【正文】 系統(tǒng) 電機(jī)選型 電動(dòng)機(jī)選型帶式輸送機(jī)常用的電動(dòng)機(jī)，有鼠籠式、繞線式異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而選定，一般情況下電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不低 500r/min ，因?yàn)楣β室欢〞r(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低，其尺寸愈大，價(jià)格愈貴，而效率低。若電機(jī)的轉(zhuǎn)速高，則極對(duì)數(shù)少，尺寸和重量小，價(jià)格也低。已算得所需電動(dòng)機(jī)功率 ，采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，從《實(shí)用中小電機(jī)手冊(cè)》?選取 YB225M6 型隔爆電動(dòng)機(jī)。表 電動(dòng)機(jī)主參數(shù)型號(hào) 額定功率 kW 轉(zhuǎn)速r/min 電流 A 效率 ％ 功率因數(shù) 額定轉(zhuǎn)矩YB225M6 30 980 發(fā)電機(jī)選型帶式輸送機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)，物料在自身重力作用下帶動(dòng)膠帶向下加速運(yùn)行。此時(shí)，發(fā)電制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能回饋到電網(wǎng)中去，同時(shí)起到對(duì)皮帶限速的作用。已算得所需發(fā)電機(jī)功率為 ，查手冊(cè)選擇發(fā)電機(jī)型號(hào)為 TFW355S14。?煤礦井下的特殊使用環(huán)境，發(fā)電機(jī)需要進(jìn)行隔爆處理（也可定制專用的隔爆發(fā)電機(jī)） 。其主要參數(shù)如下：表 發(fā)電機(jī)主參數(shù)型號(hào) 額定功率 kW 額定轉(zhuǎn)速 r/min 效率TFW355S14 150 1500 ％ 減速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 總傳動(dòng)比的計(jì)算傳動(dòng)滾筒的工作轉(zhuǎn)速為： ????式中 ——傳動(dòng)滾筒直徑，m；D ——帶速，m/s。v則軸Ⅰ與軸Ⅲ）之間的總傳動(dòng)比為： ?發(fā)電機(jī)與滾筒（軸Ⅳ與軸Ⅲ）之間的總傳動(dòng)比: ? 傳動(dòng)比分配傳動(dòng)比分配的合理會(huì)使傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，成本低，云化條件也好。對(duì)錐圓柱齒輪減速器，為使大錐齒輪尺寸不致過大，高速級(jí)錐齒輪傳動(dòng)比 ，本設(shè)計(jì)124i?:中取 。?對(duì)于三級(jí)齒輪減速器，應(yīng)盡可能使各級(jí)從動(dòng)齒輪的浸油深度相近，以使各級(jí)齒輪得到良好的潤(rùn)滑，并減小攪油損失。選定軸Ⅱ和軸Ⅲ間直齒圓柱齒輪傳動(dòng)比 。23i則軸Ⅲ和軸Ⅳ間圓柱齒輪傳動(dòng)比為： ???軸Ⅴ和軸Ⅱ間直齒圓柱齒輪傳動(dòng)比為： 實(shí)際總傳動(dòng)比： ..???實(shí) 3734b實(shí)傳動(dòng)比誤差： ?????實(shí) 實(shí)因此傳動(dòng)比分配滿足要求。 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算(1)電動(dòng)機(jī)軸功率 03kWMP?轉(zhuǎn)速 98r/min轉(zhuǎn)矩 ???(2)軸Ⅰ功率 1023..7kWP??轉(zhuǎn)速 98r/minn轉(zhuǎn)矩 ???(3)軸Ⅱ——空載啟動(dòng)時(shí)功率 ??轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 22 .????(4)軸Ⅲ——空載啟動(dòng)時(shí)功率 ????轉(zhuǎn)速 3245=.r/minni轉(zhuǎn)矩 ????(5)軸Ⅳ——空載啟動(dòng)時(shí)功率 ?轉(zhuǎn)速 4318=?轉(zhuǎn)矩 ???(6)滾筒軸——空載啟動(dòng)時(shí)功率 ??轉(zhuǎn)速 r/minn轉(zhuǎn)矩 .???(7)滾筒軸——滿載運(yùn)行時(shí)功率 ?轉(zhuǎn)速 r/minn轉(zhuǎn)矩 ???(8)軸Ⅳ——滿載運(yùn)行時(shí)功率 ??轉(zhuǎn)速 r/minn轉(zhuǎn)矩 44 .???(9)軸Ⅲ——滿載運(yùn)行時(shí)功率 ??轉(zhuǎn)速 ???轉(zhuǎn)矩 ?(10)軸Ⅱ（中間軸）——滿載運(yùn)行時(shí)功率 ????轉(zhuǎn)速 858r/minni轉(zhuǎn)矩 22 .?(11)軸Ⅴ功率 ????轉(zhuǎn)速 46831094r/minni轉(zhuǎn)矩 55 .?以上各式中，圓錐齒輪傳動(dòng)效率 ；聯(lián)軸器效率 ；????。?? 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算(1)選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力小齒輪選用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理， ，接觸疲勞強(qiáng)度極限1260HBS?