定轴平行轴电动滚筒

I摘 要电动滚筒是一种高效新型的驱动装置，它将电动机和减速装置置于滚筒体内部，通过安装在滚筒内部的齿轮传动装置来传递电动机的动力。电动滚筒主要用作带式输送机或板式输送机的驱动装置，具有结构紧凑、占地面积小等特点。本设计采用平行轴定轴传动结构方式和间接油冷式电动机。设计时采用了曲线刮油板这种高效的散热方式。对主要承力部件齿轮、齿圈、轴进行了设计计算与校核，并绘制了该电动滚筒的总体装配图、传动组件图、齿轮零件图、传动轴零件等图纸。关键词：电动滚筒； 定轴传动； 齿轮传动IIAbstractElectric drum is a highly effective new drives, motors and speed reduction device are placed within the drum body, through the gear transmission that are mounted inside the drum to deliver electrical power. It specially is used for convey belt or the plate drives, with the advantage of compact, small footprint and so on. This design uses a parallel shaft transmission structure fixed axis method and indirect oil-cooled motor. It is designed with curves of this highly effective oil scraper plate cooling method; For the load-bearing parts of gear, ring gear, shaft I have a calculation and the check, and the mapping of the general assembly drawing of the electric drum, transmission component diagram, gear parts drawing, drive shaft parts and other drawings. Key words: electric drum; fixed shaft; gear transmission 目 录摘要 .ABSTRACT .第 1 章 绪 论 .11.1 电动滚筒的简介 .11.2 国内外电动滚筒发展概况 .11.2.1 国内电动滚筒的发展概况 .11.2.2 国外电动滚筒发展概况 .21.3 电动滚筒的常用类型 .31.3.1 依据电动机冷却方式来分类 .31.3.2 按减速器传动结构划分电动滚筒类型 .41.3.3 按电动滚简应用的环境来划分 .4第 2 章 电动滚筒传动方案和冷却方式确定 .62.1 电动滚筒传动方案确定 .62.1.1 采用平行轴定轴齿轮传动方式的特点 .62.1.2 采用渐开线行星齿轮传动方式的特点 .62.1.3 采用谐波齿轮传动方式的特点 .72.2 电动滚筒冷却方式的确定 .82.2.1 采用风冷式电动机冷却方式的特点 .82.2.2 采用油冷式电动机冷却方式的特点 .9第 3 章 电动滚筒齿轮传动计算 .113.1 第一级齿轮精度等级、材料与齿数 .113.1.1 对齿轮传动提出的设计要求 .113.1.2 齿轮材料的选用及热处理 .123.2 传动比计算与分配 .123.2.1 传动比计算 .123.2.2 传动比分配 .133.3 模数、齿数及实际传动比计算 .133.3.1 传动齿轮模数 m.133.3.2 齿数及实际传动比计算 .153.4 齿轮传动几何计算 .163.4.1 第级齿轮传动几何计算 .163.4.2 第级齿轮传动几何计算 .173.5 齿轮疲劳强度校核计算 .183.5.1 外啮合传动齿枪疲劳强度校核计算 .213.5.2 第级内啮合齿轮传动强度校核计算 .24第 4 章 电动滚筒主要零部件的设计计算 .274.1 滚筒体厚度计算 .274.2 左右法兰轴计算 .284.2.1 右法兰轴轴头计算 .324.2.2 右法兰轴疲劳强度安全系数校核 .384.3 中间齿轮轴轴颈计算与校核 .414.3.1 中间齿轮轴轴颈计算 .414.3.2 中间齿轮轴疲劳强度安全系数 S校核 .444.4 高速齿轮轴计算与校核 .464.4.1 高速齿轮轴计算 .464.4.2 高速齿轮轴校核 .484.5 键连接的计算 .494.5.1 右法兰轴与支座的键连接 .494.5.2 中间齿轮轴与齿轮的键连接 .51第 5 章 电动滚筒的使用与维护 .525.1 电动滚筒的安装 .525.2 电动滚筒的用油 .525.3 电动滚筒的换油 .54结 论 .55致 谢 .56参考文献 .57CONTENTSAbstract Chapter 1 of a thread 1 1.1 Introduction of the electric roller 11.2 Overview of a domestic and foreign electric drum11.2.1 Overview of the domestic electric drum 11.2.2 Overview of the foreign electric drum 21.3 Common type of the electric drum 31.3.1 Classification according to motor cooling method31.3.2 Classification by reducer transmission structures and electric drum type4 1.3.3 Classification by the application of electric rollers environment division4 Chapter 2 The drive means of the program and cooling 6 2.1 The determination of the drive program 6 2.1.1 The characteristics of the fixed axis parallel axis gear transmission 6 2.1.2 The characteristics of involute planetary gear transmission 6 2.1.3The characteristics of using the characteristics of harmonic gear transmission7 2.2 The determination of electric drum cooling 8 2.2.1 The features of cooling with air-cooled motor 8 2.2.2 The features of using of oil-cooled motor cooling 9 Chapter 3 The calculation of electric drum gear 11 3.1 First-class precision grade gear, materials and number of teeth 11 3.1.1 The requirement of the gear drive design 11 3.1.2 Selection of gear materials and heat treatment 11 3.2 Calculation and allocation of transmission ratio of 12 3.2.1 Calculation of transmission ratio of 12 3.2.2 Allocation of transmission ratio of 12 3.3 Model and number of teeth and the actual transmission ratio calculation 13 3.3.1Transmission gear module 13 3.3.2 Calculation of the number of teeth and the actual transmission ratio of 15 3.4 Calculation of the gear transmission geometer 16 3.4.1 The first grade gear geometry 16 3.4.2 The first grade gear geometry 17 3.5 Calculation of gear fatigue strength 