自动化仓库之带式输送机设计

本科生毕业论文姓名：学号：学院：机电工程学院专业：机械工程及自动化论文题目：自动仓库之带式输送机专题：指导教师：职称：二O年六月徐州毕业论文任务书学院机电学院专业年级学生姓名任务下达日期：2011年1月8日毕业论文日期：2011年3月2日至2011年6月15日毕业论文题目：自动仓库之带式输送机毕业论文专题题目：毕业论文主要内容和要求：（1）设计参数：物料名称：硫磺粉；粒度：50mm；输送能力：Q=360t/h带速：1.25m/s；密度：=1700kg/m3；运输角度：=0：机身长度：L=194m；（2）设计流程：输送机将需要入仓的物料运输到卸料车上；卸料车在输送机上运行将物料卸到布料车上同时起到纵向布料的功能；布料车安放在卸料车上，将从卸料车卸到上面的物料运入仓中，进行横向布料。整个系统实现了物料的输送与自动布料。（3）根据仓库需要进行输送机的总体结构形式布局进行设计，由设计参数对输送机的带进行选型和设计计算，设计选择输送机的传动装置，合理选用输送机各项的零部件。院长签字：指导教师签字：毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日毕业论文答辩及综合成绩答辩情况回答问题提出问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日摘要本次毕业设计是关于自动化仓库固定式带式输送机的设计。输送机在仓库中配合卸料车、布料车运行，输送带设计安装在高架石墩上面。首先对带式输送机的应用、分类、结构原理作了简单的概述并对其目前在国内外的发展状况做了简短的介绍；接着根据带式输送机的设计参数分析选型原则及计算方法；然后根据设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。目前，输送机正朝着长距离，高速度，低摩擦的方向发展。在胶带输送机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。关键词：输送机；自动化仓库；胶带AbstractThegraduationprojectistheautomationofthewarehouseonthefixedbeltconveyordesign.Withtheconveyorinthewarehouseunloadingtrucks,carsrunningfabric,designandinstallationoftheoverheadconveyorbeltabovethepier.Firstbeltconveyorapplications,classification,structureandprinciplesbrieflyoutlinedthedevelopmentofitscurrentstatusathomeandabroadtodoashortintroduction;thenanalyzedaccordingtothedesignparametersofconveyorprincipleofselectionandmethodofcalculation;thencalculatedaccordingtothedesigncriteriaandselectionmethodsinaccordancewiththerequirementsofagivenparameterselectionanddesign;thenonthechoiceofconveyorcomponentsforamajorcheck.Atpresent,theconveyorismovinglongdistance,highspeed,low-frictiondirection.Inthebeltconveyordesign,manufactureandapplication,ourcountryandforeignadvancedlevelthereisstillawidegapbetweenthedomesticdesignandmanufactureofbeltconveyorintheprocessthereismuchtobedesired.Keyword：Conveyor;automatedwarehouse;tape目录1绪论.11.1带式输送机简述及应用.11.2带式输送机的分类.11.3带式输送机的结构与工作原理.11.4带式输送机的发展与现状.22带式输送机设计.32.1输送机的工作环境与设计参数.32.2输送机布置形式的选择.42.3输送带的选择.42.3.1输送带宽度的确定.42.3.2输送带宽度的核算.52.3