带式运输机的单级圆柱齿轮减速器

1、带式运输机的单级圆柱齿轮减速器(计算过程及计算说明)一、传动方案拟定设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动（图）（1） 工作条件：使用年限10年，工作为两班工作制，载荷平稳，环境清洁。（2） 原始数据：滚筒圆周力F = 1300N；带速v = 1.4m/s；滚筒直径D = 250mm。二、电动机选择1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择：(1)传动装置的总效率： = 带×联轴器×齿轮×3轴承     由手册表1-7查得带=0.96、联轴器=、齿=、轴承=。故 = 0.96×0.99×0

2、.97×0.993    = 0.895(2)工作机所需的功率Pw：Pw = Fv/1000w 由手册表1-7查得w=0.96，故Pw = 1300×1.4/(1000×0.96) = 1.896kw(3)所需电动机的功率Pd：Pd = Pw/ = 1.896/0.895= 2.12kw3、确定电动机转速：滚筒工作转速：nw = 60×1000v/D = 60×1000×1.4/(×250) = 107.00r/min  按手册表13-2推荐的传动比合理范围，取圆柱

3、齿轮传动传动比范围i齿 = 35。取V带传动比i带 = 24，则总传动比的合理范围为i = 620。故电动机转速的可选范围为nd' = i × nw =（620）× 107.00 = 6422140r/min符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。方案 电动机型号 额定功率/kw 电动机同步转速(r/min) 满载转速 额定转矩 轴伸直径 1 Y132S-8 2.2 750 710 2.0 38 2 Y112M-6 2.2 1000 940 2.0 28 3 Y100L1-4 2.2 1500 1420 2.2 28 根据容量和转速，由有关手

4、册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传动方案。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n = 1000r/min 。4、确定电动机型号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Y112M-6。其主要性能：额定功率：2.2KW，满载转速940r/min，额定转矩2.0。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i = nm/nw = 940/107 = 8.782、分配各级传动比（1） 据手册表1-7，取齿轮i齿 = 4（单级减速器i = 35合理）（2） i = i齿 × i带 i带 = i /i

5、齿 = 8.78/4 =2.2四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）nI = nm = 940r/minnII = nI/i带 = 940/2.2 = 427.27r/minnIII = nII/i齿 = 427.27/4 = 106.82r/min2、 计算各轴的功率（kW）PI = Pd = 2.12 KWPII = PI × 带 = 2.12 × 0.96 = 2.035kw PIII = PII × 轴承 × 齿 = 2.035 × 0.99 × 0.97 = 1.954kw3、 计算各轴扭矩（N·

6、m）TI = 9.55 × 106 × PI/nI = 9.55 × 106 × 2.12/940 = 2.154 × 104 N·mmTII = 9.55 × 106 × PII/nII = 9.55 × 106 × 2.035/427.27 = 4.548 × 104 N·mmTIII = 9.55 × 106 × PIII/nIII = 9.55 × 106× 1.95/106.82 = 1.753 × 105 N

7、83;m  五、传动零件的设计计算1、 V带传动的设计计算(1) 选择普通V带由课本表13- 查得：KA = 1.3，PC = KAP = 1.2 × 2.12 = 2.544kw又nI = nm = 940r/min，由课本图13- 得：选用A型V带。(2) 确定带轮基准直径d1、d2由课本表13- 和图13- 中推荐的小带轮基准直径为80100mm，故  取d1 = 100mm > dmin = 80   d2 = id1 = 2.2 × 100 = 220mm选取标准值d2 = 224mm实际传动比 i

8、 = d2/d1 = 224/100 = 2.24(3) 验算带速vv = d1n1/(60×1000) = ×100×940/(60×1000)     = 4.92 < 5 m/s ，带速不合适。重新设计。取d1 = 140mm    d2 = id1 = 2.2 × 140 = 308mm选取标准值d2 = 315mm实际传动比 i = d2/d1 = 315/140 = 2.25v = d1n1/(60×1000) = ×140×940/(6

9、0×1000)     = 6.89 > 5 m/s ，带速合适。(4) 确定V带基准长度Ld和中心矩a初步选择中心距 a0 = (0.72)(d1+d2) = (0.72)(140+315) = 318.5910取a0 = 600 mmmm根据课本表13- 取Ld = 2000mm实际中心距：  mm(5) 验算小带轮包角1由课本式(13- )得，合适。(6) 确定V带的根数z由课本式(13- )得根据d1 = 140mm， n1 = 940r/min，查表13- 用线性插入法得：P0 = 1.62kW又i = 2.

10、25，查表13- 用线性插入法得：P0 = 0.108kW 由表13- 得KL = 1.03，由表13- ，用线性插入法得K = 0.962，由此可得：取z = 2根(6)计算作用在带轮轴上的压力FQ由课本表13- 查得q = 0.10kg/m，由式13- 得V带的初拉力：N作用在轴上的压力FQ， N(7)设计结果：选用2根A-2000，GB11544-89V带，中心距a = 600mm，带轮直径d1=140mm， d2 = 250mm，轴上压力FQ = 585.3N。2、齿轮传动的设计计算  (1) 选择齿轮材料及确定许用应力  考虑减速器传递功率不在

