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1、设计任务1 .带式输送机工作原理带式输送机传动示意图如下图所示2 .已知条件 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作, 有粉尘，环境最高温度35 C;使用折旧期：8年； 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修；半年一次小修; 动力来源：电力，三相交流，电压 380/220V;运输带速度允许误差：士 5%;制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产3 .设计数据传动方案二级冋轴式圆柱齿轮减速器(如图)运输带工作拉力F/N4000运输带工作速度v/(m/s)1.6卷筒直径D/mm400注：运输带与卷筒之间及卷筒轴承的摩擦影响已经在F中考虑。I传动方案简图电动机选择1.电动机类型的
2、选择已知动力来源：电力，三相交流，电压380/220V所以选择:丫系列三相异步电动机2 .电动机功率选择已知条件：F=4000Nv=1.6m/sD=400mm=0.4m (R=200mm=0.2m)可知：卷筒输出功率：PW二FX v=4000N x 1.6m/s=6.4kW输出转矩:Tw= FX R =4000Nx 0.2m=800N m=800000N mm输出转速:n卷筒=v/ n D=76.39r/min传动装置的总效率：242n总=n齿轮Xn轴承Xn联轴器x n滚筒=0.972x 0.984x 0.9$x 0.96=0.82电机所需的工作功率：Pd= PW /n 总=6.4kW /0.
3、82=7.837 kW3 .电动机转速选择参考文献1n齿轮=0.98n轴承=0.98n联轴器=0.99n滚筒=0.96n 总=0.8166PW=6.4kWTw=800N m n 卷筒=76.39r/min Pd=7.837 kW按参考文献1推荐的合理的传动比范围，取单 级圆柱齿轮传动的传动比范围1；=35。则总传动比 合理范围为la=925。故电动机转速的可选范围为 nd=ln 卷筒=(925)x 76.39=6881910r/min 符合这一范围的同步转速有 750r/min、1000r/min和 1500r/min。4 .确定电动机型号根据功率和转速，由文献1查出有三种适用的 电动机型号：
4、 Y180L-8型，Y160L-6型和Y160M-4 型。因此有三种传动比方案：i总=9.56,i总=12.70 和i总=19.11。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和传 动比，可见第方案比较适合。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 Y160M -4。其主要性能：额定功率11 kW,满载转速 1460r/min,额定转矩2.2,质量123kg,机座中心高 H=160mm,轴伸直径 D=42mm,轴伸键槽宽 F=12mm,轴伸键槽咼 G=37mm。电动机型号Y160M-4计算总传动比及分配各级的传动比1 .总传动比1 总=n 电机/n 卷筒=1460/
5、76.39=19.112 .分配各级传动比根据参考文献1推存，同轴式一级圆拄齿轮减速器 的各级传动比相似，即i1i2。所以各级传动比为i1i2= i1/2总=4.37i 总=19.11i仟 i2 =4.37运动参数及动力参数计算1 .计算各轴转速（r/min ）n=n 电机=1460r/minn ii= n/1=1460/4.37=334.10r/mi nn iii= ni i/i2=334.1/4.37=76.45r/mi n误差：（niii n 卷筒）/n 卷筒=0.079%v 5% 故，合格。ni =1460r/mi n n n=334.10r/mi n n 山=76.45r/m in2
6、 .计算各轴的输入功率（kWPi=Pd x n 联轴器=7.759kWPii =Pi x n 轴承 x n 齿轮=7.759x 0.98x 0.98 =7.452kWPiii =P|i x n 轴承 x n 齿轮=7.452x 0.98x 0.98 =7.157kW3 .计算各轴扭矩（Nmr）Ti=9.55x 106R/ni=9.55x 106x 7.759/1460=50752N mmTn=9.55x 106Pn/nH=9.55x 106x 7.452/334.10=213010N mmTm =9.55x 106Pni/nm=9.55x 106x 7.157/76.45=894040N mm
7、Pi=7.759kW Pii=7.452kW Piii=7.157kWTi=50752N mm Tii=213010N mm Tiii =894040N -mm齿轮的设计计算因二级同轴式圆柱齿轮减速器要求两级齿轮有 相同的中心距，所以采用两组相同的齿轮，这样也给 制造加工带来方便。此处计算H轴小齿轮和皿轴大 齿轮。1.精度等级运输机为般工作机械，速度不高，故米用7级精度。(GB10095-88)2 .选择齿轮材料考虑减速器传递功率较大，所以齿轮米用硬齿 面。小齿轮选用合金钢20CrMnMo渗碳后淬火，齿 面硬度HRC=60。大齿轮选用同种材料，渗碳后淬 火，齿面硬度HRC=57。3 .选择齿数