183.5.1 External meshing gear gun fatigue strength calculation 21 3.5.2 Within the first grade gear drive strength calculation 24 Chapter 4 electric roller design and calculation of major components 284.1 Calculation of drum thickness 284.2 Calculation of around flange shaft 29 4.2.1 Calculation of the right flange shaft 324.2.2 The right flange of shaft fatigue safety factor calibration 384.3 Calculation of intermediate gear shaft journal and Check 41 4.3.1 Calculation of intermediate gear shaft journal 41 4.3.2 Intermediate gear shaft fatigue factor of safety check 44 4.4 Calculation and check of high-speed gear shaft 46 4.4.1 Calculation of high-speed gear shaft 46 4.4.2 Check of high-speed gear shaft 484.5 Calculation of key connections 494.5.1 The right flange connecting shaft and the bearing key 49 4.5.2 Intermediate gear shaft and gear key connection 51Chapter 5 use and maintenance of electric drum 52 5.1 The installation of electric drum 52 5.2 Electric drum oil 525.3 Change of electric drum oil 54Conclusions 55 Acknowledgements 56 References 571第 1 章 绪 论1.1 电动滚筒的简介电动滚筒是一种将电动机和减速器共同置于滚筒体内部的新型驱动装置。它主要应用于固定式和移动式带式输送机，替代传统的电动机、减速器在驱动滚简之外的分离式驱动装置。近年来，根据带式输送机的某些特殊场合需要，又出现了介于分离式驱动和电动滚筒驱动形式之间的减速装置在滚筒体内部、电动机在滚筒体外面的外装式电动滚筒。外装式电动滚筒多用于固定式带式输送机上。国外称这种滚筒为齿轮滚筒。电动滚筒作为驱动装置用在输送机上是从 20 世纪加年代才开始，比带式输送机的开始使用时 1975 年晚了一百多年。电动滚筒首先应用是在德国。电动滚筒的德文名称为“Trommel Motoren”或“Tromme Automet ”。电动滚筒的英文名称为“Drum Motor” 、 “ElectricRoller”，或“Electric Pulley”。最早的中文译名为“滚筒马达”或“鼓形马达”，1961 年以后统一定名为“电动滚筒”。1.2 国内外电动滚筒发展概况 1.2.1 国内电动滚筒的发展概况我国最早使用电动滚筒是在 20 世纪 40 年代，北京石景山发电厂煤仓进口的配煤移动式带式输送机，就随机引进了电动滚筒。到了 50 年代，锦州石油2六场、北京市玻璃厂、南京下关发电厂郑州砂轮厂等单位都是在引带式输送机时，随机引进了电动滚筒。在使用过程中，效果很好。于是，电动滚筒的优势逐渐被人们所认识。我国研制开发电动滚筒始于 20 世纪 50 年代。1959 年，当时天津市皮带厂开始收集电动滚筒的资料。1961 年初试制造我国第一台油冷式电动滚筒，其规格参数：功率(P)2.8kw;滚筒表面线速度(V)1.25m/s；带宽(B)500mm；滚筒直径(D)400mm ；1964 年 5 月完成了 YD64 行油冷式电动滚筒的系列设计。随着我国输送机行业的发展，对电动滚筒的要求越来越高。1971 年对YD64 型油冷式电动滚筒进行更新设计，1975 年 9 月通过定型审核，并改名为TDY75 型油冷式电动滚筒。