课程设计带式运输机传动装置的设计.doc

机械设计课程设计说明书机械设计课程设计说明书 设计名称设计名称 带式运输机传动装置的设计带式运输机传动装置的设计 设计时间设计时间 20092009 年年 3-53-5 月月 系系 别别 机电工程系机电工程系 专专 业业 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 班班 级级 姓姓 名名 指导教师指导教师 20092009 年年 5 5 月月 1414 日日 带式运输机传动装置的设计 目录目录 一、一、 设计任务书设计任务书 .1 1 二、二、 传动方案的拟定传动方案的拟定 .2 2 三、三、 电动机的选择和计算电动机的选择和计算 .2 2 四、四、 整个传动系统运动和动力参数的选择与计算整个传动系统运动和动力参数的选择与计算 .4 4 五、五、 传动零件传动零件的的设计计算设计计算 .4 4 六、六、 联轴器的选择和轴的设计计算联轴器的选择和轴的设计计算 .3232 七、七、 滚动轴承的选择滚动轴承的选择 .3232 八、八、 键连接的选择键连接的选择 .3434 九、九、 润滑方式及其密封形式的选择润滑方式及其密封形式的选择 .3434 十、十、 箱体及其附件设计箱体及其附件设计 .3434 十一、其他，十一、其他，如如装配、拆卸、安装、使用与维护装配、拆卸、安装、使用与维护 .3636 十二、参考资料十二、参考资料 .3636 十三、总结十三、总结 .3737 十四、附图十四、附图 .3838 0 一、一、设计任务书设计任务书 1.题目题目： 设计带式运输机传动装置 已知条件：（1）运输带工作拉力；NF6000 （2）运输带工作速度；smv7 . 0 （3）滚筒直径；mmD300 （4）工作机传动效率；96 . 0 w （5）输送带速度允许误差为5%； （6）工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳； （7）工作环境：室内工作，湿度和粉尘含量为正常状态，环境最 高温度为 35 度； （8）要求齿轮使用寿命为 10 年（每年按 300 天计） ； （9）生产批量：中等。 （10）动力来源：电力，三相交流，电压 380V。 传动方案：如图 1 所示。 设计工作量：（1）建立组成减速器的各零件的三维模型及减速器装配模型； （2）减速器装配图 1 张（A0 或 A1 图纸） ； （3）零件工作图 1 张（同一设计小组的各个同学的零件图不得 重复，须由指导教师指导选定） ； （4）设计计算说明书 1 份。 带式运输机传动装置的设计 1 图图 1 1 二、二、传动方案的拟定传动方案的拟定 对于本次课题的要求，决定采用应用广泛的可传递两平行轴均速运动的圆柱齿圆柱齿 轮轮。传动方案为二级齿轮传动二级齿轮传动，采用闭式齿轮传动，可得到良好的润滑和密封，能 适应在繁重以及恶劣的条件下长期式作，使用维护方便。 三、三、电动机的选择和计算电动机的选择和计算 (一)电动机的选择电动机的选择 1. 电动机类型的选择 根据动力源和工作条件，选择 Y 系列三相异步电动机。 2. 电动机功率的选择 工作及所需的有效功率为：,其中为工 6000 0.7 4.375 10001000 0.96 W W Fv PKwKw W 作机传动效率。为了计算电动机所需功率，需确定传动装置总效率。设各效率分 W P 别为:（V 带） 、（8 级闭式齿轮传动） 、（滚动轴承） 、（弹性联轴器） 。由表 1 2 3 4 2-2 查得:；;则传动装置的总效率为： 1 0.95 2 0.97 3 0.98 4 0.99 带式运输机传动装置的设计 2 3 2323 124 0.95 0.970.980.990.833 电动机所需功率为：， 4.375 5.252 0.833 d Fv PKwKw 由表 16-1 选取电动机的额定功率为。5.5Kw 3. 电动机转速的选择 选用常用同步转速 1000r/min 和 1500r/min 两种作对比。 工作机转速： 60 100060000 0.7 min44.586min 3.14 300 w v nrr D 总传动比，其中为电动机的满载转速。 wm nni w n 现将两种电动机的有关数据列于表比较 表表 1 1 两种电动机的数据比较两种电动机的数据比较 方案电动机型号 额定功率/ kW 同步转速 /（rmin） 1 满载转速 /（rmin） 1 总传动比i 1Y132M2-65.5960100021.531 2Y1632S-45.51400150032.297 由上表可知为了能够合理分配传动比，使传动装置结构紧凑，决定选择方案 2。 