课程设计---带式运输机二级展开式圆柱齿轮减速器.docx

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设计题目 带式运输机二级展开式圆柱齿轮减速器

目录

一、设计任务书…………………………..………………………..…（3）二、动力机的选择…………………………..……………………..…（4）三、计算传动装置的运动和动力参数…………………………....…（5）四、传动件设计计算（齿轮）………………………………………（6）五、轴的设计……….……….……….………........………..……（12）六、滚动轴承的计算………………………………………..…..…..（20）七、连结的选择和计算……………………………….……….……（21）八、润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择…………………..（22）九、箱体及其附件的结构设计…………………………….….…..（22）十、设计总结…..…………………………………………………….（23）十一、参考资料.…………………….…………………………….…（23）

题目：

带式运输机的传动装置的设计

1带式运输机的工作原理

（二级展开式圆柱齿轮减速器带式运输机的传动示意图）

2工作情况：

已知条件

1）工作条件：

一班制，连续单向运转，载荷平衡，室内工作，有灰尘，

2）

3）使用折旧期；10年；

4）检修间隔期：

三年一次大修

5）动力来源：

电力，三相交流电，电压380/220V；

6）运输带速度容许误差：

±5%；

7）制造条件及生产批量：

一般机械厂制造，小批量生产。

题号 1

参数

运输带工作拉力F/KN运输带工作速度v/（m/s）卷筒直径D/mm

1500

1.1

220

3原始数据

注：

运输带与卷筒之间卷筒轴承的摩擦影响已经在F中考虑。

二

动力机选择 因为动力来源：

电

力，三相交流电，

9

电动机型号

额定功率/KW

满载转速

r/min

堵转 额定 最大转矩 转矩 转矩

额定 质量转矩 /Kg

Y100L2­4,

3.0 1430 2.2 2.3 38

电压380/220V；所以选用常用的封闭式系列的 ——交流电动机。

1．电动机容量的选择

1）工作机所需功率Pw由题中条件查询工作情况系数KA

（见[1]表8­6），查得KA=1.3

设计方案的总效率 n0=n1*n2*n3*n4*n5*n6…nn

本设计中的

h联——联轴器的传动效率（2个），h轴——轴承的传动效率（4

对），

h齿——齿轮的传动效率（2对），本次设计中有8级传动

效率 其中h联

=0.99（两对联轴器的效率取相等）

h轴承123=0.99（123为减速器的3对轴承） h轴承4=0.98（4为

卷筒的一对轴承）

h齿=0.95（两对齿轮的效率取相等）

h =ηη3 η2η’η

0.99*0.993*0.952*0.99*0.98=0.8

总 联轴承123

41

齿联轴承4

h总=0.8411

2）电动机的输出功率 Pw=2.1889kKW

Pw=kA*

FV =2.1889KW

1000h轴承4



Pd＝2.60228KW

Pd＝Pw/h总，h总=0.84110

Pd＝2.1889/1.84110=2.60228KW

2．电动机转速的选择

由v=1.1m/s 求卷筒转速nw



nw=95.496r/min

V= pdnw

60*1000

=1.1 →nw=95.496r/min

nd＝（i1’²i2’…in’）nw

有该传动方案知，在该系统中只有减速器中存在二级传动比i1,i2，其他传动比都等于1。

由[1]表13­2知圆柱齿轮传动比范围为3—5。

所以 nd=（i1*i2）nw=[32，52]*nw

所以nd的范围是（859.88，2388.75）r/min，初选为同步转速为1430r/min的电动机

3．电动机型号的确定

由表12­1[2]查出电动机型号为Y100L2­4,其额定功率为3kW，满载转速1430r/min。

基本符合题目所需的要求。



电机Y100L2­4

三计算传动装置的运动和动力参数

传动装置的总传动比及其分配

1．计算总传动比

由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为：

i总＝nm/nw nw＝95.496 nm=1430r/min i＝14.974

2．合理分配各级传动比

由于减速箱是展开式布置，所以i1＝（1.3­1.5）i2。

因为i＝14.974，取i＝15，估测选取i1=4.8i2=3.2速度偏差为0.5%，所以可行。

3各轴转速、输入功率、输入转矩转速的计算电动机转轴速度 n0=1430r/min

高速In1=nm=1430r/min中间轴IIn2=n1=297.92r/min



传动比15

i1=4.8 i2=3.2

各轴速度

i0 i1

低速轴III n3=n2=93.1r/min 卷筒n4=93.1r/min。

各轴功率

i2

n0=1430r/minn1=1430r/minn2=297.92r/minn3=93.1r/minn4=93.1r/min

