电动风选机总体设计.doc

齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - I - 摘要 电动风车就是用于农村的将粮食中的糠吹干净的装置，北方叫扬场机。过去农 村主要用的是手摇木风车，现在在陕西、四川、安徽、广西等地，使用了一种吸风 式电动风车。我们这种节能电动风机是吹风式的，只用几十瓦的电动机。另外，在 国内采用电风扇，就家用的落地扇与台扇就行，在扇粮食中的空壳及灰，抬出风车 放好位子，电风扇对准通风道摆好，接好电源打开电扇开关，对粮食中的谷子、大 豆、芝麻的轻重不同调好风扇风力档位，装上粮食料斗打开漏斗开并就行。其组成 包括：风车转子、支架 、料斗、通道、开关、出料口。 关键词：电动风车；料斗 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - II - Abstract Bran in food blow clean equipment, electric windmill is used in rural areas north called the Young farm machines. Mainly used in rural areas is a hand-cranked wooden windmill, in Shaanxi, Sichuan, Anhui, Guangxi, the use of a suction electric windmill. Our energy-saving electric fan blower motor only tens of watts. In addition, using fans in the country, on the home stand fan, desk fan on the line, put away seat fan of food in the shell and ash carried out of the windmill, fans at the ventilation duct gracefully connected power to turn on a fan switch. on the severity of the grain millet, soybean, sesame adjusted the fan wind stalls, on the grain into the grain bucket to open the funnel opening and on the line. Its components include: the windmill rotor, bracket, hopper, channel, switch to the discharge. Key words: Electric windmill；Hopper 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - I - 目 录 摘要.I ABSTRACT.II 第 1 章 绪论.1 1.1 电动风选机生产技术发展的特征.1 1.2 电动风选机设计意义及其特点.2 第 2 章 设计任务书.3 2.1 本设计的目的和意义.3 2.2 学生应该完成的任务.3 第 3 章 电动风选机总体设计.4 3.1 电动风车的概述.4 3.2 电动风选机组成系统.4 第 4 章 电动风选机的结构设计.6 4.1 风车转子的结构设计.7 4.2 支架的结构设计.11 4.3 料斗的结构设计.13 4.4 通道的结构设计.13 4.5 开关的结构设计.13 4.6 出料口的结构设计.14 第 5 章 电动风选机的参数确定.15 5.1 风扇的转速确定.15 5.2 风扇的功率确定.15 第 6 章 电动机的选择.17 6.1 电动机类型的选择.17 6.2 电动机功率的选择.17 6.3 电动机同步转速的选择.19 第 7 章 传动系系统动力和参数.20 7.1 传动装置中各轴转速.20 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - II - 7.2 传动装置中各轴的输入功率.20 7.3 传动装置中各轴的输入转矩.20 第 8 章 齿轮传动设计.22 8.1 