8、选小齿轮齿数 乙=17。则大齿轮齿数：Z2=iZ1=4.37x 17=74.29 取 Z2=744 .按齿面接触疲劳强度设计 由设计计算公式进行试算，即d八2.32”KJ “.Ze )2V 陷 u VPhi=4.37Z1=17Z2=74u=4.37T n =213010N mm确定公式内的计算数值:(1) 试选载荷系数：Kt=1.4小齿轮传递的转矩:Tii轴=213010N mm由文献2表10-7选取齿宽系数 d=1由文献式10-6ZeJI(112 . 1 - 薦) (E1E2由文献1表 1-6 E1 =E2 =210GPa ,=0.3 得 Ze=191.65 Mpa1/2(5) 由文献2图1
9、0-21d按齿面硬度查得小齿轮的接 触疲劳强度极限(T Hlim1=1475Mpa ;大齿轮的接 触疲劳强度极限(T Hlim2=1350Mpa;(6) 由文献2式10-13计算应力循环次数(n2=334.10r/mi n)N1=60nMLh=60X 334.10X 1X(2X 8X 300X 8) =7.698X 108N2= N1/4.37=5.606X 107(7) 由文献2图10-19查得接触疲劳寿命系数Khn1=0.89 ; Khn2=0.97。(8) 计算接触疲劳许用应力S Hlim1 =1475MpaS Hlim2=1350Mpa8N1=7.698X 10N2=5.606X 10
10、7Knt1 =0.89Knt2=0.97取失效概率为1%安全系数S=1,由T =K HN H limSt H1=1314Mpat H2=1306MpaT H】1= KhN1 T Hlim1 /S=0.89X 1475/1.0Mpa=1314Mpa T h2=K HN2 T Hlim2 /S=0.97X 01350/1.0Mpa=1306Mpa 计算(1)计算小齿轮分度圆直径d1t，代入T h中较小的值d1t -2.32KtT| u 士1 ZE 2,u币=2吟1.4213010 4.37 ,191d6t5=46.189mm3V=0.808m/s=46.189mm计算圆周速度V= n d1tn/6
11、0 X 1000=3.14 X 46.189 X 334.1/60 X 1000=0.808m/sb=46.189mm(3) 计算齿宽bb= 6 dd1t=1 X 46.189mm=46.189mm(4) 计算齿宽与齿高之比b/h模数 mt二dit/zi=46.189/17=2.717mm齿高 h=2.25mt=2.25X 2.717=6.113mmb/h=46.189/6.113=7.556(5) 计算载荷系数根据v=0.808m/s, 7级精度，由文献2图10-8查得 动载系数Kv=1.05直齿轮，假设KvFt/b100N/mm。由文献2表10-3 查得 KHa=KFa=1.10由文献1表
12、10-2查得使用系数Ka=1.10由文献2表10-4查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，Kh 3 = 1.12+0.18 (1+0.6 d2) d2+0.23 x 10-3b将数据代入后得Kh 3 =1.12+0.18 ( 1+0.6 X 12) X 12+0.23 X 10-3 X 46.189=1.40由 b/h=9.332, Kh3 =1.420 查文献2图 10-13 得 Kf3 = 1.34;故载荷系数K= KaKvKhaKH3 =1.10 X 1.05X 1.10X 1.40=1.7787(6) 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，得d1=d1t3 K =46.189X 3
13、 1.7787 =50.03mmKtH 1.4 计算模数mm=d1/ Z1=50.03/17=2.9427mm5.按齿根弯曲强度设计 弯曲强度的设计公式为3,l2KT1YFaYsa 怦dZ1Uf丿m -确定公式内的计算数值：(1)由文献2图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳 强度极限二FE1= 700Mpa ;大齿轮的弯曲疲劳强度极 限二 FE1 =625Mpa(2 )由文献2图10-18查得疲劳寿命系数Kfn1 =0.92Kfn2=0.94(3)计算弯曲许用应力取弯曲疲劳许用系数为S=1.4由mt=2.717mmKv=1.05KHa=KFa=1.10KA = 1.10Kh 3 =1.40Kf
14、3 =1.34K=1.7787d1=50.03mm m=2.9427mm0- Flim1 =700Mpa文献2图10-12得匕1L_，f L(4)5= 0.92 7 woS1.4KFN2 VFE2S0.94 625419.61.4计算载荷系数kMpaMpa(T Flim2 =625Mpa Kfni =0.92 Kfn2=0.94 Sf=1.4K =Ka Kv Kf 一. Kf2=1.10 1.05 1.10 1.34 =1.70247YFa1=2.97Ysa1=1.52YFa2=2.232Ysa2=1.758(5) 查取齿形系数由文献2表10-5查得 YFa1=2.97Y Fa2=2.232(6) 查取应力校正系数由文献2表 10-5Ysa1=1.52Y sa2=1.758(T F1=460Mpa(T F2=419.6Mpa(7) 计算大小齿轮的YFaYsa并进行比较S-0.009814YFa1Ysa1 = 6】1 -460-0.009351YFa2Ysa2 = 2.232
