必修正HK、 计算大、小齿轮分度圆直径： 3 mmZdn4.936.15cos203 mZdn56.28.1cos394计算齿轮宽度： 4 bd.23.13圆整后取 9B20（8）校核齿轮强度接触强度校核 MPaPaEudKTHHH4759.47 8.1943.20.6.1328.33弯曲强度校核 FnSaFPdbmYKT 52.4 64.1392. 8.
17、075418.21满足要求（9）计算大齿轮尺寸 mmdDna 56.23156.2910 16mBC301.3.0D604 mD960.16.43mD)95.2(.250 8.17/31 P231 图 10-39表 2 低速级圆柱斜齿轮传动参数表名称 代号 单位 小齿轮 大齿轮中心距 am901传动比 2u 7.3模数 n螺旋角 （ ）5.61端面压力角 t（ ） 20法面压力角 n 20法面齿顶高系数 ah 1法面顶隙 nc 0.25齿数 Z0392分度圆直径 dm9.486.5节圆直径 齿顶圆直径 a .92.齿根圆直径 fd8594706齿宽 Bm105材料及齿面硬度 45#钢 250H
18、BS 45#钢 220HBS173.锥齿轮的计算计算及说明 结果1 选择材料及硬度：材料： 钢 #45硬度：小锥齿轮硬度 280HBS 大锥齿轮硬度 260HBS（2）锥齿轮基本参数：精度 ：8 级 齿数： 201Z502.Z1锥i（3）计算接触疲劳强度：设 区域系数 205.HMPab75limPab60lim90.5HNK96.HNMSKHNbH319.75li 246li6（4）许用弯曲应力：取 1.25SF PaFE05PaFE0669.NK89.NK=FE55SF 2/4.1.2m=FE6N6F 2/70890（5）取锥齿轮传动的齿宽系数 (P224).3R1.Kt218.9MPaZ
19、EmiTKdRtHE65.13.285.03916.892. ).(.323 2555 锥P191 表 10-1P203P201P227（10-26）课设 P3518mdi 13.465.13.256 锥 68.8uCZ26 计算后7.5.25锥i 2.57Z5锥u取mZdm9.46135（6）分度圆直径： mZd135275540686节锥顶距： mZm91.82761212R55 节圆锥角： .arctnta1锥urc 14.1226890大端齿顶圆：小齿轮： mmda 285.14.cos53cos15 大齿轮: 736240226齿宽： mRb87.90圆整后得 mB521（7）按弯曲
20、强度计算：mRn 25.4)30.1().0( 使用系数 =25AK65ndvsm/62.0167.8由 8 级精度 查表得sv/6.1.FHFHK载荷系数： 09.325.1.25vAK57.2FaY60.15SaY课设 P36课设 P36课设 P36P226（10-24）19mYuZTKmFSaR56.02.49175.278.030394).1(2325锥 NmdTFt 8.)3.01(5 516.4925.4796FnSaFtF MPabYK 满足要求P226注：课设-机械设计课程设计指导书表 3 锥齿轮传动参数表名称 代号 单位 小齿轮 大齿轮传动比 锥i 52.模数 nm锥距 R1
21、82.91分锥角 ( )4821 1268齿顶隙数 1齿数 Z7分度圆直径 dm35340齿顶圆直径 a 28.1471.齿根圆直径 f 76825齿宽 B5材料及齿面硬度 45#钢 260HBS 45#钢 230HBS六、轴的计算20计算及说明 结果1轴的初选：材料 45 钢 53t97120AmnPAd7.19605.3302 6.85.2.854.33019.20.26nPAd.17.133404 45.3817m.98.533505nPAd0.42.133606 对于直径 的轴，轴径增大 5%至 7% 2轴的校核P362 表 15-1P370 表 15-3P371P371材力第 3 章
22、21切向力 NdTFt 87.39467.9108423 P23122径向力 NFntr 49.16.5cos20tan87394cosa轴向力 ta .ta.根据水平面的受力图求1）水平面的支反力：, 0AM0)(211LFHt NtH 1.395678.394212,0YF0Htt 76.231.98.342H1 2）水平面的剪力001HS NFHS.12F1309223）水平面的弯矩：, ,0AM01H1xxxFMH76.1， ， 2H2F13092当 ， 时， 有最大671x35221H、 mNH9.76.FM850922b.根据垂直面的受力图(1)求垂直面的支反力： , A0)(21
23、1LLVar NFrV 95.28635671.94.9212 ,0Y0rVFr 4.189.4.2V1 （2）求垂直面的剪力P231P231230FNFVS4.178195262（3）垂直面的弯矩： mdMa 13.78104, ,1V1xFxFMV4.1, ,002x95262当 ， 时， 有最大671x3521V、 mNxFMV 48.174.8.x 25.392由以上计算可知，当 时的截面为最大危险截面。6最大危险截面左侧： xVH 318.29)(178.4x)(.x22211 当 时， 有最大值。67xMmN3.2469.38ma1最大危险截面右侧： xxxVH 1340.9)(-
24、28.95)(10.222 当 时， 有最大值1352MmN6.895.40max2(4)求扭矩 dFTtB 3.072.7.36c.校核危险截面强度：轴的抗弯截面系数： 1 1.928602)5.(.14326.2)(3 dtbW扭转切应力为脉动循环变应力，即 .P373 表 15-4P37324MPaWTMca 602.01.92865013. )(412522 ）（）（轴的强度符合要求扭转强度校核： 2 4TTTMPaW09.1362.057扭转强度符合要求。轴的刚度校核： 3 .当量直径 mdlldLV 01.452890.4865721095.4 44447421 NdFMa 138