.3输送带型号的选择.52.4输送带张力计算.62.4.1各特性点张力计算.62.4.2圆周驱动力计算.92.4.3输送带允许垂度核算.92.5传动功率的计算.92.5.1传动滚筒功率.92.5.2电动机功率.92.6传动滚筒相关参数计算.102.6.1传动滚筒合张力计算.102.6.2传动滚筒直径初选.102.6.3传动滚筒最大扭矩计算.102.6.4传动滚筒直径验算.102.7拉紧力的计算.113传动装置的设计与计算.113.1传动方案的确定.113.2电机选型.113.3减速器的设计与计算.123.3.1总传动比的计算.123.3.2传动比分配.123.3.3运动和动力参数计算.123.3.4齿轮传动的设计与计算.143.3.5轴系零件的设计计算.273.3.6轴承寿命校核.373.3.7平键强度校核.393.3.8箱体的设计.413.3.9减速器附件的设计.424带式输送机主要部件的选用.434.1输送带.434.1.1输送带的分类.434.1.2输送带的连接.434.2托辊.444.2.1托辊的作用与类型.444.2.2托辊的选型.444.2.3托辊间距.454.2.4托辊的校核.454.3滚筒.474.3.1传动滚筒.474.3.2改向滚筒.474.4拉紧装置.474.5清扫装置.494.5.1常用清扫装置的形式与特点.494.5.2清扫器的安装位置.504.6电气及安全保护装置.51参考文献.52英文原文.53中文译文.58致谢.622011届本科生毕业设计第0页1绪论1.1带式输送机简述及应用带式输送机是以输送带兼作牵引机构和承载机构的一种连续动作式运输设备，其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。可运送矿石、煤炭、沙等粉、块状物和包装好的成件物品。由于它具有运输能力大、运输阻力小、耗电量低、运行平稳、运输中对物料的损伤小等优点，已被广泛应用于国民经济的各个部门。1.2带式输送机的分类带式输送机分类方法有多种，按运输物料的输送带结构可分成两类，一类是普通型带式输送机，这类带式输送机在输送带运输物料的过程中，上带呈槽形，下带呈平形，输送带有托辊托起，输送带外表几何形状均为平面；另外一类是特种结构的带式输送机，各有各的输送特点。具体分类如下：TDQ80XU型固定式带式输送机轻型固定式带式输送机普通型型钢绳芯带式输送机型带式输送机管形带式输送机带式输送机气垫带式输送机波状挡边带式输送机特种结构型钢绳牵引带式输送机压带式带式输送机其他类型1.3带式输送机的结构与工作原理带式输送机主要包括：输送带、托辊、驱动装置、机架、拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。输送带绕经驱动滚筒和尾部改向滚筒形成无极的环形封闭带。上、下两股输送带分别支承在上托辊和下托辊上。拉紧装置保证输送带正常运转所需的张紧力。工作时，驱动滚筒通过摩擦力驱动输送带运行。物料装在输送带上与输送带一同运动。通常用上股输送带运送物料，并在输送带绕过机头滚筒改变方向时卸载。必要时，可利用专门的卸载装置在输送机中部任意点进行卸载。普通型带式输送机的机身的上带是用槽形托辊支撑，以增加物流断面积，下带为返回段(不承载的空带)一般下托辊为平托辊。带式输送机可用于水平、倾斜和垂直运输。对于普通型带式输送机倾斜向上运输，其倾斜角不超过18，向下运输不超过15。2011届本科生毕业设计第1页1.4带式输送机的发展与现状一、国外带式输送机技术的现状国外带式输送机技术的发展很快，其主要表现在2个方面：一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用于了带式输送机动态分析与监控技术，提高了带式输送机的运行性能和可靠性。二、国内带式输送机技术的现状我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。三、国内外带式输送机技术的差距1、大型带式输送机的关键核心技术上的差距带式输送机动态分析与监测技术。可靠的可控软起动技术与功率均衡技术。2、技术性能上差距我国带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。装机功率我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为4250kW，国外产品可达4970kW，国产带式输送机的装机功率约为国外产品的30%40%，固定带式输送机的装机功率相差更大。运输能力我国带式输送机最大运量为3000t/h，国外已达5500t/h。