选择齿轮传动类型、材料、热处理、精度及齿数.22 8.2 按齿面接触疲劳强度计算.23 8.3 校核轮齿弯曲强度.26 8.4 齿轮结构设计.27 第 9 章 轴的设计.31 9.1 输入轴的设计.31 9.2 输出轴的设计.39 第 10 章 箱体结构设计.48 第 11 章 润滑与密封.49 11.1、齿轮的润滑.49 11.2、滚动轴承的润滑.49 11.3、润滑油的选择.49 11.4、密封方法的选取.50 结论.51 参考文献.52 致 谢.53 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 1 - 第 1 章 绪论 1.1 电动风选机生产技术发展的特征 在目前，我国农业的机械化已经进入了依法促进的崭新的阶段。 “十二五”期间， 中华人民共和国农业机械化促进法的颁布实施，也确立了农业机械化将会在我 国农业和农村的经济发展中的高级地位以及作用，也同时明确了各级的政府将会扶 持和发展我国农业机械化的政策以及措施。各地也将会加快了农机的立法进程，全 国已有 30 多个省（区、市）制定以及修订了各项农业方面机械管理的条例及规章， 还进一步健全以及完善了农业机械化的法律体系。2007 年，中共中央和中共各级的 地方财政还将继续加大各种的补贴方面的力度，极大地促进以及调动农民购买机器、 使用机器的积极性，并且引导更多的社会资源和资金投入到我国新型农业的机械化 上面，形成了依法促使农机化发展强大的推动力以及良好的政策的引导力。2007 年， 我国国内的农业机械化出现了比较快发展的势头，有很多的企业通过提高产品的质 量以及市场的竞争能力，抓住了自身的发展机遇。 由国外的农业机械多年的发展经验可以看出，采用智能化的、自动化的作业的 方式将会是农业发展的必然的趋势，也将会是发展未来高效的节能的农业机械有效 的途径。在世界上，农业相当发达的那些国家在采用了高强度的自动化的机械作业 以后不单提高了工作的作业效率，而起还降低了作业的成本。同时，还提高了他们 的农产品在国际市场上，数量以及价格的绝对优势。我国的农业机械要想在未来的 国际上站住脚，就必须而且一定要缩小我国与世界上其他的农业发达国家在农业机 械装备方面的差距。这样来国外自动化、智能化程度很高的农业机械装备才能够不 会占领我国的农业市场，也不会使我国农业机械陷入困境。这些年以来，伴随着我 们国家各种的改革开放政策的不断深入以及发展，我们国家科学技术方面也取得了 飞跃式的近展，为我国实现了农业生产智能化和自动化打下了坚实的基础。 2008 年以来，个别的厂家使用了该类的机械产品，但他们用的是配在吸风式电 动风车上的那种几百瓦的电机，风太大。不是产品的推广内容。现在全国大部分地 区还用的是成本高、效率低的木风车。所以节能电动风车大有市场。 在国内采用电风扇，就家用的落地扇与台扇就行，在扇粮食中的空壳及灰，抬 出风车放好位子，电风扇对准通风道摆好，接好电源打开电扇开关，对粮食中的谷 子、大豆、芝麻的轻重不同调好风扇风力档位，上粮食进粮斗打开漏斗开并就行， 每吨粮食需用电量 0.1 度，相当当今电价 0.05 元。 以此，在未来农业机械迅猛发展的大条件，大环境下，电动风选机将有巨大的 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 2 - 潜力，将为农业做出突出贡献。 1.2 电动风选机设计意义及其特点 电动风选机与吸风式电动风车相比，节电 80%(吸风式电动风车用几百瓦的电机)， 同时可降低成本，本实用新型的电动风车由于将手工风轮改变成电风扇，因此可大 大降低人们的劳动强度，且风力均匀，经电动风车加工的粮食含杂质率低。整机结 构特点去掉旧式风车手摇柄，借用电动机产生风力代替手摇转叶风力，扬谷操作既 省力，工效成倍提高，是一种结构简单、体积少、重量轻、效率高的电动风车，克 服了过去传统的旧式木制风车，体积大、笨重、不易搬动，劳动强度大，效率低的 缺点。 学生完全独立自己动手进行装置的设计，可得到工程实际的综合训练，提高学 生的动手能力，独立思考能力及创新设计能力。 采用先进的现代设计方法,尽可能的采用 CAD 技术,加快设计速度,降低设计成本； 最大限度的采用标准化、系列化及通用化的零件、零部件机构,尽可能采用标准化机 构及尺寸；尽可能才采用新技术、新工艺、新结构和新材料；合理的组织设计和制 造过程；力求改变零件的结构工艺性,使用量少,易加工,易装配。