4. 电动机型号的确定 根据电动机的功率和同步速率，选定电动机型号为 Y132S-4。 (二)传动比的分配传动比的分配 现总传动比选 V 带的传动比为;32.297i 。 1 2.5i 减速器传动比；考虑两级齿轮润滑问题，两级大 1 32.297/2.512.9188 f ii i 齿轮应有相近的浸油深度。两级齿轮减速器高速级传动比与低速级传动比的比值为 2 i 3 i 1.3 即1.3则=;。 2 i 3 i 2 i1.31.3 12.91884.098 f i 32 3.152 f iii 带式运输机传动装置的设计 3 四、四、整个传动系统运动和动力参数的选择与计算整个传动系统运动和动力参数的选择与计算 1. 各轴转速的计算 1 2 3 1440min 1440/2.5min576min 576/4.098min140.556min 140.556/3.152min44.592min 44.592min m Im III IIIII IVIIIw nr nnirr nnirr nnirr nnnr 2. 各轴输入功率的计算 1 23 23 34 5.252 5.252 0.954.9894 4.9894 0.97 0.984.743 4.743 0.97 0.984.509 4.509 0.98 0.994.374 n Id III IIIII IVIII PKw PPKwKw PPKwKw PPKwKw PPKwKw 3. 各轴的输入转矩计算 95509550 5.252144034.831 95509550 4.9894 57682.724 95509550 4.743 140.556322.260 95509550 4.509 44.592965.662 95509550 4.34 44.5 nnm III IIIIII IIIIIIIII IVIVIV TP nN mN m TP nN mN m TPnN mN m TPnN mN m TPn AA AA AA AA 92929.472N mN mAA 将各轴的运动和动力参数列于下表 表表 2 2 各轴的运动和动力参数各轴的运动和动力参数 轴号转速/（rmin） 1 功率/kw方案/N m传动比 电动机轴 14405.25234.831 5764.989482.724 140.5564.743322.260 44.5924.509965.665 44.5924.374929.472 2.5 4.098 3.152 1 五、五、传动零件的设计计算传动零件的设计计算 (一一)V 带传动的设计带传动的设计 注：本设计采用高等教育出版社出版的机械设计讲述的计算方法。有关设计计算公 带式运输机传动装置的设计 4 式、图表、数据引用此书。 1. 确定计算功率 d P 已知额定功率；。由所引用教材表 5-6 查5.5PkW1460min m nr 1 2.5i 得工作情况系数,则。1.2 A K 1.2 5.56.6 dA PK PkWkW 2. 选取窄 V 带带型 根据、，由所引用教材图 5-7 选用 A 型 V 带。 d P m n 3. 确定带轮基准直径 由所引用教材表 5-7 取主动轮基准直径； 1 120Dmm 验算带的速度 1 3.14 120 1440 9.0432 60 100060000 m Dn vm sm s ，带速合适。510.69725m sm sm s 从动轮基准直径，因为参考表 5-8 给出的带轮 21 1 120 2.5300DDimmmm 基准直径系径。取=315mm. 2 D 4. 确定窄 V 带的基准长度和传动中心距 根据 0.7（,初步确定中心距。则 12012 0.7()2() dddd ddadd 0 560amm 22 21 012 ()(315 120) 2()2 560(120315) 224 560 d DD LaDDmm a 。由所引用教材查表 5-3 取带的基准长度。1820mm1800 d Lmm 实际中心距（560+）mm570mm。a 2 0 dd LL a 1800 1820 2 a 的调整范围： minmax 0.015543,0.03624 dd aaLmm aaLmm 5. 验算主动轮上的包角 ，主动轮上 21 1 315 120 18057.318057.5160.4120 570 DD a 带式运输机传动装置的设计 5 的包角合适。 6. 