25、.24取GPE619MPaE902.3458 45.2.1320.41.42 tdbdWIT 02.)67320(.34568201962.7)( 23alEIMA 025.)1320(6.3458201962.7)(23blIaB满足条件扭转刚度校核： 4轴截面极惯性矩 25.613820.3441dIPP373（15-5）P370 表 15-3P370（15-1）P376 表 15-5P375（15-12）材力 P12 表 1-1材力 P71材力 P171表 5-12568.12454).60(5.132604.)(3224 tdbIP.9771.443IP21036.244dIP5.85
26、1.445IP 091.67329.446dIP 016.37294)5.(51.)(447 tb跨距长度 剪切弹性模量 0LMPaG41.81T56075432Tm/5. mIlIlLGPP /6184.0).37295681.56402.61384507 270535.( )13. 74 扭转刚度符合要求P376P376 表 15-5P376（15-16）七、键联接的选择和计算1.键的选择键的公称尺寸 键槽尺寸t 1tdb h C 或 r L每 100mm质量 kg公称 公差 公称 公差b 半径 r26键 1 8 7 0.25-0.4 40 0.044 4.0 3.3 0.16-0.25键
27、 2 10 8 0.4-0.6 42 0.063 5.0 3.3键 3 10 8 0.4-0.6 62 0.063 5.0 3.3键 4 14 9 0.4-0.6 70 0.155 5.0+0.23.3+0.20.25-0.42.键的校核：计算及说明 结果低速轴上键 4 的校核：MPap120pdklT6.8559.382h机械手册 P581表 7-3机械手册 P580八、滚动轴承的选择和计算1.轴承的选择基本尺寸基本额定负荷 KN极限转速 安装尺寸 质量序号轴承代号d D B C C 脂润滑 r d D r kg1 7305AC 25 62 17 21.5 15.8 9500 19.1 32
28、 55 1 0.232 7306AC 30 72 19 25.2 18.5 8500 31.1 37 65 1 0.353 7310AC 50 110 27 55.5 44.5 5600 33 60 100 2 1.32计算及说明 结果2.轴承的校核查表可知， 68.0e派生轴向力 NFVd 34.1209.78.11 Vd 6952F22 .901da F左边为放松边，右边为压紧边P322 表 13-727NFda 16.297.159.021 N652,则 ，eFVa73.04.1841.00,则 ，eVa68.95.21202轴承受轻微冲击，则载荷系数 .pf NFfPaVp 18.29
29、)6.1978.0417.0(2)(111 NfaVp 3.)95.86(.)(222 左轴承 hPCnLh 616 1094.218.07.00 左，符合要求。h左右轴承 hPnLh 83626 10.250.00 右，符合要求h右P321 表 13-5P321 表 13-6P320(13-8a)P319(13-5)九、联轴器的选择：螺栓型号额定转矩许用转速轴孔直径轴孔长度 数量 直径质量转动惯量YL7 160 4800 7600 112 120 95 4 M10 228 5.56 0.029YL10 630 3600 6000 45 112 84 160 M12 229 12.46 0.1
30、12十、减速器润滑方式及附属零件的选择1.润滑方式：脂润滑（P332）润滑脂形成的润滑膜强度高，能承受较大的载荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以维持相当长的一段时间， ， （表 13-10）44106.057.8dn282.附属零件：减速器的附属零件包括：窥视孔盖，放油螺塞，油标，通气器，启盖螺钉，定位销，调整垫片，吊环和吊钩及密封装置，具体见装配图表 4 铸铁减速器机体结构尺寸名称 符号 减速器型式及尺寸关系 mm机座壁厚 10机盖壁厚 1机座凸缘厚度 b5机盖凸缘厚度 1 1机座底凸缘厚度 2 2地脚螺钉直径 fd0地脚螺钉数目 n4轴承旁联接螺栓直径 116机盖与机座联接螺栓直径 2d
31、2轴承端盖螺钉直径 3 0窥视孔盖螺钉直径 4 8定位销直径 ddf、d 1 、d 2至外机壁距离 1c126、df 、d 2至凸缘边缘距离 24、轴承旁凸台半径 1R0凸台高度 h5.外机壁至轴承座端面距离 1l 48大齿轮顶圆与内机壁距离 12齿轮端面与内机壁距离 2机盖、机座肋厚 m、1 5.81.2m29轴承端盖外径 2D1602、轴承端盖凸缘厚度 t 8吊环厚度轴承旁联接螺栓距离 s935、参考文献1濮良贵、纪名刚主编， 机械设计第八版，高等教育出版社，19602龚溎义主编， 机械设计课程设计指导书第二版，高等教育出版社，19823王世斌、亢一澜主编， 材料力学 ，高等教育出版社，20084于庆波主编， 工程材料 ，电子工业出版社，20095张彤、樊红丽、焦永和主编， 机械制图第二版，北京理工大学出版社，20066李铁明主编， 机械设计图册7蔡春源主编， 机械零件设计手册第三版，冶金工业出版社，8韩进宏、王长春主编， 互换性与测量技术基础 ，北京大学出版社 2006
