帶式運(yùn)輸機(jī)的單級(jí)圓柱齒輪減速器

1、帶式運(yùn)輸機(jī)的單級(jí)圓柱齒輪減速器(計(jì)算過(guò)程及計(jì)算說(shuō)明)一、傳動(dòng)方案擬定設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器和一級(jí)帶傳動(dòng)（圖）（1） 工作條件：使用年限10年，工作為兩班工作制，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。（2） 原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F = 1300N；帶速v = 1.4m/s；滾筒直徑D = 250mm。二、電動(dòng)機(jī)選擇1、電動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)機(jī)功率選擇：(1)傳動(dòng)裝置的總效率： = 帶×聯(lián)軸器×齒輪×3軸承     由手冊(cè)表1-7查得帶=0.96、聯(lián)軸器=、齒=、軸承=。故 = 0.96×0.99×0

2、.97×0.993    = 0.895(2)工作機(jī)所需的功率Pw：Pw = Fv/1000w 由手冊(cè)表1-7查得w=0.96，故Pw = 1300×1.4/(1000×0.96) = 1.896kw(3)所需電動(dòng)機(jī)的功率Pd：Pd = Pw/ = 1.896/0.895= 2.12kw3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：滾筒工作轉(zhuǎn)速：nw = 60×1000v/D = 60×1000×1.4/(×250) = 107.00r/min  按手冊(cè)表13-2推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱

3、齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比范圍i齒 = 35。取V帶傳動(dòng)比i帶 = 24，則總傳動(dòng)比的合理范圍為i = 620。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd' = i × nw =（620）× 107.00 = 6422140r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min。方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率/kw 電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速(r/min) 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)矩 軸伸直徑 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 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手

4、冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：因此有三種傳動(dòng)方案。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)第2方案比較適合，則選n = 1000r/min 。4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y112M-6。其主要性能：額定功率：2.2KW，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速940r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.0。三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、總傳動(dòng)比：i = nm/nw = 940/107 = 8.782、分配各級(jí)傳動(dòng)比（1） 據(jù)手冊(cè)表1-7，取齒輪i齒 = 4（單級(jí)減速器i = 35合理）（2） i = i齒 × i帶 i帶 = i /i

5、齒 = 8.78/4 =2.2四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）nI = nm = 940r/minnII = nI/i帶 = 940/2.2 = 427.27r/minnIII = nII/i齒 = 427.27/4 = 106.82r/min2、 計(jì)算各軸的功率（kW）PI = Pd = 2.12 KWPII = PI × 帶 = 2.12 × 0.96 = 2.035kw PIII = PII × 軸承 × 齒 = 2.035 × 0.99 × 0.97 = 1.954kw3、 計(jì)算各軸扭矩（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、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 選擇普通V帶由課本表13- 查得：KA = 1.3，PC = KAP = 1.2 × 2.12 = 2.544kw又nI = nm = 940r/min，由課本圖13- 得：選用A型V帶。(2) 確定帶輪基準(zhǔn)直徑d1、d2由課本表13- 和圖13- 中推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為80100mm，故  取d1 = 100mm > dmin = 80   d2 = id1 = 2.2 × 100 = 220mm選取標(biāo)準(zhǔn)值d2 = 224mm實(shí)際傳動(dòng)比 i

8、 = d2/d1 = 224/100 = 2.24(3) 驗(yàn)算帶速vv = d1n1/(60×1000) = ×100×940/(60×1000)     = 4.92 < 5 m/s ，帶速不合適。重新設(shè)計(jì)。取d1 = 140mm    d2 = id1 = 2.2 × 140 = 308mm選取標(biāo)準(zhǔn)值d2 = 315mm實(shí)際傳動(dòng)比 i = d2/d1 = 315/140 = 2.25v = d1n1/(60×1000) = ×140×940/(6

9、0×1000)     = 6.89 > 5 m/s ，帶速合適。(4) 確定V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和中心矩a初步選擇中心距 a0 = (0.72)(d1+d2) = (0.72)(140+315) = 318.5910取a0 = 600 mmmm根據(jù)課本表13- 取Ld = 2000mm實(shí)際中心距：  mm(5) 驗(yàn)算小帶輪包角1由課本式(13- )得，合適。(6) 確定V帶的根數(shù)z由課本式(13- )得根據(jù)d1 = 140mm， n1 = 940r/min，查表13- 用線性插入法得：P0 = 1.62kW又i = 2.