设计出来的机器应 具备预定的使用功能,这主要是靠正确的选择机器的工作原理,正确的设计或使用能够 全面实现功能要求的执行机构,传动装置和原动机以及合理的配置、必要的辅助系统 来实现的。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 3 - 第 2 章 设计任务书 2.1 本设计的目的和意义 毕业设计(论文)是高等院校培养面向生产、建设、管理和服务第一线的高等技 术应用型人才的最后一个教学环节。是培养学生综合运用所学基础理论、基本知识、 基本技能和专业知识的重要手段。通过完成某一课题，可以进一步检验学生处理实 际问题的能力；使学生掌握基本的设计(科研)方法，受到初步的工程技术训练。并 可综合衡量教学质量，以利于提高教学管理水平。 本科毕业设计，对于一个即将进入社会的大学生来说，是很有意义的额，不同 于原来的一些课程设计，首先难度胜于以往的一些设计，因为这个设计很可能因为 所选题目涉及到的知识涵盖量相当大，从理论学习到实践，甚至还需要学习一些辅 助软件（理工科） ，其次设计的可行性要求很高，有的甚至需要你做出产品时间，这 是个困难重重的过程，所以很大程度上，我们认为毕业设计是从校园理论学习到社 会运用的一个过渡阶段，毕业设计是个很好的过渡跳板，认真做的话收获会很大的， 对于帮助最大的那种，那就是选择课题时候，选和你未来工作相关的题目，有压力 有动力去做好，并且未来工作时候收益很多。 1 2.2 学生应该完成的任务 毕业设计（论文）的教学目的是培养新一代的学生综合运用所学的专业知识、 基本技能和基础理论，提高同学们分析以及解决实际问题的能力，使学生获得从事 专业工作所必需的基本训练和科学研究工作的初步能力。毕业设计（论文）作为大 学培养学生实践能力以及创新精神的一次较为系统性的训练，学生应该注重以下各 方面的能力培养： （1）独立的调查研究以及阅读文献资料和收集资料的能力； （2）理论分析以及制定设计工作方案的能力； （3）独立进行数据的处理 的能力； （4）撰写论文报告和设计说明书的能力； （5）语言表达和思辩能力，准确阐述观点、清楚的回答问题的能力。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 4 - 第 3 章 电动风选机总体设计 3.1 电动风车的概述 电动风车就是用于农村的将粮食中的糠糠吹干净的装置，北方叫扬场机。过去 农村主要用的是手摇木风车，现在在陕西、四川、安徽、广西等地，使用了一种吸 风式电动风车。我们这种节能电动风机是吹风式的，只用几十瓦的电动机。另外， 在国内采用电风扇，就家用的落地扇与台扇就行，在扇粮食中的空壳及灰，抬出风 车放好位子，电风扇对准通风道摆好，接好电源打开电扇开关，对粮食中的谷子、 大豆、芝麻的轻重不同调好风扇风力档位，上粮食进粮斗打开漏斗开并就行。电动 风选机总体设计的要求： （1）满足实际使用要求； （2）适合于生产厂的制造要求； （3）充分利用发动机功率； （4）选用性能优良的元件及辅件，提高装置的性能和可靠性。 3.2 电动风选机组成系统 1、动力系统 动力系统提供系统动力，选用电机提供系统动力。电动机是把电能转化为机械 能的动力装置，必须根据电源种类，工作条件，载荷大小和性质变化，启动性能， 制动以及正反转的频率程度等条件来确定。我们选择 Y 系列三相异步交流电动机， 在各种系列的三相异步交流电动机中，Y 系列结构简单，工作可靠，价格低廉，维 修方便，适合于经常启动，制动和正反转的机械，根据我们的设计要求和所设计的 机械的应用环境等各方面要求。 我们在无任何特殊条件要求时，均采用三相异步电动机，并以三相异步交流电 动机应用最为广泛。此系列电动机为封闭式三相异步电动机,能防止灰尘、铁屑或其 它杂物侵入电机内部，效率高，耗能少，性能好，噪音低，振动小，体积小，重量 轻，运行可靠，维修方便。当然其最主要好处是耐用。不仅使用于水泵、鼓风机、 金属切削机床及运输机械,更使用于灰尘较多、水土飞溅的地方,如碾米机,磨粉机, 脱壳机及其它农业机械,矿山机械等。 2、传动系统 设计出来的机器除了需满足的基本要求外,还应当符合当今世界共同提出的新要 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 5 - 求，即劳动保护和环境保护的要求，传动省功。 