【正文】 第 1 頁 共 43 頁 一、任務(wù) 題目 2： 設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置 已知條件：（ 1）運(yùn)輸帶工作拉力 NF 7500? ； （ 2）運(yùn)輸帶工作速度 smv 1? ； （ 3）滾筒直徑 mmD 400? ； （ 4）工作機(jī)傳動(dòng)效率 ?w? ； （ 5）輸送帶速度允許誤差為177。 5%； （ 6）工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)； （ 7）工作環(huán)境：室內(nèi)工作，濕度和粉塵含量為正常狀態(tài)，環(huán)境最高溫度為 35 度； （ 8）要求齒輪使用壽命為 8 年（每年按 300 天計(jì)）； （ 9）生產(chǎn)批量：中等。 （ 10）動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓 380V。 傳動(dòng)方案：如圖 1 所示。 設(shè)計(jì)工作量：（ 1）建立組成減速器的各零件的三維模型及減速器裝配模型； （ 2）減速器裝配圖 1 張（ A0 或 A1 圖紙）； （ 3）零件工作圖 1 張（ 同一設(shè)計(jì)小組的各個(gè)同學(xué)的零件圖不 得重復(fù)，須由指導(dǎo)教師指導(dǎo)選定 ）； （ 4）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 1 份。 圖 1 第 2 頁 共 43 頁 二 .電動(dòng)機(jī)的選擇 ： 電機(jī)→帶傳動(dòng)→兩級(jí)圓柱齒輪（斜齒或直齒）減速器→工作機(jī) 給定條件 ：由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，運(yùn)輸帶工作拉力為 ，運(yùn)輸帶速度為 1m/s，滾筒直徑為 400mm 要求 ：工作壽命為 8 年，每年 300 個(gè)工作日，每日工作 1016 小時(shí) 減速器類型選擇：選用二級(jí)展開式 圓柱齒輪減速器 方案分析 ：結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪相對(duì)于軸承的位置不對(duì)稱，因此要求軸有較大的剛度。高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形可部分地互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。 總體傳動(dòng)簡圖： 輔助件有 :觀察孔蓋 ,油標(biāo)和油尺 ,放油螺塞 ,通氣孔 ,吊環(huán)螺釘 ,吊耳和吊鉤 ,定位銷 ,啟蓋螺釘 ,軸承套 ,密封圈等。 第 3 頁 共 43 頁 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 按工作條件和要求選用一般用途的 Y 系列三相異 步電動(dòng)機(jī)，臥式封閉。 電動(dòng)機(jī)容量計(jì)算 工作機(jī)所需功率按式（ 22）計(jì)算 wwFvP ?1000? 式中 F=7500N, V=，工作機(jī)效率為 ?w? ，代入上式得： wFvPw ?1000?= ?? KW= 電動(dòng)機(jī)的輸出功率按式（ 21）計(jì)算 ?PwPn ? 式中 ? 為電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)軸的傳動(dòng)總效率。 由式（ 24）可知，cgrb ????? ???? 23 =??? ? ? ? = 故?Pwpn?= = 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率 edp 只需略大于 Pn 即可。查表 102 中 Y 系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)的數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)的額定功率 edp 為 11KW。 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 工作機(jī)軸轉(zhuǎn)速為 D vnw ?10 00 06??= ? ?? r/min= r/min 按表 24 推薦的 各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比范圍： V帶傳動(dòng)比范圍 ),42( ???bi 二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍 ?39。gi （ 840），則總傳動(dòng)比范圍是 ??i ??39。39。 gb ii （ 24）（ 840)=16160，可見電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為： 第 4 頁 共 43 頁 ?39。dn wni? （ 16~160） ? r/min=~。 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750 r/min、 1000 r/min、 1500 r/min、 3000 r/min四種，考慮到重量和價(jià)格，由表 102 選常用的同步轉(zhuǎn)速為 1500 r/min 的 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī) Y160M4，其滿載轉(zhuǎn)速 nm=1460r/min。 相異步電動(dòng)機(jī)。其相關(guān)尺寸如下表： 型號(hào) 額定功率 kWPed/ 滿載轉(zhuǎn)速 )min./( 1?rnm 同步轉(zhuǎn)速 )min./( 1?rn 電動(dòng)機(jī)中心高 mmH/ 外伸軸直徑和長度 mmEmmD // ? Y160M4 11kW 1460 1500 160 42 110? 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 wmnni? 60 ?? 