【正文】 系統(tǒng) 電機選型 電動機選型帶式輸送機常用的電動機，有鼠籠式、繞線式異步電動機。電動機額定轉(zhuǎn)速根據(jù)生產(chǎn)機械的要求而選定，一般情況下電動機的轉(zhuǎn)速不低 500r/min ，因為功率一定時，電動機的轉(zhuǎn)速低，其尺寸愈大，價格愈貴，而效率低。若電機的轉(zhuǎn)速高，則極對數(shù)少，尺寸和重量小，價格也低。已算得所需電動機功率 ，采用單電機驅(qū)動，從《實用中小電機手冊》?選取 YB225M6 型隔爆電動機。表 電動機主參數(shù)型號 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)電機選型帶式輸送機滿載運行時，物料在自身重力作用下帶動膠帶向下加速運行。此時，發(fā)電制動系統(tǒng)啟動，將機械能轉(zhuǎn)化為電能回饋到電網(wǎng)中去，同時起到對皮帶限速的作用。已算得所需發(fā)電機功率為 ，查手冊選擇發(fā)電機型號為 TFW355S14。?煤礦井下的特殊使用環(huán)境，發(fā)電機需要進行隔爆處理（也可定制專用的隔爆發(fā)電機） 。其主要參數(shù)如下：表 發(fā)電機主參數(shù)型號 額定功率 kW 額定轉(zhuǎn)速 r/min 效率TFW355S14 150 1500 ％ 減速器的設(shè)計與計算 總傳動比的計算傳動滾筒的工作轉(zhuǎn)速為： ????式中 ——傳動滾筒直徑，m；D ——帶速，m/s。v則軸Ⅰ與軸Ⅲ）之間的總傳動比為： ?發(fā)電機與滾筒（軸Ⅳ與軸Ⅲ）之間的總傳動比: ? 傳動比分配傳動比分配的合理會使傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，成本低，云化條件也好。對錐圓柱齒輪減速器，為使大錐齒輪尺寸不致過大，高速級錐齒輪傳動比 ，本設(shè)計124i?:中取 。?對于三級齒輪減速器，應(yīng)盡可能使各級從動齒輪的浸油深度相近，以使各級齒輪得到良好的潤滑，并減小攪油損失。選定軸Ⅱ和軸Ⅲ間直齒圓柱齒輪傳動比 。23i則軸Ⅲ和軸Ⅳ間圓柱齒輪傳動比為： ???軸Ⅴ和軸Ⅱ間直齒圓柱齒輪傳動比為： 實際總傳動比： ..???實 3734b實傳動比誤差： ?????實 實因此傳動比分配滿足要求。 運動和動力參數(shù)計算(1)電動機軸功率 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——空載啟動時功率 ??轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 22 .????(4)軸Ⅲ——空載啟動時功率 ????轉(zhuǎn)速 3245=.r/minni轉(zhuǎn)矩 ????(5)軸Ⅳ——空載啟動時功率 ?轉(zhuǎn)速 4318=?轉(zhuǎn)矩 ???(6)滾筒軸——空載啟動時功率 ??轉(zhuǎn)速 r/minn轉(zhuǎn)矩 .???(7)滾筒軸——滿載運行時功率 ?轉(zhuǎn)速 r/minn轉(zhuǎn)矩 ???(8)軸Ⅳ——滿載運行時功率 ??轉(zhuǎn)速 r/minn轉(zhuǎn)矩 44 .???(9)軸Ⅲ——滿載運行時功率 ??轉(zhuǎn)速 ???轉(zhuǎn)矩 ?(10)軸Ⅱ（中間軸）——滿載運行時功率 ????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，圓錐齒輪傳動效率 ；聯(lián)軸器效率 ；????。?? 直齒圓錐齒輪傳動的設(shè)計與計算(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， ，接觸疲勞強度極限1260HBS?，彎曲疲勞強度極限 。2lim170N/H?? 2lim54N/F? 大齒輪選用 45 號鋼，正火處理， ，接觸疲勞強度極限2，彎曲疲勞強度極限 。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)。計算公式為： (31)limn[]HNZS??式中 ——齒輪接觸疲勞強度極限， ；limH?2/ ——壽命系數(shù)，按應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 選取， ；NZ 12N? ——接觸疲勞強度計算的最小安全系數(shù)， 。inS :取 ，則：1H? 2lim11n70[] /HNZS???2li22mn5[]1/H?許用彎曲應(yīng)力的計算公式為： (32)limn[]FNKYS??式中 ——彎曲疲勞強度極限， ；limF?2/ ——彎曲強度計算的最小安全系數(shù)。 ；nS ?: ——壽命系數(shù)， ；NY12NY? ——尺寸系數(shù)， 。KK取 ，代入式(32)計算：? 21540[]?2m?(2)齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算估取圓周速度 ，選取精度等級為Ⅱ公差組 7 級。?選取小輪齒數(shù)（推薦值 20～40） 128z?大輪齒數(shù) ??實際傳動比 ?傳動比誤差為 ，滿足要求。???