要通过分析比较多种传递方案,选择出保证重点要求的最佳传动方案。所以合理 的传动方案首先要满足工作机的性能要求,适应工作条件,工作可靠,此外还应使传动 装置的结构简单,尺寸紧凑,加工方便,成本低廉,传动效率高和使用维修方便，要同 时满足这些要求是比较困难的。 当采用由几种传动形式组成的多级传动时，要充分考虑各种传动形式的特点,合 理的分配其传动顺序。在选择时，应注意以下几点： （1）斜齿圆柱齿轮传动的平稳，较直齿轮好，常用在高速级或要求传动平稳的场合。 （2）深沟球齿轮传动只用于需要改变轴的布置方向的场合。由于深沟球齿轮加工比 较困难，所以应将其布置在传动的高速级，并限制传动比，以减小直径和模数 （3）带传动的承载能力小，传递相同转矩时,结构尺寸较其它传动形式大，但传动 平稳，能吸振缓冲，因此，宜布置在高速级。 （4）开式直齿圆柱齿轮传动的工作环境一般较差，润滑条件不好，因而磨损严重， 寿命较短，应布置在低速级。 根据工作要求和工作环境，选择展开式一级直齿圆柱齿轮减速器传动方案。此 方案工作可靠、传递效率高、使用维护方便、环境适用性好。 3、从动系统 从动系统即工作系统，本系统即风选。具体见下面电动风选机的结构设计；系 统类似于图 3-1 图 3-1 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 6 - 第 4 章 电动风选机的结构设计 从动件的装配图如图 4-1 图 4-1 风车基本结构组成： 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 7 - 风车转子、支架 、料斗、通道、开关、出料口。 4.1 风车转子的结构设计 风车轴的图 4-2： 图 4-2 （1）初步确定轴的最小直径 因传递的功率不大，并对重量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用的材料 45 钢， 调质处理。查机械设计手册得 C=107118,取 C=110。 2 mm n P Cd81.24 360 13 . 4 110 3 3 2 2 所求 d 为受扭部分最细处，即装联轴器的地方，因轴上该处有个键槽，故取直径增 大 5%，轴端最细处直径为 mmdd05.2605 . 1 min 为使所选直径与联轴器孔径相适应，故需同时选择联轴器。由于需要配对减速器 输出轴所选用的联轴器，因此用 GY4 型凸缘联轴器，该联轴器传递的公称力矩 224N.m；取与轴配合的班联轴器孔径，故轴径与轴配合的长度mmd28 1 1 d 。mmL48 1 （2）风车轴结构设计 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 8 - 1、确定轴上零件装配方案 拟定轴上零件的装配方案是进行轴的结构设计的前提，它决定着轴的基本形式。 所谓装配方案，就是预定出轴上主要零件的装配方向、顺序和相互关系。轴系的装 配方案是：右端轴承、半联轴器依次从轴的右端向左安装，左端只装轴承。 根据安装要求，减速器与风车之间的距离为 30mm；风扇端面与支架距离为 50mm。左端滑动轴承由左端装入，右端的滑动轴承油右端装入。 2、确定轴段直径、长度 各轴段所需要的直径与轴上面载荷的大小有关。在初步确定轴的直径时，通常 还并不知道轴系支反力的作用点，不能构决定弯矩的大小以及分布的情况，因而还 不能构按照轴所受到的具体的载荷及其引起的应力来确定轴的直径。但是在进行轴 的结构设计前，通常已经能够求得轴所受到的转矩。因此，可按轴所到受的转矩初 步的估算轴所需要的最小的直径 dmin，然后再近一步按照轴上面零件的装配方案和 定位方面的要求，从 dmin 处起逐一确定各段轴的直径。在实际的设计中，轴的直径 也可以凭设计者的经验取定，或着参考同类机械用类比的方法确定。 有配合要求的那些轴段，应该尽量可能的采用标准直径。安装标准件(如滚动轴 承、联轴器、密封圈等)部位的轴径，应取为相应的标准值及所选配合的公差。 为了使齿轮和轴承等有配合要求的零件装拆比较方便，并且减少配合表面的擦 伤，在配合轴段前应该采用较小的直径。同时为了使那些与轴作过盈配合的零件比 较易于装配，这些相配轴段的压入端应该制做出锥度；或着在同一个轴段的两个不 同的部位上面采用不同的尺寸公差就可以了。 在确定各轴段的长度时，应该尽可能的使轴系的结构紧凑，同时也还要保证轴 系零件所需要的装配或者调整的空间。