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1、一、概述一、概述题目：带式运输机传动装置的设计。带式动输机传动示意图如下：已知带式动输机两班制工作，连续单向运转，工作有轻微振动，使用年限为 10 年，使用动力为三相交流电，电压 380/220V，运输带速度允许误差为5%。带式输送机的传动效率为 0.96，由一般机械厂小批生产，带的拉力和工作速度及卷筒直径如下：运输带工作拉力 F/N4000运输带的工作速度/（m/s）1.6卷筒直径 D/mm400输送带毂轮传动效率是 0.96，两班，单向运转，工作载荷平稳，使用寿命8 年，每年 300 天，中等批量生产。允许输送带速度误差为5。2、设计要按通用零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律进行；要
2、充分利用机械设计的工具书（手册、图册、标准、规范等） 。3、装配图应明确地表示出传动装置各部分结构形状、尺寸及配合关系、技术特性表及技术要求，零件编号、明细表和标题栏等。装配图结构及标准件的画法严格按机械制图有关标准。4、说明书的编写要符合学院课程设计的要求格式，设计过程有充分的理论支持，科学合理，思路清晰；计算过程使用公式正确，各参数选择及相关修正系数等来源有据可查，所用计量单位均应符合有关标准和法定计量单位。绘制的图样、尺寸标注等符合国家标准。二、传动装置的总体设计二、传动装置的总体设计2.1 确定传动方案确定传动方案拟定带式动输机传动方案如下图：1 电动机 联轴器 减速器 带式运输机该工
3、作机运动较平稳，载荷变化不大，采用圆锥圆柱齿轮减速器这种简单传动结构，能使传动效率高，结构紧凑。采用闭式齿轮传动能有效防尘，保证润齿轮润滑的良好。圆锥圆柱齿轮减速，是减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象.2.2 选择电动机选择电动机1.类型：Y 系列三相异步电动机；2.功率选择：计算工作机所需功率：4000 1.66.410001000wFvpKW工作机所需转速：6060 1.6 100076.43/ min3.14 400vnRD电机所需功率：;W dPP23 1230.8
4、7w 其中，为滚筒效率，0.96W联轴器效率，0.991为齿轮效率，0.972为轴承效率，0.993所以 6.4=7.360.87W dPPkW3.电机转速选择输送机工作转速76.43 / minwnr电机同步转速选：1000；n/minr4.电机型号确定所以查表选电机型号为：Y160M-6电机参数：额定功率：5.5 Kw，满载转速：970mp mn/minr2.3 计算传动装置的总传动比及分配各级传动比计算传动装置的总传动比及分配各级传动比总传动比和各级传动比分配：97012.776.43mwnin总其中： 为高速级传动比，为低速级传动比，且，1i2i10.25ii取：；123.18,4ii
5、2.4 计算传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数1）高速轴：；117.5 0.997.425mPPkW；1970 /minnr；1 1 1955073.1PTN mn2）中间轴：；223 17.13PPkW ；211/305 / minnnir；2 2 29550223.25PTN mng3）低速轴：；32326.85PPkW ；322/76.25 / minnnir；3 3 39550857.9PTN mn综合以上数据，得表如下：轴名效率 P （KW） 转矩 T （Nm）转速 n r/min传动比电动机轴7.59701I 轴7.42573.19703.18II 轴7.1322
6、3.253054III 轴6.85857.976.25三、传动件的设计计算三、传动件的设计计算3.1 高速级齿轮传动设计（锥齿传动）高速级齿轮传动设计（锥齿传动）一、选择齿轮材料和精度等级选择齿形制 GB12369-90，齿形角o20小锥齿轮悬臂布置。材料均选取 45 号钢调质。小齿轮齿面硬度为 250HBS，大齿轮齿面硬度为 220HBS。精度等级取 8 级。试选小齿轮齿数122z 22 13.18 2269.96zi z取270z 调整后2 2 1703.1822ziz二、按齿面接触疲劳强度设计齿面接触疲劳强度设计公式21312 22.92()(1 0.5)E t HRRZKTdi(1)
7、试选载荷系数：。8 . 1tK(2) 计算小齿轮传递的扭矩：31 1 1955073.1 10PTN mmn(3) 取齿宽系数：30. 0R(4) 确定弹性影响系数：由表，218 .189 MPaZE(5) 确定区域系数：查图得，标准直齿圆锥齿轮传动：5 . 2HZ(6) 根据循环次数，计算应力循环次数：8 126060 960 2 10 300 88.9 10hNn jL 81 2 23.17 10NNi(7) 查得接触疲劳寿命系数：，10.94HNK95. 02HNK(8) 查得疲劳极限应力：，MPaH6001limMPaH5702lim(9) 计算接触疲劳许用应力，取失效概率为 1%，安