当时，总的规格数位 194 种，其中改动最大的是淘汰了 E 级绝缘的 JO2 型电动机，改用 B 级绝缘的 Y 系列电动机。并且遇过接轨贯彻了六项基础标准。进入 20 世纪 80 年代。于 1988 年 12 月左右，我国第一台电动机外装式电动滚筒先后在自贡市运输机械总厂和东丰机械厂试制成功，并通过鉴定。以变速传动轴承作为新型减速器微型电动滚筒 1991 年在天津市叉车总厂试制成功。到了 90 年代，电动滚筒行业又增加了天津市电动滚筒厂。1.2.2 国外电动滚筒发展概况：大约在 20 世纪 20 年代末期，德国首先研制成功自然风冷式电动滚筒，例如德国 Bauer 公司生产的 18.5kw 以下的风冷式电动滚筒。差不多就是在那时开始，使用的电动机为定子旋转的集流环式异步电动机。但是，以后该公司也跟着生产采用笼是电动机的油浸式电动滚筒。而德国 Baumuele 公司，奥地利Herco 公司则生产采用笼式电动机的风冷式电动滚筒。稍后，油冷式电动滚筒陆续制成并投入使用。如匈牙利的 Hukeke 公司、德国 Abus 公司生产的笼式3电动机驱动的油冷式电动滚筒。到了 20 世纪 40 年代末和 50 年代初，随着电动机制造技术的发展，就出现了油冷式电动滚筒。典型的代表公司为德国的Muchna 公司和丹麦的 JOKI 公司，他们分别于 1951 和 1953 年开始生产这种电动滚筒。到目前为止，初我国之外世界上已知比较有名气生产电动滚筒的厂家有数十家。其中主要集中在德国、法国、英国、荷兰、奥地利、捷克、瑞士、日本等工业比较发达的国家。所有各大洲主要的生产电动滚筒的厂家，包括我国在内，目前各种电动滚筒的年生产量在 4050 万台。1.3 电动滚筒的常用类型目前电动滚筒类型的划分有四种基本方法。即依据电动机冷却方式、所采用减速器传动结构类型、电动滚筒基本工作环境特征和电机置于滚简内外，来划分电动滚筒的类型。1.3.1 依据电动机冷却方式来分类根据电动机冷却方式的不同，电动滚筒可以分为三种基本类型。1 风冷式电动滚筒这种电动滚筒的特点是电动机不用油液冷却，油液或润滑脂只润滑减速器。电动机的冷却靠传导、辐射和风的对流。因此风冷式电动滚筒又可分为强制风冷和自然风冷两种。目前，国内自然风冷形式只用在微型电动滚筒上，国外则有用在 2.2 kW 以下、直径 320mm 的电动滚筒中，甚至直径 215mm 以下的电动滚筒全部为自然风冷式。2 油冷式电动滚筒这种电动滚筒也称为间接油冷式电动滚筒。电动滚筒内有一定的冷却油液，由于滚筒体不停地旋转，筒体上的刮油板将油液不停地浇到电动机和齿轮上，带走电动机和齿轮工作时产生的热量，把热量传递到滚筒体壁上，加速电动机散热，并对齿轮产生润滑作用。油冷式电动滚筒的关键是电动机内部不允许进人油液。这种类型的电动滚筒是目前国内最常见的电动滚筒。43 油浸式电动滚筒油浸式电动滚筒也叫做直接油冷式电动滚筒。顾名思义，这种类型的电动滚筒允许油液进人电动机内部，直接与电动机转子和定子绕组接触，将它们工作时产生的热量靠滚筒体不断地旋转而传递到滚筒体内壁。因此理论上油液传递热量的效果比油冷式要好，而且免去了对电动机密封性能的要求。但是油浸式电动滚筒对冷却润滑油和电动机的质量相对要求高了。这种类型的电动滚筒在国外用得较多。1.3.2 按减速器传动结构划分电动滚筒类型国内外生产的减速器类型不少，但目前用在电动滚筒上能批量生产的不外乎三种类型。1 定轴齿轮传动的电动滚筒目前世界上电动滚筒最常用的减速器装置就是定轴齿轮传动，而齿轮传动中 95%以上是定轴渐开线圆柱齿轮传动结构。这种传动结构简单、性能可靠、制造容易、安装维修方便，同时又具有效率高、噪声低的优点。电动滚筒中常用的为两级减速，少数为三级减速。 这种传动形式与定轴齿轮传动比较，具有体积小、重量轻、承载能力大、工作平稳等优点。2 摆线针轮传动的电动滚筒这种传动结构，世界上除日本个别厂家以外，只有中国有些厂家在电动滚筒中作为减速器用。而且大多采用“简支梁式” 结构，目前常用在中型电动滚筒中。和摆线针轮结构相近的还有变速轴承传动的电动滚筒，这种传动形式的特点和性能类似于摆线针轮传动，它是 20 世纪 80 年代新研制出的一种减速机构。目前只有国内厂家把这种传动机构用在小型和微型电动滚筒上。3 渐开线行星齿轮传动的电动滚筒这种传动形式与定轴齿轮传动比较，具有体积小、重量轻、承载能力大、工作平稳等优点。在电动滚筒中最常用的为 NGW（2K-H）型的二级或三级传动机构。在国外，二以下的微型电动滚筒中。