轴的各段的长度主要是根据各零件与轴配合 部分的轴向尺寸和相邻零件间的必要的空隙来确定的。为了保证轴向定位可靠，与 齿轮和联轴器等零件相配合部分的轴段长度一般应比轮毂长度短 23mm。 右起第一段直径、长度 从联轴器开始右起第一段， 由此 mmd28 1 。mmL48 1 右起第二段直径、长度 长度与轴径有一定关系，轴径与倒角、圆角的关系如表 4-1 表 4-1 轴径与倒角、圆角的关系 轴的直径 d 101818303050508080100 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 9 - 轴上圆角/ 倒角 C/R0.61.02.03.04.0 为了满足联轴器的轴向定位取 d2=d1+2R=28+2x1 取 33mm。根据安装要求，减 速器与风车之间的距离为 30mm，则取第二段的长度 L2=30mm。 右起第三段直径、长度 该段装有滑动轴承，则轴承有径向力，而轴向力为零，其尺寸为 dDB=354035，那么该段的直径为 d3=35mm， 长度为 L3=35mm。 右起第四段直径、长度 已知风车轴上风扇宽 400mm，风扇端面与支架距离为 50mm。 故取 d4=30mm， 长取 L4= 500mm。 右起第五段直径、长度 该段为滑动轴承安装出处则此段的直径为 d5=35mm， 长度为 L5=35mm。 3、风车轴上零件轴向固定 联轴器的周向定位采用平键连接，按，由机械设计手册查得平键截mmd28 1 面；，键槽用键槽铣刀加工，同时为保证联轴器与轴的配合mmLhb2878 有良好的对中性，故选择联轴器毂孔与轴的配合为 H7/m6；由于轴的直径较小，所 以风车与轴连在一起 ，做成风车轴。 4、风车轴的结构工艺性 轴的结构工艺性是指轴的结构形式应便于加工和装配轴上零件，并且生产率高， 成本低。一般地说,轴的结构越简单,工艺性越好。因此,在满足使用要求的前提下, 轴的结构形式应尽量简化。 为了便于装配零件并去掉毛刺，轴端应制出 45的倒角；在那些需要采用磨削 加工的轴段，应该留有砂轮的越程槽；需要采用切制螺纹的轴段，应该留有一段退 刀槽。它们的尺寸可参看标准或手册。 3 为了减少加工时装夹工件所用的时间，在同一轴上，不同轴段上面的键槽应布 置（或投影）在轴的同一条母线上面。为了减小加工时刀具的种类和提高加工时劳 动的生产率，轴上那些直径相近的键槽宽度、圆角、砂轮越程槽宽度、倒角还有退 刀槽的宽度等都应该尽可能的采用相同大小的尺寸。 考虑轴的结构工艺性，确定轴上的圆角和倒角尺寸。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 10 - 取轴端倒角为；451 圆角均为。mmR1 （3）风车轴的受力分析 1、风车轴传递的转矩 4 mmN n P T 4 2 2 2 10* 9 . 109550 2、风车轴上作用力 风扇上的圆周力： 由于风扇受力对称，所以风扇上的圆周力为零； 风扇上的径向力： 由于风扇不受径向力，所以风扇上的径向力为零； 风扇上的轴向力： 由于采用滑动轴承，所以风扇上的轴向力为零。 风扇上的扭矩即输出轴转矩 ： 。mmN n P T 4 2 2 2 10 9 . 109550 （4）风车轴的强度校核 1、做风车轴的受力分析，如图 4-3 图 4-3 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 11 - 2、作转矩图，扭矩图如图 4-4 图 4-4 mmN n P T 4 2 2 2 10 9 . 109550 3、判断危险截面 各剖面右侧弯矩相同大皆为零，且作用有扭矩，故各剖面右侧为危险截面。 4、按当量弯矩校核输出轴的强度 5 . 19 1 . 0 1 3 b Mpa d M W M 所以风车轴满足强度要求。 4.2 支架的结构设计 由于电动风车属于农用机械，不需要太精密，而且价格应尽量低廉，所以采用 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 12 - 木质材料。 根据经验支架横截面的尺寸如图 4-5 图 4-5 按照实际使用要求，只需校核一下支架的压杆稳定性要求，因为稳定是构件除 了强度、刚度失效外的另一种重要失效形式。细长压杆当压力超过一定数值时，会 由原来的直线平衡形式突然变弯，从而致使结构丧失承载能力。