8、全系数，1.0HS，1lim1 1564HNH H HKMPaS2lim2 2541.5HNH H HKMPaS(10)由接触强度计算出小齿轮分度圆直径：， 182.5tdmm则11(1 0.5)98.85 (1 0.5 0.3)84.02mtRddmm齿轮的圆周速度1 11.36/60 1000md nvm s（11）计算载荷系数：a：齿轮使用系数，查表得25. 1AKb：动载系数，查图得17. 1vKc：齿间分配系数，查表得1FHKKd：齿向载荷分布系数 beHFHKKK5 . 1查表得，所以25. 1beHK875. 1FHKKe：接触强度载荷系数1.25 1.17 1 1.8752.7
9、4AvHHKK K KK (1)按载荷系数校正分度圆直径311/94.9ttddKKmm114.31dmmmz取标准值，模数圆整为mmm5（12）计算齿轮的相关参数，11110dmzmm22350dmzmm，1 1 2arctan17.45z z219072.55o221 1()1 183.442z zRdmm （13）确定齿宽：55.03RbRmm圆整取1260bbmm三、校核齿根弯曲疲劳强度（1）载荷系数74. 2K（2）当量齿数，1 1 123.1cosvzz2 2 2233.43cosvzz（3）查表得，77. 21FaY56. 11SaY18. 22FaY79. 12SaY（4）取安
10、全系数1.2FS 由图得弯曲疲劳寿命系数，92. 01FNK9 . 02FNK查图得弯曲疲劳极限为：，MPaFE4401MPaFE4252许用应力11 1337.33FNFE F FKMPaS22 2318.75FNFE F FKMPaS（5）校核强度，由3式 10-23)5 . 01 (2221 F RSaFa FzbmYYKT计算得11159.79FFMPa2226.2FFMPa可知弯曲强度满足，参数合理。3.2 低速级齿轮传动设计低速级齿轮传动设计一、 选精度等级、材料及齿数1.为提高传动平稳性及强度，选用斜齿圆柱齿轮2.小齿轮材料：45 钢调质 HBS1=240接触疲劳强度极限MPa
11、6001limH弯曲疲劳强度极限 Mpa 1550FE大齿轮材料：45 号钢正火 HBS2=200接触疲劳强度极限 MPa lim2500H弯曲疲劳强度极限 Mpa 3802FE3.精度等级选用 7 级精度4.初选小齿轮齿数241Z大齿轮齿数 Z2 = Z1= 244=96 取 96hi 5 初选螺旋角14t二、按齿面接触强度设计计算公式：mm 321 112 HHEdt tZZ uuTKd1.确定公式内的各计算参数数值初选载荷系数6 . 1tK小齿轮传递的转矩 Nmm1223.25TT齿宽系数 0 . 1d2.材料的弹性影响系数 Mpa1/2 8 .189EZ3.区域系数 433. 2HZ，
12、 10.7887. 02121.654.应力循环次数8 12609.9 10hNn jL881 29.9 102.47 104hNNi接触疲劳寿命系数 10.92HNK95. 02HNK接触疲劳许用应力取安全系数.1HS1lim1 10.92 600 5521.HNH HKMPaS2lim2 20.95 550 522.51.0HNH HKMPaS取 522.5HMpa5.计算（1）试算小齿轮分度圆直径td123121() tHE t dHK TZZudu 232 1.6 2232504 12.433 189.8()1.0 1.654522.5 75.05 （2）计算圆周速度m/s175.05
13、 3051.260 100060 1000td nv（3）计算齿宽 b 及模数 mntmm11.0 75.0575.05dtbd11cos75.05 cos143.0424t ntdmZ2.252.25 3.046.84nthmmmb/h=10.994计算纵向重合度=2.093（5） 计算载荷系数 HHVAHKKKKK1. 使用系数 AK根据电动机驱动得1.25AK 2.动载系数 VK根据 v=1.47，7 级精度，取1.1VK 3.按齿面接触强度计算时的齿向载荷分布系数 HK根据小齿轮相对支承为非对称布置、7 级精度、=1.0、 mm，d75.05b 得 bKddH3221023. 0)6
14、. 01 (18. 012. 1=1.4274.按齿根弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数FK根据 b/h=10.99、1.427HK1.43FK5.齿向载荷分配系数、HKFK假设，根据 7 级精度，软齿面传动，得mmNbFKtA/100/ 1.4HFKK=2.75HHVAHKKKKK（6）按实际的载荷系数修正所算得的分度圆直径 1dmm3311/75.052.74/1.689.8tHtddKK（7） 计算模数nm22 11cos89.8 cos 143.5224ndmzo三、按齿根弯曲强度设计3max2 12cos2 FSaFadnYY ZYKTm1. 确定计算参数（1）计算载荷系数 K 2.75AVFFKKKKK（2）螺旋角影响系数 Y根据纵向重合系数，得0.882.093Y（3）弯曲疲劳系数 KFN由图得10.85FNK20.88FNK（4）计算弯曲疲劳许用应力 F取弯曲疲劳安全系数 S=1.2 11 1 354.17FNFE FKMPaS22 2 278.67FNFE FKMPaS（5）计算当量齿数 ZV取 2727.2614cos24 cos331 1ZZV2 23105.09cosVZZ