而在日本、英国及国内一些厂家，大、中、小型电动滚筒中都采用这种结构。51.3.3 按电动滚简应用的环境来划分电动滚筒应用环境常见的有普通、腐蚀和易燃易爆三种场合。如果细分还有高温、湿热带及一些特殊使用场合，但这些场合使用的电动滚筒数量不多，一般只作为非标准型电动滚筒生产。1 普通型电动滚筒这是指应用在常规环境中的电动滚筒，它是目前世界上使用最多、最普遍的一种。对电动滚筒的使用要求，有时需增加逆止或制动性能，或将电动机改为多速，或改为无级变速电动滚筒。2 防腐型电动滚筒这种类型的电动滚筒常使用在腐蚀性介质环境下，或要求不允许有自然腐蚀的环境中。例如，食品、邮电、航空、超级市场及一些生产线上。电动滚筒的各处外表面通常镀铬，或采用不锈钢制造。3 隔爆型电动滚筒这是应用在化工、煤矿等易燃易爆环境中的电动滚筒。德国 Bauer 公司电动滚筒接线盒盖上有明显的“Exd”隔爆标志或“Exd”防火标志。目前我国还没有防火型电动滚筒的要求，因此通常的隔爆型电动滚筒上只有“Ex”标志，以表示隔爆。6第 2 章 电动滚筒传动方案和冷却方式确定2.1 电动滚筒传动方案确定2.1.1 采用平行轴定轴齿轮传动方式的特点平行轴定轴传动机构是电动滚筒中最常见的传动方式。由于渐开线齿轮传动具有机械效率高、传动平稳、便于设计传动比、便于调整齿轮副中心距、承载能力高、传递转矩大、便于加工制造成本低等优点，所以在电动滚筒传动机构中，应用得十分普遍。平行轴定轴传动在电动滚筒中通常采用两级或三级传动。对于两级传动机构又可分为两级均为外啮合传动机构及第一级为外啮合、第二级为内啮合传动两种形式，如图 2-1。(a)两级外啮合传动 (b)第一级外啮合第二级内啮合传动图 2-1 两级定轴传动的电动滚筒2.1.2 采用渐开线行星齿轮传动方式的特点应用在电动滚筒传动装置中的行星齿轮传动形式很多，在大功率和小功率电动滚筒中都有应用。下面着重介绍几种电动滚筒中最常用的行星齿轮传动形式。图 2-2 是两级行星齿轮传动的结构原理图。从图中可见，按基本构件命名，7这是典型的 ZK-H 型周转轮系。按啮合形式分类，它属于 NGW 型传动机构。图 2-2 中齿数为 的太阳轮与电动机的转子轴联接。第一级传动齿 数为 的1z 4z2公圈固定，由行星架输出，同时作为第二级传动齿数为的太阳轮的输人。第二级传动齿数为 的齿圈固定，行星架输出通过法兰盘与筒体联接，从而驱动6z电动滚筒的筒体旋转。图 2-2 两级行星齿轮传动的电动滚筒原理图这种传动机构的优点在于，各级行星轮的数目都在两个以上，负荷可以由多个行星轮分担。在电动滚筒长度足够长的情况下，可以通过增加传动机构的级数，获得更大的传动比。2.1.3 采用谐波齿轮传动方式的特点谐波传动技术源于 20 世纪 50 年代中期。由于空间技术的飞速发展，对机械传动提出了传动比大、体积小、重量轻、精度高、回差小等更高的要求，而一般的传动装置已不能达到这样的要求。这就要求机械传动技术要有新的突破性进步，谐波传动即是其中之一。谐波齿轮传动原理与少齿差行星齿轮传动十分相似，它是采用弹性外齿轮在传动时产生连续变形，与刚性的内齿轮发生错齿运动，按照一定的周期、频率循环往复，将高速运动变为低速运动。谐波传动机构主要由波发生器、柔轮和刚轮三部分组成。谐波发生器的种类很多，但工作原理是相同的。波发生器的最大直径比柔轮内圆直径略大。把谐波发生器装人柔轮内时，迫使柔轮产生变形，在其长轴两端的齿恰好与刚轮的齿完全啮8合，短轴处的齿则完全脱开。而处于波发生器长轴与短轴之何沿周长不同区段内的齿，则处于某些齿啮人或某些齿啮出的过渡状态。谐波齿轮传动的优点很多，现简述如下：(l) 传动比大而且范围宽。一般单级谐波齿轮传动的速比为 40500。当采用行星式波发生器时速比可达巧 1504000。如果采用双级谐波传动时，则传动比更大，可达到 由于传动比很大，用于低转速电动滚筒很适宜。但6102是，由于传动比过大，限制了输入功率不能太大，否则输出转矩太大，输出机构承受不了。(2) 承载能力高。由于谐波齿轮传动系多齿同时啮合，即同时承受负荷的齿数多，于是大大提高了承载能力。谐波齿轮传动机构所承受的输出扭矩范围为 0.16000Nm。(3) 运动平稳无冲击。由于柔轮与刚轮啮合时，齿与齿之间均匀接触。同时，齿的啮入和啮出是随柔轮的变形逐渐进入和退出刚轮齿间的，因而运动平稳无冲击现象。(4) 齿面磨损小且均匀。当正确选择啮合参数时，柔轮齿相对于刚轮齿将沿着一条滑动路径很短的轨迹移动。并且由于柔轮齿的运动是靠波发生器所产生的变形波来传递的，因而齿而的相对滑动速度很低。