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1、1 1、题目、题目设计某一带式运输机用一级直齿圆柱齿轮减速器.运输机二班制、连续工作，单向运转，载荷平稳，室内工作,有粉尘。减速器小批量生产，使用期限10 年,运输带速度允差5%。室内环境最高温度：35；动力来源:三相交流 380/220 伏；卷筒效率：0.96。2 2、参考方案、参考方案（1）V 带传动和一级闭式齿轮传动(2）一级闭式齿轮传动和链传动（3）两级齿轮传动3 3、原始数据、原始数据4 4、其他原始条件、其他原始条件输送带工作拉力 F/N2900输送带工作速度 v/ms-11。3卷筒直径 D/mm300(1）工作情况：二班制、连续工作，单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。（2)使
2、用期限：10 年，大修期三年，每年工作 300 天。（3)生产批量：小批量生产。（4)工厂能力:中等规模机械厂,可加工 78 级精度齿轮。（5）动力来源：三相交流(220V/380V)电源.（6）允许误差：允许输送带速度误差5%。一、一、传动装置的总体设计传动装置的总体设计1 1、确定传动方案确定传动方案本次设计选用的带式输送机的机械传动装置方案为V带传动和一级闭式齿轮传动,其传动装置见下图。图 1 带式输送机的传动装置示意图F：运输带拉力；V:运输带速度；D：卷筒直径2 2、选择电动机选择电动机（1 1）选择电动机的类型选择电动机的类型按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构
3、，电压380V，Y 系列。（2 2）选择电动机的额定功率选择电动机的额定功率 带式输送机的性能参数选用表 1 的第 6 组数据，即：输送带工作拉力 F/N2900输送带工作速度 v/ms-11。3表一表一工作机所需功率为：Pw Fv 2.9kN1.3ms-1 3.77kW卷筒直径 D/mm3002从电动机到工作机的传动总效率为：12345其中1、2、3、4、5分别为 V 带传动、齿轮传动、滚动轴承、弹性套2=0.97柱销联轴器和滚筒的效率，查取 机械基础 P459的附录 3 选取1=0。95、（8 级精度）、3=0。99(球轴承)、4=0.995、5=0.96故123245 0.950.970
4、.9920.9950.96 0.860966414352 0.862 电动机所需功率为PdPw3.77kW 4.374kW又因为电动机的额定功率Ped Pd0.862查电机型号大全,选取电动机的额定功率为 5.5kW，满足电动机的额定功率Ped Pd.（3 3）确定电动机的转速确定电动机的转速v6010001.3ms160100082.803r/min传动滚筒轴工作转速：nwD3.14300mm查机械基础P459附录 3，V 带常用传动比为 i1=24，圆柱齿轮传动一级减速器常用传动比范围为 i2=35（8 级精度）。根据传动装置的总传动比 i 与各级传动比 i1、i2、in之间的关系是 i=
5、i1i2in，可知总传动比合理范围为 i=620。又因为nmi nw,故电动机的转速可选择范围相应为496.818r/min n 1656.06r/min符合这一范围的同步转速有 750r/min、1000r/min 和 1500r/min 三种。（4 4）确定电动机的型号确定电动机的型号选上述不同转速的电动机进行比较，查电动机型号大全及相关资料得电动机数据和计算出总的传动比,列于下表：额定方案电机型号功率kW123Y132S4Y132M2-6Y160M2-85.55。55。5电机转速 r/min同步转速15001000750满载转速1440960720表二表二电机质量kg6885115参考价
6、格（元）1010总传动比17。18311。5948。69513982050为降低电动机重量和价格，由表二选取同步转速为 1500r/min 的 Y 系列电动机，型号为 Y132S4。查电机型号大全，得到电动机的主要参数以及安装的有关尺寸(mm)，见以下二表：额定额定额定额定满载满载功率功率堵转转矩堵转转矩 堵转电流堵转电流 最大转矩最大转矩振动振动效率效率重量重量功率功率电流电流转速转速因数因数速度速度型型号号额定转矩额定转矩 额定电流额定电流 额定转矩额定转矩kWkWA Ar/minr/minCOSCOS倍倍倍倍倍倍mm/smm/skgkg同步转速1500r/min4级Y132SY132S4
7、 45.511。6 1440 85。50.842。27。02.31.868表三表三电动机的安装及有关尺寸电动机的安装及有关尺寸(mm(mm）中心高H（mm）132底脚安装尺寸AB216140表四表四3 3、传动装置的总传动比的计算和分配传动装置的总传动比的计算和分配（1）总传动比 17.183（2）分配各级传动比各级传动比与总传动比的关系为 i=i1i2。根据 V 带的传动比范围 i1=2 4，初选 i13。4366，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为 5,符合圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围 i2=35（8 级精度），且符合了在设计带传动和一级圆柱齿轮减速器组成的传动装置中，应使带传动比小于齿轮
8、传动比，即 i带 ddmin。（dd1根据机械设计基础P90图64 查得）i1dd2 3.4366,所以dd2125mm3.4366 429.575mmdd1根据 机械设计基础P90图 64 查得“V 带轮的基准直径”，得dd2=425mm 误差验算传动比：i误率）误 差i 符合要求 带速v dd2425 3.434（为弹性滑动dd1(1)125(11%)|i误i1|3.4343.4366|100%100%0.076%5%i13.4366dd1n60100012514406010009.42m/s满足5m/s v 25 30m/s的要求，故验算带速合适。（4 4）确定中心距离、带的基准长度并验