小輪大端分度圓直徑可由式(33)計算： (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)點區(qū)域系數(shù)， 。H25H?代入數(shù)據(jù)計算： ??221312 1dmEHdKTZuu????????????????? ??????????? 齒輪模數(shù) ?按標準模數(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 ?當量齒數(shù) ?????(3)齒根彎曲疲勞強度校核計算齒根彎曲疲勞強度校核公式為： ??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 ??? 直齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計與計算（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， ，接觸疲勞強度極限 ，150HRC? 2lim10N/H?彎曲疲勞強度極限 。2lim160N/F??大齒輪選用 45 號鋼，表面淬火， ，接觸疲勞強度極限 ，24li2/?彎曲疲勞強度極限 。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)。計算公式為： (34)limn[]HNZS??式中 ——齒輪接觸疲勞強度極限， ；limH?2/ ——壽命系數(shù)，按應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 選取， ；NZ 12N? ——接觸強度計算的最小安全系數(shù)， 。inS :取 ，則1H? 2lim11n0[] /HNZS???2li22mn[]1N/H?許用彎曲應(yīng)力的計算公式為： (35)limn[]FNKYS?式中 ——彎曲疲勞強度極限， ；limF?2/ ——彎曲強度計算的最小安全系數(shù)。 ；nS ?: ——壽命系數(shù)， ；NY12NY? ——尺寸系數(shù)， 。KK取 ，代入式(35)計算：?2160[]??239(2)齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算估取圓周速度 ，選取精度等級為Ⅱ公差組 9 級。16m/sv?選取小輪齒數(shù)（推薦值 20～40）；136z?大輪齒數(shù) 21308i?實際傳動比 216zu?傳動比誤差為 ，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)點區(qū)域系數(shù)， ；H25H? ——重合度系數(shù)，取 。? 0.?代入數(shù)據(jù)計算： ??2131 1EHdZKTu??????????? ?????????? 齒輪模數(shù) ?按標準模數(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)齒根彎曲疲勞強度校核計算齒根彎曲疲勞強度校核公式為： (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算大齒輪分度圓直徑 ???標準中心距 ??????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)計與計算按照 直齒圓柱齒輪的計算方法，對減速器其余兩組齒輪進行設(shè)計和計算，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：Ⅱ級公差組 10 級齒數(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?彎曲疲勞強度校核： ??21 ? ?????2 22795?標準中心距： 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 號鋼，調(diào)質(zhì)處理， 。4許用應(yīng)力： 21[]70N/mH??22[]3N/mH? ?公差等級：Ⅱ級公差組 9 級齒數(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?彎曲疲勞強度校核： ??21 ? ?????2 22963. ?標準中心距： 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(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性能數(shù)據(jù)為：抗拉強度極限 2685N/b??許用彎曲應(yīng)力 ??17m?(2)計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)計由于使用錐齒輪，存在軸向力，軸承選用一對圓錐滾子軸承，軸承型號為 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)軸承支反力的計算水平面上 ???.B?垂直面上 ??????45NB?(6)齒寬中點處彎矩計算水平面上 ??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)按彎扭合成強度校核軸的強度當量彎矩（取折合系數(shù) ）?22()cMaT?)?