带式输送机传动装置课程设计第一组数据.docx
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带式输送机传动装置课程设计第一组数据
仅供参考
一、传动方案拟定
第二组第三个数据：
设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器
（1）工作条件：
使用年限10年，每年按300天计算，两班制工作，载荷平稳。
（2）原始数据：
滚筒圆周力F=1.6KN；带速V=1.6m/s；
滚筒直径D=240mm。
运动简图
二、电动机的选择
1、电动机类型和结构型式的选择：
按已知的工作要求和条件，选用Y系列三相异步电动机。
2、确定电动机的功率：
（1）传动装置的总效率：
η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒
=0.96×0.98×0.97×0.98×0.99×o.96
=0.85
（2）电机所需的工作功率：
Pd=FV/1000η总
=1600×1.6/1000×0.85
=3.01KW
3、确定电动机转速：
滚筒轴的工作转速：
Nw=60×1000V/πD
=60×1000×1.6/π×600
=44.59r/min
根据查表得到的合理传动比范围，取V带传动比Iv=2~4，单级圆柱齿轮传动比范围Ic=3~5，则合理总传动比i的范围为i=6~20，故电动机转速的可选范围为nd=i×nw=（6~20）×121.5=729~2430r/min
符合这一范围的同步转速有960r/min和1420r/min。
由查表得出有三种适用的电动机型号。
如下表
方案电动机型号额定功率电动机转速（r/min）传动装置的传动比
KW同转满转总传动比带齿轮
1Y132s-6310009607.932.63
2Y100l2-431500142011.6833.89
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，比较两种方案可知：
方案1因电动机转速低，传动装置尺寸较大，价格较高。
方案2适中。
故选择电动机型号Y100l2-4。
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
Y100l2-4。
其主要性能：
额定功率：
3KW，满载转速1420r/min，额定转矩2.2。
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筒=1420/121.5=11.68
2、分配各级传动比
（1）取i带=3
（2）∵i总=i齿×i带π
∴i齿=i总/i带=11.68/3=3.89
四、运动参数及动力参数计算
1、计算各轴转速（r/min）
nI=nm/i带=1420/3=473.33（r/min）
nII=nI/i齿=473.33/3.89=121.67（r/min）
滚筒nw=nII=473.33/3.89=121.67（r/min）
2、计算各轴的功率（KW）
PI=Pd×η带=2.76×0.96=2.64KW
PII=PI×η轴承×η齿轮=2.64×0.99×0.97=2.53KW
3、计算各轴转矩
Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N?
m
TI=9.55p2入/n1=9550x2.64/473.33=53.26N?
m
TII=9.55p2入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N?
m
五、传动零件的设计计算
1、皮带轮传动的设计计算
（1）选择普通V带截型
由查表可得10-8得：
kA=1.2
PC=KAP=1.2×2.76=3.3
据PC=3.3KW和n1
由图可知：
选用A型V带=473.33r/minKWP=2.76KW
（2）确定带轮基准直径，并验算带速
由查表可得，取dd1=95mm>dmin=75
dd2=i带dd1（1-ε）=3×95×（1-0.02）=279.30mm
由查表可得，取dd2=280
带速V：
V=πdd1n1/60×1000
=π×95×1420/60×1000
=7.06m/s
在5~25m/s范围内，带速合适。
（3）确定带长和中心距
初定中心距a0=500mm
Ld=2a0+π（dd1+dd2）/2+（dd2-dd1）2/4a0
=2×500+3.14（95+280）+（280-95）2/4×450
=1605.8mm
由查表可选取相近的Ld=1600mm
确定中心距a≈a0+（Ld-Ld0）/2=500+（1600-1605.8）/2
=497mm
（4） 验算小带轮包角
α1=1800-57.30×（dd2-dd1）/a
=1800-57.30×（280-95）/497
=158.670>1200（适用）
（5） 确定带的根数
单根V带传递的额定功率.据dd1和n1，查课本图10-9得 P1=1.4KW
i≠1时单根V带的额定功率增量.据带型及i查[1]表10-2得 △P1=0.17KW
查[1]表10-3，得Kα=0.94；查表得KL=0.99
Z=PC/[（P1+△P1）KαKL]
=3.3/[（1.4+0.17）×0.94×0.99]
=2.26 （取3根）
（6） 计算轴上压力
由由查表可得q=0.1kg/m，由单根V带的初拉力：
F0=500PC/ZV[（2.5/Kα）-1]+qV2=500x3.3/[3x7.06（2.5/0.94-1）]+0.10x7.062=134.3kN