计算窄 V 带的根数 Z 由式（5-21） ，Z= () d ooal p pp K KA 由表 5-5 查得 ，1.93 o pkw 由表 5-10 查得 ，0.17 o pkwA 由表 5-9 查得 ，0.95 a k 由表 5-3 查得 ，得1.01 L k ，取 Z=4 6.6 3.28 ()(1.930.17) d ooal P Z pp K K A 7. 计算预紧力 FO 由所引用教材查表 8-3 得到 V 带单位长度,则：0.10qkg m 22 0 (2.5)5.5 5005000.1 9.04 4 9.040.95 ca KP FqvN K zv 2. 5 （-1） 。132.25N 8. 计算作用在轴上的压轴力 FQ 1 0 160 2sin2 4 132.25 sin1042 22 Q FzFNN V 带传动的主要参数归于表 表表 3V3V 带传动的主要参数带传动的主要参数 名称结果名称结果名称结果 带型 A 传动比 1 2.5i 根数 4z 基准长度1800mm d L 预紧力 0 132.25FN 带轮基准直 径 1 120mm d d mm315 2d d 中心距570mma 压轴力 1042 Q FN 带式运输机传动装置的设计 6 9. 带轮设计 由所引用教材查表 8-10 知道:;。则带轮轮缘宽度:150.3emm9fmmB 。大带轮毂孔直径由后续高速轴设计而(1)2(4 1) 152 963zefmmmm 定，。大带轮毂宽度:当时候， 11 35ddmmL1.5Bd(1.5 2)70Ldmm 带轮结构图。 (二二)高速级齿轮设计高速级齿轮设计 1. 选定高速级齿轮类型、精度等级、材料 1)按传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动。 2)运输机为一般工作机械，速度不高，故选用 8 级精度。 3)材料选择 由所引用教材查 10-1 选择小齿轮为 45 钢，调制处理，平均硬度为 235HBS。大齿轮材料为 45 钢，正火，硬度为 200HBS,二者硬度相差 40HBS。 4)选择小齿轮齿数，则:，取。齿数 1 23z 221 4.098 2392.225zi zA 2 93z 比。93/23u 5)初选螺旋角。15 2. 按齿面接触接触疲劳强度设计 2 1 3 1 21 tHE t dH K TZ Zu d u AA (1)确定公式内的各项数值 试选载荷系数。1.6 t K 由所引用教材图 10-30 选取区域系数。2.433 H Z 由所引用教材图 10-26 得;则:。 1 0.770 2 0.869 12 1.639 小齿轮传递的转矩。 5 1 125.8931.2589 10 I TTN mN mmAA 由所引用教材表 10-7 选取齿宽系数。1 d 由所引用教材表 10-6 查得材料的弹性系数（大齿轮用铸造锻造，小189.9 E ZMPa 带式运输机传动装置的设计 7 齿轮用锻造） 。 由所引用教材图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限， 1 lim580MPa 由所引用教材图 10-21c 按齿面硬度查得大齿轮接触疲劳强度极限。 2 lim310MPa 按公式计算应力循环系数 ； 9 11 6060 648.889 1 (2 8 300 10)1.869 10 h Nn jL 。 98 212 1.869 10 3.9314.755 10NN i 由所引用教材图 10-19 查得接触疲劳寿命系数,。 1 0.90 HN K 2 1.05 HN K 计算接触疲劳许用应力，取失效概率为 1%，安全系数,则1S ; 11 1 lim0.90 580 522 1 HN H K MPaMPa S A ; 22 2 lim1.05 310 325.5 1 HN H K MPaMPa S A 。 12 522325.5 423.75 22 HH H MPaMPa (2)计算 计算小齿轮分度圆直径 2 1 3 1 21 tHE t dH K TZ Zu d u AA 2 5 3 2 1.6 1.2589 103.958 1 189.9 2.433 1 1.6393.958423.75 AA 71.507mm 计算圆周速度 11 3.14 71.507 648.889 2.428 60 100060000 t d n vm s 计算齿宽及系数b nt m 1 1 71.50771.507 dt bdmmmm 带式运输机传动装置的设计 8 1 1 cos1471.507 cos14 2.891 24 t nt d mmm z 齿高，。2.252.25 2.8916.505 nt hmmmmm71.507 6.50510.993b h 计算纵向重合度。 