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圆柱体相贯线焊接专机工作台设计计算说明书一圆柱齿轮设计1.1电动机选择1、电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机，设定皮带拉力F=1000N，速度V=2.0m/s2、电动机功率选择：（1）传动装置的总功率：η总=η涡轮×η4轴承×η齿轮×η联轴器×η锥齿轮=0.96×0.984×0.97×0.99×0.96=0.85(2)电机所需的工作功率：P工作=FV/1000η总=1000×2/1000×0.85=2.4KW1.2确定电动机转速计算工作台工作转速：n工作台=1.5r/min按手册P7表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速传动比范围I’a=3~6。考虑到电机转速太小，将会造成设计成本加高，因而添加V带传动，取V带传动比I’1=2~4，则总传动比范围为I’a=6~24。故电动机转速的可选范围为n’d=I’a×n工作台=（6~24）×1.5=9~36r/min，加上V带减速，取减速比为5，那么n’d=45~180r/min符合这一范围的同步转速有60、100、和150r/min。由于工作台n工作台=1.5r/min，圆锥齿轮传动比1:1，蜗轮蜗杆传动比10，齿轮传动比2，V带传动比5，F=1000NV=2.0m/sn工作台=1.5r/minη总=0.85P工作=2.4KW电机转速150r/min因而选择电机转速150r/min。1.3确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132S-6。其主要性能：额定功率：3KW，额定转速150r/min，额定转矩2.0。质量10kg。1.4计算总传动比及分配各级的伟动比1、总传动比：i总=n电动/n工作台=150/1.5=1002、分配各级传动比1）取齿轮i齿轮=2（单级减速器i=2~6合理）；2）圆锥齿轮传动比1:1，3）蜗轮蜗杆传动比10，4）V带传动比5，1.5运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）nI=n电机/5=150/5=30r/minnII=nI/i齿轮=30/2=15(r/min)nIII=nII/i涡轮=15/10=1.5(r/min)n工作=nIII=1.5(r/min)2、计算各轴的功率（KW）PI=P工作=2.4KWPII=PI×η带=2.4×0.96=2.304KWPIII=PII×η轴承×η齿轮=2.304×0.98×0.96=2.168KWPIV=PIII×η轴承×η涡轮=2.168×0.98×0.96=2.039KW3、计算各轴扭矩（N·mm）TI=9.55×106PI/nI=9.55×106×2.4/150电动机型号Y132S-6=152800N·mmTII=9.55×106PII/nII=9.55×106×2.304/30=733440N·mmTIII=9.55×106PIII/nIII=9.55×106×2.168/15=138029N·mmTIV=9.55×106PIV/nIV=9.55×106×2.039/1.5=12985799N·mm1.6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240~260HBS。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Ra≤1.6~3.2μm(2)按齿面接触疲劳强度设计由d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3确定有关参数如下：传动比i齿=2取小齿轮齿数Z1=10。则大齿轮齿数：Z2=iZ1=2×10=20实际传动比I0=20/2=10传动比误差：i-i0/I=2-2/2=0%<2.5%可用齿数比：u=i0=2由课本P138表6-10取φd=0.9(3)转矩TIITII=9.55×106PII/nII=9.55×106×2.304/30=733440N·mm(4)载荷系数k由课本P128表6-7取k=1(5)许用接触应力[σH]i齿=2Z1=10Z2=20u=6TII=733440N·mm[σH]=σHlimZNT/SH由课本P134图6-33查得：σHlimZ1=570MpaσHlimZ2=350Mpa由课本P133式6-52计算应力循环次数NLNL1=60n1rth=60×30×1×(16×365×8)=8.4×107NL2=NL1/i=8.4×107/2=4.2×107由课本P135图6-34查得接触疲劳的寿命系数：ZNT1=0.92ZNT2=0.98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=1.0[σH]1=σHlim1ZNT1/SH=570×0.92/1.0Mpa=524.4Mpa[σH]2=σHlim2ZNT2/SH=350×0.98/1.0Mpa=343Mpa故得：d1≥30(kTII(u+1)/φdu[σH]2)1/3=30[1×733440×(6+1)/0.9×6×3432]1/3mm=50mm模数：m=d1/Z1=50/10=5mm根据课本P107表6-1取标准模数：m=5mm(6)校核齿根弯曲疲劳强度根据课本P132（6-48）式σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σH]确定有关参数和系数分度圆直径：d1=mZ1=5×10mm=50mmd2=mZ2=5×20mm=100mm齿宽：b=φdd1=0.9×50mm=45mm取b=45mmb1=50mm(7)齿形系数YFa和应力修正系数YSa根据齿数Z1=10,Z2=20由表6-9相得YFa1=2.80YSa1=1.55αHlimZ1=570MpaαHlimZ2=350MpaNL1=8.4×107NL2=4.2×107ZNT1=0.92ZNT2=0.98[σH]1=524.4Mpa[σH]2=343Mpad1=50mmm=5mmd1=50mmd2=100mmb=45mmb1=50mmYFa1=2.80YSa1=1.55

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