机械设计说明书单级圆柱斜齿轮减速器A类Word下载.docx

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带式运输机的传动装置如图所示，由一级带传动、一级斜齿圆柱齿轮传动组成。

1.1工作条件

锅炉房运煤；

三班制，每班工作四小时；

空载启动、连续、单向运转、载荷平稳。

1.2使用期限及检修期间隔

工作期限为十年，每年工作三百日；

检修期间间隔为三年。

1.3原始数据

运输带工作拉力F=1400N；

运输带工作速度V=1.6m/s；

运输带滚筒直径D=240mm；

滚筒轮中心高度H=300mm；

运输带绕过滚筒的效率η=0.97。

2．电动机的选择

2.1．电动机类型的选择：

Y系列三相异步电动机

2.2．电动机功率选择

2.21．传动装置的总功率

三角带传动效率η带=0.95，轴承传动效率η轴承=0.99，齿轮传动效率η齿轮=0.97，联轴器效率η联轴器=0.99，滚筒效率η滚筒=0.97。

则η总=η带×

η2轴承×

η齿轮×

η联轴器×

η滚筒=0.95×

0.992×

0.97×

0.99×

0.97=0.867

2.22．电机所需的工作功率

带式输送机的效率ηw=0.94

P=FV/1000ηw=1400×

1.6/1000×

0.94=2.383KW

2.23．电动机的输出功率

P0=P工作/η=2.383/0.867=2.749KW

额定功率Pm=（1~1.3）P0=2.749~3.573KW

取Pm=3KW

2.24．确定电动机转速

滚筒工作转速：

n筒=60V/πD=60×

1.6×

1000/（π×

240）=101.9r/min

V带传动比i带=2~4，单级圆柱齿轮传动比i齿=3~5，则总传动比范围i=（2×

3）～（4×

5）＝6~20

电动机可选择的转速范围n′=i×

n筒=（6~20）×

101.9=611.15~2037.18r/min

符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min。

因电动机转速低，传动装置尺寸较大，价格较高。

综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，由指导书提供的表，选取常用转速为1500r/min的Y系列电动机Y100L2-4比较适合。