1 0.318tan0.318 1 24 tan141.903 dz 计算载荷系数K 由所引用教材表 10-2 查得:使用系数;根据、8 级精度，由1.00 A K 2.428vm s 所引用教材图 10-8 查得:动载荷系数;引用教材表 10-4 查得:1.14 V K （假设）由所引用教材表 10-4 查得 8 级精度、1.4 HF KK 100 At K F bN mm 调制小齿轮相对支承非对称布置时: 223 1.150.18(1 0.6)0.31 10 Hdd Kb 3 1.150.18(1 0.6 1) 1 0.31 1071.5071.46 根据、，由所引用教材表 10-13 查得:。故动载荷10.991b h 1.46 H K 1.39 F K 系数。1 1.14 1.4 1.462.330 AVHH KK K KK 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 3 11tt ddK K 3 71.5072.330 1.681.051mm 计算模数。 1 1 cos81.507 cos14 3.27 24 n d mmm z 3. 按齿根弯曲疲劳强度设计 2 1 3 2 1 2cos FaSa t dF KTY Y Y m z A (3)确定计算参数 1)计算载荷系数。1 1.14 1.4 1.392.218 AVFF KK K KK 带式运输机传动装置的设计 9 2)根据纵向重合度，从所引用教材图 10-28 查得螺旋角影响系数1.903 。0.88Y 3)计算当量系数; 1 1 33 24 26.27 coscos 14 v z z 。 2 2 33 95 104.089 coscos 14 v z z 4)查取齿轮系数及应力校正系数，由所引用教材表 10-5 查得: ,。 1 2.591 Fa Y 2 2.176 Fa Y 1 1.596 Sa Y 2 1.798 Sa Y 5)由所引用教材图 10-20c 按齿面硬度查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ，按齿面硬度查得大齿轮的弯曲疲劳强度极限。 1 440 FE HBS 1 318 FE HBS 6)由所引用教材图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数,。 1 0.89 FN K 2 0.91 FN K 7)计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数,1.4S ， 11 1 0.89 440 279.71 1.4 FNFE F K MPaMPa S 。 11 1 0.86 318 206.7 1.4 FNFE F K MPaMPa S 8)计算大小齿轮的并加以比较， FaSa F Y Y ，大齿轮的 11 1 2.591 1.596 0.01478 279.71 FaSa F YY 22 2 2.176 1.798 0.01893 206.7 FaSa F YY 数值大。 (4)计算（按大齿轮） 2 1 3 2 1 2cos FaSa t dF KTY Y Y m z A 。 52 3 2 2 2.218 1.2589 100.88 cos 14 0.018932.12 1 241.639 mmmm A 带式运输机传动装置的设计 10 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度 n m 计算的法面模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载的承载能 n m 力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（既模数与齿数的乘积）有 关。故可取弯曲疲劳强度算得的并就近圆整为标准值，而按接1.714mm2.00 n mmm 触强度计算的重新修正齿轮齿数， 1 81.051dmm ，取，则 1 1 cos1481.051 cos14 39.32 2 n d z m 1 40z ，取。实际传动比 22 1 3.931 40157.24zi z 2 157z ，与原分配传动比 4.082 基本一致。 221 157 403.925izz 4. 几何尺寸计算 (5)中心距计算 ，将中心距圆整为。 