【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)是長距離礦用皮帶輸送機(jī)總體設(shè)計(jì)。長距離皮帶輸送機(jī)可實(shí)現(xiàn)在。在設(shè)計(jì)中首先根據(jù)運(yùn)輸巷道的布置圖提出并確定設(shè)計(jì)方案。始參數(shù)進(jìn)行皮帶輸送機(jī)總體的設(shè)計(jì)：確定帶寬；計(jì)算輸送機(jī)總圓周驅(qū)動(dòng)力；長距離的情況下輸送機(jī)多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的問題，以及長距離皮帶拉緊的問題。

　　

【正文】 動(dòng) 部件 設(shè)計(jì) 減速器 設(shè)計(jì) 傳動(dòng)比的分配和傳動(dòng)效率的選擇 1. 電機(jī)的選擇 上面已選定 YA355 型電動(dòng)機(jī)，正常工作時(shí)輸出功率： 250kW，轉(zhuǎn)速：1500r/min. 2. 傳動(dòng)比的分配 由于驅(qū)動(dòng)滾筒的速度為 m/ ，而滾筒的直徑直徑為 mm1000 ，因 此驅(qū)動(dòng)滾筒軸角速度： r a d / a d / s2 ??? RV驅(qū)? 驅(qū)動(dòng)滾筒軸的轉(zhuǎn)速： r / m ?? ?? 驅(qū)驅(qū)n 驅(qū)動(dòng)滾筒軸與減速器的輸出軸兩者轉(zhuǎn)速相同，即： 輸出驅(qū) nn ? 。而減速器的輸入軸是通過液力耦合器與電動(dòng)機(jī)主軸聯(lián)接，兩者轉(zhuǎn)速也相同，即：輸入電機(jī)主軸 nn ? 。 因此減速器的總傳動(dòng)比： 5 0 0 ??? 輸出輸入nni 選錐齒輪傳動(dòng)比 ?i ，斜齒輪傳動(dòng)比 323?i ，直齒輪傳動(dòng)比 ?i 。 根據(jù)轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)比的選擇和分配的情況確定減速器 各軸和齒輪 的布置方案（如圖 41）。 29 圖 41 減速器布置圖 3. 傳動(dòng)效率的選擇 液力耦合器 ?? ，錐齒輪傳動(dòng)效率 ?? ，斜齒輪傳動(dòng)效率 ?? 。 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 1. 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 電動(dòng)機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速： r/min15000 ?n r/min150001 ?? nn r / mi n62 5r / mi 001212 ??? inn 30 r / mi / mi n36252323 ??? inn r / mi / mi 083434 ??? inn 2. 各軸輸入功率的計(jì)算 電動(dòng)機(jī)輸出功率： kW2500 ?P ???? ?PP 3 4 7112 ???? ?PP ???? ?PP ???? ?PP 3. 各軸輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩： 5 9 7mN1 5 0 02509 5 5 09 5 5 00 00 ?????? n PT 5 7 5mN1 5 0 0 4 79 5 5 09 5 5 01 11 ?????? n PT 2 22 ?????? n PT 02 8 895 5095 50 3 33 ?????? n PT 3 3 4 0 79 5 5 09 5 5 04 44 ?????? n PT 31 齒輪傳動(dòng) 設(shè)計(jì) 1 直齒錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) （ 1） 選精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 按實(shí)際工作要求，選用直齒錐齒輪傳動(dòng)。運(yùn)輸機(jī)一般為工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度。材料選擇由表 101 ]2[ ，選擇大、小錐齒輪材料為20cr(滲碳、淬火 )，硬度為 58～ 62HC。按硬度的下限值，由圖 1021 查得M P a1 5 0 02l i m1l i m ?? HH ?? ， MPa460lim ?F? 。初選小錐齒輪齒數(shù)為 231?z ，大錐齒輪齒數(shù) ???? izz 。 （ 2） 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì) ]2[ ? ?3 2121 )( uKTZdRRHE ??? ?????????? 