其主要性能：

额定功率：

3KW，满载转速1420r/min。

3．计算总传动比及分配各级的传动比

总传动比：

i总=n电/n筒=1420/101.9=13.94

分配各级传动比：

为V带传动的外廓尺寸不致过大，i带=3，则齿轮传动比i齿=i总/i带=13.94/3=4.65

4．运动参数及动力参数计算

4.1．各轴转速

输入轴：

n1=n电/i带=1420/3=473.3r/min

输出轴：

n2=n1/i齿=473.3/4.65=101.9r/min

滚筒：

n筒=n2=101.9r/min

4.2．各轴的功率

P1=Pmη带=3×

0.95=2.85KW

P2=P1η轴η齿轮=2.85×

0.97=2.73KW

P筒=P2η轴η联轴器=1.368×

0.99=2.68KW

4.3．各轴转矩

电动机：

T0=9550×

Pm/nm=9550×

3/1420=20.8N·

m

T1=9550×

P1/n1=9550×

2.85/473.3=57.51N·

T2=9550×

P2/n2=9550×

2.73/101.9=256.13N·

T筒=9550×

P筒/n筒=9550×

2.68/101.9=251.44N·

5．传动零件的设计计算

5.1．皮带轮传动的设计计算

5.11．选择普通V选带截型

查课本P218得工作情况系数kA=1.2

带传动计算功率Pd=KAPm=1.2×

3=3.6KW

根据计算功率Pd和小带轮转速nⅠ查课本P215选择A型普通V带

5.12．确定带轮基准直径，并验算带速

由课本P21515页确定的小带轮基准直径为dd1=90mm

dd2=n1/n2×

dd1=（473.3/101.79）×

90=420mm

圆整为标准值，取dd2=425mm

传动比误差：

Δi=[（n1/n2-dd2/dd1）/（n1/n2）]×

100%=[（473.3/101.79-425/90）/（473.3/101.79）]×

100%=1.4%<

5%（合格）

带速V：

V=πdd1n0/60×

1000=π×

90×

1420/60×

1000=6.69m/s

在5~25m/s范围内，带速合适。

5.13．确定带长和中心矩

0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）

0.7（90+425）≤a0≤2×

（90+425）

所以360.5mm≤a0≤1030mm

初定中心距：

a0=750mm

带的基准长度：

L0=2a0+π/2×

（dd1+dd2）+（dd2-dd1）2/4a0=2×

750+π/2×

（90+425）+（425-90）2/（4×

750）=2319.53mm

根据课本P52表5-3取Ld=2240mm

计算中心距

a≈a0+（Ld-L0）/2=750+（2240-2319.53）/2=710.24mm

5.14．验算小带轮包角

α1≈180°

-（dd2-dd1）/a×

57.3°

=180°

-（425-90）/710.4×

=154.17°

>

120°

（适用）

5.15．确定带的根数

根据截型、小带轮转速和基准直径，查课本P214表13-3得P1=1.07KW

根据截型、小带轮转速和传动比，查课本P214表13-4得

△P1=0.17KW

根据小带轮包角，查课本P217表13-7得Kα=0.92

根据带的基准长度，查课本P212表13-2得KL=1.06

Z=Pd/[P1]=Pd/[（P1+△P1）KαKL]=3.6/[（1.07+0.17）×

0.92×

1.06]=2.9771取Z=3

5.16．计算轴上压力

查课本得q=0.11kg/m

单根V带的初拉力：

F0=500（2.5-Kα）Pd/KαZV+qV2=500×

（2.5-0.92）×

3.6/[0.92×

3×

6.69]+0.11×

6.692=158.50N

则作用在轴承的压力FQ=2ZF0sin（α1/2）=2×

158.50sin（154.17°

/2）=926.95N

5.2．齿轮传动的设计计算

5.21．选择齿轮材料及精度等级

齿轮用于带式运输机的减速器中，采用软齿面齿轮。

小齿轮选45钢，调质处理，齿面硬度为220~280HBS。

大齿轮选用45钢，调质处理，齿面硬度200~250HBS；

初定齿轮精度等级为8级。

5.22．按齿面接触疲劳强度设计

选择齿轮传动的精度等级和设计参数

由于是机床中用的非分度系统此轮传动，参考书上表选择8级精度，要求齿面粗糙度Ra≤3.2~6.3µ

m，磨齿。

取小齿轮齿数Z1=20，则Z2=i齿×

Z1=4.65×

20=93，取大齿轮Z2=93

齿轮比（即实际传动比）为：

u=Z1/Z2=4.5

由于传动比相对误差|（u–i）/i|×

100%=0%＜3%~5%，所以齿数选择合理。

参考书上表10-11选齿宽系数ψd=0.8

初选螺旋角β=10°

，根据书上表10-8选取计算系数Am=12.4和Ad=756

5.23按齿轮弯曲度计算模数

计算小齿轮传递的转矩：

T1=9550×

2.383/473.3

=44.75N*M

计算胆量齿轮：

ZV1=Z1/cos3β=20/cos310°

=20.93

ZV2=Z2/cos3β=93/cos310°

=97.371

从书上表10-10查出复合齿形系数：

YFS1=4.49，YFS2=3.99。

根据较小冲击载荷，轴承非对称布置并靠近轴承，轴的刚度较大，去载荷系数：

K=1.4。

计算模数：

Mn≥2.38mm

查表取标准值Mn=2.5mm。

5.24．协调设计参数

计算中心距：

a=Mn×

（Z1+Z2）/2cosβ=143.429mm

取a=144mm，则螺旋角为：

β=11°

12’55’’

β在8°

~25°

的范围内，所选的计算系数Am和Ad合理。

5.25．计算主要几何尺寸

齿轮分度圆直径为：

d1=MnZ1/cosβ=50.973mm

d2=MnZ2/cosβ=237.026mm

齿宽为：

b1=ψd×

d1=0.8×

50.973=40.778mm

b2=b1+5=45.778mm

圆整后取：

b1=41mm，b2=46mm。

5.26．校核接触强度

许用接触应力[σH]=σHlimZNT/SH

1根据硬度值、齿轮材料和热处理方法查课本

得：

σHlim1=520MPa，σHlim2=490MPa

2按一年300个工作日，每天16h计算。

计算应力循环次数N1=60nⅠjLh=60×

473.33×

1×

10×

300×

16=1.34×

109N，N2=N1/i0=1.34×

109/4.6=2.98×

108N

查课本P98图6-24得接触疲劳的寿命系数ZN1=1.0，ZN2=1.1

③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

[σH1]=σHlim1ZNT1/SH=520×

1.0/1.0=520MPa

[σH2]=σHlim2ZNT2/SH=490×

1.1/1.0=539MPa

满足吃面接触强度所需的小齿轮分度圆直径为：

d1≥76.43（kT1（u+1）/φdu[σH]2）1/3≥41.33mm

它小于设计结果d1=50.973mm，故齿面接触强度足够。

5.27．计算圆周速度

Ｖ圆=πd1n1/60×

1000=1.23m/s

查课本得Ｖ＜5m/s，故取８级精度合适。

6．轴的设计计算

6.1．输入轴的设计计算

6.11．选择轴的材料，按转矩估算最小直径

轴的材料用45钢，正火处理,取C=118。

计算轴的外伸段直径：

d≥C（P1/n1）1/3=118（3/473.3）1/3mm=