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1、第1章 概述1.1*全套图纸加1538937061.2已知条件1) 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。2) 使用折旧期：8年，每年工作350天，每天工作16小时。3) 检修间隔期：2年一次大修，每年一次中修，半年一次小修。4) 动力来源：电力，三相交流，电压380/220V。5) 运输带速度允许误差：5%6) 制造条件及生产批量：中型机械厂，单件小批生产。7) 滚筒效率：1=0.961.3设计数据参 数运输带工作拉力F运输带工作速度V卷筒直径D数 据2200N1.1m/s240mm表1-1 设计数据表1.4 设计任务1.4.1*1.4.2*1.4.
2、3.*1.5本方案特点本方案采用锥齿轮减速器开式齿轮传动方案，齿轮传动具有：1) 效率高，是常用的机械传动中齿轮传动效率最高的。2) 结构紧凑，相对其它传动机械，其占用空间较小。3) 工作可靠寿命长。设计制造正确合理，使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可长达一、二十年，这是其它机械传动无法比拟的。4) 传动比稳定。5) 使用了一对开式齿轮传动，它的失效形式多为齿面磨损，同时，开式齿轮传动在没有防护罩的情况下容易对靠近的工作人员造成危险。第2章 传动装置的设计计算2.1效率统计*1=0.96。2.1.1对轴承的效率统计1) 滚筒球轴承效率：2=0.99（脂润滑）2) 开式齿轮轴承效率：3
3、=0.99（脂润滑）3) 减速器内滚柱轴承效率（2对）：4=0.98（油润滑）；5=0.98（油润滑）4) 开式齿轮转动：6=0.95（8级精度，脂润滑）5) 锥齿转动啮合效率：7=0.96（8级精度，油润滑）2.1.2对两个联轴器的效率统计1) 电机锥齿轮间，使用弹性套柱联轴器8=0.9932) 锥齿轮开式齿轮间，使用滑块联轴器9=0.982.2工作机需求功率传动总效率理论需求电机功率2.3电动机的选择滚筒转速为：Y系列三相异步电动机具有国际互换性特点其中，Y系列（IP44）电动机为一般用途全封闭自扇式笼型三相异步电动机，具有防止灰尘铁屑等杂物侵入电电动机内部之特点，B级绝缘，工作环境不超过
4、40C相对湿度不超过95，海拔不超过1000m，额定电压380V，频率50Hz。适用于无特殊要求的机械上。这里即选用此系列电动机。*查取电动机参数。比较选择Y系列三项异步电动机在2.2节中求出工作机至少需要功率3.025kW，在不小于此功率前提下，选取额定功率至少4kW的电动机，有如下备选型号Y112M-2，Y112M-4，Y132M1-6，Y160M1-8，其中Y112M-2型磁极少体积小，价格较低，但其转速高会使传动比增大；Y160M1-8型转速低，磁极多，重量大，成本高，这两种电动机不宜在此处选用，通过比较选用Y112M-4-B3型电动机。其技术数据如下：额定功率：4KW满载转速：144
5、0r/min扭转转矩：2.2图2-1 Y112M-4型电动机外形尺寸图额定转矩：2.3Y112M-4-B3型电动机的外型尺寸（mm）： *A：190 B：140 C：70 D：28 E：60 F：8 G：24 H：112 K：12 AB：245 AC：230 AD：190 HD：265 BB：180 L：4002.4传动装置总体传动比的确定及传动比的分配2.4.1总传动比2.4.2分配各构件传动比初定减速器内的传动比，则开式齿轮的转动比就为2.5确定各轴转速、转矩2.5.1转速计算1) 小锥齿轮轴转速2) 大锥齿轮转速3) 开式齿轮大齿轮轴转速2.5.2转矩计算1) 对电动机轴：2) 对各转动
6、轴：功率： 转矩： 2.6当前参数汇总参 数转速（r/min）功率（kW）转矩（）轴14402.94419.52轴5762.77045.91卷筒轴87.602.687292.64表2-1 各轴参数汇总表第3章 各齿轮的设计计算3.1减速器内锥齿轮的设计计算3.1.1选定齿轮精度等级、材料热处理方式及齿数本运输机工作速度、功率都不高，故选用8级精度。1) * 选择小齿轮材料为40Gr，调质处理，硬度270HBS，大齿轮材料为45号钢，调质处理，硬度为230HBS，二者硬度差为40HBS。2) 选取小齿轮齿数Z1=27，*初步确定传动比为U1=2.5则大齿轮齿数Z2= U1 Z1=2.52768此
7、时传动比3.1.2按齿面接触疲劳强度计算锥齿轮以大端面参数为标准值，取齿宽中点处的当量齿轮作为强度计算依据进行计算。3.1.2.1设计齿轮*式10-26 1) 初拟载荷系数，取齿宽系数2) 弹性影响系数*，查得3) 应力循环次数使用期：*4) *，按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限为：小齿轮：；大齿轮：5) 接触疲劳强度寿命系数*，选用线型1（允许少量点蚀）查得：；6) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由课本式10-12得3.1.2.2参数计算1) 试计算小齿轮（大端）分度圆直径，代入较小的有：2) 计算平均圆周速度由*，求平均分度圆直径3) 计算载荷系数使用系数：由*
