电机传动设计说明全文(编辑修改稿)

电机传动设计说明全文(编辑修改稿)内容摘要：

5 查得 Y 1Sa ＝ ； Y 2Sa ＝ d1 = σ 1FE ＝ 450Mpa σ 2FE ＝ 380Mpa K 1FN ＝ K 2FN ＝ [ σF ]1 = [ σF ] 2 =a K= Y 1Fa ＝ Y 2Fa ＝ Y 1Sa ＝ Y 2Sa ＝ 计算与说明 重要结果 7. 计算大、小齿轮的][ FSaFaYY并加以比较。 111 ][FSaFaYY ＝  ＝ 222 ][FSaFaYY ＝  ＝ 大齿轮的数值大。 （ 2） 设计计算 m 3322 1 . 1 2 1 . 3 7 3 1 0 ( 0 . 0 1 6 5 )1 2 0   ＝ 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数 m的大小主要取决与弯曲所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数 并就近进行圆整为标准值 m＝ ，按接触强度算得的分度圆直径 d1 ＝ ，算出小齿轮齿数 Z1 ＝ md1 ＝  22 大齿轮齿数 z2 ＝ 22＝ 74。 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面的接触疲劳强度，又满足齿根弯曲疲劳强度，并做到结构比较紧凑，避免浪费。 3. 几何尺寸的计算 1) 计算分度圆的直径 d1 ＝ z1 m＝ 22 ＝ 77mm d2 ＝ z2 m＝ 74 ＝ 259mm 2) 计算中心距 a＝ 2 21 dd  ＝ 77 2592 ＝ 168mm 3) 计算齿轮宽度 b＝Φ d d1 ＝ 1 77＝ 77mm 取 B2 =77mm， B1 ＝ 80mm。 111 ][FSaFaYY =2 222 ][FSaFaYY = m≥ Z1 =22 z2 =74 d1 ＝ 77mm d2 ＝ 259mm a=168mm b=77 B2 =77mm B1 ＝ 80mm 计算与说明 主要结果 直齿圆柱齿轮的设计结果如下 : 小齿轮 大齿轮 齿数 Z 22 74 直径 d(mm) 77 2 模数 m 中心距 a(mm) 齿宽 b(mm) 75 计算与说明 主要结果 八 、 轴的设计 低速轴的设计计算 1. 求输出轴上的功率 P转速 n3和转矩 T3 由前面已经求出 3 kw 3n 47. 62 / minr mmNmmNnpT  333 2. 求作用在齿轮上的力 因已知低速级大齿轮的分度圆直径为 2d  而 3t2r t n2 2 6 6 7 8 1 9 4956d 2 6 9 .5t a n 4 9 5 6 t a n 2 0 1 8 0 4TF N NF F N N       圆周力 Ft 径向力 Fr及法向载荷 F n 的方向如图 所示。 先近式（ 152）初步估算轴的最小直径。 选取轴的材料为 45钢，调质处理。 根据表 153，取 A0=118,于是得 3 33m i n 033 . 3 31 1 8 4 8 . 6 24 7 . 6 2Pd A m m m mn    输出轴的最小直径显然是安装在联轴器处的直径，为了使所选的轴直径 dⅠ Ⅱ 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 Tca=KAT3查表 141，考虑到转矩变化小故取KA=,则： Tca=KAT3= 667819N mm = mm 按照计算转矩 Tca应小于联轴器公称转矩，查标准 GB 501485 ，选用 HL4 型弹性柱销联轴器，其公称转矩为 1250000 N﹒ mm . 半联轴器的孔径 d1=55mm,故取 dⅠ Ⅱ =55mm,半联轴器长度 L=112mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度 L1=84mm. 343247362/ min667819.p kwnrTN mmd mm Ft=4956N Fr=1804N dmin= Tca= mm dⅠ Ⅱ =55 计算与说明 主要结果 4. 轴的结构设计： （ 1）拟定轴上零件的装配方案， （ 2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1）为了满足半联轴器的轴向定位要求Ⅰ Ⅱ轴段需制出一轴，故取Ⅱ Ⅲ段的直径 dⅡ Ⅲ =62mm。 左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径 D= L1=84mm,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故Ⅰ Ⅱ段的长度应比 L1略短一些，现取 lⅠ Ⅱ =82mm. 2)初步选择滚动轴承。 因轴承仅受有径向力的作用，故选用深沟滚子球轴承。 参照工作要求并根据 dⅡ Ⅲ =62mm,由轴承产品目录中初步选取 0尺寸系列、标准精度级的深沟滚字球轴承 6013,其尺寸为 d D T=65 100 18,故 dⅢ Ⅳ = dⅦ Ⅷ =65mm。 而 LⅦ Ⅷ =18mm. 右端滚动轴承采用轴进行轴向定位。 由手册上查得型轴承的定位轴肩高度 h=6mm,因此，取 dⅥ Ⅴ =77mm. 3)取安装齿轮处的轴段Ⅳ Ⅴ的直径 dⅥ Ⅶ =70mm。 齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。 