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1、机械设计课程设计任务皮带输送机传动装置单级圆柱齿轮减速器滚筒圆周率F=1000N,带速v=2.0m/s,滚筒直径D=500mm滚筒圆周率F=900N,带速v=2.5m/s,滚筒直径D=400mm一、传动方案拟定第二组第三个数据: 设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器(1) 工作条件 : 使用年限 10年, 每年按 300天计算 , 两班制工作, 载荷平稳。(2)原始数据：滚筒圆周力F=1.7KN;带速V=1.4m/s;滚筒直径D=220mm运动简图二、电动机的选择1、电动机类型和结构型式的选择 : 按已知的工作要求和条件, 选用Y 系列三相异步电动机。2、确定电动机的功率:(1) 传动
2、装置的总效率:“总二”带义刀2轴承X刀齿轮X”联轴器X”滚筒=0.96 X 0.992 X 0.97 X 0.99 X 0.95(2) 电机所需的工作功率:Pd=FV/1000Tl 总=1700X 1.4/1000 X0.86=2.76KW3、确定电动机转速:滚筒轴的工作转速:Nw=6(X 1000V/ 兀 D=60X 1000X 1.4/ 兀 X220=121.5r/min根据【2】表2.2中推荐的合理传动比范围，取V带传动比Iv=24,单级圆柱齿轮传动比范围 Ic=35, 则合理总传动比 i 的范围为 i=620, 故电动机转速的可选范围为 nd=i Xnw=(620)X121.5=729
3、2430r/min符合这一范围的同步转速有960 r/min 和 1420r/min 。由【2】表 8.1 查出有三种适用的电动机型号、如下表方案电动机型号额定功率电动机转速(r/min) 传动装置的传动比KW同转满转总传动比带齿轮1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.633 1500 1420 11.68 3 3.89综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比 , 比较两种方案可知 : 方案 1 因电动机转速低, 传动装置尺寸较大, 价格较高。方案 2 适中。故选择电动机型号Y100l2-4 。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型, 所需的额定
4、功率及同步转速, 选定电动机型号为Y100l2-4 。其主要性能：额定功率：3KW,满载转速1420r/min,额定转矩2.2。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总中 电动/n筒=1420/121.5=11.682、分配各级传动比(1) 取 i 带=3(2) ; i总口齿x i带冗；i 齿=i 总/i 带=11.68/3=3.89四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速(r/min)nI=nm/i 带=1420/3=473.33(r/min)nII=nI/i 齿=473.33/3.89=121.67(r/min)滚筒 nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/m
5、in)2、计算各轴的功率(KW)PI=PdX 4带=2.76X0.96=2.64KWPII=PI X 4 轴承刀 齿轮=2.64X0.99 X0.97=2.53KW3、计算各轴转矩Td=9.55Pd/nm=9550X 2.76/1420=18.56N?mTI=9.55p2 入 /n1 =9550x2.64/473.33=53.26N?mTII =9.55p2 入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N?m五、传动零件的设计计算1、皮带轮传动的设计计算(1) 选择普通 V 带截型由课本1P189 表 10-8 得:kA=1.2 P=2.76KWPC=KAP=1.2 2.76=3.
6、3KW据 PC=3.3KWT口 n1=473.33r/min由课本1P189图10-12得:选用A型V带(2) 确定带轮基准直径, 并验算带速由1课本 P190表 10-9,取 dd1=95mmdmin=75dd2n 带 dd1(1- e)=3X95X (1 -0.02)=279.30 mm由课本 1P190 表 10-9, 取 dd2=280带速 V:V=tt dd1n1/60X1000二兀 X 95X 1420/60X1000=7.06m/s在525m/s范围内，带速合适。(3) 确定带长和中心距初定中心距a0=500mmLd=2a0+Tt (dd1+dd2)/2+(dd2 -dd1)2/
7、4a0=2X 500+3.14(95+280)+(280 - 95)2/4 X450=1605.8mm根据课本 1 表(10-6) 选取相近的 Ld=1600mm确定中心距 aa0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2=497mm(4) 验算小带轮包角a 1=1800-57.30 X(dd2-dd1)/a=1800-57.30 X (280 -95)/497=158.6701200(适用 )(5) 确定带的根数单根V带传递的额定功率.据dd1和n1,查课本图10-9得P1=1.4KWi wl时单根V带的额定功率增量.据带型及i查1表10-2得P1=0.17KW查1表 1