式中 K — 載荷系數(shù)， ?????? ?? HHVA KKKKK ； u — 齒數(shù)比， ??iu ； R? — 齒寬系數(shù)， ?R? EZ — 彈性影響系數(shù)， ?EZ ? ?H? — 許用接觸應(yīng)力， ? ? M P a1 3 5 0MP1 5 0 al i m ???? HH ?? 0 )( 5 7 3 5 0 8 3 221 ????? ????????d （ 3） 幾何尺寸的計(jì)算 分錐角： ? 1a r c t a n1a r c t a n1 ??? u? ??? ?????? ?? 32 模數(shù)： 23 05111 ??? zdm，取整 51?m 分度圓直徑： mm1 1 5mm235111 ???? zmd mm275mm555222 ???? zmd 齒寬中點(diǎn)分度圓直徑： )(115)(11 ??????? Rm dd ? 3 3mm)(2 7 5)(22 ??????? Rm dd ? 外錐距： in2 115s in2 11 ??? ??dR 中錐距： 2 8mm)( 5 1)( ??????? Rm RR ? 齒寬： 5 ????? Rb R? 齒頂高： mm5mm15)1( 11 ????? xmh a mm512 ?? aa hh 齒根高： mm6 )(121 1?? ????? fff hh xmh 頂圓直徑： 2 o s521 1 5c o s2 1111 ??????? ??aa hdd 8 o s522 7 5c o s2 2222 ??????? ??aa hdd 齒根角： ? 5 16a r ct a na r ct a n 11 ??? Rh ff? ? ?? ff ?? 33 齒 頂角： ?21 ?? fa ?? ? ?? fa ?? 頂錐角： ??? 11 1 ????? aa ??? ??? 2 ????? aa ??? 根錐角： ??? 11 1 ????? ff ??? ??? 2 ????? ff ??? 冠頂距： 3 i n522 7 5s i n212 11 ??????? ??ak hdA i n52115s i n221 22 ??????? ??ak hdA 安裝距 ：考慮齒輪結(jié)構(gòu)情況以及輪冠距的測(cè)量方便，取 ?A ?A 。 輪冠距： mm15mm)(111 ????? kAAH mm50mm)(222 ????? kAAH 分度圓齒厚： )t a n22(1111 ????????? txxmS ?? SS 分度圓弦齒厚： mm8 4 )61( 212111 ??? dSSS mm8 4 )61( 222222 ??? dSSS 分度圓弦齒 高： 34 os 2112111 ??????? ?dShh aa ? mm02 3527 54 c os 2222222 .dδShh aa ??????? ? 當(dāng)量齒數(shù)： 25cos 111 ?? ?zzv， 105c os 222 ?? ?zz v 當(dāng)量齒輪分度圓直徑： 105 . 9m mmm os os 111 ??? ??mv dd os os 222 ??? ??mv dd 齒寬中點(diǎn)齒頂高： a a n21 111 ??????? ?aaam bhh ? a a n21 222 ??????? ?aaa bhh ? 當(dāng)量齒頂圓直徑： 1 4mm) 0 5(2 111 ?????? amvva hdd )(2 222 ?????? amvva hdd 齒寬中點(diǎn) 齒輪 模數(shù)： 5 1 2 85 ???? RmRm mm 當(dāng)量齒輪基圓直徑： 0 0mm20c o 0 5c o s11 ????? ??vvb dd 2 7mm20c o 4 9c o s22 ????? ??vvb dd 35 式中 ? — 齒形角， ?20?? 嚙合線長度： i n2)( 212221 2222 ???????? ?vvvavavavava ddddddg 端面重合度： 20c o o s ????? ???? m vava m g （ 4） 校核接觸強(qiáng)度 （按表 83102 進(jìn)行） 強(qiáng)度條件： ? ?HH ?? ? 計(jì)算接觸應(yīng)力 ??? 3121)(5 udKTz RREH ??? 式中 ?Ez ； 則 ? ? M P 0 1 5 7 32 ?????? ???H? 結(jié)論： ? ?HH ?? ? 滿足接觸強(qiáng)度。 （ 5） 齒根彎曲強(qiáng)度校核 強(qiáng)度條件： ? ?FF ?? ? 計(jì)算齒根應(yīng)力： ? ?SaFaRtF YYmbFK ?????? ?? 1 式中 ?K ； 1 15 57 522 11 ???? dTF t； 36 ?FaY ； ?SaY ； ?b 。 則 ? ? M P 0 4 12 7 4 0 ?????????F? 結(jié)論 ? ?FF ?? ? 