配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比 由式（ 213）可知， gbiii? ，為使帶傳動(dòng)的外廓尺寸不致過大，取傳動(dòng)比 ?bi ，則齒輪傳動(dòng)比 ??? bg iii 因?yàn)?21 )~( ii ? ， 21 ii、 分別為高、低速級(jí)傳動(dòng)比。所以 21 ?? ii 、 。 各軸轉(zhuǎn)速 高速軸 1 軸轉(zhuǎn)速 584 ??? bminnr/min 中間軸 2 轉(zhuǎn)速 ??? inn r/min 第 5 頁 共 43 頁 運(yùn)輸軸 3 轉(zhuǎn)速 ??? inn r/min 工作機(jī)軸 4 轉(zhuǎn)速 ??ww inn r/min 各軸功率 高速軸 1 功率 ?? bedPP ?1 ?? 中間軸 2 功率 KWPP gr ????? ?? 輸出軸 3 功率 KWPP gr ????? ?? 工作機(jī)軸 4 功率 KWPP crW ????? ?? 各軸轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)矩 mNnPT mn . ???? 高速軸 1 轉(zhuǎn)矩 mNnPT . 111 ???? 中間軸 2 轉(zhuǎn)矩 mNnPT . 0955 0 222 ???? 運(yùn)輸軸 3 轉(zhuǎn)矩 mNnPT . 5095 50 333 ???? 工作機(jī)軸 4 轉(zhuǎn)矩 mNnPT . 5095 50 ???? 軸名 參數(shù) 電動(dòng)機(jī)軸 高速 軸 1 中間 軸 2 輸出 軸 3 工作機(jī)軸 4 轉(zhuǎn)速)min/( 1??rn 1460 584 功率 kWP/ 11 轉(zhuǎn)矩)/( mNT ? 第 6 頁 共 43 頁 傳動(dòng)比 i 1 效率 ? 三 、 V 帶的選擇計(jì)算 dP PKP Ad? 由表 56 查 KA = KWKWP d ??? V 帶型號(hào) 根據(jù) dP 和 1n ，由圖 57 取用 B 型 V帶。 D1 和 D2 由表 57，查取 B 型 V 帶 Dmin =125mm，應(yīng)使 D1 2D? ?？紤]小帶輪轉(zhuǎn)速不是很高，結(jié)構(gòu)尺寸又無特別限制，故選 D1 =180mm。 驗(yàn)算帶速 v ??? 100060 1nDv ? 帶速在 5~25m/s 之間，也不過低， D1 選擇合適。 D2 = 1Dib =450mm 參考表 58 給出的帶輪基準(zhǔn)直徑系列，取 D2 =450mm。 轉(zhuǎn)速誤差 %5045 045 045 0 ???? ? 和帶長 Ld 設(shè)計(jì)條件中沒有限定中心距 ? ，故可初選中心距 0? ，由式（ 518） （ D1 + 2D ） )(2 210 DD ??? ? 第 7 頁 共 43 頁 得 441mm 12600 ??? mm 初選 mm7500 ?? 帶長 L mmDDDDd 25134 )()(22 021212039。 ?????? ??? 查表 53，取 L mmd 2500? 中心距 mmLL dd 7432 39。0 ???? ?? ? 的調(diào)整范圍： mmL d in ??? ?? mmL d 8 1 a x ??? ?? 1? 由式（ 54） ???? 121 ?????? ?? DD,合適 V 帶根數(shù) z 按式（ 521），Ld KKPP Pz?)( 00 ??? 由表 55 查得 P ? 。 由表 510 查得 KWP ?? 。 由表 59 查得 K ?? 。 由表 53 查得 K ?L 。 代入求根數(shù)公式，得 )( )( 00 ???????? Ld KKPP Pz ? 取 3?z ，符合表 57 推薦的輪槽數(shù)。 F0 第 8 頁 共 43 頁 由式（ 522）， F 20 )(500 qvKzvPd ??? ? 查表 54， q=。 F NN )1 ( 20 ???????? FQ NNzFFQ 17292159s i n293322s i n2 10 ???????? 四 、齒輪的選擇和計(jì)算 （一） 、精度等級(jí) 因是一般用途的齒輪傳動(dòng)，齒輪材料可選用 45 鋼，傳遞功率不大，且對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸無嚴(yán)格要求，可選用軟齒面齒輪傳動(dòng)，參考表 62，選小齒輪調(diào)質(zhì)，小齒輪齒面硬度 230240HBS；大齒輪正火，齒面硬度 190200HBS。精度為 8 級(jí)。 閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)， 1z 可以多選些，初選 1z =27， ?? 112 ziz 取1072 ?z ，傳動(dòng)比 i ?? 。初選 β=15? 。 對(duì)閉式軟齒面齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，承載能力一般取決于齒面接觸強(qiáng)度，故按 接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核翅根彎曲疲勞強(qiáng)度。 3 221)]([))(1(2HHEdZZZZKTd???? ???? 確定式中個(gè)項(xiàng)數(shù)值： 因載荷平穩(wěn)，可初選載荷系數(shù) K ?t ； T mNnP . 161 ??? 由表 66，選取 。?d? 由表 65，查得 Z MPaE ? 。 由圖 614，查得 ?HZ 。 第 9 頁 共 43 頁 由式 67， ??? c os)]11([ 21 zz ??? =[( )1071271 ?]cos15176。 = i n 1 tgtgzmb dn ?????? ??? ?? ? 176。 = 由圖 613，查得 Z ?? Z ?? ?? 由式（ 612）， N 911 ????????? hjLn N 8112 ??? iN 由圖 615 查得， Z 。, 21 ?? NN Z 由圖 616d，按小齒輪齒面硬度 230~240HBS 均值 235HBS，在 MQ線和 ML 中間（適當(dāng)延長 MQ 和線）查得 。5401lim MPaH ?? 同理，由圖 616c 查得 。3902lim MPaH ??取 S 。1min?H [? ] 1H = MP aS ZH NH .5231 in 11l