带式运输机的单级圆柱齿轮减速器

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：⑴传动装置的总效率：n=n带Xn联轴器Xn齿轮Xn3轴承由手册表1-7查得n带=0.96、n联轴器=、n齿=、n轴承=。故n=0.96x0.99x0.97x0.993=0,895（2）工作机所需的功率Pw：wPw=Fv/1000nw由手册表1-7查得nw=0.96,故Pw=1300x1.4/（1000x0,96）=1.896kw⑶所需电动机的功率PdPd=Pw/n=1.896/0.895=2.12kw3、确定电动机转速：滚筒工作转速：nw=60x1000v/nD=60x1000x1.4/（nx250）=107.00r/min按手册表13-2推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动传动比范围i齿=3〜5。取V带传动比力带=2〜4,则总传动比的合理范围为i=6〜20。故电动机转速的可选范围为 四 "nd'=iXnw=（6〜20）X107.00=642〜2140r/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1Y132S-82.27507102.0382Y112M-62.210009402.0283Y100L1-42.2150014202.228根据容量和转速，由有关手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m亚（1）据手册表1-7,取齿轮i齿=4（单级减速器i=3~5合理）（2）•・•i=i齿xi带 "二i带=1/i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/min

nIII=nII/i齿=427.27/4=106.82r/min2、计算各轴的功率(kW)PI=Pd=2.12KWPII=PIxn带=2.12x0.96=2.035kwPIII=PIIxn轴承xn齿=2.035x0.99x0.97=1.954kw3、计算各轴扭矩(N.m)TI=9.55x106xPI/nI=9.55x106x2.12/940=2.154x104N-mmTII=9.55x106xPII/nII=9.55x106x2.035/427.27=4.548x104N-mmT1n=9.55x106xPIII/nIII=9.55x106x1.95/106.82=1.753x105N-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=1.2x2.12=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80〜100mm，故取d1=100mm>dmin=80d2=id1=2.2x100=220mm选取标准值d2=224mm实际传动比i=d2/d1=224/100=2.24(3)验算带速vv=nd1n1/(60x1000)=nx100x940/(60x1000) =4.92<5m/s，带速不合适。重新设计。取d1=140mmd2=id1=2.2x140=308mm选取标准值d2=315mm实际传动比i=d2/d1=315/140=2.25v=nd1n1/(60x1000)=nx140x940/(60x1000) =6.89>5m/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=(0.7〜2)(d1+d2)=(0.7~2)(140+315)=318.5~910取a0=600mmL=2a+-(d+d)+(d2—"2=2x600+-x(140+315)+(315—140)20 021 2 4a 2 4x6000兀 (315—140)2=2x600+-x(140+315)+( — -=1927mm2 4x600根据课本表13-取L根据课本表13-取Ld=2000mm一 L—L实际中心距：a氏a+t 0=600+0 22000—19272二636mm(5)验算小带轮包角叫由课本式(13-)得合适。a=180o—d2—d1x57.3。=180。-315—140x57.3。=164.2。>120。，合适。a 636(6)确定V带的根数z由课本式(13-)得P c (P+AP)KK0 0 aL根据d1=140mm,n1=940r/min,查表13-用线性插入法得：P0=1.62kW又i=2.25,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Ka=0.962,由此可得：2.544z- (1.62+0.108)*0.962义1.03=1.49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:500P,2.5八-(--T)+qvzvKa500义2.5442义6.89(2.5 \义 1+0.10*6.892-152.3N10.962 )作用在轴上的压力FQ，a 一一164.2。 一一F-2zsint-2义2*152.3义sin——=585.3Ne2 2(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，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：oHlim1=700MPa,oHlim2=560MPa。由表11-,SH=1.1,故QH1]-o—Hlim1SH700-636MPa， Q]-1.1 H2o—Hlim2SH560——-509MPa1.1由图11-查得：%im1=240Mpa，%im2190MPa。由表11-,SF=1.3,故o[O ]——Flim1F1 SF

240-185MPa，1.3

o[O ]——Flim2F2 SF

兽-146MPa1.3(2)按齿面接触疲劳强度设计由课本表11-，取K=1.1,齿宽系数中a=0.4。n 940n- - - ——— -417.8r/mini 2.25带T-9.55x10T-9.55x106xiiP-unii2.035-9.55义106义 417.8-4.652义104kW按式11-878-3.902a>(按式11-878-3.902a>(u+1)3'『335¥KT—ii-(3-+叱5H丫口X4.652X104x 0.4x3.902-118.8mmi2.25带，计算中心距初取a=125mmm-(0.01~0.02)a-(0.01~0.02)x125-1.25~2.5mmm。由课本表4-，取m=2mm。则小齿轮齿数：了.2x125 _255则小齿轮齿数：了- -25.5m(1+i)2x(1+3.902)取z1=25,则z2=iz1=3.902x25-98，取取z1=25,实际传动比ijlB齿25=3.92，i-i 3.92—3.902 齿= =0.46%<5%，合适。i3.902JLB齿确定中心距a=1m(z实际传动比ijlB齿25=3.92，i-i 3.92—3.902 齿= =0.46%<5%，合适。i3.902JLB齿确定中心距a=1m(z+z)=1x2x(25+98)=123^2 ] 2 ^2齿宽b=Wa=0.4x123=49.2mma取b2=50mm，b1=55mm。(3)验算轮齿弯曲疲劳强度由课本图11-按课本式11-查得YF1=2.73,YF2=2.22。计算弯曲应力2KTY IIF1