10、25，查表13- 用線性插入法得：P0 = 0.108kW 由表13- 得KL = 1.03，由表13- ，用線性插入法得K = 0.962，由此可得：取z = 2根(6)計(jì)算作用在帶輪軸上的壓力FQ由課本表13- 查得q = 0.10kg/m，由式13- 得V帶的初拉力：N作用在軸上的壓力FQ， N(7)設(shè)計(jì)結(jié)果：選用2根A-2000，GB11544-89V帶，中心距a = 600mm，帶輪直徑d1=140mm， d2 = 250mm，軸上壓力FQ = 585.3N。2、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算  (1) 選擇齒輪材料及確定許用應(yīng)力  考慮減速器傳遞功率不在

11、，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40MnB調(diào)質(zhì)，齒面硬度為260HBS(表11- )；大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬220HBS(表11- )。由圖11- ，查得：Hlim1 = 700MPa，Hlim2 = 560MPa。由表11- ，SH=1.1，故MPa， MPa由圖11- ，查得：Flim1 = 240MPa，F(xiàn)lim2 = 190MPa。由表11- ，SF=1.3，故MPa， MPa  (2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由課本表11- ，取K = 1.1，齒寬系數(shù)a = 0.4。r/minkW按式11- ，計(jì)算中心距mm初取a = 125mmmmm。由課本表4- ，取m

12、 = 2mm。 則小齒輪齒數(shù)：取z1 = 25，則z2 = iz1 = 3.902 × 25 98，取z2 = 98。實(shí)際傳動(dòng)比 ，合適。確定中心距 齒寬 mm取b2 = 50mm，b1 = 55mm。(3) 驗(yàn)算輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度由課本圖11- 查得YF1 = 2.73，YF2 = 2.22。按課本式11- 計(jì)算彎曲應(yīng)力，安全。(4) 確定齒輪的精度m/s由課本表11- 選8級(jí)精度。(5) 主要幾何尺寸分度圓直徑：d1 = mz1 = 2 × 25 = 50mm，d2 = mz2 = 2×98 = 196mm齒頂圓直徑：mm，mm，齒根圓直徑：mm，mm。(6)

13、計(jì)算齒輪上的作用力NN，六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算(一) 輸入軸(I軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初估軸徑選用40MnB調(diào)質(zhì)，硬度241286HBS根據(jù)課本式14- 計(jì)算最小軸徑由課本表14- 查得C = 10798，取C = 102，則mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)俯視圖草圖3、確定軸各段直徑和長(zhǎng)度段裝小帶輪：d1=28mm   長(zhǎng)度取L1=50mmh=2a  a=手冊(cè) mm段:d2 = d1+2h =28+2 =35mm初選用6208型深溝球軸承，其內(nèi)徑為d=40mm,寬度為B=18mm，外徑D=80mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長(zhǎng)為3+(23)=

14、13mm，通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮帶輪和箱體外壁應(yīng)有一定距離L'而定，為此，取該段長(zhǎng)為l2=c1+c2+(510)-B-13=70 mm，段裝軸承:d3 = d =40mm， L3=B+3+(23)=31mm段:直徑d4=d3+2a=40+ =47mm，L4=2-(23) =13mm段:直徑d5=d=40mm，L5=B+3+(23) =31mm（二）輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初估軸徑選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度241286HBS根據(jù)課本式14- 計(jì)算最小軸徑由課本表14- 查得C = 118107，則mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3、確定軸各段直徑和長(zhǎng)度段裝聯(lián)軸器GYH4：d1=32m