最大输送带宽度我国带式输送机为1400mm，国外最大为1830mm。带速由于受托辊转速的限制，我国带式输送机带速为4m/s，国外为5m/s以上。工作面顺槽运输长度我国为3000m，国外为7300m。自移机尾。高效储带与张紧装置我国采用封闭式储带结构和绞车红紧为主，张紧小车易脱轨，输送带易跑偏，输送带伸缩时，托辊小车不自移，需人工推移，检修麻烦。国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备，托辊小车能自动随输送带伸缩到位。输送带有易跑偏，不会出现脱轨现象。输送机品种机型品种少，功能单一，使用范围受限，不能充分发挥其效能，如拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用；另外，我国煤矿的地质条件差异很大，2011届本科生毕业设计第2页在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，如弯曲、大倾角（+25）直至垂直提升等，应开发特殊型专用机种带式输送机。3、可靠性、寿命上的差距输送带抗拉强度我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为2500N/mm，国外为3150N/mm。钢丝绳芯阻燃输送带最高为4000N/mm，国外为7000N/mm。输送带接头强度我国输送带接头强度为母带的50%65%，国外达母带的70%75%。托辊寿命我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大，而美国等使用的新型注油托辊，其运行阻力小，轴承采用稀油润滑，大大地提高了托辊的使用寿命，并可作为高速托辊应用于带式输送机上，使用面广，经济效益显著。我国输送机托辊寿命为2万h，国外托辊寿命59万h，国产托辊寿命仅为国外产品的30%40%。输送机减速器寿命我国输送机减速器寿命2万h，国外减速器寿命7万h。带式输送机上下运行时可靠性差。4、控制系统上差距驱动方式我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速器，国外传动方式多样，如BOSS系统、CST可控传动系统等，控制精度较高。监控装置。输送机保护装置国外带式输送机除安装防止输送带跑偏、打滑、撕裂、过满堵塞、自动洒水降尘等保护装置外，近年又开发了很多新型监测装置：传动滚筒、变向滚筒及托辊组的温度监测系统；烟雾报警及自动消防灭火装置；纤维织输送带纵撕裂及接头监测系统；防爆电子输送带秤自动计量系统。这些新型保护系统我国基本处于空白。而我国现有的打滑、堆煤、溜煤眼满仓保护，防跑偏、超温洒水，烟雾报警装置的可靠性、灵敏性、寿命都较低。2带式输送机设计2.1输送机的工作环境与设计参数总工作流程：输送机将需要入仓的物料运输到卸料车上；卸料车在输送机上运行将物料卸到布料车上同时起到纵向布料的功能；布料车安放在卸料车上，将从卸料车卸到上面的物料运入仓中，进行横向布料。整个系统实现了物料的输送与自动布料。设计参数：物料名称：硫磺粉；粒度：50mm；输送能力：Q=360t/h带速：1.25m/s；密度：=1700kg/m3；运输角度：=02011届本科生毕业设计第3页机身长度：L=194m；2.2输送机布置形式的选择电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构，借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力，使输送带运动。带式输送机的驱动方式按驱动装置可分为单点驱动方式和多点驱动方式两种。通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式，即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处，一般放在机头处。单点驱动方式按传动滚筒的数目分，可分为单滚筒和双滚筒驱动。对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动。因单点驱动方式最常用，凡是没有指明是多点驱动方式的，即为单驱动方式，故一般对单点驱动方式，“单点”两字省略。单筒、单电动机驱动方式最简单，在考虑驱动方式时应是首选方式。在大运量、长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动。