带式输送机的圆柱直齿轮二级减速器设计.docx
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带式输送机的圆柱直齿轮二级减速器设计
十七、设计小结、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、30
一、传动方案
二、选择原动机——电动机
（1）确定电动机的功率
1.带式输送机所需的功率
由中公式得：
设计题目给定：
输送带拉力F（N）=4800N
输送带速度V（m/s）=1.7m/s
2.计算电动机的输出功率
根据《机械设计课程设计》确定个部分效率如下：
弹性联轴器：
（1个）
滚动轴承（每对）：
（共四对，三对减速器轴承，一对滚筒轴承）
圆柱齿轮传动：
（精度8级）
传动滚筒效率：
V带传动效率：
得电动机至工作机间的总效率:
卷筒的效率:
电动机的输出功率：
（2）确定电动机的转速
1.计算滚筒的转速
由公式计算滚筒转速：
工作机的转速：
设计题目给定：
滚筒直径D=450mm
输送带速度V（m/s）=1.7m/s
2.确定电动机的转速
两级圆柱齿轮减速器推荐传动比范围为，V带传动比范围为，所以总传动比合理范围为，故电动机转速的可选范围是：
符合这一范围的同步转速有1500r/min、3000r/min
查得：
方案
电动机型号
额定功率（KW）
电动机转速n/（r/min）
参考重量（kg）
同步转速
满载转速
1
Y160M1-2
11
3000
2930
115
2
Y160M-4
11
1500
1460
122
表中，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及总传动比，即选定2号方案，电动机型号为Y160M-4。
电动机相关参数
型号
额定功率
满载转速
计算输出功率
轴伸长
中心高
轴颈
键槽宽
Y160M-4.
11kw
1460r/min
9.9kw
605mm
160mm
42mm
8mm
带式输送机相关参数
皮带速度
皮带拉力
滚筒直径
工作条件
每天时间
设计寿命
转速
功率
1.7m/s
4800N
450mm
平稳连续
8小时
9年
72.2r/min
8.16kw
三、传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配
由选定电动机的满载转速和工作机主动轴的转速可得传动装置的总传动比对于多级传动计算出总传动比后，应合理地分配各级传动比，限制传动件的圆周速度以减少动载荷。
（1）计算总传动比
由电动机的满载转速和工作机主动轴的转速可得：
总传动比
（2）合理分配各级传动比
由表2—3，取带传动比，，
则两级减速器传动比
由于减速箱是展开布置，所以，取高速级传动比，
由得
低速级传动比为
，
从而高速级传动比为
传动比分配
总传动比
电机满载转速
电机-高速轴
高速轴-中间轴
中间轴-低速轴
滚筒转速
1460r/min
=2
=3.699
=2.74
72.2r/min
四、算传动装置的运动和动力参数
为进行传动件的设计计算，应首先推算出各轴的转速、功率和转矩，一般按由电动机至工作机之间运动传递的路线推算各轴的运动和动力参数。
（1）0轴（电机轴）输入功率、转速、转矩
（2）Ⅰ轴（高速轴）输入功率、转速、转矩
（3）Ⅱ轴（中间轴）输入功率、转速、转矩
（4）Ⅲ轴（低速轴）输入功率、转速、转矩
（5）Ⅳ轴（滚筒轴）输入功率、转速、转矩
各项指标误差均介于+0.5%～-0.5%之间。
各轴运动和动力参数见表：
各轴运动和动力参数
轴名
功率P（/kw）
转矩T（N/m）
转速n（r/min）
传动比i
效率
电机轴
11
71.95
1460
2
0.96
Ⅰ轴
10.56
138.144
730
3.699
0.97
Ⅱ轴
10.14
490.7
197.35
2.74
0.97
Ⅲ轴
9.74
1291.14
63.6
1
0.99
滚筒轴
9.55
1265.45
63.6
五、减速箱外传动零件——带传动设计
（1）带传动设计要求：
1.带传动设计的主要内容选择合理的传动参数；确定带的型号、长度、根数、传动中心距、安装要求、对轴的作用力及带的材料、结构和尺寸等。
2.设计依据传动的用途及工作情况；对外廓尺寸及传动位置的要求；原动机种类和所需的传动功率；主动轮和从动轮的转速等。
3.注意问题带传动中各有关尺寸的协调，如小带轮直径选定后要检查它与电动机中心高是否协调；大带轮直径选定后，要检查与箱体尺寸是否协调。
小带轮孔径要与所选电动机轴径一致；大带轮的孔径应注意与带轮直径尺寸相协调，以保证其装配稳定性；同时还应注意此孔径就是减速器小齿轮轴外伸段的最小轴径。
（2）V带传动设计计算
1、确定计算功率
由[2]中表8-7查得工作情况系数
由[2]中公式8-21：
2、选择V带的带型
根据及,由[2]中图8-11选用B型
3、确定带轮的基准直径并验算带速
①初选小带轮的基准直径
由[2]中表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径
②验算带速
按[2]中公式8-13验算带的速度
因为,故带速合适。
③计算大带轮的基准直径。
根据[2]中公式8-15a计算大带轮的基准直径
由[2]中表8-8取
4、确定V带的中心距和基准长度
①根据[2]中公式8-20，,
初定中心距
