矿用链板输送机传动装置设计Word文件下载.docx
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十年，每一年300天，天天8小时；
（6）检修周期：
半年小修，一年大修；
（7）生产批量：
小批量生产；
（8）制造厂型：
中小型机械厂；
二、输送机简图：
如图1
3、原始数据：
运输机链条速度：
s；
运输机链条拉力：
16KN；
主动星轮齿数：
9；
主动星轮节距：
50mm；
4、设计任务：
（1）设计内容：
①电动机选型②传动件设计③减速器设计④联轴器选型设计；
（2）设计工作量：
①装配图1张②零件图2张；
二、传动方案的拟定
按照传动装置各部份的相对位置（如图1），综合考虑工作机的性能要求、工作条件和靠得住性，以使结构简单、尺寸紧凑、加工方便、本钱低、传动效率知足要求等，选择二级圆锥-圆柱齿轮减速器，机构运动简图如图2：
三、电机的选择
一、计算运输机主轴的转速和功率
（1）转速
由原始数据可得主动星轮的直径d===㎜,
则===min
（2）功率
pw=Fv=12×
=6kw
二、电动机的功率
（1）传动装置的总效率η
由参考文献[1]表1-2查得：
滚筒效率η1=；
弹性联轴器效率η2=；
转动轴承效率η3=；
圆柱齿轮传动效率η4=；
圆锥齿轮传动效率η5=；
总效率η=η12η22η33η4η5=×
×
=
（2）所需电动机的功率
Pr=Pw/η=6/=7．659kw
3、选择电动机的型号
按照工作条件：
煤矿下运输，应选择防爆电机。
查参考文献[2]表7-2-2选择电动机的型号为Y160L-6，额定功率11kw，满载转速970r/min,电动机轴伸直径48mm。
四、运动和动力参数的计算
一、分派传动比
（1）总传动比：
i=970/=
（2）各级传动比：
直齿圆锥齿轮（高速级）传动比i12==
斜齿圆柱齿轮（低速级）传动比i23=4
（3）实际总传动比
i实=i12·
i23=×
4=
因为Δi=i实－i=<
故传动比知足要求。
二、运动和动力参数计算（各轴标号见图2）
（1）轴0（电动机轴）
P0=Pr=7．659kw
n0=970r/min
T0=9550×
7．659/970=9550×
940=75．406N·
m
（2）轴1（高速轴）
P1=P0·
η1·
η2=×
0．96×
0．99=7．279kw
n1=n0=970r/min
T1=9550P1/n1=9550×
7．279/970=71．664N·
（3）轴2（中间轴）
P2=P1·
η3·
η5=7．279×
=6．777kw
n2=n1/i12=970÷
=min
T2=9550P2/n2=9550×
6．777/=·
（4）轴3（低速轴）
P3=P2·
η4=×
n3=n2/i23=÷
4=min
T3=9550P3/n3=9550×
=·
（5）轴4（运输机主轴）
P4=P3·
η2·
η3=8kw
n4=n3=min
T4=9550P4/n4=9550×
8/=·
五、传动件的设计计算
一、闭式直齿圆锥齿轮传动的设计计算
（1）选择齿轮材料，肯定许用应力
由参考文献[3]表，表及图,图,
小齿轮材料选用45号钢，调质处置，HB=217～255
σHlim1=580MPa,σFlim1=220MPa
大齿轮材料选用45号钢，正火处置，HB=162～217
σHlim2=560MPa,σFlim2=210MPa
查参考文献[3]表,取SH=,SF=,则
[σH]1=σHlim1/SH=464MPa
[σF]1=σFlim1/SF=
[σH]2=σHlim2/SH=448MPa
[σF]2=σFlim2/SF=
（2）按齿面接触强度设计小齿轮的大端模数
取齿数Z1=16，则Z2=Z1·
i12=16×
=,取Z2=57
实际齿数比μ=Z2/Z1=
分锥角δ1=arctan=arctan=°
δ2=arctan=arctan=°
取载荷系数K=
由参考文献[3]表
de1＇=1951=1951×
=㎜
大端模数m=de1＇/Z1=
查参考文献[3]表，取m=8
（3）齿轮参数计算
大端分度圆直径d=zm=128㎜
d=zm=57×
8=456㎜
齿顶圆直径=128+2×
8×
°
456+2×
齿根圆直径=×
=×
取齿宽系数
外锥距128/°
齿宽㎜,取b=71㎜
中点模数㎜
中点分度圆直径㎜
㎜
当量齿数,
当量齿轮分度圆直径113㎜