现选择单滚筒水平运输布置形式如下：2.3输送带的选择2.3.1输送带宽度的确定对于散状物料，输送带宽度按下式计算（2-3-1）QBckB输送带宽度，m；Q所需输送量，t/h；Q=360t/h物料松散密度，t/m3;=1.7t/hV输送带速度，m/s；取V=1.25m/s；C倾角系数，由运输机械手册表2-3-2查得当输送机倾角=0时，倾角系数c=1.0；k断面系数，由运输机械手册表2-3-1查得k=360；速度系数。由运输机械手册表2-3-3得=1.0.2011届本科生毕业设计第4页代入数据得3600.681.725.1QBmck标准的输送带宽有500mm，650mm,800mm,1000mm,1200mm,1400mm,按标准我们选择带宽B=800mm的输送带。2.3.2输送带宽度的核算确定带宽需要考虑所运物料的最大块度，以使输送机能够稳定运行。因此，还需按物料的块度进行校核。对于未过筛的松散货载（如原煤）：(2-3-2)max20B对于经过筛分后的松散货载：(2-3-4)3.p式中:输送带宽度，mm；货载的最大块度，mm；max货载的平均块度，mm。p将数据代入式2-3-1进行核算：802503Bmm故所选带宽合适。2.3.3输送带型号的选择我国目前生产的输送带有以下几种:尼龙分层输送带、塑料输送带、整体带芯阻燃带、钢丝绳芯带等。在输送带类型确定上应考虑如下因素：(1)为延长输送带使用寿命，减小物料磨损，尽量选用橡胶贴面，其次为橡塑贴面和塑料贴面的输送带；(2)在同等条件下优先选择分层带，其次为整体带芯和钢丝绳芯带；(3)优先选用尼龙、维尼龙帆布层带。因在同样抗拉强度下，上述材料比棉帆布带体轻、带薄、柔软、成槽性好、耐水和耐腐蚀；(4)覆盖胶的厚度主要取决于被运物料的种类和特性，给料冲击的大小、带速与机长，输送石炭石之类的矿石，可以加厚2mm表面橡胶层，以延长使用寿命。在本设计中，根据运输机械设计选用手册初选带宽为800mm的NN-100型输送带。NN100型输送带的技术规格如下：扯断强度：100N/(mm层)层数：4输送带厚度：4mm每层重量：1.02kg/2m2011届本科生毕业设计第5页2.4输送带张力计算2.4.1各特性点张力计算设带式输送机的各点张力如图所示，则得各点张力关系如下：（1）21Sk（2）3（3）4（4）5（5）6Sk（6）7(7)8123W（8）9（9）1045S（10）8nk261i改向滚筒阻力系数。见表表2-6-1改向滚筒阻力系数输入带在改向滚筒上的包角4590180改向滚筒阻力系数k1.021.031.04则，1234671.0k581.3k2011届本科生毕业设计第6页代入（1）（2）（3）（4）（5）（6）得：21.0S34.516.0.3SS7导料槽阻力计算：（2-4-1）21(.67)lWBg式中：l-导料槽长度（m）。B=0.8m,l=2m,g=9.8N/kg，l=2m3.7/t根据式2-6-1计算得：21(.6081.7)9.817N直线段运行阻力计算：对于承载断：（2-4-2）20()hWqLwg对于空载断：（2-4-3）5=式中：00kg/mqkg/m/Lwhqw每米长度上物料的重量（）每米输送带自重（）,由运输机械手册查的=9.31;每米长度上托辊转动部分重量（）；每米长度下托辊转动部分的重量（）；承载断输送带长度（）；槽型托辊阻力系数，见表2-6,取=0.4；平行托辊阻力系数，见表取35。表2-6-2托辊阻力系数工作条件槽型托辊阻力系数平行托辊阻力系数w清洁，干燥0.0200.018少量尘埃，正常温度0.0300.025大量尘埃，湿度大0.0400.035（2-4-4）q=3.6Qv计算得：2011届本科生毕业设计第7页360/(.125)80/qkgm（2-4-5）0Gl式中：每米上托辊转动部分重量（kg），由运输机械手册表2-3-13查G的=14kg上托辊间距（m），取=1m0l0l计算得：14/qkgm(2-4-6)0Gl式中：-每米下托辊转动部分重量（kg），由运输机械手册表2-3-19查G的=12kg-下托辊间距（m），取=1.2m0l0l计算得：12/./qkg根据式2-6-2计算得：2(8049.3)0.498756WN根据式2-6-3计算得：5(.12).31卸料车阻力计算：（2-4-7）320.SqHg式中：-卸料车滚筒趋入点张力（N），=9610N2S2S-卸料车提升高度，由运输机械手册表2-3-21查得=1.96mHH30.14801.9680WN723SW=+171+7856+268051.S=+107080411136691.3S2011届本科生毕业设计第8页空段清扫器阻力计算：（2-4-8）420WBg.89156.N111366101.4.3SS114702n为了保证输送带不打滑，按尤拉公式：(2-4-9)1ne运输机械手册表2-3-18查取=3.60，所以13.6nS+11470621.04.35075N=11470=18270NnS1.572.4.2圆周驱动力计算圆周驱动力：820139PN2.4.3输送带允许垂度核算承载段最小张力必须满足：(2-4-10)05()cosSqlg式中：-上托辊间距（m）；0l-输送带倾角（度）；-每米输送带自重（kg/m）；q-每米长度上物料重量。