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1、摘要带式输送机自从发明至今已有一百五十年的历史，仍然被广泛的应用于生产、生活中，被广泛使用在石油、化工、塑料、橡胶、食品、建材、包装、纺织、造纸、轻工、立体停车库和流水线等机械设备领域中。通过本毕业设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，了解减速器的结构设计的步骤及参数选择的原则，熟悉减速器传动的基本原理，熟悉并掌握一套完整的机械传动装置的设计过程。了解减速器的参数数据的选择原则对传动装置效率的影响。由于减速器的结构简单实用，被广泛应用于各行各业中，因此，减速器的使用还有很好的前景。通过本毕业设计，了解减速器的结构设计的步骤及参数选择的原则，熟悉减速器传动的基本原理，并设
2、计了一套完整的电动滚筒传动装置。关键词：带式输送机；减速器设计；主要部件前言随着科学技术的迅速发展，市场竞争日趋激烈，在机械制造中，运输工业已成为国民经济支柱产业之一，其在国民经济中所占比重和作用越来越重要，世界各国经济发展历程证明了这一点。改革开放以来，随着市场经济的发展，商品流通的增加，物质的不断丰富，生活水平的提高，人们在追求商品外在质量提高的同时，主要还是追求商品内在质量提高，保证内在质量就需要快速的运输来实现。近年来人们的消费需求的扩大，运输工业随之迅速发展，在我国国民生产总值中已占到10%以上，与经济发达国家的差距正在逐步缩小。 运输机械在运输工业中的地位十分重要，对运输工业现代化
3、具有举足轻重的作用。它可以提高劳动生产率，改善生产环境，降低生产成本，减少环境污染，增加产品质量，提高产品的档次，增加附加值从而增加市场竞争力，带来更大的社会效益和经济效益。 我国的运输机械发展起步与20世纪40年代末，从改革开放前少数几种水平落后的单机起，到70年代，在借鉴进口设备和技术的基础上，运输机械的生产发生了一个巨大的变化，大量填补国内空白的运输机械问世，品种规格不断增加，出现了大量专业的运输机械生产企业，形成了一批专业化生产的骨干企业。许多研究机构着手研究运输机械，大专院校也纷纷设立运输专业，先后成立了全国性的协会，学会，标准化机构，出版了各种专业期刊，形成了一个独立的运输行业部门
4、，也是原机械工业部管理的14个大行业之一。进入20世纪80年代，除继续增加新品种外。在产品的技术水平和内在质量、性能等方面有了很大进步，从注重数量向注重质量和性能方面发展，产品的技术水平与国外先进水平的差距在缩小。本课题是联系生产实际的课题。目前，带式输送机已广泛应用于工农业生产的各个角落，如化工、建材、矿山开采，车站、码头以及农产品贮运等，操作方便、运输距离比较长。随着机械化和综合机械化采煤工作面产量的不断提高，带式输送机已经逐渐成为煤矿生产中的一种主要输送设备。 电动滚筒是带式输送机的一个重要动力部件，就冷却形式而言有油冷式、油浸式及风冷式等，就减速形式而言有齿轮减速式及摆线针轮式等，就电
5、动机的安装位置而言有内置式和外置式等。目前应用较多的是齿轮减速、内置、油冷式电动滚筒，特别是对于小型和微型电动滚筒来说，这种电动滚筒更具有不可替代的地位。但是，齿轮减速油冷式电动滚筒承载能力较差、传动效率低，右法兰轴结构复杂、工艺性较差。因此，拟采用活齿减速技术方案对其进行改进设计。 活齿波动传动是用来传递两同轴间回转运动的一种新型传动形式，这与电动滚筒的传动方式完全吻合。它由激波器V、中心轮K、活齿架H及一组活齿组成，工作时，激波器周期性地推动活齿，这些活齿与中心轮齿廓的啮合点形成了蛇腹蠕动式的切向波，从而与中心轮形成连续的驱动关系。活齿传动具有结构紧凑、体积小、承载能力大、传动效率高、基本
6、构件的工艺性好等优点，所以一出现就引起了人们极大的兴趣。1、系统传动方案设计和运动学及动力学参数设计计算1.1系统传动方案设计组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，故采用刚性联轴器联结电机与减速器。 其传动方案如下：1-电机 2-联轴器 3-减速器 4-联轴器 5-滚筒图1-1 带式输送机总体方案布局图1.2 系统运动学及动力学参数设计计算 1.2.1 选择电动机电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机电动机功率选择：1联轴器的传动效率：0.992每对轴承的传动效率：0.