当量齿轮顶圆直径㎜
当量齿轮根圆直径㎜
当量齿轮传动中心距㎜
当量齿轮基圆齿距㎜
啮合线长度=㎜
端面重合度
齿中部接触线长度=㎜
（4）验算齿面接触疲劳强度
由参考文献[4]式5-49得：
取，，代入各值可得：
小齿轮
=<
=464MPa
大齿轮
=<
=448MPa
故齿轮的齿面接触疲劳强度知足要求。
（5）校核齿轮弯曲疲劳强度
由参考文献[4]式5-47得：
式中查参考文献[3]图得：
，
再由参考文献[3]式
=+=
所以
即齿轮的弯曲强度也知足要求。
二、闭式斜齿圆柱齿轮传动的设计计算
（1）选择材料，肯定齿轮的疲劳极限应力
由参考文献[3]表、表及图、图选择齿轮材料为：
小齿轮：
45号钢，调质处置，HB=217～255
=580MPa=220MPa
大齿轮：
45号钢，正火处置，HB=162～217
=560MPa=210MPa
（2）按接触强度，初步肯定中心距，并初选主要参数
式中：
小齿轮传递的转矩=·
载荷系数取K=
齿宽系数取=
齿数比暂取=4
许用接触应力：
按参考文献[3]表，取最小安全系数=，按大齿轮计算：
=448MPa
将以上数据代入计算中心距的公式得：
=㎜
圆整为标准中心距㎜
按经验公式，=～×
300=～6㎜
取标准模数=4㎜
初取β=12°
cos12°
=
取=29，==4×
29=116
精求螺旋角β：
所以β=14°
48′
29=㎜
齿宽=×
300=90㎜
（3）校核齿面接触疲劳强度
按参考文献[4]式5-39
分度圆上的圆周力=
查参考文献[3]表,
节点区域系数按β14°
48′，x=0查参考文献[3]图,=
重合度系数取=
螺旋角系数
代入数据：
故接触疲劳强度知足要求。
（4）校核齿根弯曲疲劳强度
按参考文献[4]式5-37
复合齿形系数：
第一计算当量齿数
=
由此查参考文献[3]图得=,=
重合度与螺旋角系数：
第一按参考文献[4]式5-12计算端面重合度
=[据此查参考文献[3]图得=
计算许用弯曲应力:
查参考文献[3]表取=
按大齿轮计算则=
可见，故弯曲疲劳强度知足要求。
（5）主要几何尺寸
=4㎜=㎜=29=116β=14°
29×
=116×
=+2×
4=㎜
+=300㎜
=90㎜
取=95㎜，=90㎜
六、轴的设计
一、减速器高速轴1的设计
（1）选择材料
由于传递中小功率，转速不太高，故选用45优质碳素结构钢，经调质处置，查参考文献[4]表12-1得材料的力学性能数据为：
MPaMPaMPa
（2）初步估算轴径
由于材料为45钢，查参考文献[3]表选取A=115，则得：
考虑装联轴器加键需将其轴径增加4%～5%，故取轴的最小直径为30㎜
（3）轴的结构设计
如图3所示，主要尺寸已标出.
（4）轴上受力分析（如图4a所示）
①齿轮上的作使劲
圆周力：
径向力：
轴向力：
②求轴承的支反力
水平面上支反力：
垂直面上支反力：
（5）画弯矩图（如图4b、c）
剖面B处弯矩：
水平面上弯矩=·
垂直面上弯矩
=·
合成弯矩=
剖面C处弯矩：
（6）画转矩图（如图4d）
·
（7）计算当量弯矩
因单向回转，视转矩为脉动循环，，则=
剖面B处当量弯矩
剖面C处当量弯矩
（8）判断危险剖面并验算强度
①剖面B处当量弯矩最大，而其直径与相邻段相差不大，故剖面B为危险剖面
=MPa=<
59MPa
②剖面C处直径最小，为危险剖面
MPa=<
MPa
所以该轴强度知足要求。
二、减速器中间轴2的设计
（1）选择材料（同轴1）
考虑安装齿轮加键，需将其轴径增加4%～5%，故取轴的最小直径为40㎜
如图5所示，主要尺寸已标出。
（4）轴上受力分析（如图6a）
①齿轮2上的作使劲
齿轮2的受力与齿轮1大小相等，方向如图6a所示:
圆周力：
径向力：
轴向力：
②齿轮3上的作使劲
③求轴承的支反力
=-（×
105－×
345）/450=
345－×
105）/450=
456×
2+×
345+×
105-
2）/450=
345+
（5）画弯矩图（如图6b、c）
剖面D处弯矩：
水平面上：
=105×
垂直面上：
=（105×
合成弯矩：
（6）画转矩图
用剖面D处的最大合成弯矩计算当量弯矩：
=475N·
剖面D处当量弯矩最大，为危险剖面：
=38MPa<
=59MPa
即该轴强度知足要求。
3、减速器低速轴3
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