电动机额定功率P0=Pd*h01=3Kw（n01=1）

高速I P1=P0*n12=P0*n联n轴承

=3*0.99*0.99=2.9403Kw

（n12=

n联n轴承=0.99*0.99=0.98）

各轴功率

P0=3Kw

中间轴II P2=P1h23=P1*n齿*n轴承=2.9403*0.95*0.99=2.7653Kw（n23=n齿n轴承=0.95*0.99=0.94）

P1=2.9403

P2=2.7653KwP3=2.600Kw

低速轴III P3=P2*n34=P2*n齿n轴承



=2.7653*0.95*0.99=2.600Kw

P4=2.523Kw

（n34=

n齿n轴承=0.95*0.99=0.94）

卷筒 P4=P3*n45=P3*n联n轴承=2.600*0.98*0.99=2.523Kw

（n45=n联n轴承=0.98*0.99=0.96）



各轴转矩电动机转轴T0=2.2N·m

高速I

T1=9550*P1=9550*2.9403=19.634N·m

n1

1430

中间轴II T2=

9550*P2

n

=

1

9550*2.7645

297.930

=88.615N·m

低速轴III T3=

9550*P3

n

=

3

9550*2.5748=264.118N·m

93.1

卷筒

T4=

9550*P4 9550*2.4980

n4

=

93.1

=256.239N·m

其中

T=9550

P

d

d

nd

（n*m）

项目

电动机

高速轴I 中间轴II 低速轴III

卷筒

转速

（r/min）功率（kW）转矩

（N²m）传动比效率

四传动件设计计算（齿轮）

A高速齿轮的计算

输入功率 小齿轮转

速

1430r/min

齿

比

4.8

数 小齿轮转矩

2.9403KW

19.643N²

m

载荷

系数

1.3

1．选精度等级、材料及齿数

1）材料及热处理；

选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45

钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。

2）精度等级选用7级精度；

3）试选小齿轮齿数z1＝20，大齿轮齿数z2＝96的；

2．按齿面接触强度设计

因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算。

按式（10—21）试算，即

3

dt≥2.32*

KtTu+1æ

ZE

ö

2

φ

ꞏ

d

u

ç[σ ]÷

è

H

ø

各轴转矩

T1=19.634N·mT=88.615Nm

2 ·

T3=264.118N·mT4=256.239N·m

轴

1430

1430

297.92

93.1

93.1

3

2.79329

2.628

2.4204

2.4204

2.2

19.654

88.6177

264.1175

256.2395

1

1

4.8

3.2

1

1

0.98

0.94

0.94

0.96

7级精度；

z1＝20z2＝96

3．确定公式内

的各计算数值

1）

（1）试选Kt＝1.3

（2）由[1]表10－7选取尺宽系数φd＝1

（3）由[1]表10－6查得材料的弹性影响系数ZE＝189.8Mpa

（4）由[1]图10－21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极σHlim1＝600MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2＝550MPa；

（5）由[1]式10－13计算应力循环次数N1＝60n1jLh＝60³1430³1³（2³8³365³8）＝4³10e9

N2＝N1/4.8＝8.35³10e8

此式中j为每转一圈同一齿面的啮合次数。

Ln为齿轮的工作寿命，单位小时

（6）由[1]图10－19查得接触疲劳寿命系数KHN1＝0.90；KHN2

＝0.95

（7）计算接触疲劳许用应力

取失效概率为1％，安全系数S＝1，由式（10－12）得[σH]1＝0.90³600MPa＝540MPa

[σH]2＝0.98³550MPa＝522.5MPa



Kt＝1.3

φd＝1

N1＝4³10e9N2＝8.35³10e8

KHN1＝0.90KHN2＝0.95

S＝1

[σH]1＝540MPa[σH]2＝522.5MPa

2）计算

3

KtT1

φd u

ꞏ

u+1æ

2

ç ÷

ZE

ö

è[σH]ø

3

1.3´19.6543´1034.8+1æ189.8ö

2

1

ꞏ

4.8ç522.5÷

è

ø

（1）试算小齿轮分度圆直径d1td1t≥2.32*

=2.32*

（2）计算圆周速度



=37.043



d1t=37.043

v=2.7739

b=37.043mm

v=πd1tn260´1000

π´37.043=2.7739

=