12 ()(40 157) 2 203.03 2cos2 cos14 n zz m ammmm 203amm (6)按圆整后的中心距修正螺旋角 12 ()(40 157) 2 arccosarccos13.965 22 203 n zz m mm a (7)计算大小齿轮的分度圆直径 1 1 40 2 82.437 coscos13.965 m z m dmmmm 2 2 157 2 323.563 coscos13.965 m z m dmmmm (8)计算齿轮宽度，圆整后取。则: 1 1 82.43782.437 dt bdmmmm 83bmm 带式运输机传动装置的设计 11 （大齿轮）;小齿轮。因、发生变化，故相 2 83Bmm 1 88Bmm 1 z 2 z 1 db 应有关参数、等需要修正， 1Fa Y 1Sa Y 2Fa Y 2Sa Y V K H K F K Y H Z 然后再修正结果,看齿轮强度是否足够。 (9)修正计算结果 1)； 1 1 33 40 43.768 coscos 13.965 v z z 2 2 33 157 171.788 coscos 13.965 v z z 由所引用教材表 10-5 查得： ，。 1 2.364 Fa Y 2 2.132 Fa Y 1 1.678 Sa Y 2 1.842 Sa Y 2)由所引用教材图 10-26 查得： ，。 1 0.823 2 0.892 12 1.715 3)，根据纵向重合度 1 0.318tan0.318 1 40 tan13.9653.163 dz ，从所引用教材图 10-28 查得螺旋角影响系数。3.163 0.882Y 4) ,根据、8 级 11 3.14 82.437 648.889 2.799 60 100060000 t d n vm s 2.799vm s 精度，从所引用教材图 10-8 查得：动载荷系数。1.15 v K 5)齿高，由所引用教材2.252.25 24.5 nt hmmmmm83 4.518.444b h 表 10-4 查得 8 级精度、调制小齿轮相对支承非对称布置时： 223 1.150.18(1 0.6)0.31 101.150.18(1 0.6 1) 1 0.31 Hdd Kb ，根据、，由所引用教材图 10-13 3 1082.4371.464 18.444b h 1.464 H K 查得：。1.46 F K 6)， 5 1 1 22 1.2589 10 3054.2 82.437 t T FNN d 1 3054.2 83 At K F N mm b ，故查取、时，假设是36.798N mm100N mm H K F K 100 At K F bN mm 带式运输机传动装置的设计 12 合适的。任用。1.4 HF KK 7)齿面接触疲劳强度计算用载荷系数= AVHH KK K KK 1 1.15 1.4 1.464 ,齿根弯曲疲劳强度计算用载荷系数2.3151 1.15 1.4 1.46 AVFF KK K KK 。2.399 8)由教材图 10-30 选取区域系数。2.437 H Z 9) 2 1 3 1 21 tHE t dH K TZ Zu d u AA 2 5 3 2 2.357 1.2589 103.925 12.473 189.8 80.48 1 1.7153.925423.75 mmmm AA 10)，大齿 11 1 2.364 1.678 0.01418 279.71 FaSa F YY 22 2 2.132 1.842 0.01900 206.7 FaS F YY 轮的数值大。 11) 2 1 3 2 1 2cos FaSa t dF KTY Y Y m z A ，实际 52 3 2 2 2.351 1.2589 100.882 cos 13.965 0.019001.504 1 401.715 mmmm A 、，均大于计算要求，故齿轮的强度足够大。 1 82.437dmm2 n mmm 5. 齿轮结构设计 小齿轮 1 由于直径较小，采用齿轮结构;大齿轮 2 采用孔板式结构，结构尺寸按经验公式 和后续设计的中间轴配合段直径计算，如表 4 所示；大齿轮 2 结构草图如图 2 所示。高 速级齿轮传动的尺寸归于表 5。 带式运输机传动装置的设计 13 图图 2 大齿轮结构尺寸大齿轮结构尺寸 表表 4 大齿轮结构尺寸大齿轮结构尺寸 名称结构尺寸经验计算公式 结果 mm 毂孔直径d 由中间轴设计而定 24 dd 55 轮毂直径 3 D 3 1.6Dd 88 轮毂宽度L 1.2 1.5Ld 83 腹板最大直径 0 D 0 10 14 an Ddm 270 板孔分布圆直径 1 D 103 2DDD 220 板孔直径 2 D 203 0.25 0.35DDD 50 腹板厚度C 0.2 0.3CB 20 (三三)低速级齿轮传动的设计低速级齿轮传动的设计 1. 