由于构件的失稳往 往是突发的，因而其危害性也较大。历史上曾多次发生因构件失稳而引起的重大事 故。如 1907 年加拿大劳伦斯河上，跨长为 548 米的奎拜克大桥，就因压杆失稳而 导致整座大桥倒塌。 因此为了保证压杆安全可靠的工作，必须使压杆处于直线平衡形式，对压杆而 言，设计时是以临界力作为其极限承载能力的。 极限柔度 p E 2 1 为材料比例极限，且取 p ，A G p 其中 G 味物料重量，最大取 500N； A 为支架脚的横截面积。 又因为 i ul 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 13 - 其中，u 取 1，且 A I i 由此可知 ， 1 因此满足稳定性要求。 4.3 料斗的结构设计 料斗即用来存放物料的容器，根据支架与风车转子的尺寸可以确定。由于电动 风车属于农用机械，不需要太精密，而且价格应尽量低廉，所以采用木质材料。 4.4 通道的结构设计 该通道用于引导废物流通不需要做强度校核，按木材市场常用板料加工即可， 因此可选用 5mm 厚的木板加工制作。由于电动风车属于农用机械，不需要太精密， 而且价格应尽量低廉，所以采用木质材料。 4.5 开关的结构设计 由于电动风车属于农用机械，不需要太精密，而且价格应尽量低廉，所以采用 木质材料。 开关工作原理： 利用转动轴与斜面的摩擦， 简图如图 4-6 图 4-6 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 14 - 只需满足自锁条件即可，即 a 其中， 0 34a farctan 由此可知上式成立。 5 4.6 出料口的结构设计 要满足有用的物料尽可能多的从出料口出去，只需要根据支架尺寸设置出料口 尺寸即可。同时要保证有用物料能够顺利流出，应该将出料口设置成一定斜度。由 于电动风车属于农用机械，不需要太精密，而且价格应尽量低廉，所以采用木质材 料。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 15 - 第 5 章 电动风选机的参数确定 5.1 风扇的转速确定 根据常用风选机输出的需要，确定电动风车的转速为 360r/min。 5.2 风扇的功率确定 风扇外形如图 5-1 图 5-1 风扇功率公式 MPg 其中： 为工作机扭矩; 且，M2/FdM 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 16 - （，2/ 2 svcF 为空气阻力系数，取 0.3；c 为空气密度，取 1.1691； 3 /mmKg 为风扇迎风表面积，其中，；sAs62/ldA mmdmml100,400 为风扇圆周速度，）；v2/rv 为风扇角速度，min/360,2rff其中 kwMPg12 . 4 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 17 - 第 6 章 电动机的选择 6.1 电动机类型的选择 电动机是把电能转化为机械能的动力装置，必须根据电源种类，工作条件，载 荷大小和性质变化，启动性能，制动以及正反转的频率程度等条件来确定。我们选 择 Y 系列三相异步交流电动机，在各种系列的三相异步交流电动机中。 我们在无任何特殊条件要求时，均采用三相异步电动机，并以三相异步交流电 动机应用最为广泛。此系列电动机为封闭式三相异步电动机,能防止灰尘、铁屑或其 它杂物侵入电机内部，效率高，耗能少，性能好，噪音低，振动小，体积小，重量 轻，运行可靠，维修方便。当然其最主要好处是耐用。不仅使用于水泵、鼓风机、 金属切削机床及运输机械,更使用于灰尘较多、水土飞溅的地方,如碾米机,磨粉机, 脱壳机及其它农业机械,矿山机械等。 工作条件：使用时间 10 年，工作为两班工作制，连续单向运转，环境最高温度 350C，载荷轻微撞击。 因为本传动的工作状况是：载荷轻微撞击、单向旋转。按照已知的工作要求和 条件，选用 Y 系列的三相异步电动机。Y 系列结构简单，工作可靠，价格低廉，维 修方便，适合于经常启动，制动和正反转的机械，根据我们的设计要求和所设计的 机械的应用环境等各方面要求。 6.2 电动机功率的选择 （1）工作机所需功率Pg kwMPg12 . 