滿足齒根彎曲強(qiáng)度 2. 第一對(duì)斜齒齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) （ 1） 選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 按傳動(dòng)方案要求，選用些 斜 齒圓柱齒輪傳動(dòng)；運(yùn)輸機(jī)為工作機(jī)器、速度不高，故選用 7 級(jí)精度（ GB1009588）；材料選擇，由表 101，選擇大、小齒輪材料為 40Cr(調(diào)質(zhì)后表面淬火 )， 硬度為 4855HRC；選小齒輪齒數(shù)為221?z ，大齒輪齒數(shù) 662231232 ????? ziz ；選取螺旋角，初選螺旋角 ?14?? 。 （ 2） 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按式（ 1021） ]2[ 試算，即 ? ?3 221 )(12HEHdtt zzuuTKd ???????? 試選 ?tK ； Hz — 區(qū)域系數(shù)， ?Hz （查圖 1030）； ?? — 標(biāo)準(zhǔn)端面重合度， 6 2 6 ????? ??? ??? （查圖 1026）； 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mmN105 1 7 1 5 1 7 62 ?????T ； d? — 齒寬系數(shù)， ?d? （查表 107）； Ez — 材料的彈性影響系數(shù)， ?Ez （查表 106）； M PaH 11001lim ?? 、 M Pa11002lim ?H? （查圖 1021）； 37 由式 1013 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 81 )103 0 082(16 2 56060 ?????????? hn j LN 72312 ??? iNN ； （ 9） 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 %1 ，安全系數(shù) 1?S ，由式（ 1012）得： ? ? M P a1 0 4 5M P a1 1 0 i m11 ????? SK HHNH ?? ? ? M P a1078M P i m22 ????? SK HHNH ?? ? ? ? ? ? ? M P 21 ??? HHH ??? ； 由圖 1019 查得接觸疲勞壽命系數(shù) , 21 ?? HNHN KK 試計(jì)算小齒輪分度圓直徑 td1 ，由計(jì)算公式得 ) ( 261 ????? ????td ； 計(jì)算圓周速度 m / 0 0 060 0 0 060 11 ?? ????? ?? ndV t ； 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) ntm 0 2 ???? td db ? 22 14c os11 ?????zdm tnt ? ???? ntmh 38 ??hb ； 計(jì)算縱向重合度 ?? 3 9 1 n3 1 1 ?????? ???? ? zd ； （ 9） 計(jì)算載荷系數(shù) K 根據(jù) smv /? ， 7 級(jí)精度。由圖 108 查得動(dòng)載系數(shù) ?VK ；由表 103查得 ?? ?? FH KK ，從表 104 中的硬齒面齒輪欄查得小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置， 6級(jí)精度， ??HK 時(shí) 2 9 )( 322 ?????? ? bK ddH ??? 考慮齒輪為 7級(jí)精度，取 ??HK ，故載荷系數(shù) ?????? ?? HHVA KKKKK 另由圖 101 查得 ??FK ； 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 3 0 2 9311 ????tt KKdd ； 計(jì)算模數(shù) nm 14c os11 ???? ?zdm n ? ； （ 3） 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 39 ? ?3 21 211 c os2 F SFdt YYzYKTd ??? ? ???? ?? 計(jì)算載荷系數(shù) ?????? ?? FFVA KKKKK ； 由圖 1020d 查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 M P a62021 ?? FEFE ?? ； 由圖 1018 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) , 21 ?? FNFN KK ； 計(jì)算彎曲疲