选定低速级齿轮类型、精度等级、材料 6)按传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动。 7)运输机为一般工作机械，速度不高，故选用 8 级精度。 8)材料选择 由所引用教材查 10-1 选择小齿轮为 45 钢，调制处理，平均硬度为 230HBS。大齿轮材料为 45 钢，正火，硬度为 190HBS,二者硬度相差 40HBS。 带式运输机传动装置的设计 14 9)选择小齿轮齿数，则:，取。齿数 3 23z 433 3.152 2372.496zi zA 4 73z 比。73/23u 10) 初选螺旋角。15 2. 按齿面接触接触疲劳强度设计 2 2 3 1 21 tHE t dH K TZ Zu d u AA (1)确定公式内的各项数值 试选载荷系数。1.6 t K 由所引用教材图 10-30 选取区域系数。2.433 H Z 由所引用教材图 10-26 得;则:。 1 0.765 2 0.871 12 1.636 小齿轮传递的转矩。 5 2 470.4134.70413 10 II TN mTN mmAA 由所引用教材表 10-7 选取齿宽系数。1 d 由所引用教材表 10-6 查得材料的弹性系数（大齿轮用铸造锻造，小189.9 E ZMPa 齿轮用锻造） 。 由所引用教材图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限， 1 lim580 H MPa 由所引用教材图 10-21c 按齿面硬度查得大齿轮接触疲劳强度极限。 2 lim310 H MPa 按公式计算应力循环系数；。 8 11 604.754 10 h Nn jL 8 212 1.572 10NN i 由所引用教材图 10-19 查得接触疲劳寿命系数,。 1 1.05 HN K 2 1.12 HN K 计算接触疲劳许用应力，取失效概率为 1%，安全系数,则1S ; 11 1 lim1.05 580 609 1 HNH H K MPaMPa S A ; 22 2 lim1.12 310 347.2 1 HNH H K MPaMPa S A 带式运输机传动装置的设计 15 。 12 609347.2 478.1 22 HH H MPaMPa (2)计算 计算小齿轮分度圆直径 2 2 3 1 21 tHE t dH K TZ Zu d u AA 2 5 3 2 1.6 4.7041 103.043 1 189.8 2.433 1 1.6363.043478.1 AA 104.479mm 计算圆周速度 12 3.14 104.1479 0.903 60 1 65.07 00060000 t d n vm s 计算齿宽及系数b nt m 1 1 104.479104.479 dt bdmmmm 1 1 cos14104.479 cos14 4.433 23 t nt d mmm z 齿高，。2.252.25 4.4339.974 nt hmmmmm104.479 9.97410.475b h 计算纵向重合度。 1 0.318tan0.318 1 23 tan141.635 dz 计算载荷系数K 由所引用教材表 10-2 查得:使用系数;根据、8 级精度，由1.00 A K 0.903vm s 所引用教材图 10-8 查得:动载荷系数;引用教材表 10-4 查得:1.00 V K （假设）由所引用教材表 10-4 查得 8 级精度、1.4 HF KK 100 At K F bN mm 调制小齿轮相对支承非对称布置时: 223 1.150.18(1 0.6)0.31 10 Hdd Kb 带式运输机传动装置的设计 16 3 1.150.18(1 0.6 1) 1 0.31 10104.4791.470 根据、，由所引用教材表 10-13 查得:。故动载10.475b h 1.470 H K 1.39 F K 荷系数。1 1.075 1.4 1.4702.212 AVHH KK K KK 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 3 11tt ddK K 3 104.4792.212 1.6116.390mm 计算模数。 1 1 cos116.390 cos14 4.939 23 n d mmm z 3. 按齿根弯曲疲劳强度设计 2 2 3 2 3 2cos FaSa t dF KT Y Y Y m z A 确定计算参数 1)计算载荷系数。