仅供参考

一、传动方案拟定
第二组第三个数据：设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器
（1） 工作前提：使用年限10年，每年按300天计算，两班制工作，载荷平稳。
（2） 原始数据：滚筒圆周力F=1.7KN；带速V=1.4m/s；
滚筒直径D=220mm。
运动简图
二、电念头的选择
1、电念头类型和结构型式的选择：按已知的工作要乞降 前提，选用 Y系列三相异步电念头。
2、确定电念头的功率：
（1）传动装置的总效率：
η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒
=0.96×0.992×0.97×0.99×0.95
=0.86
(2)电机所需的工作功率：
Pd=FV/1000η总
=1700×1.4/1000×0.86
=2.76KW
3、确定电念头转速：
滚筒轴的工作转速：
Nw=60×1000V/πD
=60×1000×1.4/π×220
=121.5r/min

根据【2】表2.2中推荐的公道传动比范围，取V带传动比Iv=2~4，单级圆柱齿轮传动比范围Ic=3~5，则公道总传动比i的范围为i=6~20，故电念头转速的可选范围为nd=i×nw=（6~20）×121.5=729~2430r/min
符合这一范围的同步转速有960 r/min和1420r/min。由【2】表8.1查出有三种合用的电念头型号、如下表
方案 电念头型号 额定功率 电念头转速（r/min） 传动装置的传动比
  KW 同转 满转 总传动比 带 齿轮
1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63
2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89

综合考虑电念头和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，比较两种方案可知：方案1因电念头转速低，传动装置尺寸较大，价格较高。方案2适中。故选择电念头型号Y100l2-4。
4、确定电念头型号
根据以上选用的电念头类型，所需的额定功率及同步转速，选定电念头型号为
Y100l2-4。
其主要机能：额定功率：3KW，满载转速1420r/min，额定转矩2.2。
三、计算总传动比及分配各级的传动比
1、总传动比：i总=n电动/n筒=1420/121.5=11.68
2、分配各级传动比
（1） 取i带=3
（2） ∵i总=i齿×i 带π
∴i齿=i总/i带=11.68/3=3.89
四、运动参数及动力参数计算
1、计算各轴转速（r/min）
nI=nm/i带=1420/3=473.33(r/min)
nII=nI/i齿=473.33/3.89=121.67(r/min)
滚筒nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min)
2、 计算各轴的功率（KW）
PI=Pd×η带=2.76×0.96=2.64KW
PII=PI×η轴承×η齿轮=2.64×0.99×0.97=2.53KW

3、 计算各轴转矩
Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N?m
      TI=9.55p2入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26N?m
     
     TII =9.55p2入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N?m
    
五、传动零件的设计计算
1、 皮带轮传动的设计计算
（1） 选择普通V带截型
由课本[1]P189表10-8得：kA=1.2   P=2.76KW
PC=KAP=1.2×2.76=3.3KW
据PC=3.3KW和n1=473.33r/min
由课本[1]P189图10-12得：选用A型V带
（2） 确定带轮基准直径，并验算带速
由[1]课本P190表10-9，取dd1=95mm>dmin=75
dd2=i带dd1(1-ε)=3×95×(1-0.02)=279.30 mm
由课本[1]P190表10-9，取dd2=280
带速V：V=πdd1n1/60×1000
=π×95×1420/60×1000
            =7.06m/s
在5~25m/s范围内，带速合适。
（3） 确定带长和中央距
初定中央距a0=500mm
Ld=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0
=2×500+3.14(95+280)+(280-95)2/4×450
=1605.8mm
根据课本[1]表（10-6）选取相近的Ld=1600mm
确定中央距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2
=497mm
    (4)          验算小带轮包角
α1=1800-57.30 ×(dd2-dd1)/a
=1800-57.30×(280-95)/497
=158.670>1200（合用）
   （5）       确定带的根数
单根V带传递的额定功率.据dd1和n1，查课本图10-9得  P1=1.4KW
i≠1时单根V带的额定功率增量.据带型及i查[1]表10-2得  △P1=0.17KW
查[1]表10-3，得Kα=0.94；查[1]表10-4得 KL=0.99
Z= PC/[(P1+△P1)KαKL]
=3.3/[(1.4+0.17) ×0.94×0.99]
=2.26  (取3根)
     (6)        计算轴上压力
由课本[1]表10-5查得q=0.1kg/m，由课本式（10-20）单根V带的初拉力：
F0=500PC/ZV[（2.5/Kα）-1]+qV2=500x3.3/[3x7.06(2.5/0.94-1)]+0.10x7.062 =134.3kN
则作用在轴承的压力FQ
FQ=2ZF0sin(α1/2)=2×3×134.3sin(158.67o/2)
=791.9N

