斗式提升机传动装置设计.docx
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斗式提升机传动装置设计
一、传动方案拟定…………….……………………………….2
二、电动机的选择……………………………………….…….2
三、计算总传动比及分派各级的传动比……………….…….3
四、运动参数及动力参数计算………………………….…….4
五、传动零件的设计计算………………………………….….5
六、轴的设计计算………………………………………….....8
七、联轴器的选型………………………………………….…10
八、轴的校核………..…………………………………………11
计算过程及计算说明
一、传动方案拟定
第三组：
斗式提升机传动装置设计
（1） 工作条件：
使用年限12年，每年280天，一班工作制，单向转动，连续工作，载荷中等振动。
（2） 原始数据：
滚筒圆周力F=12kN；带速V=1.0m/s；
牵引链轮节距P=64mm；
牵引链轮齿数Z=9。
二、电动机选择
1、电动机类型的选择：
Y系列三相异步电动机，电压380伏，Y系列。
2、电动机功率选择：
（1）传动装置的总功率：
η总=η1×η32×η3×η4×η5
联轴器效率：
η1=
滚动轴承效率:
η2=
闭式齿轮效率:
η3=
开式滚子链传动效率:
η4=
牵引链效率:
η5=
牵引链总效率:
η总==××××=
（2）电机所需的工作功率：
P工作=FV/η总
=12×KW
=
3、确定电动机转速：
根据容量和转速，由有关手册查出有两种适用的电动机型号：
因此有两种传支比方案：
综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和链传动、减速器的传动比，则选n=1000r/min 。
4、确定电动机型号
根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y180L-6。
其主要性能：
额定功率：
15KW，满载转速970r/min。
所选电动机的数据和安装尺寸
额定功率p0/KW
15
电动机外伸轴直径D/mm
48
满载转速n0/r/min
970
电动机外伸轴长度E/mm
110
堵载扭矩/额定扭距
电动机中心高H/mm
180
三、计算总传动比及分配各级的传动比
1、总传动比：
i总=n电动/n牵引链
2、分配各级传动比
（1） 由已知条件：
牵引轮齿数Z=9,由公式
n牵引链＝（60×1000×v）/（Z×P）
＝60×1000×9×64r/min
＝min
（2）总传动比：
i总=n电动/n牵引链=970/=
查表取i牵引链=2
∴i减=i总/i牵引链=2=
四、运动参数及动力参数计算
1、计算各轴转速（r/min）
n0=n电机=970r/min
nI=n电机/i01=970r/1min=970r/min
nII=nI/i12=970/=（r/min）
nIII=nII/i23=2=（r/min）
2、 计算各轴的功率（KW）
P0=P工作=KW
PI=P工作×η1×η2=××=
PII=PI×η2×η3=××=
PIII=PII×η4×η2=××
=
3、 计算各轴扭矩（N·m）
T0=9550×P0/n0=9550×970=N·m
TI=9550×PI/nI=9550×970=N·m
TII=9550×PII/nII=9550×=·m
TIII=9550×PIII/nIII=9550×=·m
将以上计算汇总列于表，以便查用
轴序号
功率P/KW
转速n/（r/min）
转矩T/（N·m）
传动形式
传动比
效率
0
970
连轴器
1
1
970
齿轮传动
2
链传动
2
3
五、传动零件的设计计算
1、齿轮传动的设计计算
（1）选择齿轮材料及精度等级
考虑设计一个结构紧凑的减速器,故采用硬齿面闭式齿轮传动。
小齿轮材料用20CrMnTi，渗碳淬火，齿面硬度为HRC59；大齿轮材料用20Cr，渗碳淬火，齿面硬度为HRC59。
由图6-31可查得
σFlim1=σFlim2=370N/mm2
σHlim1=σHlim2=1440N/mm2；
按表6-7选取
SH=SF=；