1 1.075 1.4 1.392.092 AVFF KK K KK 2)根据纵向重合度，从所引用教材图 10-28 查得螺旋角影响系数1.635 。0.88Y 3)计算当量系数; 3 1 33 23 24.745 coscos 14 v z z 。 4 2 33 70 75.31 coscos 14 v z z 4)查取齿轮系数及应力校正系数，由所引用教材表 10-5 查得: ,。 1 2.628 Fa Y 2 2.229 Fa Y 1 1.588 Sa Y 2 1.761 Sa Y 5)由所引用教材图 10-20c 按齿面硬度查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ，按齿面硬度查得大齿轮的弯曲疲劳强度极限。 1 440 FE HBS 2 318 FE HBS 带式运输机传动装置的设计 17 6)由所引用教材图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数,。 1 0.89 FN K 2 0.93 FN K 7)计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数,1.4S ， 11 1 0.89 440 279.71 1.4 FNFE F K MPaMPa S 。 11 2 0.93 240 211.24 1.4 FNFE F K MPaMPa S 8)计算大小齿轮的并加以比较， FaSa F Y Y ，大齿轮的 11 1 2.628 1.588 0.01492 279.71 FaSa F YY 22 2 2.229 1.761 0.01858 211.24 FaSa F YY 数值大。 计算（按大齿轮） 2 2 3 2 1 2cos FaSa t dF KT Y Y Y m z A 。 52 3 2 2 2.093 4.7041 100.88 cos 14 0.018583.284 1 231.636 mmmm A 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度 n m 计算的法面模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载的承载能 n m 力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（既模数与齿数的乘积）有 关。故可取弯曲疲劳强度算得的并就近圆整为标准值，而按接2.706mm3.25 n mmm 触强度计算的重新修正齿轮齿数， 1 97.09dmm ，取，则 1 3 cos14116.39 cos14 34.95 3.25 n d z m 3 35z ，取。实际传动比 43 1 3.024 35105.84zi z 4 106z ，与原分配传动比 3.167 基本一致。 343 106 353.028izz 带式运输机传动装置的设计 18 4. 几何尺寸计算 中心距计算 ，将中心距圆整为 34 2 ()(35 106) 3.25 234.779 2cos2 cos14 n zz m ammmm 。 2 235amm 按圆整后的中心距修正螺旋角 34 2 1 ()(35 106) 2 arccos14.265 22 234.779 n zz m mm a 计算大小齿轮的分度圆直径 3 3 2 35 3 116.667 coscos14.265 n z m dmmmm 4 4 106 3.25 353.333 coscos14.265 n z m dmmmm 计算齿轮宽度，圆整后取。则: 1 1 116.667116.667 dt bdmmmm 117bmm （大齿轮）;小齿轮。因、发生变化，故 4 117Bmm 3 122Bmm 3 z 4 z 1 db 2 相应有关参数、等需要修正， 1Fa Y 1Sa Y 2Fa Y 2Sa Y V K H K F K Y H Z 然后再修正结果,看齿轮强度是否足够。 (3)修正计算结果 1) 3 3 33 35 37.762 coscos 14.265 v z z ；由所引用教材表 10-5 查得： 4 2 33 106 114.365 coscos 14.265 v z z ，。 1 2.424 Fa Y 2 2.171 Fa Y 1 1.676 Sa Y 2 1.804 Sa Y 2)由所引用教材图 10-26 查得： 带式运输机传动装置的设计 19 ，。 1 0.812 2 0.879 12 1.691 3)，根据纵向重合度 3 0.318tan0.318 1 35 tan14.2652.537 dz ，从所引用教材图 10-28 查得螺旋角影响系数。