带式运输机的减速传动装置 设计书.docx
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带式运输机的减速传动装置设计书
带式运输机的减速传动装置设计书
第一章设计题目及主要技术说明
一、设计题目：
带式运输机的减速传动装置设计
二、主要技术说内容：
1、设计单级圆柱齿轮减速器
2、工作条件：
1使用年限５年，工作为双班工作制，单向传动；
2载荷有轻微振动；
3运输煤、盐、砂、矿石等松散物品
3、原始数据：
滚筒圆周力F=1621N；
带速V=2.695m/s；
滚筒直径D=260mm；
第二章结构设计
计算及说明
结果
2.1传动方案拟定
1、设计单级圆柱齿轮减速器
2、工作条件：
使用年限５年，工作为一班工作制，载荷平稳，环境清洁。
3、原始数据：
滚筒圆周力F=1621N；
带速V=2.695m/s；
滚筒直径D=260mm；
方案拟定：
采用一级圆柱齿轮传动（传动比3~6），承载能力和速度范围大、传动比恒定、轮廓尺寸小、工作可靠、效率高、寿命长。
，同时由于弹性联轴器传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应本次设计转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。
1.电动机2.连轴器3.圆柱齿轮减速器
4.连轴器5.滚筒6.运输带
2.2电动机选择
1、电动机类型和结构的选择：
选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。
2、电动机容量选择：
电动机所需工作功率为：
式
（1）：
Ｐd＝ＰＷ／ηa（kw）由式
（2）：
ＰＷ＝ＦV/1000（KW）
因此 Pd=FV/1000ηa（KW）
由电动机至运输带的传动总效率为：
式中：
η1、
、η3、η4、η5分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率。
因未选用带传动η1取1
取
＝0.98，
=0.975，
=0.99
则：
η总=1×0.98３×0.975×0.99×0.96
=0.925
所以：
电机所需的工作功率：
Pd=FV/1000η总
=（1621×2.965）/（1000×0.925）
=4.7235（kw）
3、确定电动机转速
卷筒工作转速为：
n卷筒＝60×1000·V/（π·D）=（60×1000×2.695）/（260·π） =198.064r/min
根据手册Ｐ７表１推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围
=3～６。
则总传动比理论范围为：
＝3～6。
故电动机转速的可选范为:
=
×
=（3～6）×198=594.18～1188r/min
则符合这一范围的同步转速有：
750、1000r/min
圆柱传动轮的主要性能参考至机械设计指导书P7页
主要参数：
一级圆柱齿轮传动齿轮，
直齿传递功率≤750KW，
闭式效率0.96~0.99，
传动比一般范围为3~7
电动机计算公式及传动效率引自机械设计指导书11~14页
电动机技术数据引至设计指导书P145
n卷筒=198.064r/min
根据容量和转速，由相关手册查出三种适用的电动机型号：
（如下表）
方案
型号
额定功率
电动机转速
（r/min）
堵转转矩
最大转矩
传动装置传动比
同步转速
满载转速
总传动比
减速器
1
Y132M2-6
5.5
1000
960
2.0
2.0
4.848
4.848
2
Y160M2-8
5.5
750
720
2.0
2.0
3.636
3.636
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器传动比，可见第1方案比较适合。
此选定电动机型号为Y132M2-6，其主要性能：
电动机主要外形和安装尺寸：
中心高
H
外形尺寸
L×（AC/2+AD）×HD
底角安装尺寸
A×B
地脚螺栓孔直径
K
轴伸尺寸
D×E
装键部位尺寸
F×GD
132
520×345×315
216×178
12
28×80
10×41
2.3确定传动装置的总传动比和分配级传动比：
由选定的电动机满载转速
和工作机主动轴转速n
1、可得传动装置总传动比为
（式中
、
分别为带传动和减速器的传动比）
电动机技术数据引至设计指导书P145
电动机的安装及外形尺寸引至指导书P146
减速器传动比
2.4传动装置的运动和动力设计：
将传动装置各轴由高速至低速依次定为Ⅰ轴，Ⅱ轴，......以及
，......为相邻两轴间的传动比
，......为相邻两轴的传动效率
，......为各轴的输入功率（KW）
，......为各轴的输入转矩（N·m）
......为各轴的输入转矩（r/min）
可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数
1、运动参数及动力参数的计算
（1）计算各轴的转数：
Ⅰ轴：
=
/
=960/1=960r/min
为发动机满载转速
为电动机至I轴转速
Ⅱ轴：
=
/
=960/4.848=198.02r/min
卷筒轴：
=
=198.02r/min
由指导书的表1得到：
η1=0.96
η2=0.98
η3=0.97
η4=0.99
Ⅰ轴转数：
=960r/min
轴转数：
n
=198.02r/min
（2）计算各轴的输入功率：
Ⅰ轴：