05()cos9.318.90476SqlgN输送带最小张力=5075N4376N,故满足要求。12.5传动功率的计算2.5.1传动滚筒功率(2-5-1)01PvN式中：P-圆周驱动力（N）V-输送带的速度（m/s）所以，01395.216.490PvKW2011届本科生毕业设计第9页2.5.2电动机功率(2-5-2)0NK式中：-功率备用系数。对于功率大于5.5千瓦的JO2型电动机取K=1.4，其他K取K=1-总传动效率。对于光面传动滚筒取0.9；对于胶面的取0.9所以，016.498.NKKW2.6传动滚筒相关参数计算传动滚筒是传递动力的主要部件。传动滚筒根据承载能力分为轻型、中型和重型三种。传动滚筒表面有裸露光钢面，人字形和菱形花纹橡胶覆面。小功率、小带宽及环境干燥时可采用裸露光钢面滚筒。人字形花纹胶面摩擦系数大，防滑性和排水性好，但有方向性。菱形胶面用于双向运行的输送机。用于重要场合的滚筒，最好采用硫化橡胶覆面。用于阻燃、隔爆条件，应采取相应措施。本设计中选用人字形包胶滚筒，以增大摩擦系数和便于排出粘着物料。2.6.1传动滚筒合张力计算根据算得的特性点的张力计算传动滚筒的合张力:182705139NnFS2.6.2传动滚筒直径初选传动滚筒的最小直径可按下式确定：(2-6-1)Dcd式中芯层厚的或钢绳直径，mm；d系数。棉织物，尼龙，聚酯，钢绳芯。c80c90108c145c输送带芯层厚度，使用尼龙输送带，取，传动滚筒的最小直径：.4m8.4723.6md从手册中查取标准化的传动滚筒直径，初步选择。D2.6.3传动滚筒最大扭矩计算设计带式输送机采用单滚筒单电机驱动,传动滚筒的最大扭矩按下式进行计算：(2-6-2)max20FM式中D传动滚筒的直径，mm；最大圆周驱动力，N。F传动滚筒最大圆周驱动力是输送机满载运行时滚筒上的圆周驱动力，即，代入式(2-6-2)中计算：1395N2011届本科生毕业设计第10页max13958027Nm20FDM2.6.4传动滚筒直径验算大量实验表明，传动滚筒的摩擦系数与胶带和滚筒之间的单位压力有较大关系，在单位压力较大的区域摩擦系数随压力的增大而减小，所以传动滚筒的直径应按平均压力进行验算。(2-6-3)360FpBD式中胶带与滚筒之间的平均压力，对于织物芯胶带推荐不大于；20.4N/mB带宽，已知；8mD传动滚筒直径；传动滚筒与输送带间的摩擦系数，取；0.2胶带在滚筒上的包角，代入数据计算：2236036052780.N/m0.4/8FpBD因此传动滚筒直径满足要求。2.7拉紧力的计算拉紧装置的拉紧力按下式计算：0P(2-7-1)1iS式中：-拉紧力（N）；0-拉紧滚筒奔离点的张力（N）;iS-拉紧滚筒趋入点的张力（N）.10234557890371PSSN查运输机械手册选择拉紧装置为垂直拉紧重锤组合。3传动装置的设计与计算3.1传动方案的确定驱动装置是整个带式输送机的动力来源。本带式输送机采用单电机单滚筒驱动。传动系统由电动机、减速器、传动滚筒组成。2011届本科生毕业设计第11页3.2电机选型带式输送机常用的电动机，有鼠笼式、绕线式异步电动机。电动机额定转速根据生产机械的要求而选定，一般情况下电动机的转速不低500r/min，因为功率一定时，电动机的转速低，其尺寸愈大，价格愈贵，而效率低。若电机的转速高，则极对数少，尺寸和重量小，价格也低。已算得所需电动机功率，采用单电机驱动，从机械设计手册中选取18.4WMPKY200L1-6型电动机。表3.1电动机主参数型号额定功率kW转速r/min额定转矩Y200L1-618.59702.03.3减速器的设计与计算3.3.1总传动比的计算传动滚筒的工作转速为：061.259.86r/minD0vn式中传动滚筒直径，m；D带速，m/s。