则作用在轴承的压力FQ
FQ=2ZF0sin（α1/2）=2×3×134.3sin（158.67o/2）
=791.9N
2、齿轮传动的设计计算
（1）选择齿轮材料与热处理：
所设计齿轮传动属于闭式传动，通常
齿轮采用软齿面。
查表选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度260HBS；大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为215HBS；
精度等级：
运输机是一般机器，速度不高，故选8级精度。
（2）按齿面接触疲劳强度设计
由d1≥（6712×kT1（u+1）/φdu[σH]2）1/3
确定有关参数如下：
传动比i齿=3.89
取小齿轮齿数Z1=20。
则大齿轮齿数：
Z2=iZ1=×20=77.8取z2=78
由表取φd=1.1
（3）转矩T1
T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N?
mm
（4）载荷系数k :
取k=1.2
（5）许用接触应力[σH]
[σH]=σHlimZN/SHmin 由图查得：
σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa
接触疲劳寿命系数Zn：
按一年300个工作日，每天16h计算，由公式N=60njtn计算
N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109
N2=N/i=1.36x109/3.89=3.4×108
查图中曲线1，得ZN1=1 ZN2=1.05
按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0
[σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610Mpa
[σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa
故得：
d1≥（6712×kT1（u+1）/φdu[σH]2）1/3
=49.04mm
模数：
m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm
取标准模数第一数列上的值，m=2.5
（6）校核齿根弯曲疲劳强度
σbb=2KT1YFS/bmd1
确定有关参数和系数
分度圆直径：
d1=mZ1=2.5×20mm=50mm
d2=mZ2=2.5×78mm=195mm
齿宽：
b=φdd1=1.1×50mm=55mm
取b2=55mm b1=60mm
（7）复合齿形因数YFs 由图得：
YFS1=4.35,YFS2=3.95
（8）许用弯曲应力[σbb]
根据课本[1]P116：
[σbb]=σbblimYN/SFmin
由图得弯曲疲劳极限σbblim应为：
σbblim1=490Mpa σbblim2=410Mpa
由图得弯曲疲劳寿命系数YN：
YN1=1 YN2=1
弯曲疲劳的最小安全系数SFmin：
按一般可靠性要求，取SFmin=1
计算得弯曲疲劳许用应力为
[σbb1]=σbblim1YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa
[σbb2]=σbblim2YN2/SFmin=410×1/1=410Mpa
校核计算
σbb1=2kT1YFS1/b1md1=71.86pa<[σbb1]
σbb2=2kT1YFS2/b2md1=72.61Mpa<[σbb2]
故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够
（9）计算齿轮传动的中心矩a
a=（d1+d2）/2=（50+195）/2=122.5mm
（10）计算齿轮的圆周速度V
计算圆周速度V=πn1d1/60×1000=3.14×473.33×50/60×1000=1.23m/s
因为V＜6m/s，故取8级精度合适．
六、轴的设计计算
从动轴设计
1、选择轴的材料 确定许用应力
选轴的材料为45号钢，调质处理。
查表可知：
σb=650Mpa,σs=360Mpa,查表可知：
[σb+1]bb=215Mpa
[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa
2、按扭转强度估算轴的最小直径
单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，
从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为：
d≥C
查表可得，45钢取C=118
则d≥118×（2.53/121.67）1/3mm=32.44mm
考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，取d=35mm
3、齿轮上作用力的计算
齿轮所受的转矩：
T=9.55×106P/n=9.55×106×2.53/121.67=198582N
齿轮作用力：
圆周力：
Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N
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