8、，取动载系数：由*，按9级精度查取，齿间载荷分布系数：取1齿向载荷分布系数：其中，轴承系数由*查得所以综上，载荷系数4) 校正分度圆直径，由*模数取标准值m=2.5mm3.1.3齿轮部分相关参数1) 由分度圆直径计算齿轮2) 最终传动比3) 由齿数球分度圆直径4) 锥距R，由*齿宽圆整取 5) 计算 * 则6) 当量齿数3.1.4校核齿根弯曲疲劳强度1) 确定弯曲强度载荷系数，与接触强度载荷系数相同2) 确定齿形系数，应力校正系数，*： 3) 确定弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，寿命系数查*查得： 疲劳极限应力，由*查得： *可求出许用应力4) 校核弯曲强度轮齿所受切向力，由*，有*校核
9、弯曲强度满足要求。以上所选参数合适，至此减速器内锥齿轮转动设计完毕。3.1.5锥齿轮转动数据汇总取齿顶高系数,顶隙系数名 称代 号小锥齿轮大锥齿轮齿数Z2768模数m4mm公锥角分度圆直径(mm)d67.5170齿顶高(mm)ha2.5齿根高(mm)hf3齿顶圆直径(mm)da72.147171.844齿根圆直径(mm)df61.506167.787锥距(mm)R91.502顶隙(mm)c0.5分度圆齿厚(mm)S3.927当量齿数ZV29.05184.36齿宽(mm)3228齿宽系数R0.3平均分度圆直径（mm）dm57.375144.5表3-1 锥齿轮数据汇总表传动比。3.1.6核算转速，
10、转矩参 数转速n（r/min）功率p(KW)转矩（）轴14401.94419.52轴571.662.77046.28轴87.602.687293.02表3-2 各轴运动、动力参数表3.1.7锥齿轮结构示意图图3-1 锥齿轮结构示意图3.2开式直齿圆柱齿轮设计3.2.1选择齿轮精度等级，材料，热处理方式及齿数 对于低速轻载荷的齿轮，主要失效形式是齿面磨损，需有一定的机械性能，可选用中碳钢或灰铸铁或球墨铸铁,这里为单件小批量生产，所以大小齿轮均为45号钢，其中小齿轮调质，硬度250HBS，大齿轮正火，硬度210HBS。根据总传比分配需求，这里的传动比要求为 开式齿轮齿面易磨损，欲让齿厚些，适当取大
11、些模数，因此取少些齿数，初拟小齿轮数为Z119，则大齿轮数,此时传动比应为。（与要求的相等）选用8级精度。3.2.2按齿根弯曲度，疲劳强度计算由*进行计算，即3.2.2.1 确定公式内的各计算值 1) 试选载荷系数2) 考虑为开式齿轮，且大小齿轮均为悬臂布置，为减小齿面载荷分布不均匀情况，选取较小的齿宽系数，由*，选定 3) *选取齿形系数YFa与应力校正系数YSa 4) 计算应力循环次数，由课本式10-135) 由*，查取弯曲疲劳寿命系数 6) 由*按齿面硬度查得小齿轮弯曲疲劳强度极限由*查得大齿轮弯曲疲劳强度极限7) 计算许用应力取安全系数S1.4，由课本式（10-20），有8）计算大小齿
12、轮的值，并加以比较大齿轮的数值较大，取其做下面3.2.2.2 1)的计算值3.2.2.2计算1) 试计算齿轮模数2) 初求分度圆直径d,齿宽b此时齿轮圆周速度3) 确定载荷系数由*，取由*，查取载荷系数；直齿轮由*，查得8级精度，小齿轮为悬臂布置（由插值得）；齿高齿宽高比由此数据查*，得故载荷系数 因实际载荷系数与初选载荷系数（Kt1.5）相差不大，故不再校正。4) 确定模数计算值mt=2.253mm，确定较大的模数为 m=3mm3.2.3齿轮几何尺寸计算3.2.3.1分度圆直径 3.2.3.2分度圆中心距3.2.3.3分度圆齿宽 取 3.2.3.4齿高3.2.4数据核算汇总名称代号小齿轮大齿
13、轮齿数Z19124模数(mm)m3压力角20分度圆直径(mm)d57372齿顶高(mm)ha3齿根高(mm)hf375齿顶圆直径(mm)da63375表3-3 数据汇总表传动比U2=6.5263.3 带速核算3.3.1总传动比3.3.2运输带实际工作速度3.3.3运输带速度误差误差在允许的范围内。第4章 轴的设计4.1 小锥齿轮轴（轴）的设计4.1.1作用在小齿轮上的力切向力：前面已求出径向力：轴向力：4.1.2小齿轮轴上的参数功 率转 速扭 矩表4-1 小齿轮轴参数表4.1.3 初步确定轴的最小直径先按*初步估算轴的直径，这里选取轴的材料为45号钢，调质处理。根据*，取，于是有安装联轴器处轴的直径最小4.1.4 联轴器的选用为减小传动间的振动，使传动更平稳，及补偿电动机轴与小齿轮轴可能存在的相对位移并根据传递功率、转矩的大小这里选用弹性套柱销联轴器。由课本有，连轴器的计算转矩公式：查*，取，则有：根据，查手册（GB/T4323-2002），*已知电动机输出轴直径为28mm，而能与28mm轴配合的弹性套柱销联轴器的最小