15、m   長(zhǎng)度取l1=60-2=58mmh=2a  a=手冊(cè) mm段:d2 = d1+2h =32+ =40mm初選用6209型深溝球軸承，其內(nèi)徑為d=45mm,寬度為B=19mm，外徑D=85mm。段裝軸承:d3 = d =45mm， l3=B+3+(23)+2+(b1-b2)/2+(23)=19+10+2+13+2.5+248.5mm段裝齒輪:直徑d4=d3+2a=40+ =47.5mm，l4=b2-(23) =50-2=48mm段為軸環(huán):直徑d5= d4+2a =48+ =60mm。段裝軸承:d6 = d =45mm4、軸的強(qiáng)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) 畫(huà)水平面的彎矩圖C點(diǎn)的彎矩 N·mm(3)求垂直面的支承反力 FAV=FBV=Fr2/2=604.6/2=302.3N(4)畫(huà)垂直面的彎矩圖C點(diǎn)的彎矩 N·mm(5)畫(huà)合成彎矩圖 N·mm(6)畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖： N·mm(7)求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩 最大彎矩處 N·mm最細(xì)處 N·mm(8)計(jì)算危險(xiǎn)截面處的直徑裝齒輪處由表14- 查得B=650MPa，由表14- 查得-1b=60MPa，則mm考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d值加大4，故 <d4=47.5 mm裝聯(lián)軸器處考慮到鍵槽

17、對(duì)軸的削弱，將d值加大4，故 <d1=32 mm所以，此軸強(qiáng)度足夠。七、校核滾動(dòng)軸承的壽命由課本附錄1查得軸承6209的Cr=31.5kN，C0r=20.5kN。又根據(jù)已知條件，軸承預(yù)計(jì)壽命小時(shí)軸承受力      Fa=0   N·mm故P=Fr=978.3NN<Cr八、鍵連接的選擇和計(jì)算裝聯(lián)軸器軸段，鍵選45鋼，由表10-10，p=110MPa。由d1=32mm，由課本表10-9，鍵長(zhǎng)L=60-(510)=50mm。<p鍵的強(qiáng)度足夠。檢查：（1）電動(dòng)機(jī)型號(hào)、電動(dòng)機(jī)輸出軸的軸徑、軸伸出長(zhǎng)

18、度、電動(dòng)機(jī)的中心高； （2）聯(lián)軸器的型號(hào)、孔徑范圍、孔寬和拆裝尺寸要求； （3）各傳動(dòng)件的主要尺寸和參數(shù)，如齒輪傳動(dòng)中心距、分度圓直徑、齒頂圓直徑以及齒輪的寬度； （4）軸承的類(lèi)型； （5）箱體的結(jié)構(gòu)方案（剖分式或整體式）； （6）所推薦箱體結(jié)構(gòu)的有關(guān)尺寸。 畫(huà)裝配圖時(shí)，應(yīng)選好比例尺，布置好圖面。草圖的比例尺應(yīng)與正式圖比例尺同，并優(yōu)先用1：1比例尺，以便于繪圖并有真實(shí)感。 減速器裝配圖一般需三個(gè)視圖才能完全表達(dá)各主要零部件的相對(duì)位置、尺寸和結(jié)構(gòu)，必要時(shí)附加些局部試圖和剖視圖，并應(yīng)盡量將減速器的工作原理和主要裝配關(guān)系表達(dá)在一個(gè)視圖上。根據(jù)傳動(dòng)件尺寸的大小，參考類(lèi)似結(jié)構(gòu)估計(jì)出減速器的結(jié)構(gòu)大小，并考慮標(biāo)題欄、明細(xì)表、零件號(hào)、技術(shù)要求等的位置，作好圖面的合理布置。