又由于轮齿接近面接触，同时啮合的齿数又多，齿面比压小。因此在工作过程中，轮齿的磨损量很小，而且磨损均匀。(5) 谐波齿轮传动与普通齿轮传动比较，所需要的零件数目少，结构简单紧凑。因此体积也相应小，重量也较轻。这个特点适合加工制造小直径的电动滚筒。(6) 谐波齿轮传动机构密封性好，可以将其作为一个独立的部件应用在电动滚筒中。独立的谐波齿轮减速装置目前有专业生产厂家生产，电动滚筒制造厂可以按照要求订购、选用。(7) 谐波齿轮传动效率较高。若啮合参数选择适当，结构设计合理，齿面粗糙度理想并且润滑条件良好，那么谐波齿轮传动的摩擦损失很小，因而传动效率高。对于一般加上精度的谐波齿轮传动装置，有试验资料表明，当传动比 =100 时，效率 =0.85 时，; 当传动比 =75 时，效率 =0.92。ii综合考虑三种方案的优缺点和现学知识，选择采用平行轴定轴齿轮传动方式。92.2 电动滚筒冷却方式的确定2.2.1 采用风冷式电动机冷却方式的特点1 自然冷却式电动机自然冷却式电动机的特点是，转子轴上没有风扇，甚至连铸铝转子上也没有扇叶，电动机热量向外散发仅靠电动滚筒筒体内空气的自然流动和热辐射。这种电动机的冷却效果极差，因此只用在直径 100mm 以下的微型电动滚筒中，而且电动机的功率也非常小。自然冷却式电动机可分为内转子与外转子两种形式。由于几何尺寸的限制，内转子电动机向定子铁芯中嵌人漆包线工艺困难，因此功率一般都在 50W 以下；外转子电动机相对来说，向定子铁芯中嵌人漆包线工艺比较容易，所以电动机功率可以做得稍大些，一般情况功率不会超过100W。无论从电动机的制造工艺方面来看，还是从电动机的热平衡方面来看，这种自然冷却式电动机的功率只能做得很小，只适用于工况条件良好、散热环境理想的微型电动滚筒中。2 风冷式电动机风冷式电动机的特点是，转子袖上有外风扇叶，铸铝转一子上有小扇叶。电动滚筒筒体两端的端盖上有风孔。当电动滚筒旋转时，电动机转子轴上的风扇叶和铸铝转子上的小扇叶同时搅动电动滚筒筒体内的空气使之流动，通过滚筒两端的风孔，滚筒体内外的空气形成强制对流。这样便将滚筒体内部的热量散发到滚筒体外部。与自然冷却式电动机相比较，风冷式电动机提高了冷却效果。由于风冷式电动滚筒适宜轴向通风，因此电动机壳体上的散热片应当沿着电动机轴线方向分布，这样可以提高冷却效果。目前风冷式电动滚筒专用电动机的功率已经达到 55kW。使用风冷式电动滚筒时应当注意的问题是，由于滚筒体两端有风孔，所输送的散料及空气中的尘埃会随着空气的流动进人滚筒体内部。当电动机壳体上积存的灰尘和污物达到一定厚度时，便形成隔热层，会降低电动机的冷却效果。当滚筒体两端的风孔被所输送的粉尘物料堵塞时，电动机的散热效果极剧下降，电动机很快就会被烧毁。102.2.2 采用油冷式电动机冷却方式的特点1 间接油冷式电动机间接油冷式电动机用于滚筒体为全封闭的间接油冷式电动滚筒中。滚筒体内添加一定数量的冷却油，电动机壳体的下部浸泡在冷却油中(图 2-3)。由于滚筒体内一部分空间被冷却油填充，定子绕组产生的热量一部分直接传导到冷却油中，再通过滚筒体传导到输送带及滚筒体外部，冷却效果较好。滚筒体内壁上焊有刮油板，当电动滚筒旋转时，刮油板可以把冷却油带起来。这样一方面可以使冷却油自身得到冷却，另一个作用是把冷却油浇到电动机壳体的上部及侧面，起到全方位冷却电动机的作用。图 2-3 间接油冷式电动滚筒由于电动机定子绕组与冷却油不直接接触，因此称这种冷却方式为间接油冷式(筒称油冷式) 。间接油冷式电动机是目前电动滚筒中使用最普遍的电动机。这种电动机我国的统一型号为 YGY 型。型号中第一个字母 Y 表示交流异步电动机，中间的字母 G 表示电动滚筒专用电动机，最后的字母 Y 表示油冷式。YGY 型电动机是 Y 系列电动机的派生产品。此种电动机的铁芯长度、漆包线的线径粗细、绕线方式等均与 Y 系列电动机相同，只是电动机壳体的形式及联接方式与 Y 系列电动机不相同。2 直接油冷式电动机直接油冷式电动机与间接油冷式电动机的区别，在于电动机定子绕组直接浸泡在冷却油中（图 2-4） 。直接油冷式电动机定子壳体上除了有散热片外，还有许多孔。滚简体内的冷却油通过这些孔流到电动机的绕组上，直接冷却绕组及铁芯产生的热量。这种冷却方式效果极佳。滚筒体内壁上也有利油板，当电动滚筒旋转时，刮油板也搅动冷却油。刮油板将带起的油浇到有孔的定子壳11体的上部及侧面，冷却油便可以通过定子壳体上的孔流人定子壳体内，直接冷却电动机绕组。