，彎曲疲勞強(qiáng)度極限 。2lim170N/H?? 2lim54N/F? 大齒輪選用 45 號(hào)鋼，正火處理， ，接觸疲勞強(qiáng)度極限2，彎曲疲勞強(qiáng)度極限 。li25/ li/ 許用接觸應(yīng)力與齒輪材料、熱處理方法、齒面硬度、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)等因素有關(guān)。計(jì)算公式為： (31)limn[]HNZS??式中 ——齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限， ；limH?2/ ——壽命系數(shù)，按應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 選取， ；NZ 12N? ——接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù)， 。inS :取 ，則：1H? 2lim11n70[] /HNZS???2li22mn5[]1/H?許用彎曲應(yīng)力的計(jì)算公式為： (32)limn[]FNKYS??式中 ——彎曲疲勞強(qiáng)度極限， ；limF?2/ ——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù)。 ；nS ?: ——壽命系數(shù)， ；NY12NY? ——尺寸系數(shù)， 。KK取 ，代入式(32)計(jì)算：? 21540[]?2m?(2)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算估取圓周速度 ，選取精度等級(jí)為Ⅱ公差組 7 級(jí)。?選取小輪齒數(shù)（推薦值 20～40） 128z?大輪齒數(shù) ??實(shí)際傳動(dòng)比 ?傳動(dòng)比誤差為 ，滿足要求。???小輪大端分度圓直徑可由式(33)計(jì)算： (33)??221312dmEHdKTZuu?????????????????式中 ——齒寬系數(shù)，查得 ；dm?? ——載荷系數(shù)，取K ——小輪轉(zhuǎn)矩， ；1TN? ——材料彈性系數(shù)，取 ；EZ ——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)， 。H25H?代入數(shù)據(jù)計(jì)算： ??221312 1dmEHdKTZuu????????????????? ??????????? 齒輪模數(shù) ?按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)圓整 。5m?小輪大端分度圓直徑 1528140mdz??小輪平均分度圓直徑 11 22 .????圓周速度 ????齒寬 ?圓整后 ?當(dāng)量齒數(shù) ?????(3)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式為： ??212dmFFaSFKTYbu????????????式中 ——齒形系數(shù)，小齒輪 ，大齒輪 ；? ——應(yīng)力修正系數(shù)，小齒輪 ，大齒輪 。S 6S 173Sa代入數(shù)據(jù)校核： ??21 F? ?????????????22 2. .. F?故滿足要求。(4)齒輪其它主要參數(shù)計(jì)算大齒輪大端分度圓直徑2562310mdz??錐距 ???小齒輪大端頂圓直徑 ????大齒輪大端頂圓直徑 ??? 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算（軸Ⅱ與軸Ⅲ間）(1)選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力小齒輪選用 40Cr，表面淬火， ，接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，150HRC? 2lim10N/H?彎曲疲勞強(qiáng)度極限 。2lim160N/F??大齒輪選用 45 號(hào)鋼，表面淬火， ，接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，24li2/?彎曲疲勞強(qiáng)度極限 。li25/ 許用接觸應(yīng)力與齒輪材料、熱處理方法、齒面硬度、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)等因素有關(guān)。計(jì)算公式為： (34)limn[]HNZS??式中 ——齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限， ；limH?2/ ——壽命系數(shù)，按應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 選取， ；NZ 12N? ——接觸強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù)， 。inS :取 ，則1H? 2lim11n0[] /HNZS???2li22mn[]1N/H?許用彎曲應(yīng)力的計(jì)算公式為： (35)limn[]FNKYS?式中 ——彎曲疲勞強(qiáng)度極限， ；limF?2/ ——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù)。 ；nS ?: ——壽命系數(shù)， ；NY12NY? ——尺寸系數(shù)， 。KK取 ，代入式(35)計(jì)算：?2160[]??239(2)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算估取圓周速度 ，選取精度等級(jí)為Ⅱ公差組 9 級(jí)。16m/sv?選取小輪齒數(shù)（推薦值 20～40）；136z?大輪齒數(shù) 21308i?實(shí)際傳動(dòng)比 216zu?傳動(dòng)比誤差為 ，滿足要求。0u??小輪分度圓直徑可由式(36)算得： (36)??213121EHdZKTu???????????式中 ——齒寬系數(shù)，查得 ；d?? ——載荷系數(shù)，取 ；K4 ——小輪轉(zhuǎn)矩， ；1TN? ——材料彈性系數(shù)，取 ；EZ ——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)， ；H25H? ——重合度系數(shù)，取 。? 0.?代入數(shù)據(jù)計(jì)算： ??2131 1EHdZKTu??????????? ?????????? 齒輪模數(shù) ?按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)圓整 。?小輪分度圓直徑 ???圓周速度 ????齒寬 ?大輪齒寬 28?小輪齒寬 156mb?重合度 ????1122tanttant2azz???????? ?? ??????????.78(3)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式為： (37)??12FFaSFKTYbdm?????式中 ——齒形系數(shù)，小齒輪 ，大齒輪 ；? ——應(yīng)力修正系數(shù)，小齒輪 ，大齒輪 ；S 6S 79SY ——重合度系數(shù)， 。? ????代入數(shù)據(jù)校核： ??21 ? ?????2 2028790679?故滿足要求。(4)齒輪其它主要尺寸計(jì)算大齒輪分度圓直徑 ???標(biāo)準(zhǔn)中心距 ??????齒根圓直徑 小齒輪 ???? 大齒輪 246245mff齒頂圓直徑 小齒輪 ???? 大齒輪 69 其它齒輪設(shè)計(jì)與計(jì)算按照 直齒圓柱齒輪的計(jì)算方法，對(duì)減速器其余兩組齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，其主要數(shù)據(jù)如下：(1)軸Ⅲ與軸Ⅳ間直齒圓柱齒輪材料：小齒輪選用 20CrMnTi，滲碳淬火， ；160HRC?大齒輪選用 20Cr，滲碳淬火， 。258許用應(yīng)力： 21[]450N/mH?? 22[]4N/mH? ?公差等級(jí)：Ⅱ級(jí)公差組 10 級(jí)齒數(shù): 小齒輪 135z?大齒輪 209分度圓直徑： 小齒輪 1md大齒輪 2654?模數(shù)： 齒寬： 小齒輪 10b大齒輪 25m?彎曲疲勞強(qiáng)度校核： ??21 ? ?????2 22795?標(biāo)準(zhǔn)中心距： 3ma齒根圓直徑： 小齒輪 1fd大齒輪 269f?齒頂圓直徑： 小齒輪 1a大齒輪 2md(2)軸Ⅴ與軸Ⅱ間直齒圓柱齒輪材料：小齒輪選用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理， ；1260HBS?大齒輪選用 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理， 。4許用應(yīng)力： 21[]70N/mH??22[]3N/mH? ?公差等級(jí)：Ⅱ級(jí)公差組 9 級(jí)齒數(shù)。 小齒輪 13z?大齒輪 2分度圓直徑： 小齒輪 大齒輪 29?模數(shù)： .齒寬： 小齒輪 17b大齒輪 26m?彎曲疲勞強(qiáng)度校核： ??21 ? ?????2 22963. ?標(biāo)準(zhǔn)中心距： 3ma齒根圓直徑： 小齒輪 大齒輪 248f?齒頂圓直徑： 小齒輪 大齒輪 250md 高速軸Ⅰ的設(shè)計(jì)(1)材料選取 40Cr 作為軸的材料，調(diào)制處理。查取該材料的主要力學(xué)性能數(shù)據(jù)為：抗拉強(qiáng)度極限 2685N/b??許用彎曲應(yīng)力 ??17m?(2)計(jì)算齒輪上的作用力圓錐齒輪上的圓周力： ???徑向力 ????軸向力 ??????(3)初步估算軸的直徑估算軸的直徑： ????考慮鍵槽的影響，將軸的直徑加大 3%～5%，故取軸的最小直徑為 。?(4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于使用錐齒輪，存在軸向力，軸承選用一對(duì)圓錐滾子軸承，軸承型號(hào)為 32022。錐齒輪軸向一側(cè)用軸肩固定，另一側(cè)用螺栓擋圈固定。軸Ⅰ的結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖所示：圖 32 軸Ⅰ結(jié)構(gòu)尺寸(5)軸承支反力的計(jì)算水平面上 ???.B?垂直面上 ??????45NB?(6)齒寬中點(diǎn)處彎矩計(jì)算水平面上 ??垂直面上 ? 2??合成彎矩 ??扭矩 .T??繪制軸的彎矩和扭矩圖，如圖 32。圖 33 彎矩扭矩圖(7)按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度當(dāng)量彎矩（取折合系數(shù) ）?22()cMaT?)?