bm2z

12x1.1x4.652x104x2.73 55.9<[o]50x22x25 f1Y—F2OYF1F12.22一———x55.9=45.4<[o]，安全。2.73 f2 “(4)确定齿轮的精度兀dnv= —60x1000兀x2x25x417.860000=1.094m/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=2x25=50mm，d2=mz2=2x98=196mm齿顶圆直径:d=d+2h*m=50+2x1x2=54mm，=d+2h*m=196+2x1x2=200mm，2a齿根圆直径:=d—2(h*+c*)m=50—2x(1+0.25)x2=45mm，1 ad-d-2(h*+c*)m=196-2x(1+0.25)x2-191mm。f2 2a(6)计算齿轮上的作用力2T——氏d12x4.652x10450=1860.8n=Ftg=Ftga=1860.8xtg20。=604.6n11=-F，F=-F11 r2 r1地脚螺钉辄工承养汽箱螺钉■吊环螺钉定位销K二Ci+c二+[3,5）ni[i）WDe【地脚螺钉辄工承养汽箱螺钉■吊环螺钉定位销K二Ci+c二+[3,5）ni[i）WDe【以施】螺栓和螺钉互不干涉为准尽量靠近）D2的确定见表有.3-5吊包I抽塞箱座六、轴的设计计算（一）输入轴（1轴）的设计计算1、按扭矩初估轴径选用40MnB调质，硬度241~286HBs.一P根据课本式14- 计算最小轴径d>C3,一niii由课本表14-查得C=107~98，取C=102，则d>102义3：竺353'417.8—17.3mm2、轴的结构设计俯视图草图3、确定轴各段直径和长度①段装小带轮：d1=28mm长度取L1=50mmh=2a2=手册 mm

②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+(2〜3)=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12=C]+c2+M(5〜10)-B-13=70mm，③段装轴承:d3=d=40mm，L3=B+J3+(2-3)=31mm④段:直径d4=d3+2a=40+ =47mm，L4=/2-(2-3)=13mm⑤段:直径d5=d=40mm，L5=B+/3+(2~3)=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241-286HBS根据课本式14- 计算最小轴径d>C1%Iiii由课本表14-查得C=118〜107，则TOC\o"1-5"\h\z. 2035d>(118〜107)义\47-8=28.17〜29mm2、轴的结构设计型 .. 川 .. △居3、确定轴各段直径和长度①段装联轴器GYH4：d1=32mm长度取11=60-2=58mm・/h=2a2=手册 mm②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。③段装轴承:d3=d=45mm,13=B+/3+(2〜3)+J2+(b1-b2)/2+(2〜3)=19+10+2+13+2.5+2=48.5mm④段装齿轮:直径d4=d3+2a=40+ =47.5mm,14=b2-(2〜3)=50-2=48mm⑤段为轴环:直径d5=d4+2a=48+ =60mm。⑥段装轴承:d6=d=45mm4、轴的强度校核

(1)求水平面的支承反力 FAH=Fbh=FJ2=1860.8/2=930.4N(2)画水平面的弯矩图C点的弯矩M=F*63=930.4义63=58615.2N.mmCHAH(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M=F*63=302.3义63=19044.9N.mmCVAV(5)画合成弯矩图M=、M2+M2=%.586152+19044.92=61631.5NmmC'•CHCV(6)画转矩图：T=iT=3.902x4.652x104=181521N-mmiii齿ii⑺求危险截面的当量弯矩①最大弯矩处M=.:M2+(aT)2=.,161631.52+(0.6x181521)2=125141.5N-mmeCCC②最细处M=.、：M2+(aT)2=\；02+(0.6x181521)2=108912.6N-mm(8)计算危险截面处的直径①装齿轮处由表14-查得oB=650MPa，由表14- 查得[o-1b]=60MPa，则

=27.53mmd“工二守1251415=27.53mm3.0.1巴b] 30.1x60考虑到键槽对轴的削弱，将d值加大4%,故d=1.04x27.53=28.62<d4=47.5mm②装联轴器处d22d221 e——=33.0.1巴/ 31：^1I:26.28:0.1x60考虑到键槽对轴的削弱，将d值加大4%,故d=1.04x26.28=27.33<d1=32mm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L=8x2x8x250=32000小时h轴承受力F=0F=fF2+F2=.,；302.32+930.42=978.3N-mm故P=F=978.3Na rAVAH r轴承受力=4831.2n<Cr1x9783f60x106.82=4831.2n<Cr1I 106 )八、键连接的选择和计算装联轴器轴段，键选45钢，由表10-10,[op]=110MPa。由d1=32mm,由课本表10-9bxh=10x8,键长L=60-(5~10)=50mm。4T 4x181521二70.9<[5]o= =二70.9<[5]pdhl32x8x(50-10)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