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 )传动装置的总效率：n总利带xn2轴承xn齿轮勺联轴器勺滚筒=0.96x0.992x0.97x0.99x0.95=0.86(2) 电机所需的工作功率：Pd=FV/1000n 总=1700x1.4/1000x0.86=2.76KW3、 确定电动机转速：滚筒轴的工作转速：Nw=60x1000V/nD=60x1000xi.4/nx220=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lv=2~4,单级圆柱齿 轮传动比范围lc=3~5,则合理总传动比i的范围为i=6~20，故电动机转速的可 选范围为 nd=ixnw=(6~20) x121.5=729~2430r/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 2.632 Y100l2-4 3 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 Y100l2-44、 确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，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=门电动/n筒=1420/121.5=11.682、 分配各级传动比(1) 取i带=3(2) Vi总=i齿区)带n・・.i 齿^ 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=nl/i 齿=473.33/3.89=121.67(r/min)滚筒 nw=nll=473.33/3.89=121.67(r/min)2、 计算各轴的功率( KW)PI=Pdxq 带=2.76x0.96=2.64KWPII=P|xn 轴承xn 齿轮=2.64x0.99x0.97=2.53KW3、 计算各轴转矩Td=9.55Pd/nm=9550x2.76/1420=18.56N ・mTl=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［1］P189 表 10-8 得：kA=1.2 P=2.76KWPC=KAP=1.2x2.76=3.3KW据 PC=3.3KW 和 n1=473.33r/min由课本［1］P189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=95mm>dmin=75 dd2=i 带 dd1(1-s)=3x95x(1 -0.02)=279.30 mm 由课本［1］P190 表 10-9，取 dd2=280 带速 V： V=ndd1 n1/60x1000=nx95x1420/60x1000=7.06m/s在 5~25m/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+n(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0 =2x500+3.14(95+280)+(280-95)2/4x450 =1605.8mm根据课本［1］表(10-6)选取相近的Ld=1600mm 确定中心距 a=a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2=497mm(4) 验算小带轮包角a1=1800-57.30 x(dd2-dd1)/a =1800-57.30x(280-95)/497=158.670>1200(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=1.4KW 旳 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 10-3，得 Ka=0.94；查[1]表 10-4 得 KL=0.99Z= PC/[(P1+AP1)KaKL]=3.3/[(1.4+0.17) x0.94x0.99]=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/Ka) -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=2ZF0s in (a1/2)=2x3x134.3si n(158.67o/2)=791.9N2、齿轮传动的设计计算( 1 )选择齿轮材料与热处理：所设计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> (6712xkT1(u+1)/gu[oH]2)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= x20=77.8取z2=78 由课本表6-12取g=1.1(3) 转矩 T1T1=9.55x106xP1/n 仁9.55x106x2.61/473.33=52660N ・mm(4) 载荷系数 k : 取 k=1.2(5) 许用接触应力[oH][aH]= oHlim ZN/SHmin 由课本[1]图 6-37 查得： oHlim1=610Mpa oHlim2=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=60x473.33x10x300x18=1.36x109N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4x108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[oH]仁oHlim1ZN1/SHmi n=610x1/1=610 Mpa [oH]2=oHlim2ZN2/SHmi n=500x1.05/1=525Mpa 故得：d1> (6712xkT1(u+1)/gu[oH]2)1/3 =49.04mm模数：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm取课本[1]P79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o bb=2KT1YFS/bmd1 确定有关参数和系数分度圆直径：d1=mZ1=2.5x20mm=50mmd2=mZ2=2.5x78mm=195mm齿宽：b=^dd1=1.1x50mm=55mm 取 b2=55mm b1=60mm(7)复合齿形因数 YFs 由课本[1]图6-40得： YFS1=4.35,YFS2=3.95(8)许用弯曲应力[obb]根据课本[1]P116：[obb]= obblim YN/SFmin由课本[1]图 6-41 得弯曲疲劳极限 obblim 应为： obblim1=490Mpa obblim2 =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[obb1]=obblim1 YN1/SFmi n=490x1/1=490Mpa[obb2]= obblim2 YN2/SFmin =410x1/1=410Mpa 校核计算obb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa< [obb1] obb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa< [obb2] 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=nn1d1/60x1000=3.14x473.33x50/60x1000=1.23m/s 因为VV6m/s，故取8级精度合适.六、轴的设计计算从动轴设计1 、选择轴的材料 确定许用应力 选轴的材料为 45号钢，调质处理。
查[2]表13-1 可知： ob=650Mpa,os=360Mpa，查[2]表 13-6 可知：[ob+1]bb=215Mpa [o0]bb=102Mpa,[o-1]bb=60Mpa2、按扭转强度估算轴的最小直径 单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接， 从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为：d>C查［2］表13-5可得，45钢取C=118则 d>118x（2.53/121.67）1/3mm=32.44mm 考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，取 d=35mm3、 齿轮上作用力的计算齿轮所受的转矩：T=9.55x106P/n=9.55x106x2.53/121.67=198582 N 齿轮作用力：圆周力：Ft=2T/d=2x198582/195N=2036N径向力：Fr=Fttan200=2036xtan200=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：35x82 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 分别实现轴向定位和周向定位（3）、确定各段轴的直径将估算轴d=35mm作为外伸端直径di与联轴器相配（如图）， 考虑联轴器用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为 d2=40mm 齿轮和左端轴承从左侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴处d3应 大于d2，取d3=4 5mm,为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3,取 d4=50mm齿轮左端用用套筒固定右端用轴环定位，轴环直径d5 满足齿轮定位的同时,还应满足右侧轴承的安装要求,根据选定轴承型号确定.右 端轴承型号与左端轴承相同,取 d6=45mm.（4） 选择轴承型号•由［1］P270初选深沟球轴承代号为620。