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1、- 1 -计算过程及计算说明一、传动方案拟定题目：设计一台冶金、矿山用带式输送机传动装置中的一级展开式渐开线圆柱齿轮减速器（1） 工作条件：皮带式输送机单向运转，有轻微的振动，两班制工作，使用年限 10 年，总传动比允许相对误差小于 5%。每年工作 300 天。（2） 原始数据：输送带拉力 F=1900N；带速 V=1.00m/s；滚筒直径D=330mm。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（工作要求：连续工作机器）2、电动机功率选择：（1）传动装置的总功率： 总 = 带 4 齿轮轴承 齿轮 联轴器 筒= 0.950.9840.980.990.96= 0.8(2) 电机
2、所需的工作功率：P d =FV/1000 总 =19001.00/10000.8=2.375KW3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n 筒 =601000V/D=6010001.00/ 330=57.9r/min按课程设计任务书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Ia=24。取 V 带传动比 I0=24，则总传动比理时范围为 Ia=416。故电动机转速的可选范围为 nd=Ian 筒 =（416）-=327.561510.24r/min，符合这一范围的同步转速有 750 r/min、1000 r/min、和 1500r/min。根据容量和转速，由指导书附表 10 查出有三种
3、适用的电动机型号，其技术参数及传动比的比较情况见下表：表 1 传动比方案电动机转速（r/min） 传动装置的传动比传动比方案 电动机型号 额定功率（KW） 同步转速满载转速总传动比V 带传动减速器结 果F=V=D=n 滚筒 = 总 =Pd=- 2 -1 Y160M1-8 4 750 720 9.42 2.36 42 Y132M1-6 4 1000 960 12.572.51 53 Y112M-4 4 1500 1440 18.853.77 54、确定电动机型号综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比，可知方案-比较合适（在满足传动比范围的条件下，有利于提高齿轮转速，便于箱
4、体润滑设计）。因此选定电动机型号为- ，额定功率为 Ped =-KW，满载转速 n 电动 =-r/min。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 =1440/81.89=17.582、分配各级传动比（1） 据指导书 P7 表 1，取齿轮 i 齿轮 =5（单级减速器 i=36 之间取3.15、3.55、4、4.5、5、5.6 合理，为减少系统误差，取整数为宜）（2） i 总 =i 齿轮 i 带i 带 =i 总 /i 齿轮 =四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）nI=n 电动 / i 带 =nII=nI/ i 齿轮 =2、计算各轴的功率（K
5、W）PI=Pd 带 =PII=PI 齿轮轴承 齿轮 =3、计算各轴扭矩（Nmm）Td = 9550Pd / n 电动 =TI=9550PI/nI=TII=9550PII/nII=五、标准直齿圆柱齿轮传动设计计算（1）选择齿轮材料及精度等级和齿数考虑减速器传递功率不大，按课本 P191 表 10-1 及 10-4 选，以齿轮采用软齿面。电动机型号Ped=n 电动 =i 总 =i 齿轮 =i 带 =nI=nII=PI=PII=Td=TI=TII=- 3 -小齿轮选用- 钢，表面淬火，齿面硬度为- 。大齿轮选用-钢，表面淬火，齿面硬度-；一般齿轮传动，选用- 级精度。齿面精糙度 Ra1.63.2m。
6、取小齿轮齿数 Z1=-。则大齿轮齿数：Z 2= i 齿 Z1=5-=（2）按齿根弯曲疲劳强度设计由课本 P216 式（10-17 ）m n12.4 (kT1/dZ12 YFS/ FP) 1/3 确定有关参数如下：载荷系数 k 由课本 P196 取 k=-初选螺旋角 =-小齿轮传递扭矩 T1 T1=9550P1/n1=由教材表 10-7 取齿宽系数 d=齿根弯曲疲劳极限 Flim， 由课本 P207 图 10-20 查得：Flim1=-Mpa Flim2=-Mpa许用弯曲应力 FPFP1=1.4Flim1=-Mpa FP2=1.4Flim2=-Mpa计算当量齿数 Zv Zv1=Z1/cos3=
7、Zv2=Z2/cos3=复合齿形系数 YFS ：Y FS1=， YFS2=YFS1/ FP1= YFS2/ FP2=计算法面模数得：mn12.4 (kT1/dZ12 YFS/ FP) 1/3 =按机械设计手册，取 mn=-mm（3）确定齿轮传动主要参数及几何尺寸计算中心距：a=m t（Z 1Z 2）/ 2= mn（Z 1Z 2）/ 2 cos=圆整 a=-mm精确计算螺旋角 =arccos mn（Z 1Z 2）/2a=计算分度圆直径 d1=mtZ1= mn Z1 / cos=d2= mtZ2= mn Z2 / cos=计算齿宽 b2=b=dd1= b1=b2+（510）mm=轮齿的受力分析：F