直接油冷式电动机定子壳体上的散热片全是沿着电动机轴线分布，这样冷却油在定子壳体上分级下落，冷却油可以得到充分地冷却。卜从而增大了电动机绕组与冷却油的温差，有利于冷却油进一步冷却电动机。图 2-4 直接油冷式电动滚筒第 3 章 电动滚筒齿轮传动计算3.1 第一级齿轮精度等级、材料与齿数3.1.1 对齿轮传动提出的设计要求1 足够长的使用寿命应在连续满负荷运转工作制下进行设计，即假定每12天工作 24h，每年工作 300d，齿轮工作寿命要求不少于 5 年，或者不少于36000h ,整机无故障工作时间应不少于 15000，为此应选用较优质的齿轮材料和合理的热处理工艺。2 较小的噪声和合理的制造工艺电动滚筒在满负荷运转时产生的噪声，应尽可能小于或者等于 JB/T733094 中的规定值。齿轮精度取 68 中等精度等级，使用在一般场合的电动滚筒应达到 GB 1009588 渐开线圆柱齿轮精度中规定的 8-7-7 级精度，室内使用或要求特别低噪声的场合，常要求达到 7-6-6 级精度。3 优良的通用性实际上电动滚筒的规格很多，为便于生产过程管理，必须考虑其通用性，要求达到：1)滚筒直径 、模数 、电机机座号 三者都相同时，其内啮合传动的Dm0n齿轮是通用的，仅根据传递功率尸的大小调节齿宽 ；2b2)滚筒直径 、带速 、模数 相同时，其外啮合传动的齿轮是通用的，v也仅根据传递功率的大小调节齿宽 ；1b3)同一滚筒直径 、齿轮中心距 是相同的；Da4)滚筒直径 、带速 ，电机机座号 相同时，相应齿轮模数 相同。v0nm3.1.2 齿轮材料的选用及热处理齿轮是电动滚筒中的重要零件，它担负着传递动力、改变运动速度及方向的重要任务，因此对齿轮材料提出如下要求：(l)具有高的接触疲劳极限；(2)具有高的抗弯强度；(3)具有高的耐磨性；(4)具有足够的冲击韧性。同时还应考虑材料的加工工艺性、经济性，以及材料的来源等因素。正确的选用齿轮材料和进行合理的热处理，是满足齿轮设计要求、延长齿轮使用寿13命及节约制造成本的主要途径。本设计主动轮选用 40Cr 粗车后调质处理，制齿后齿面高频淬火。被动轮采用 45 号钢粗车后调质。3.2 传动比计算与分配3.2.1 传动比计算模仿现有电动滚筒采用 YGY200L-4 油冷式电动机，转速 1480 r/min，功率30kW。电动滚筒总传动比 =i 3126048.141 vDn式中 电动机额定转速，r/min1n电动滚筒名义转速，r/min4带速, m/sv滚筒直径, mD3.2.2 传动比分配按两级传动， ，因此应进行传动比分配，分配的原则为：21i1)使各级传动的承载能力大致相等，即齿面接触强度大致相等2)使减速机构获得最小的外形尺寸和重量；3)使各级传动的大齿轮浸油深度大致相等。为此，一般取：（0.010.06）i1 i14一般总传动 值较大时，系数取较小值，且 1.55eN7101.0minHS最小安全系数 大小齿轮相同取值 1.0L润滑速度系数系数按表 6-10 取 小轮/ 大轮（小轮的 1.4 倍） 0.93/1.302VZ速度系数 按表 6-11 取 小轮/ 大轮 0.95/0.94R粗糙度系数 按表 6-12 取 小轮/ 大轮 1.025/1.03W齿面工作硬化系数小轮：因硬齿面大轮： 17032.HBZW按中等， HB=2401.0/1.135XZ尺寸系数 大小轮一致 1.0Hlin接触疲劳极限 按表 6-9 取，小轮/ 大轮 N/mm 21500/1190=ZNLVRZWX小轮/大轮0.906/1.431HP许用接触应力 = 小轮/大轮HPSminl N/mm 21359/1703结论：通过表 3-3，表 3-4 对电动滚筒外啮合齿轮进行接触疲劳强度校核计算，得：=777.485eN7101.0minHS最小安全系数 大小齿轮相同取值 1.0L润滑速度系数系数 按表 6-10 取 小轮/大轮（小轮的 1.4 倍） 0.93/1.311VZ速度系数 按表 6-11 取 小轮/大轮 0.95/0.94R粗糙度系数 按表 6-12 取 小轮/大轮 1.02/1.022W齿面工作硬化系数小轮：因硬齿面大轮： 17032.HBZW按中等，HB=2401.0/1.135XZ尺寸系数 大小轮一致 1.0Hlin接触疲劳极限 按表 6-9 取，小轮/大轮 N/mm 21500/1190=ZNLVRZWX小轮/大轮0.904/1.423续表 3-629HP许用接触应力 = 小轮/大轮HPZSminl N/mm 21356/1693结论:通过表 3-5，表 3-6 对电动滚筒