=5×0.9925=5.45875（KW）
Ⅱ轴：
=5.256（KW）
卷筒轴：
=
=5.25
=5.15（KW）
（2）计算各轴的输入转矩：
电动机输出电动机轴输入转矩为：
Td=9550·Pd/nm=9550×5.5/960
=54.714N·m
Ⅰ轴：
=
=54.3N·m
Ⅱ轴:
PⅡ=PⅠ×η12=PⅠ×η2×η3
=120.33×4.44×0.98×0.99=518.34N·m
卷筒轴输入轴转矩：
TⅢ=TⅡ·η0·η1
=54.30
4.848
0.9628
=253.472N·m
（3）计算各轴的输出功率：
由于Ⅰ～Ⅱ轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率：
卷筒轴转数：
n
I=198.02r/min
Ⅰ轴输入功率：
PⅠ=5.45875（KW）
Ⅱ轴输入功率：
=5.256（KW）
卷筒轴入功率
=5.15（KW）
Ⅰ轴输入转矩：
=54.3N·m
Ⅱ轴输入转矩：
=518.34N·m
卷筒轴输入轴转矩：
TⅢ=253.472N·m
Ⅰ轴输出功率：
=5.39KW
故：
=5.46×0.9925
=5.39KW
=PⅡ×η轴承
=4.23×0.98
=4.02KW
（4）计算各轴的输出转矩：
由于Ⅰ～Ⅱ轴的输出转矩分别为输入转矩乘以轴承效率：
则：
=54.3×0.9925
=53.62N·m
=253.47×0.963
=250.30N·m
综合以上数据，得表如下
轴名
效率
转矩T（N·m）
转速n
传动比i
效率
P（KW）
r/min
η
输入
输出
输入
输出
电动机轴
5.5
54.7
960
1
0.993
Ⅰ轴
5.46
5.39
54.3
53.6
960
4.845
0.963
Ⅱ轴
5.26
5.19
253.47
250
198.02
1
0.993
卷筒轴
5.15
5.09
248.43
245
198.02
：
Ⅱ轴输出功率：
=4.02KW
Ⅰ～Ⅱ轴的输出转矩
=53.62N·m
=250.30N·m
2.5、齿轮传动的设计：
（1）、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。
按图所示传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，运输机为一般工作机器，速度不高，故选7级精度（GB10095-88）
小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面，小齿轮的材料为40号钢调质，其硬度为HBS1=241~286,取280HBS，大齿应比小齿轮硬度低，选用40号钢调质，齿面硬度为240HBS。
（2）、齿数选择
因为，闭式软齿面齿轮传动，
=20~40，取24
大齿轮齿数
=i·
=116.352取116
=117/24=4.833,与原要求仅差
满足要求
（3）按齿面接触疲劳强度计算
计算小齿轮分度圆直径
d1≥
确定各参数值
载荷系数查课本表6-6取K=1.2
小齿轮名义转矩
T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×5.39/960
=5.36×104N·mm
材料弹性影响系数
由课本表6-7ZE=189.8
区域系数ZH=2.5
确定许用接触应力
=550Mpa
寿命系数KHN=
齿轮齿面硬度及接触疲劳强度引至机械设计书P109表8-7
载荷系数引至机械设计教材表6-6,P77
齿面接触疲劳强度计算公式引至机械设计教材P113~114
NO=30（HBS2）2.4=30（240）2.4=1.55
107
齿宽系数选择
展开式单击齿轮传动，所以齿轮相对值承只能对称布置，0.9~0.14选取
为1.0
许用应力查课本图6-21（a）
查表6-8按一般可靠要求取SH=1
则
取两式计算中的较小值，即［σH］=550Mpa
于是d1≥
=
=46.068mm
4、模数计算
m=d1/Z1≥46.068/24=1.92
（3）按齿面接触疲劳强度计算
由机械设计教材书P111，表8-8查得齿形系数YFa1=2.67,YFa2=2.17
弯曲疲劳极限应力
按齿面接触疲劳强度计算得
d1=46.068mm
模数m=1.92
齿形系数由机械设计教材书P111，表8-8查得
查表8-6，取SF=1.3，计算弯曲疲劳寿命系数
因为N=2.86×108>1.55×107,故KFN=1。
则
计算大小齿轮的
并进行比较
由于
较大，故用此代入
=
=1.4785
（4）由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度的模数，由于齿轮模数m的大小取决于弯曲其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，可取由弯曲强度算得的模数1.322并取标准模数1.5。
按接触强度求d1。
（5）由实际的载荷系数校正所得的分度圆直径
圆周速度
由机械设计基础教程P194，表10-8，v=2.19m/s,7精度得Kv=1.08
直齿轮，Kha=Kfa=1
表10-2，使用系数KA=1
由表10-4，用差值法查得7精度，小齿轮响度支撑对称分布式，KHb=1.310
按齿面接触疲劳强度计算得m=1.4785
由
，KHB=1.310
查图10-13的KFB=1.28
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