已知齿轮轮毂的宽度为 77mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取 lⅥ Ⅶ =73mm。 齿轮的右端采用轴肩定位， 轴肩高度 h，故 h=6mm,则轴环处的直径 dⅤ Ⅵ = b≥ ,取 lⅤ Ⅳ =12mm. 4)轴承端盖的总宽度为 20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定 )。 根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 l=30mm, 故取 lⅡ Ⅲ=50mm。 5）取齿轮距箱体内壁之距离 a=16mm,锥齿轮与圆柱齿轮之间的距离 c=，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段一段距离 s，取 s=8mm,已知滚动轴承宽度 T=18mm,大 锥齿轮轮毂 L=50mm,则 lⅦ Ⅷ =T+s+a+(7773)=(18+8+16+4)mm=46mm lⅥ Ⅴ =L+c+a+slⅤ Ⅳ =（ 50+20+16+812） mm=82mm 至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 （ 3）轴上零件的周向定位 齿轮、半联轴器的周向定位采用平键连接。 按 dⅥ Ⅶ m 由表查得 bh=20mm 12mm,键槽用键槽铣刀加工，长为 63mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 67nH。 同样，半联轴器与轴的连接，选 用平键为 16mm 10mm 70mm,半联轴器与轴的配合为 67kH .滚动轴承与轴的周向定位是由于过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为 m6. dⅡ Ⅲ =62mm 65D mm lⅠ Ⅱ 82mm dⅢ Ⅳ 65mm dⅣ－Ⅴ 77mm lⅢ Ⅳ =18mm dⅥ－Ⅶ 70mm lⅥ Ⅶ =70mm dⅤ Ⅵ 79mm lⅤ Ⅵ =12mm l Ⅶ－Ⅷ =46 lⅣ Ⅴ =82mm 计算与说明 主要结果 （ 4）确定轴上圆角和倒角尺寸 参考表 152，取轴端倒角为 2 45186。 ,各轴肩处的国，圆角半径见图 . （图 1526）做出轴的计算图（图 1524）。 在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取 a 值（参看图 1523）。 对于 6013 型深沟球轴承，由手册查得 a=9mm。 因此作为简支梁的轴的支承距。 mmmmmmLL 2 1 4  根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图（见附图）。 从轴的结构图以及弯矩和扭据图中可以看出截面 C 是轴的危险截面。 现将计算出的截面 C处的 MMM VH 及， 处值列与下表（参看图 1524）。 载荷 水 平 面 H 垂直面 V 支 反 力 F NFF NHNH 3 3 0 41 6 5 2 21  ， NFNF NVNV 1202602 21 ， 弯 矩 M mmNM H  85183 MNM V  2337581 总 弯 矩 mmNM  24879523375885183 221 扭 矩 T mmNT  6678193 6 .按弯矩合成应力校核的强度 进行校核时，通常只校核上承受最大弯矩和扭据的截面（即危险截面 C的强度）。 根据式（ 155）及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭据切应力为脉动循环变应力取а = , 轴的计算应力M P aM P aW TM )66 78 (24 87 95)(σ 3 222321ca   前已选定轴的材料为 45钢，调质处理，由表 151查得 [ 1σ ]=60MPa。 因此 caσ [ 1σ ]，故安全。 MPa  计算与说明 主要结果 7 .精确校核轴的疲劳强度 （ 1）判断危险截面 截面 A,Ⅱ ,Ⅲ ,B 只受扭据作用，虽然键槽，轴肩及过渡配合所引起的应力集均将削弱轴的疲劳强度，但是由于轴的最小直径是按扭据强度较为宽裕确定的，所以截面 A,Ⅱ ,Ⅲ ,B 均无需校核。 从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最重要；从受载的情况来看，截面 C 上的应力最为集中。 截面 V上的应力集中的影响和截面Ⅳ的相近，但截面 V 不受扭据作用，同时轴径也较大，故不必做强度校核。 截面 C 上虽然应力最大，但应力集中不大（过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端），而且这里轴的直径最大，故截面 C 上也不必进 行校核。 截面Ⅳ和Ⅴ显然更不需校核。 由第三章附录可知，键槽的应力集中糸数比过盈配合的小，因而该轴只需校核截面Ⅶ左右两侧即可。 （ 2）截面 Ⅶ的右侧 抗弯截面系数 3 3 3 d 65 m m 27463 m mW     抗扭截面系数 3 3 3 30. 2d 0. 2 65 m m 54 92 5m mTW     截面 Ⅶ的右侧的弯矩 M 为 7 1 . 5 3 2 . 52 4 8 7 9 5 .。