8、0-3，得 Ka =0.94;查1表 10-4 得 KL=0.99Z= PC/(P1+ AP1)Ka KL=3.3/(1.4+0.17)X 0.94 X 0.99=2.26 ( 取 3根)(6) 计算轴上压力由课本1表10-5查得q=0.1kg/m,由课本式(10-20)单根V带的初拉力：F0=500PC/ZV(2.5/K a )-1+qV2=500x3.3/3x7.06(2.5/0.94-1)+0.10x7.062 =134.3kN则作用在轴承的压力 FQFQ=2ZF0sin(a 1/2)=2 X3X 134.3sin(158.67o/2)=791.9N(1) 选择齿轮材料与热处理: 所设计
9、齿轮传动属于闭式传动 , 通常齿轮采用软齿面。查阅表1 表 6-8, 选用价格便宜便于制造的材料, 小齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度260HBs大齿轮材料也为45钢，正火处理,硬度为 215HBS;精度等级 : 运输机是一般机器, 速度不高 , 故选 8 级精度。(2) 按齿面接触疲劳强度设计由 d1 (6712 XkT1(u+1)/(|)du(rH2)1/3确定有关参数如下: 传动比 i 齿=3.89取小齿轮齿数 Z1=20=则大齿轮齿数：Z2=iZ1= X 20=77.8取z2=78由课本表6-12取小d=1.1(3) 转矩 T1T1=9.55X 106X P1/n1=9.55 义 10
10、6X 2.61/473.33=52660N?mm(4) 载荷系数 k : 取 k=1.2(5)许用接触应力(7 H(tH=(rHlim ZN/SHmin 由课本1图 6-37 查得：(rHlim1=610Mpa Hlim2=500Mpa接触疲劳寿命系数Zn:按一年300个工作日，每天16h计算，由公式N=60njtn 计算N1=60X 473.33 X10X 300X 18=1.36x109N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4 X 108查1 课本图 6-38 中曲线 1,得 ZN1=1 ZN2=1.05按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0(tH1=(t Hlim1ZN
11、1/SHmin=610x1/1=610 Mpa6 H2= 6 Hlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa故得 :d1 (6712 XkT1(u+1)/(|)du(tH2)1/3=49.04mm模数 :m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm取课本 1P79 标准模数第一数列上的值,m=2.5(6) 校核齿根弯曲疲劳强度6 bb=2KT1Y FS/bmd1确定有关参数和系数分度圆直径：d1=mZ1=2.5X 20mm=50mmd2=mZ2=2.5X 78mm=195mm齿宽:b=6 dd1=1.1 x 50mm=55mm取 b2=55mm b1=60mm 复合齿形因数
12、 YFs由课本1图6-40得:YFS1=4.35,YFS2=3.95(8)许用弯曲应力crbb根据课本 1P116:6 bb= 6 bblim YN/SFmin由课本1图6-41得弯曲疲劳极限 0- bblim 应为：6bblim1=490Mpa o- bblim2=410Mpa 由课本 1 图 6-42 得弯曲疲劳寿命系数YN:YN1=1 YN2=1弯曲疲劳的最小安全系数SFmin : 按一般可靠性要求, 取 SFmin =1计算得弯曲疲劳许用应力为(Tbb1=(Tbblim1 YN1/SFmin=490 x 1/1=490Mpa(T bb2= (rbblim2 YN2/SFmin =410
13、 x 1/1=410Mpa校核计算(rbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa (rbb16 bb2=2kT1YFS2/b2md1=72.61Mpa 卜 bb2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够(9) 计算齿轮传动的中心矩aa=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm(10) 计算齿轮的圆周速度V计算圆周速度 V=tt n1d1/60X 1000=3.14X473.33 X 50/60 X 1000=1.23m/s因为VC查2 表 13-5 可得 ,45 钢取 C=118贝U d118X (2.53/121.67)1/3mm=32.44mm考虑键槽的影响以及联轴器孔径系
14、列标准, 取 d=35mm齿轮所受的转矩：T=9.55 X 106P/n=9.55 X 106X 2.53/121.67=198582 N齿轮作用力 :圆周力:Ft=2T/d=2 X198582/195N=2036N径向力：Fr=Fttan200=2036 义 tan200=741N4、轴的结构设计轴结构设计时, 需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式 , 按比例绘制轴系结构草图。(1) 、联轴器的选择可采用弹性柱销联轴器，查2表9.4可得联轴器的型号为HL3联轴器:35 X82 GB5014-85(2) 、确定轴上零件的位置与固定方式单级减速器中 , 可以将齿轮安排在箱体中央, 轴承对称布置在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器, 齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定 , 靠平键和过盈配合实现周向固定, 两端轴承靠套筒实现轴向定位, 靠过盈配合实现周向固定, 轴通过两端轴承盖实现轴向定位, 联轴器靠轴肩平键和过盈配合分别