2.537 0.875Y 4) ,根据、8 级精 11 3.14 116.667 165.07 1.008 60 100060000 t d n vm s 1.008vm s 度，从所引用教材图 10-8 查得：动载荷系数。1.08 v K 5)齿高，由所引用教材表2.252.25 3.257.313 nt hmmmmm15.999b h 10-4 查得 8 级精度、调制小齿轮相对支承非对称布置时： 223 1.150.18(1 0.6)0.31 101.150.18(1 0.6 1) 1 0.31 Hdd Kb ，根据、，由所引用教材图 10-13 3 10116.6671.474 15.999b h 1.474 H K 查得：。1.44 F K 6)，故查取、 2 3 2 8064.15 t T FN d At K F b 68.92N mm100N mm H K 时，假设是合适的。任用。 F K 100 At K F bN mm1.4 HF KK 7)齿面接触疲劳强度计算用载荷系数= AVHH KK K KK 1 1.08 1.4 1.474 ,齿根弯曲疲劳强度计算用载荷系数2.0571 1.08 1.4 1.44 AVFF KK K KK 。2.177 8)由教材图 10-30 选取区域系数。2.43 H Z 9) 2 2 3 1 21 tHE t dH K TZ Zu d u AA 2 5 3 2 2.229 4.704 103.043 1 189.8 2.439 115.314 1 1.6913.043478.1 mmmm AA 带式运输机传动装置的设计 20 10)，大齿 11 1 2.424 1.676 0.01452 279.71 FaSa F YY 22 2 2.171 1.804 0.01854 211.24 FaS F YY 轮的数值大。 11) 2 22 3 2 3 2cos FaSa t dF KT Y Y Y m z A ，实际 52 3 2 2 2.177 4.7041 100.875 cos 14.265 0.018542.48 1 351.691 mmmm A 、，均大于计算要求，故齿轮的强度足够大。 1 116.667dmm3.25 n mmm 5. 齿轮结构设计 小齿轮 1 由于直径较小，采用齿轮结构;大齿轮 2 采用孔板式结构，结构尺寸按经验 公式和后续设计的中间轴配合段直径计算，分别见表 5 表表 5 5 低速级大齿轮结构尺寸低速级大齿轮结构尺寸 名称结构尺寸经验计算公式 结果 mm 毂孔直径d 由中间轴设计而定 32 dd 100 轮毂直径 3 D 3 1.6Dd 160 轮毂宽度L 1.2 1.5Ld 115 腹板最大直径 0 D 0 10 14 an Ddm 280 板孔分布圆直径 1 D 103 2DDD 220 板孔直径 2 D 203 0.25 0.35DDD 50 腹板厚度C 0.2 0.3CB 20 低速级齿轮和高速级齿轮的设计过程一样，整理的下列表格 表表 5 5 高速级齿轮和低速级齿轮传动的尺寸高速级齿轮和低速级齿轮传动的尺寸 高速机齿轮传动低速级齿轮传动 名称计算公式结果计算公式结果 法面模数 n m 2.5 n m3.25 带式运输机传动装置的设计 21 法面压力角 n 20 n 20 螺旋角 14.825 15.241 齿数 1 2 z z 23 93 1 2 z z 23 73 传动比 2 i4.098 2 i3.152 1 d59.482 3 d95.35 分度圆直径 2 d240.517 4 d302.64 * 11 2 aan ddh m 72 * 33 2 aan ddh m 114 齿顶圆直径 * 22 2 aan ddh m252 * 44 2 aan ddh m 320 * 11 2() fan d ddhc m 50 * 33 2() fan ddhc m 50 齿根圆直径 * 22 2() fan ddhc m210 * 44 2() fan ddhc m 265 中心距 12 () 2cos n m zz a 150 12 () 2cos n m zz a 199 齿宽 1 2 5Bb Bb 1 2 59 54 B B 3 4 5Bb Bb 3 4 91 86 B B (四四)轴的设计轴的设计 1. 轴的材料选择和最小直径估算 根据工作条件，初选轴的材料为 45 钢，调质处理。按扭转强度法进行最小直径估 算，即：。初算轴径时，对于直径的轴，有一个键槽时， 3 min0 p dA n