总体方案设计设计计算及说明主要结果运动参数设计设计计算及说明主要结果（一）电动机的选择1、工作机主轴转速nW=65r/min2、工作机的工作功率PW=4kW3、传动装置总效率ηs齿式联轴器（1个）η联=0.998级精度锥齿轮传动（1个）η联=0.978级精度圆柱斜齿轮（1个）η齿=0.97滚子轴承（3对）η承=0.98总效率：ηs=η联∙η柱齿∙η锥齿∙η承3=0.99×0.97×0.97×0.983=0.904、电动机额定功率PePe'=PWηs=40.90kW=4.4kW所选电动机的额定功率Pe≥Pe'，取Pe=5.5kW，选择电动机型号为：Y132S-4三相异步电动机，其额定转速ne=1440r/min。（二）传动比分配传动装置的总传动比：is=nenW=144065=22.154一般高速级圆锥齿轮的传动比约取i锥=0.25is=0.25×22.154≈5.5设计计算及说明主要结果高速级传动比i1=5.5低速级传动比i2=4则：i=i1i2=5.5×4=22输出转速：n=nEi=144022=65.45转速误差：n-nwnw=65.45-6565=0.6%<5%故传动比合适。（三）运动及动力参数运算1、计算各轴的转速njn1=ne=1440r/minn2=nei1=9605.5r/min=261.82r/minn3=n2i2=261.824r/min=65.45r/min2、计算各轴的功率PjP1=Pe∙η联=5.5×0.99kW=5.445kWP2=P1∙η承∙η锥齿=5.445×0.99×0.97kW=5.229kWP3=P2∙η承∙η柱齿=5.229×0.99×0.97kW=5.021kW3、计算各轴的输入转矩TjT1=9550×P1n1=9550×5.4451440N∙m=36.11N∙m设计计算及说明主要结果T2=9550×P2n2=9550×5.229261.82N∙m=190.73N∙mT3=9550×P3n3=9550×5.02165.45N∙m=732.57N∙m运动和动力参数表轴号输入功率P（Kw）输入扭矩T（Nm）输入转速n（r/min）15.44536.11144025.229190.73261.8235.021732.5765.45三、主要零件的计算设计计算及说明主要结果（一）高速级齿轮（锥齿轮）设计计算1、选择材料和热处理方法，确定许用应力参考机械设计教程得知，直齿锥齿轮加工难于磨，较少采用硬齿面齿轮传动，为提高承载能力，降低加工成本，对于一些载荷较大、结构尺寸有限制而缺少硬齿面加工条件的场合，可采用中硬度齿面，若两齿轮齿数比较大（u>5）时，亦可采用硬齿面小齿轮和软齿面大齿轮的组合。本齿轮传动为高速级，载荷较大，设计传动比i1=5.5,则参考表6-1初选材料。小齿轮：17CrNiMo6，渗碳淬火，54~62HRC；大齿轮：37SiMn2MoV，表面淬火，50~55HRC。根据小齿轮齿面硬度58HRC和大齿轮齿面硬度54HRC，按图6-6MQ线查得齿面接触疲劳极限应力为：σHlim1=1500MPa，σHlim2=1180MPa；按图6-7MQ线查得轮齿弯曲疲劳极限应力为：σFE1=850MPa，σFE2=720MPa。按图6-8a查得接触寿命系数ZN1=0.91，ZN2=0.96；按图6-8b查得接触寿命系数YN1=0.87，YN2=0.89；其中N1=60γn1th=60×1×1440×5×250×8=8.7×108N2=60γn2th=60×1×261.82×5×250×8=1.57×108再查表6-3，取最小安全系数：SHmin=1.2，SFmin=1.5于是σH1=σHlim1SHZN1=15001.2×0.91MPa=1137.5MPaσH2=σHlim2SHZN2=11801.2×0.96MPa=944.0MPaσF1=σFE1SFYN1=8501.5×0.87MPa=493MPa设计计算及说明主要结果σF2=σFE2SFYN2=7201.5×0.89MPa=427.2MPa2、分析失效、确定设计准则由于要设计的齿轮传动是闭式齿轮传动，且为硬齿面齿轮，最大可能的失效是齿根疲劳折断；也可能发生齿面疲劳。因此，本齿轮传动可按轮齿的弯曲疲劳承载能力进行设计，确定主要参数，再验算齿面接触疲劳承载能力。3、按轮齿的弯曲疲劳承载能力计算齿轮主要参数根据式m≥34KT1φR(1-0.5φR)2z121+u2YF[σF]确定计算载荷：小齿轮转矩T1=9.55×103P1n1=9.55×103×5.4451440N∙m=36.11N∙mKT1=KAKαKβK