4 （2）电机到工作机间传动装置的总效率 总效率公式 2 32 3 1 其中： 为轴承效率，取 0.99； 1 为直齿圆柱齿轮传动效率，取 0.97； 2 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 18 - 为联轴器效率，取 0.99。 3 如图 6-1，可知效率传递路线 图 6-1 （3）确定电机额定功率 按照传动要求电机所需功率 ；kwPgPd48 . 4 / 考虑工作环境与工作条件，由此可知所需电机额定功率 ；kwPdPn82 . 5 48 . 4 )3 . 11 ( 查机械课程设计手册表 16-1.Y 系列电动机技术数据，可选电动机的额定功 率为 5.5KW。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 19 - 6.3 电动机同步转速的选择 风车轴转速 min/360 g rn 查表得齿轮传动比 53i 故电机转速范围 。min/18001080min/360)53(n gm rrni 符合上述转速范围电机同步转速有 1000r/min 和 1500r/min 两种，由机械手册机 可知，同步转速为 1000r/min 的电动机，其满载转速是 960r/min；同步转速为 1500r/min 的电动机，其满载转速是 1440r/min。 查表得出两种实用电机型号： Y132M2-6, n=1000r/min, i= ； 78 . 2 360 1000 Y132S-4, n=1500r/min, i= 。 17 . 4 360 1500 因此有两种传动比方案， 如图表 6-1 表 6-1 电动机转速/(r/min) 方案 电动机型 号额定功率/Kw同步满载 1Y132M2-65.51000960 2Y132S-45.515001440 综合考虑电机尺寸和传动装置尺寸以及机构和传动装置的传动比，选用 Y132S-4 型电动机，则有 ；4360/1440/ gm nni 其中为电机满载转速。 m n 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 20 - 第 7 章 传动系系统动力和参数 7.1 传动装置中各轴转速 电机轴转速 ；min/1440 m n 输入轴转速 ；min/1440 1 rnn m 输出轴转速 ；min/360/ 12 rinn 7.2 传动装置中各轴的输入功率 电机轴输入功率 ；kwp48 . 4 d 输入轴输入功率 ；kwpp d 39 . 4 311 输出轴输入功率 。kwpp13 . 4 32 2 112 7.3 传动装置中各轴的输入转矩 电机轴转矩 ；mmN n P T m d d 4 10*9 . 29550 输入轴转矩 ；mmN n P T 4 1 1 1 10*9 . 29550 输出轴转矩 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 21 - 。mmN n P T 4 2 2 2 10* 9 . 109550 整理如下列表 7-1 表 7-1 轴名 功率 kwP/ 转矩 mmNT 4 10/* 转速min)/( rn 电机轴 4.482.91440 轴名 功率 kwP/ 转矩 mmNT 4 10/* 转速min)/( rn 输入轴 4.392.91440 输出轴 4.1310.9360 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 22 - 第 8 章 齿轮传动设计 8.1 选择齿轮传动类型、材料、热处理、精度及齿数 1、齿轮传动类型 依照传动方案，本设计选用一级直齿圆柱齿轮传动。 2、齿轮传动材料和热处理 由机械设计教材中的表选择： 小齿轮材料为 45 钢，并进行调质处理，平均硬度为 230HBs； 大齿轮材料为 45 钢，并进行正火处理，平均硬度为 190HBs； 查机械设计手册得 45 钢调质处理抗拉强度极限为 ；MPa B 650 6 查机械设计手册接触疲劳强度极限 ；MPaMPa HH 470590 2lim1lim ； 查机械设计手册弯曲疲劳强度极限 ；MPaMPa FEFE 380430 21 ； 查机械设计手册 取；3 . 1; 0 . 1 FH SS 7 由配对齿轮都是锻钢查机械设计手册表取弹性系数（锻钢-锻钢） 2 1 8 . 189 MPa zE 。 对的直齿圆柱齿轮，区域系数取。 20a5 . 