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1、带 式 运 输 机 的 传 动 装 置 的 设 计书工作条件：带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷有轻微冲击；输送带工作速度v的允许误差为5；二班制（每班工作8h），要求减速器设计寿命为8年，大修期为23年，中批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。已知数据：传动带的圆周力：F=3600 N带速：v=1.3 m/s滚筒直径：400 mm带式运输机的传动装置如图1-1所示 2、传动方案分析初步在课程设计书上给我们给定了如图2-1所示的六种方案： 图2-1首先从总体上考虑一下方案，首先去掉涡轮蜗杆的传动方案，传动效率太低，传动比太大，然后看方案d，其中有根齿轮轴从传动带
2、下面通过，这样对于操作来说就不怎么安全，并且采取两级传动，把两级变速机构分开放置，一个开始一个闭式，不仅占用空间大，而且大大降低了齿轮的使用寿命，也不便于操作。大体上一看仅剩下a、b、c、e三种方案可供选择，由于分组的原因，我就选用方案e来进行分析。3、原动件的选择与传动比的分配3.1 选择电动机的类型按工作要求求选用Y系列三相异步电动机，电压为220V。3.2 选择电动机容量电动机所需工作功率，由公式， 又有根据带式运输机工作机的类型，可取工作机效率传动装置的总效率 由文献【2】的94页可大致得如下参数：联轴器效率，滚动轴承传动效率（一对），闭式圆柱齿轮传动效率，代入得 所得的电动机功率为
3、因载荷平稳，电动机的额定功率大于，查表12-1得，选用的电动机的额定功率为5.5kw。3.3 确定电动机转速卷筒轴工作转速为 两级展开式圆柱齿轮减速器一般传动比为范围为，则总传动比合理范围为，故电动机转速的可选范围为 符合这一范围且且额定功率为4.06kW的同步转速只有。所以电动机就要选用Y132S1-2。3.4 传动比的分配由原始数据可初步测算出总传动比为了传动比合适，减小误差，现提供两种传动比分配方式：和。当I=时，不仅仅润滑好，而且传动平稳些。所以在这里传动比就分配为3.5和3.217两级。 I=111.024 I=3.53.217 4 各轴动力与运动参数4.1 各轴的转速将各轴从高速级
4、到低速级依次编号为轴、轴、轴。式中：电动机的满载转速； 电动机轴至轴的传动比。同理 4.2 各轴的输入功率式中：电动机的实际输出功率（kW）；电动机轴与轴间的传动效率。同理其余类推。4.3 各轴输入转矩式中：电动机轴的输出转矩（Nm），式中： 电动机的实际输出功率（kW）；电动机满载转速（r/min）。所以 其余类推。将上诉结果列表如表2所示，供后面设计计算使用。表 2 各轴的运动和动力参数轴号功率P/kW转矩T/（N.mm）转速n/(r/min)传动比i效率电动机轴2.1714.492143010.99轴2.14814.347 14303.50.9408轴2.02147.7194083.21
5、70.9408轴1.901144.42412710.99工作机轴1275 齿轮的设计与计算5.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数如图5-1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，故选用7级精度等级。材料的选择，由文献【1】中的表10-1选择小齿轮材料为调质钢（40Cr）硬度280HBS，大齿轮材料为调质（45钢）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。选择齿轮齿数，大齿轮的齿数，取整为71.5.2 齿轮1、2的设计对于强度，速度及精度都要求不高的齿轮，应采用软齿面（硬度小于等于350HBS），因此先按齿面接触强度设计，再按翅根弯曲疲劳强度校核。5.2.1
6、 按齿面接触强度设计有文献【1】中的公式（10-9a）进行计算，即5.2.1.1 确定公式中的各计算数值1) 试选择载荷系数2) 计算小齿轮的转矩3) 由文献【1】中的表10-7取齿宽系数，中偏上限值。4）由文献【1】中的表10-6查得材料的弹性影响系数5）由文献【1】中的图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为；大齿轮的接触疲劳强度极限。6） 计算应力循环次数。7） 由文献【1】中的图10-19取接触疲劳寿命系数8) 计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由文献【1】中的式10-12得5.2.1.2 计算1) 计算小齿轮分度圆直径；代入中的较小值2) 计算圆周
7、速度3) 计算齿宽b4) 计算齿宽与齿高之比模数齿高5) 计算载荷系数根据V=3.910m/s,7级精度，由文献【1】的图10-8查得动载荷系数，直齿轮，,由文献【1】的表10-2查得使用系数。由文献【1】的表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对轴承非对称布置 , 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径由文献【1】中的式（10-10a）得7) 计算模数m5.2.2 按齿根弯曲强度设计根据文献【1】中的式（10-5）的弯曲强度的设计公式为： 5.2.2.1 确定公式中的各计算数值1） 根据文献【1】中的图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲强度极限2）根据文献【1】中的图1