则许用弯曲应力为：
[σF1]=[σF2]===494N/mm2
许用接触应力为：
[SH1]=[SH2]===1152N/mm2
（2）按齿轮弯曲强度设计计算
首先按轮齿弯曲强度设计公式进行设计计算，然后再验算齿面接触强度。
计算公式为：
确定计算参数：
计算小齿轮上的名义转矩：
选取载荷系数K,按表6-4取K=，
选取齿宽系数，参照表6-6取=
初选螺旋角β=120
确定齿数取Z1=20,则Z2=iZ1=×20=93
计算当量齿数Zv1=
Zv2=
取齿形系数YF，YF1=,YF2=
选取应力修正系数YS，YS1=，YS2=
比较与：
=
=
因>，故取=代入公式。
计算法向模数
=
=1.680mm
按表6-1选取标准模数mn=2mm
确定中心距
mm
取a=120mm。
确定螺旋角
确定齿宽
取b1=65mm，b2=60mm。
齿轮参数汇总如下：
分度圆直径
齿根高：
齿根圆直径：
（3）验算齿面强度
验算公式为
将各参数的值代入上式可得
=mm2<[σH]。
验算结果：
齿面强度满足要求。
六、轴的设计计算
①高速轴的计算
选用45#调质，硬度217~255HBS
初步计算最小直径
式中A为扭转应力系数，取118~107
这里A取110
P为轴传递的功率
n为轴的转速970r/min
考虑有键槽，将直径增大5%，则
d=×（1+5%）mm=28.51mm
取d=30mm
②低速轴的计算
选用45#调质，硬度217~255HBS
初步计算最小直径
式中A取118~107
这里A取110
P为轴传递的功率
n为轴的转速min
考虑有键槽，将直径增大5%，则
d=×（1+5%）mm=46.97mm
又有经验值d=（~）a=~61.5mm
圆整d=50mm
七、联轴器的选型
①联轴器传递的计算转矩
TC=KA×T=KA×T0=×=
T为传递的名义转矩；KA为工作情况系数，其值根据原动机和工作机的性质相应选取。
由于电动机直径D=48mm，考虑选择弹性套销联轴器，查表：
选HL3型连轴器，其公称转矩T0=630>,轴孔直径dmin=30mm，dmax=48mm，适合。
HL3型弹性套销联轴器
主动端：
J型孔，C型键槽，dz=48mm，L=112mm
从动端：
J型孔，B型键槽，d2=30mm，L=82mm
表示如下：
JC48×112
HL3联轴器——GBT5014-1985
JB30×82
八、轴的校核
1高速轴的校核
①受力分析
已知输出转距T＝＝×103
轴材料45号刚，调质处理，节圆直径：
d＝40.89mm
圆周力
径向力
轴向力
齿轮上的力Ft，Fr，Fr均简化到轴线上，产生Tt，Ta分别为
②求V面内支反力RAV、RBV
轴在V面内
L1＝50.5mm
L2＝73.5mm
由有：
由有：
Mvc＝RBV×L2＝2130×103
③轴在水平面内
由有：
由有：
得
④判定危险截面
查表得，按查表得，
。
则折算系数为：
由得
⑤验算危险截面强度
危险截面直径
满足要求。
F=12kN
V=1.0m/s
P=64mm
Z=9
η1=
η2=
η3=
η4=
η5=
η总=
P工作=
电动机型号
Y180L-6
n牵引链＝min
i总=
i牵引链=2
i减=
n0=970r/min
nI=970r/min
nII=min
nIII=min
P0=KW
PI=
PII=
PIII=
T0=N·m
TI=N·m
TII=N·m
TIII=·m
σFlim1=370N/mm2
σFlim2=370N/mm2
σHlim1=1440N/mm2
σHlim2=1440N/mm2
[σF1]=494N/mm2
[σF2]=494N/mm2
[SH1]=1152N/mm2[SH2]=1152N/mm2
T1=N·m
K=
=
β=120
Z1=20Z2=93
Zv1=
Zv2=
mn=2
a=120mm
b=60mm
b1=65mm
b2=60mm
A=110
P=
n=970r/min
d=30mm
A=110
P=
n=min
dmin≥44.73mm
d=50mm
TC=
L1＝50.5mm
L2＝73.5mm
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