8、t=2T1/d1= Fr=Ft tann/cos=Fa=Ft tan=i 齿 =Z1=Z2=k=T1=d=FP1= FP2= YFS1=YFS2=YFS1/ FP1Y FS2/ FP2mn mn= a=d1= d2= b2=b1=- 4 -Fn=Ft/cosncos=验算齿轮圆周速度 V 齿 =d1n1/601000=由课本 P197 表 10-4 选齿轮传动精度等级 8 级合宜(4)校核齿面接触疲劳强度由课本 P201 式（10-6 ）得 H=20.8103E kT1/bd12（i 齿 1/ i 齿 ）1/2HP确定有关参数和系数传动尺寸影响系数 E 查机械设计手册 E=1齿轮接触疲劳极限
9、Hlim 由课本 P209 图 10-21 查得：Hlim1=-Mpa Hlim2 =-Mpa许用接触应力 HPHP1= 0.9Hlim1 =-Mpa HP2= 0.9Hlim2 =-Mpa 校核计算 H=20.8103E kT1/bd12（i 齿 1/ i 齿 ） 1/2六、减速器的润滑（1）齿轮的润滑V 齿=-m/s-m/s ，采用浸油润滑，浸油高度 h 约为 1/6 大齿轮分度圆半径，取为-mm。侵入油内的零件顶部到箱体内底面的距离 H=-mm。（2）滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为-m/s -m/s ，所以采用润滑脂润滑。结构上增设档油盘（3）润滑油的选择由机械设计手册，齿轮选用全损耗
10、系统用润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用-润滑油。轴承选用 -号通用锂基润滑脂。（4）密封方法的选取选用凸缘式闷盖易于调整，采用毡圈密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。七、轴的设计计算1）输入轴的设计计算1、选择轴的材料，确定许用应力由于设计的是单级减速器的输入轴，旋转方向假设左旋，属于一般轴的设计问题，选用Ft=Fr=Fa=Fn=V 齿 =E=HP=HP2= -MpaH=-MpaHP安全齿轮润滑：选用-润滑油轴承润滑：选用-号通用锂基润滑脂- 5 -钢，硬度-，
11、抗拉强度 b=-Mpa，弯曲疲劳强度 -1=-Mpa。 -1= -Mpa2、估算轴的基本直径根据机械设计手册，取 A=110dA (PI/ n1)1/3=考虑有键槽，将直径增大 5%，则 d1=-(1+5%)mm=由机械设计手册选 d1=-mm2）输出轴的设计计算1、选择轴的材料，确定许用应力由于设计的是单级减速器的输入轴，属于一般轴的设计问题，选用-钢，硬度-，抗拉强度 b=-Mpa，弯曲疲劳强度 -1=-Mpa。 -1= -Mpa2、估算轴的基本直径根据机械设计手册，取 A=105dA (P / n )1/3=考虑有键槽，将直径增大 5%，则 d2=-(1+5%)mm=-mm由机械设计手册
12、选 d2=-mm九、滚动轴承的选择根据条件，轴承预计寿命L=536524=43800 小时（1）输入轴轴承的选择由题目工作条件查课本 P320 表 13-4 和 13-5 选择载荷系数 fP=-，温度系数ft=-已知轴颈 d1=-mm，转速 n1=-r/min，初选 7305B 型角接触球轴承，基本额定动载荷 Cr=- kN，基本额定静载荷 Cor=-kN，e 0=-。（2）、输出轴轴承的选择由题目工作条件查课本 P320 表 13-4 和 13-5 选择载荷系数 fP=-，温度系数ft=-已知轴颈 d2=-mm，转速 n2=-r/min，初选-型角接触球轴承，基本额定动载荷 Cr=-kN，基
13、本额定静载荷 Cor=-kN，e 0=-。十、联轴器的选择b=-1=-1=d1=b=-1=-1=d2=Cr=Cor=- 6 -已知输出轴轴径 d2=-mm，P=-KW，n=-r/min。因为是减速器低速轴和工作机轴相连的联轴器，转速低，传递转矩较大，根据传动装置的工作条件拟选用刚性固定式凸缘联轴器，根据输出轴轴径，拟选 YL7 型凸缘联轴器，由课本P352 公式计算扭矩为：KT=-9550-/-=-因 Tn=- NmTc=-Nm ，所以选-型凸缘联轴器，Tn=- NmTc=-Nm ，轴端直径-mm ，采用内嵌套筒方式衔接输出轴（d1=-mm）。十一、轴的强度计算3、轴的结构设计（1）轴上零件的
14、定位，固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，靠平键和过盈配合实现周向固定。两轴承分别以轴肩和大筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴通过两端轴承实现轴向定位。大带轮轮毂靠轴肩、平键和螺栓分别实现轴向定位和周向固定。（2）确定轴各段直径和长度工段：d 2=-mm 长度取决于联轴器结构和安装位置，根据联轴器计算选择，选取-型-型凸缘联轴器 L1=-mm。h=（23）c 查机械设计手册，取 c=1.5mmII 段:d 2=d1+2h=-+2（13）1.5=-mmd 2=-mme0=Cr=Cor=e0=- 7 -初选用-型角接触球轴承，其