8、0-18取弯曲疲劳寿命系数，。3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.45，由文献【1】中的式（10-12）得4）计算载荷系数K5）查取齿形系数根据文献【1】中的表10-5查得，。6）查取应力校正系数根据文献【1】中的表10-5查得，。7）计算大小齿轮的并加以比较大齿轮的数值较大5.2.3 设计计算对比计算结果，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计算的模数，由于齿轮的模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳接触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1.1689并就近圆整为标准值m=1.25mm，按
9、接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数大齿轮的齿数 取整165这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到了结构紧凑避免浪费。5.3 齿轮3、4的设计5.3.1 按齿轮3齿面接触强度设计有文献【1】中的公式（10-9a）进行计算，即5.3.1.1 确定公式中的各计算数值1） 计算齿轮3的转矩（在前面的设计中已算出，也就是轴的转矩）2） 选择载荷系数3） 由文献【1】中的表10-7取齿宽系数4） 由文献【1】中的表10-6查得材料的弹性影响系数5） 由文献【1】中的图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为；大齿轮的接触疲劳强度极限。6） 由文献
10、【1】中的式10-13计算应力循环次数。7） 由文献【1】中的图10-19取接触疲劳寿命系数8） 计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由文献【1】中的式10-12得5.3.1.2 计算1) 计算小齿轮分度圆直径；代入中的较小值2) 计算圆周速度3) 计算齿宽b4) 计算齿宽与齿高之比模数齿高5) 计算载荷系数根据V=1.133m/s,7级精度，由文献【1】的图10-8查得动载荷系数，直齿轮，由文献【1】的表10-2查得使用系数。由文献【1】的表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对轴承非对称布置由，根据文献【1】的图10-13得则有6) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆
11、直径由文献【1】中的式（10-10a）得7） 计算模数m5.3.2 按齿根弯曲强度设计根据文献【1】中的式（10-5）的弯曲强度的设计公式为： 5.3.2.1 确定公式中的各计算数值1）根据文献【1】中的图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲强度极限；2 根据文献【1】中的图10-18取弯曲疲劳寿命系数，。3 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.45，由文献【1】中的式（10-12）得4 计算载荷系数K5 查取齿形系数根据文献【1】中的表10-5查得。6 查取应力校正系数根据文献【1】中的表10-5查得。7 计算大小齿轮的并加以比较大齿轮的数值较大5.3.3 设计计
12、算对比计算结果，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计算的模数，由于齿轮的模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳接触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1.602mm并就近圆整为标准值m=2mm，按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数大齿轮的齿数 。取整为90 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。5.4 几何尺寸计算5.4.1 计算分度圆直径5.4.2计算中心距 因为齿轮孔的尺寸是有与之配合的轴的尺寸的大小决定的，先设计出轴的尺寸在进行齿
13、轮结构的设计。6. 轴结构设计及计算6.1.1轴上的功率P3，转速N3和转矩T3的计算 在前面的设计中得到=1.901kW，=127r/min, 2求作用在齿轮上的力因一直低速极大齿轮上的分度圆直径为mmNN6.1.3 初步确定轴的最小直径根据文献【1】中的式（15-2）初步估算轴的最小直径。选取材料为45钢，调制处理。有文献【1】中的表15-3，取，于是就有输出轴的最小直径也就是安装联轴器处的直径（见图6-2）与联轴器的孔径相适应，故须同时选取连轴器型号。联轴器的计算转矩由文献【1】中的表14-1，考虑到转矩变化很小，故取则：按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，根据文献【2】中P159，选用HL2型弹性柱销联轴器，其公称转矩为315N.m。半联轴器的孔径，故取，半联轴器长度L=82mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度。6.1.4 轴的结构设计6.1.4.1拟定轴上零件的装配方案由于在此轴上只有一个齿轮，左边需空出一长段给其他轴上的齿轮留下空间，由文献【1】P368所述，故采用文献中的图15-22a所示装配方案。6.1.4.2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度方案。1）为了满足半联轴器的轴向定位要求，-轴段右端需制出一轴肩，轴肩高度h=(0.07-0.1)d,故取-段的直径；左端