v电动机满载转速n=970r/min根据公式：传动装置总传动比0ni电动机满载转速工作机转速总传动比：0/97/2.863.4in3.3.2传动比分配从减速器的高速轴开始为各轴命名为：0轴、1轴、2轴，3轴，并对各轴的传动比作如下说明：高速级传动比1i中间轴传动比2低速级传动比3i则有：123ii选择，所以323.4810.3i又知道，取1.4ii12.i2011届本科生毕业设计第12页所以，210.834i210.832.74i运动和动力参数计算(1)各轴转速计算设为高速轴、中间转轴1、中间转轴2、低速轴，则：1234n、0/97/0(/min)ir.829.35/i32/7i43./inr速度误差在允许范围内-0=6%29(2)各轴功率计算设为高速轴、中间转轴1、中间转轴2、低速轴的功率，则：12345PP、08.4MPKW13.976.3ok:2210.12P316.5.7k425794W:-一对轴承的效率，本设计中采用滚动轴承，取为0.971-齿轮啮合效率，本设计中按8级精度，取为0.972-联轴器效率，本设计中采用弹性连轴器，取为0.963(3)各轴扭矩计算设为电动机、高速轴、中间转轴1、中间转轴2、低速轴的扭矩，1234TT、则：095/58.4/970.5()PnNm:111368T22/6.2/.1.333950950795PnNm:2011届本科生毕业设计第13页44950/95014.27/9.57.8TPnNm:将数据列表，如表所示表3.2轴号转速/minr功率kW转矩Nm传动比i电机轴97018.4181.151高速轴97017.13168.653.89中间轴1249.3516.12617.38中间轴289.715.171615低速轴29.912.2745.4齿轮传动的设计与计算第一级齿轮参数设计一选用齿轮材料，确定许用应力由表6.2得，在本设计中，选小齿轮材料牌号为40Cr热处理方式为调质处理；选大齿轮材料牌号为45热处理方式为正火。(1)各齿轮的接触疲劳极限limH许用接触应力与齿轮材料、热处理方法、齿面硬度、应力循环次数等因素有关。H其计算公式为：(3-3-1)limHNZS式中，实验齿轮的接触疲劳强度极限，；limH2m接触强度计算的最小安全系数；S由图6-4得各齿轮的接触疲劳极限，小齿轮的触疲劳极限，limH2lim170/HN大齿轮的触疲劳极限。2li250/N(2)接触强度寿命系数应力循环次数NNZ由式6-72011届本科生毕业设计第14页60hNnjL式中，齿轮的转速，；nminr齿轮每转一圈时同一齿面的啮合次数；j齿轮的工作寿命；hL916097018301.4hNjL9821/.4/.6i由图6-5得小齿轮的应力循环次数，大齿轮的应力循环次数分别为：，NZ2NZ1N。取接触强度最小安全系数。所以，由得，小齿轮的许21.05NZlim1HSlimHS用接触应力：li11m70/HNZS大齿轮的许用接触应力：li22mn501./523.8HNS所以取53.8H(3)许用弯曲应力F由式6-12，(3-3-2)limFNXYS式中，试验齿轮的弯曲疲劳强度极限，limF2Nm弯曲强度计算的寿命系数NY弯曲强度计算的尺寸系数X弯曲强度计算的最小安全系数liFS由机械设计图6-7，小齿轮的弯曲疲劳强度极限：2lim1540.738/FNm大齿轮的弯曲疲劳强度极限：2li2.15/F由机械设计图6-8，小齿轮的弯曲强度寿命系数1NY大齿轮的弯曲强度寿命系数2NY由机械设计图6-9，弯曲强度尺寸系数X弯曲强度最小安全系数min1.4FS2011届本科生毕业设计第15页根据公式得，小齿轮的许用弯曲应力limFNXYS2lim1137810/.4FNXYNmS2li22m5/.FX二齿面接触疲劳强度设计计算(1)确定齿轮传动精度等级按公式取圆周速度，取小圆周速度，参考表30.1.2/vnP3/tvms6.7、表6.8选取小轮分度圆直径，由式6-5：1d(3-3-3)31EHduZKTd查机械设计表6.9，按齿轮相对轴承为非对称布置，选取齿宽系数0.8d在推荐值中选取小轮齿数204124z计算大齿轮齿数，圆整取213.89.36zi294z所以，大齿轮与小齿轮的齿数比21/9/.uz传动比误差u/0.5.小齿轮的扭矩为初定螺旋角661/9107.3/901685TPnNm:(2)载荷系数K由公式，(3-3-4)AV使用系数，查机械设计表6.3，取A1AK动载系数，由推荐值1.051.4，取VK.2V齿间载荷分配系数，由推荐值1.01.2，取.齿向载荷分布系数，由推荐值1.01.2，取所以，1.2.145AVK由机械设计表6.4，得材料弹性系数289./EZNm由机械设计图6-3，得节点区域系数2H对于重合度系数由推荐值0.850.92，取为0.所以，根据公式2131EHduZKTd2011届本科生毕业设计第16页有2313.89189.450.891.4567.30dm所以小齿轮直径17.3dm由公式，所以小齿轮模数cos/z18.s2/4nm按机械设计表6.6圆整取n根据公式得012()/conaz标准中心距0012/s)3249/(cos12)8.95nm根据公式分度圆螺旋角12arcos(nmzarc)(.).o小轮分度圆直径d1os324c