11、，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40MnB调质，齿面硬度为260HBS(表11- )；大齿轮选用45钢调质，齿面硬220HBS(表11- )。由图11- ，查得：Hlim1 = 700MPa，Hlim2 = 560MPa。由表11- ，SH=1.1，故MPa， MPa由图11- ，查得：Flim1 = 240MPa，Flim2 = 190MPa。由表11- ，SF=1.3，故MPa， MPa  (2) 按齿面接触疲劳强度设计由课本表11- ，取K = 1.1，齿宽系数a = 0.4。r/minkW按式11- ，计算中心距mm初取a = 125mmmmm。由课本表4- ，取m

12、 = 2mm。 则小齿轮齿数：取z1 = 25，则z2 = iz1 = 3.902 × 25 98，取z2 = 98。实际传动比 ，合适。确定中心距 齿宽 mm取b2 = 50mm，b1 = 55mm。(3) 验算轮齿弯曲疲劳强度由课本图11- 查得YF1 = 2.73，YF2 = 2.22。按课本式11- 计算弯曲应力，安全。(4) 确定齿轮的精度m/s由课本表11- 选8级精度。(5) 主要几何尺寸分度圆直径：d1 = mz1 = 2 × 25 = 50mm，d2 = mz2 = 2×98 = 196mm齿顶圆直径：mm，mm，齿根圆直径：mm，mm。(6)

13、计算齿轮上的作用力NN，六、轴的设计计算(一) 输入轴(I轴)的设计计算1、按扭矩初估轴径选用40MnB调质，硬度241286HBS根据课本式14- 计算最小轴径由课本表14- 查得C = 10798，取C = 102，则mm2、轴的结构设计俯视图草图3、确定轴各段直径和长度段装小带轮：d1=28mm   长度取L1=50mmh=2a  a=手册 mm段:d2 = d1+2h =28+2 =35mm初选用6208型深沟球轴承，其内径为d=40mm,宽度为B=18mm，外径D=80mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为3+(23)=

14、13mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑带轮和箱体外壁应有一定距离L'而定，为此，取该段长为l2=c1+c2+(510)-B-13=70 mm，段装轴承:d3 = d =40mm， L3=B+3+(23)=31mm段:直径d4=d3+2a=40+ =47mm，L4=2-(23) =13mm段:直径d5=d=40mm，L5=B+3+(23) =31mm（二）输出轴的设计计算1、按扭矩初估轴径选用45钢调质，硬度241286HBS根据课本式14- 计算最小轴径由课本表14- 查得C = 118107，则mm2、轴的结构设计3、确定轴各段直径和长度段装联轴器GYH4：d1=32m

15、m   长度取l1=60-2=58mmh=2a  a=手册 mm段:d2 = d1+2h =32+ =40mm初选用6209型深沟球轴承，其内径为d=45mm,宽度为B=19mm，外径D=85mm。段装轴承:d3 = d =45mm， l3=B+3+(23)+2+(b1-b2)/2+(23)=19+10+2+13+2.5+248.5mm段装齿轮:直径d4=d3+2a=40+ =47.5mm，l4=b2-(23) =50-2=48mm段为轴环:直径d5= d4+2a =48+ =60mm。段装轴承:d6 = d =45mm4、轴的强度校核(1)求水平面的支承反力 F

16、AH=FBH=Ft2/2=1860.8/2=930.4N(2) 画水平面的弯矩图C点的弯矩 N·mm(3)求垂直面的支承反力 FAV=FBV=Fr2/2=604.6/2=302.3N(4)画垂直面的弯矩图C点的弯矩 N·mm(5)画合成弯矩图 N·mm(6)画转矩图： N·mm(7)求危险截面的当量弯矩 最大弯矩处 N·mm最细处 N·mm(8)计算危险截面处的直径装齿轮处由表14- 查得B=650MPa，由表14- 查得-1b=60MPa，则mm考虑到键槽对轴的削弱，将d值加大4，故 <d4=47.5 mm装联轴器处考虑到键槽

17、对轴的削弱，将d值加大4，故 <d1=32 mm所以，此轴强度足够。七、校核滚动轴承的寿命由课本附录1查得轴承6209的Cr=31.5kN，C0r=20.5kN。又根据已知条件，轴承预计寿命小时轴承受力      Fa=0   N·mm故P=Fr=978.3NN<Cr八、键连接的选择和计算装联轴器轴段，键选45钢，由表10-10，p=110MPa。由d1=32mm，由课本表10-9，键长L=60-(510)=50mm。<p键的强度足够。检查：（1）电动机型号、电动机输出轴的轴径、轴伸出长

18、度、电动机的中心高； （2）联轴器的型号、孔径范围、孔宽和拆装尺寸要求； （3）各传动件的主要尺寸和参数，如齿轮传动中心距、分度圆直径、齿顶圆直径以及齿轮的宽度； （4）轴承的类型； （5）箱体的结构方案（剖分式或整体式）； （6）所推荐箱体结构的有关尺寸。 画装配图时，应选好比例尺，布置好图面。草图的比例尺应与正式图比例尺同，并优先用1：1比例尺，以便于绘图并有真实感。 减速器装配图一般需三个视图才能完全表达各主要零部件的相对位置、尺寸和结构，必要时附加些局部试图和剖视图，并应尽量将减速器的工作原理和主要装配关系表达在一个视图上。根据传动件尺寸的大小，参考类似结构估计出减速器的结构大小，并考虑标题栏、明细表、零件号、技术要求等的位置，作好图面的合理布置。