②由[2]中公式8-22计算所需的基准长度
由[2]中表8-2选带的基准长度
③计算实际中心距
由[2]中公式8-23计算
5、验算小带轮上的包角
根据[2]中公式8-25计算：
6、计算带的根数z
①计算单根V带的额定功率
由和,查[2]中表8-4a得
根据和B型带查[2]中表8-4b得
查[2]中表8-5得，查[2]中表8-2得,
于是由[2]中公式8-26：
②计算V带的根数z
取4根
7、计算单根V带的初拉力的最小值
根据[2]中公式8-27：
其中q由[2]中表8-3得A型带
应使带的实际初拉力。
8、计算压轴力
压轴力的最小值由[1]中公式8-28得：
9、带轮结构设计
查[2]中表8-10得大、小带轮总宽度：
V型带传动相关数据见表。
V型带传动相关数据
计算功率（kw）
传动比
i
带速
V（m/s）
带型
根数
单根初拉力（N）
压轴力
（N）
12.1
2
10.7
B
4
247
1954.3
小带轮直径
（mm）
大带轮直径（mm）
中心距
（mm）
基准长度
（mm）
带轮宽度（mm）
小带轮包角
140
280
465
1600
76
162.7
六、减速器内传动零件——高速级齿轮设计
（1）选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数
按照已经选定的传动方案，高速级齿轮选择如下：
1.齿轮类型选用直齿圆柱齿轮传动
2.齿轮精度等级带式输送机为一般机器速度不高，按照[2]中表10-8，选择8级精度（GB10095-88）
3.材料由[2]中表10-1选择：
两者材料硬度差为40HBS
小齿轮40Cr调质硬度280HBS
大齿轮45钢调质硬度240HBS
4.试选择小齿轮齿数
大齿轮齿数
取齿数比
（2）按齿面接触强度设计
1.确定公式内各计算数值
①试选载荷系数
②小齿轮转矩
③由文献[2]中表10-6查得材料弹性影响系数
④齿宽系数：
由文献[2]中表10—7知齿宽系数
⑤由文献[2]中图10-21d按齿面硬度查得齿轮接触疲劳强度极限：
⑥计算应力循环次数
⑦由文献[2]中图10-19取接触疲劳寿命系数
⑧计算接触疲劳许应力
取失效概率为1%安全系数S=1
由文献[2]中式10-12
⒉计算由式
①试算小齿轮分度圆直径
②计算圆周速度
③计算齿宽b
④计算齿宽与齿高比
模数齿高
⑤计算载荷系数
据8级精度。
由图10-8查动载荷系数
直齿轮
由文献[2]中表10-2查得使用系数
由文献[2]中表10-4
用插入法查得8级精度、小齿轮相对非对称布置时
由在文献[2]中查图10-13得
故载荷系数
⑥按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由文献[2]中式10-10a得
⑦计算模数m
（3）按齿根弯曲强度计算
由文献【1】中式10-5弯曲强度设计公式
1.确定公式内各计算数值
①由文献[2]中图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
大齿轮的弯曲疲劳强度极限
②由文献[2]中图10-18取弯曲疲劳寿命系数
③计算弯曲疲劳许应力取弯曲疲劳安全系数由[2]中式10-12
④计算载荷系数K
⑤查取齿形系数
由[2]中表10-5查得
⑥查取应力校正系数
由[2]中表10-5查得
计算大小齿轮的
大齿轮的数值大
2.设计计算
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积有关，可取由齿根弯曲疲劳强度计算的模数2.64并根据GB1357-87就近圆整为标准值，按齿面接触疲劳强度算得的分度圆直径，
算出小齿轮的齿数
大齿轮的齿数取
实际传动比：
传动比误差：
允许
（4）高速级齿轮几何尺寸计算
①分度圆直径
②中心距
③齿轮宽度取
高速级齿轮设计几何尺寸及参数
齿轮
压力角
模数
中心距
齿数比
齿数
分度圆直径
齿根圆直径
齿顶圆直径
齿宽
小齿轮
20°
2.5
190
3.75
32
80
73.75
85
85
大齿轮
120
300
293.75
305
80
七、减速器内传动零件——低速级齿轮设计
（1）选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数
⑴选用直齿圆柱齿轮传动
⑵传动速度不高，选择8级精度（GB10095-88）
⑶材料选择
小齿轮40Cr调质硬度280HBS
大齿轮45调质硬度240HBS
⑷选择小齿轮齿数大齿轮齿数
（2）按齿面接触强度设计
1.确定公式内各计算数值
试选载荷系数
小齿轮传递的扭矩
由[2]中表10-6查得材料弹性影响系数
由[2]中表10-7选取齿宽系数
由[2]中图10-21d按齿面硬度查得
小齿轮接触疲劳强度极限
大齿轮的接触疲劳强度极限
⑥由[2]中式10-13计算应力循环次数
⑦由[2]中图10-19取接触疲劳寿命系数
⑧计算接触疲劳许应力
取失效概率为1%安全系数S=1
由[2]中式10-12
2.计算
①计算小齿轮分度圆直径，代入
②计算圆周速度
③计算宽度b
④计算齿宽与齿高比
模数m
齿高
⑤计算载荷系数
据8级精度。
由[2]中图10-8查动载荷系数；
直齿轮。
由[2]中表10-2查得使用系数。
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