9、算小轮包角）确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角由式0.7(dd1 dd2)a0 2(dd1 dd2)可得0.7(125425)a0 2(125425)即385 a01100，选取a0=800mm所以有：Ld0 2a02(dd1dd22dd1dd2)4a02425-1252800125425mm 2492.063mm24800由机械设计基础P85表 62 查得Ld2500mmLd Ld025002492.063800803.9685mm22ddd1425125a1180d257.518057.5158.544120a803.9685实际中心距：a a0符合要求。（5 5）确定带的根数）确定
10、带的根数 z z查机械设计手册，取 P1=1.92KW。由机械设计基础P96表 67 查得，取 Ka=0。95由机械设计基础P85表 62 查得,KL1。03则带的根数z pd7.15 3.806p1KaKL1.920.951.03所以 z 取整数为 4 根（6 6）确定带轮的结构和尺寸）确定带轮的结构和尺寸根据 V 带轮结构的选择条件,Y132S4 型电机的主轴直径为 d=38mm；由机械设计与创新P142,“V 带轮的结构判断:当 3ddd1（125mm)300mm,可采用 H 型孔板式或者 P 型辐板式带轮，这次选择 H 型孔板式作为小带轮.由于 dd2300mm,所以宜选用 E 型轮辐
11、式带轮。总之，小带轮选 H 型孔板式结构，大带轮选择 E 型轮辐式结构。(7(7）确定带的张紧装置）确定带的张紧装置选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。（8)8)计算压轴力计算压轴力计算预紧力：F0 500Pd2.57.15 2.5221 qv 500-1 0.19.42 163.674NzvKa49.420.95上面已得到a1158.544,z=4，则：a1158.544F 2zF0sin 24163.674sin1286.506N22（9)9)带轮的材料带轮的材料选用灰铸铁，HT200.2 2、减速器内传动件的设计（齿轮传动设计）减速器内传动件的设计（齿轮传动设计）（1 1）
12、选择齿轮材料、热处理方法及精度等级）选择齿轮材料、热处理方法及精度等级 齿轮材料、热处理方法及齿面硬度因为载荷中有轻微振动,传动速度不高，传动尺寸无特殊要求，属于一般的齿轮传动，故两齿轮均可用软齿面齿轮。查机械基础P322表 1410,小齿轮选用 45 号钢，调质处理，硬度 260HBS;大齿轮选用 45 号钢，调质处理,硬度为220HBS。精度等级初选减速器为一般齿轮传动，圆周速度不会太大，根据机械设计学基础P145表 57,初选 8 级精度.(2)(2)设计齿轮设计齿轮查精密机械设计基础P121表 7-2 得：齿数小齿轮齿数一般在 2040 之间,所以：z1 20z2 iz1 520 10
13、0为了使两齿轮数互质，最终取：z2101 模数 m模数一般取标准模数：m 3 分度圆直径 dd1 mz1 320mm 60mmd2 mz2 3101 303mm 中心距 aa 1d1d2160mm303mm181.5mm22 齿轮宽度 b大齿轮宽度b210m 103 30mm小齿轮宽度b211m 113 33mm 其他几何尺寸的计算由于所设计的齿轮为正常齿轮,所以齿顶高：ha m 3mm，齿根高:hf1.25m 1.253mm 3.75mm全齿高：h 2.25m 2.253mm 6.75mm齿顶圆直径:da1 d1 2ha 60mm23mm 66mmda2 d22ha 303mm23mm 30
14、9mm齿根圆直径：df 1 d12hf 60mm 23.75mm 52.5mmdf 2 d22hf 303mm23.75mm 295.5mm3 3、轴的设计轴的设计（1 1）高速轴的设计高速轴的设计 选择轴的材料和热处理采用 45 钢，并经调质处理，查机械设计与创新 P300表 152，得其许用弯曲应力1 60MPa，A118106。初步计算轴的直径in由前计算可知：P1 5.225kW,n1 419.019r/m其中,A 取 112.d主 A3P5.225kW11123 25.972mmn1419.019r/min考虑到有一个键槽，将该轴径加大 5，则d 25.972105%27.3mm查机
15、械基础P458附录 1，取 d=30mm 轴的结构设计高速轴初步确定采用齿轮轴，即将齿轮与轴制为一体。根据轴上零件的安装和固定要求，初步确定轴的结构。设有 7 个轴段.1 段：该段是小齿轮的左轴端与带轮连接，该轴段直径为30mm，所以该轴伸L11.5d 1.530mm 45mm。2 段:参考机械基础P373，取轴肩高度 h 为 1.5mm，则 d2=d1+2h=33mm。此轴段一部分用于装轴承盖，一部分伸出箱体外。3 段：此段装轴承，取轴肩高度 h 为 1mm,则 d3=d2+2h=35mm.选用深沟球轴承。查机械基础P476附录 24，此处选用的轴承代号为6307，其内径为 35mm，宽度为
16、 21 mm.为了起固定作用，此段的宽度比轴承宽度小 12mm。取此段长 L3=19mm.轴承型号63074 段与 6 段:为了使齿轮与轴承不发生相互冲撞以及加工方便,齿轮与轴承之间要有一定距离，取轴肩高度为 h=2mm,则 d4=d6=d3+2h=39mm,长度取 5mm，则 L4=L65mm。5 段：此段为齿轮轴段.由小齿轮分度圆直径 d1=60mm 可知，d5=60mm。因为小齿轮的宽度为 33mm,则 L5=33mm.7 段：此段装轴承,选用的轴承与右边的轴承一致，即 d7=35mm，L719mm。由上可算出，两轴承的跨度：L 195233 62mm 高速轴的轴段示意图如下:内径d35外径D80宽度B21倒角rsmin1。5轴承型号6307