2、齿轮传动的设计计算
（1）选择齿轮材料与热处理：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常
齿轮采用软齿面。查阅表[1] 表6-8，选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度260HBS；大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为215HBS；
精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选8级精度。
(2)按齿面接触疲惫强度设计
由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
确定有关参数如下：传动比i齿=3.89
取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数：Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78                          
由课本表6-12取φd=1.1
(3)转矩T1
T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N?mm
(4)载荷系数k  :  取k=1.2
(5)许用接触应力[σH]
[σH]= σHlim ZN/SHmin  由课本[1]图6-37查得：
σHlim1=610Mpa   σHlim2=500Mpa
接触疲惫寿命系数Zn：按一年300个工作日，天天16h计算，由公式N=60njtn 计算
N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109
N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4×108
查[1]课本图6-38中曲线1，得 ZN1=1  ZN2=1.05
按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0
[σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa
[σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa
故得：
d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
=49.04mm
模数：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm
取课本[1]P79尺度模数{dy}数列上的值，m=2.5
(6)校核齿根弯曲疲惫强度
σ bb=2KT1YFS/bmd1
确定有关参数和系数
分度圆直径：d1=mZ1=2.5×20mm=50mm
                 d2=mZ2=2.5×78mm=195mm
齿宽：b=φdd1=1.1×50mm=55mm
取b2=55mm   b1=60mm
(7)复合齿形因数YFs   由课本[1]图6-40得：YFS1=4.35,YFS2=3.95
(8)许用弯曲应力[σbb]
根据课本[1]P116：
[σbb]= σbblim YN/SFmin
由课本[1]图6-41得弯曲疲惫极限σbblim应为： σbblim1=490Mpa  σbblim2 =410Mpa
由课本[1]图6-42得弯曲疲惫寿命系数YN：YN1=1   YN2=1
弯曲疲惫的最小安全系数SFmin ：按一般可靠性要求，取SFmin =1
计算得弯曲疲惫许用应力为
[σbb1]=σbblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa
[σbb2]= σbblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa
校核计算
σbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa< [σbb1]
σbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa< [σbb2]
故轮齿齿根弯曲疲惫强度足够
(9)计算齿轮传动的中央矩a
a=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm
(10)计算齿轮的圆周速度V
计算圆周速度V=πn1d1/60×1000=3.14×473.33×50/60×1000=1.23m/s
由于V＜6m/s，故取8级精度合适．

六、轴的设计计算
   从动轴设计
    1、选择轴的材料   确定许用应力
       选轴的材料为45号钢，调质处理。查[2]表13-1可知：
       σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知：[σb+1]bb=215Mpa
       [σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa
    2、按扭转强度估算轴的最小直径
       单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，
从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为：
               d≥C
       查[2]表13-5可得，45钢取C=118
       则d≥118×(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm 
       考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列尺度，取d=35mm
    3、齿轮上作用力的计算
       齿轮所受的转矩：T=9.55×106P/n=9.55×106×2.53/121.67=198582 N
       齿轮作用力：
                  圆周力：Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N
                  径向力：Fr=Fttan200=2036×tan200=741N
    4、轴的结构设计
       轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式，按比例绘制轴系结构草图。
       （1）、联轴器的选择
              可采用弹性柱销联轴器，查[2]表9.4可得联轴器的型号为HL3联轴器：35×82  GB5014-85
       （2）、确定轴上零件的位置与固定方式
      单级减速器中，可以将齿轮铺排在箱体中心，轴承对称布置
      在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现
轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴
承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定 ，轴通
过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合
分别实现轴向定位和周向定位
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