7、993圆柱直齿轮的传动效率：0.964滚筒与传送带之间的传动效率：0.96传动装置的总效率：=1224324=0.9920.9940.9620.960.83电机所需的工作功率：=6KW确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n滚筒=76.43r/min查机械设计手册P18-4表18.1-1得二级圆柱齿轮减速器传动比i=860，故电动机转速的可选范围是：n电=n滚筒i=（860）76.43r/min=611.444585.8 r/min根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有2种传动比方案如下：表1-1 电机型号方案电动机型号额定功率KW额定转速r/min重 量Kg总传动比1Y13
8、2S1-26.529006722.312Y132S-46.58456811.08图1-2 电机安装及外形尺寸表1-2电机外形尺寸型号ABCDEFGHKABACADHDBBLY132M-4216140893880103313212280275210315200475综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，可见第二方案比较适合。因此选定电动机型号为Y132S-4。1.2.2 总传动比并分配传动总传动比 =11.08分配传动比： i1=（1.31.5）i2，经计算i1=（3.794.08），取i1=4，计算得i2=2.77I1为高速级传动比，i2为低速级传动比。1.2.3 各轴功率、转
9、速、转矩计算将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴；01，12，23，34依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率。各轴转速：=845 r/min=211.25r/min=76.43r/min=129.96 r/min各轴输入功率：P1=P电01= 60.995.94KW 011 P2=P112= 5.940.990.965.82KW 1223 P3=P223= 5.820.990.965.53KW 2323 P4=P334= 5.530.990.995.42KW 3412 各轴输入转矩：67.8Nm T1=Td0167.80.9967.13NmT2
10、=T1i11267.1340.990.96255.21 Nm T3=T2i223255.212.770.990.96671.87 Nm T4=T334671.870.990.99658.5Nm1-3轴的输出功率、输出转矩分别为各轴的输入功率、输入转矩乘以1对轴承的传动效率0.99。2. 传动件设计计算2.1 高速级大、小齿轮的设计计算 2.2 低速级大、小齿轮的设计计算2.2.1选择齿轮材料载荷中等、速度不高且传动尺寸无特殊要求，所以大小齿轮都选软齿面齿轮，小齿轮选用35MnB调质，硬度260HBS，大齿轮选用SiMn调质，硬度225HBS。根据两齿面的硬度，由机械设计基础表6-10中的算式得
11、出两齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度的许用应力： 265HBS=27.1HRC, 225HBS=20HRC=380 + HBS = 640 MPa =380 + HBS = 605 MPa= 155 + 0.3 HRC = 163 MPa = 155 + 0.3 HRC = 161 MPa2.2.2 选取设计参数 小齿轮齿数z1=26，则z2=262.77=72.02,取z2=72；实际传动比为i12=72/26=2.769，传动比误差i=0.0004 5，在允许范围内。齿宽系数取=1.02.2.3 按齿面接触疲劳强度设计 小齿轮的转矩T1=121.10 Nm 载荷系数查机械设计基础表6-9取
12、K=1.2 d1 766= 766= 60.01 mm 齿轮的模数为m =2.31。查机械设计基础表6-1取标准系列模数m=3。 d1= mz1 = 263 = 78 mm2.2.4 齿轮的几何尺寸计算 d3= mz3 = 326 = 78 mm d4= mz4 = 372 = 216 mm da3= mz3+2ha*m = 78 +6 = 84 mm da4= mz4+2ha*m = 216 +6 = 222 mm df3= mz32（ha*+ c*）m = 787.5 = 70.5 mm df4= mz42（ha*+ c*）m = 2167.5 = 208.5 mm a =（d3+d4）/
13、 2 = （78+216）/ 2 = 147 mm b =dd3=1.066 = 78 mm 取b4=78，b3=78+4 = 82 mm2.2.5 校核弯曲疲劳强度 由齿数查表6-12得两齿轮的复合齿形系数为：YFS1= 4.30，YFS2= 4 F1 = = = 68.42 Mpa= 163MPa 合格 F2 = = = 63.69 Mpa= 178MPa 合格2.2.6精度设计 查机械设计基础表6-8取8级精度2.2.7. 结构设计2.2.7.1. 中间轴孔的厚度：大齿轮 D0=da4-(1014)mn=222-(1014)3=(180192)mm, 取D0=190 mm.D4为轴径，D
14、4=52mm，D3=1.6D4=1.652=83.2mm,取D3=85，l=b=齿宽，D2=(0.250.35)（D0- D3)= (0.250.35)（190-85）=（26.2536.75）mm，取D2=35.r=1mm.腹板孔厚度：C=(0.2-0.3)b8mm,选C=10mm.2.2.8. 润滑方式=2.1m/s12m/s,采用润滑油池润滑。见参考文献机械设计基础P118.3.轴系零件的校核计算3.1轴的设计计算3.1.1材料的选择及轴颈的确定图3-1 轴示意图选择轴的材料为45钢，调质处理，查机械设计手册（成大先主编，化学工业出版社）表6-1-1得b=650 Mpa， s= 360 Mpa， -1