2 zH 3、齿轮传动精度 运输机为一般工作机器，运转速度不高，查机械设计手册表选用 8 级精度。 8 4、齿轮传动齿数 齿轮传动中，闭式齿轮传动一般情况下转速比较高，为了加强齿轮传动的平稳 性，降低冲击振动，应该齿数多一些比较好，小齿轮的齿数可以取齿数 2040。开 式（半开式）的齿轮传动，又由于齿轮轮齿主要为磨损损失，为使轮齿不致过小， 故小齿轮齿数不宜过多的齿数，一般可取 1720。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 23 - 为了使齿轮轮齿避免于根切，对于 a=20 的标准直齿圆柱齿轮，应该取齿轮齿 数大于 17。 在小齿轮确定后，按齿数比可以再确定大齿轮的齿数。为了使各个相啮合齿轮 吃对磨合均匀，传动稳定，大齿轮 与小齿轮齿数一般应该互为质数。 选小齿轮的齿数；24z1 大齿轮齿数。964 2 z 8.2 按齿面接触疲劳强度计算 设计计算公式 . 12 . 1 2 3 1 u uKT H HE d d t ZZ （1）确定公式中各计算参数 1、确定载荷系数 由工作机与原动机使用情况查机械设计手册取； 1 A K 查机械设计手册试取；1 . 1 V K 查机械设计手册取齿间载荷分配系数；1 FH KK 查机械设计手册齿向载荷分配系数 ； beHFH KKK 5 . 1 其中轴承系数=1.25 beH K 即 ；0625 . 2 HHvAt KKKKK 综上试选载荷系数。8 . 1 t K 2、由对称配置查机械设计手册齿宽系数取 由对称性选。6 . 0 R 3、小齿轮传递的转矩 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 24 - 。mmN n P T 4 1 1 1 10*9 . 29550 4、计算应力循环次数 1170432000/ 46817280008254101144016060 2112 11 iNuNN jLnN h 已知预计工作十年，每年供作 254 天，每天工作 8 小时。 5、由应力循环次数查机械设计手册表得接触寿命系数 ；90 . 0 1 HN K 。95 . 0 2 HN K 6、计算接触疲劳许用应力 小齿轮 =531MPa； 1H H HHN S K 1lim1 大齿轮 =446.5MPa。 2H H HHN s K 2lim2 （2）设计计算 1、小齿轮分度圆直径试算值 代入中较小的值，即 H =62.64mm. 12 . 1 2 3 1 u uKT H HE d d t ZZ 2、计算齿轮圆周速度 。sm nd v/72 . 4 100060 1t 1 3、计算齿宽 b 。mmdb td 58.3764.626 . 0 1 3、计算齿宽与齿高比 模数 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 25 - ；mm z d t 61 . 2 m 1 1 t 齿高 mm87 . 5 2.25mh t 。mm h b 40 . 6 5、计算载荷系数 K 由工作机与原动机使用情况查机械设计手册取； 1 A K 由圆周速度 v，8 级齿轮精度查机械设计手册试取；13 . 1 V K 查机械设计手册齿间载荷分配系数；1 FH KK 查机械设计手册齿向载荷分配系数；23 . 1 H K 由，得18 . 1 ,23 . 1 ,40 . 6 FH KKmm h b 。39 . 1 HHvAt KKKKK 6、按实际载荷系数计算 。mm k k dd t t 47.57 8 . 1 39 . 1 64.623 11 7、计算模数 m mm z d m39 . 2 24 47.57 1 1 。mm5 . 2m 取标准模数 计算分度圆直径、中心距和齿宽 分度圆直径 mmmZd60 11 。mmmZd240 22 中心距 。mmmm mzz a150 2 5 . 2)6424( 2 )( 21 齿轮宽度： 齐齐哈尔大学毕业设计（论文） - 26 - mmdb d 36 1 圆整后取 ；。mmb65 1 mmb60 2 8.3 校核轮齿弯曲强度 齿根弯曲疲劳强度条件为 FSaFa t F YY bm KF (1)确定公式中各计算参数 1、载荷系数 查机械设计手册 。33 . 1 FFvAt KKKKK 2、齿形系数与影楼里校正系数 小齿轮；58 . 1 ,65 . 2 11 saFa YY 大齿