上海理工大学机械工程学院课程设计说明书减速箱设计计算机械四班杨浩07140003222010/1/22设计题目：设计一带式输送机的传动装置，传动简图如下：工作条件如下：用于输送碎料物体，工作载荷有轻微冲击（使用系数、工况系数），输送带允许速度误差±4%，二班制，使用期限10年（每年工作日300天），连续单向运转，大修期三年（轴承寿命），原始数据为：运输带工作拉力F w(N) 运输带工作速度V w(m/s) 卷筒直径D(mm) 1600 1.1 220一、电动机的选择1.选用电动机1)选择电动机类型按工作要求和工作条件选用Y系列封闭式三相异步电动机。

2)电动机的输出功率P电动机所需的输出功率为：P=kW式中：P w为工作装置所需功率，kW；为由电动机至工作装置的传动装置的总效率。

工作装置所需功率P w应由机器工作阻力和运行速度经计算求得：P w===1.76kW式中：为工作装置的阻力，N；v w为工作装置的线速度，m/s。

由电动机至工作装置的传动装置总效率按下式计算：查《机械设计》表2-4，得：取0.96，取0.995，取0.97，取0.99，取0.97则0.96×0.9952×0.97×0.99×0.97=0.885所以P0==1.99kW3)确定电动机转速工作装置的转速为：n w=60×=95.5r/min由于普通V带轮传动比为：i1≈2～4圆柱齿轮传动比为：i2≈3～5故总的传动比为：i=i1i2≈6～20则电动机所需转速为：n=in w≈(6～20)×95.5=(573～1910)r/min查《机械设计课程设计》表8-184，选取电动机Y112M-6，技术数据如下：型号额定功率P（kW）满载转速n（r/min）质量（kg）Y112M-6 2.2 940 2.0 2.2 45 2.计算传动装置的总传动比及分配各级传动比1)总传动比为：i a===9.842)分配传动比：I a=i外i内考虑减速器结构，故：i外=3 ；i内=3.283.计算传动装置的运动和动力参数1)各轴转速n电=n=940r/minn1==313r/minn2==95r/minn w= n2=95r/min2)各轴输入功率P1=P0带=1.99×0.96≈1.910kWP2=P1齿滚=1.910×0.97×0.995≈1.843kWP w=P2联滚=1.843×0.99×0.995≈1.815kW3)各轴输入转矩T1=9550=9550=58.28N·mT2=9550=9550=185.27N·mT w=9550=9550=182.46N·m电动机轴输出转矩T0=9550=9550=20.22N·m将以上算得的运动和动力参数列表如下：电动机轴1轴2轴工作轴轴名参数转速n(r/min) 940 313 95 95功率P(kW) 1.99 1.910 1.843 1.815转矩T(N·m) 20.22 58.28 185.27 182.46传动比i 3 3.28 10.96 0.965 0.985效率二、V带轮设计1.确定计算功率P ca由《机械设计》表8-7查得工作情况系数K A=1.1，故P ca=K A P=1.1×2.2kW=2.42kW2.选择V带的带型根据P ca、n1由图8-10选用A型。

3.确定带轮的基准直径d d并验算带速v1)初选小带轮的基准直径d d1。

由《机械设计》表8-6和《机械设计》表8-8，取小带轮的基准直径d d1=106mm2)验算带速v。

v==m/s=5.22m/s因为5m/s<v<30m/s，故带速合适。

3)计算大带轮的基准直径。

d d2=id d1=3×106mm=318mm根据《机械设计》表8-8，圆整为d d2=315mm。

4.确定V带的中心距a和基准长度L d1)一般初选带传动的中心距为0.7(d d1+d d2)≤a0≤2(d d1+d d2)式中，a0为初选的带传动中心距，mm。

故0.7(106+315)mm≤a0≤2(106+315)mm即294.7mm≤a0≤842mm初选中心距a0=500mm。

2)计算带所需的基准长度L d0L d0≈2a0+(d d1+d d2)+=[2×500+×(106+315)+]mm≈1683mm由《机械设计》表8-2选带的基准长度L d=1600mm。

3)传动的实际中心距近似为a≈a0+=( 500+)mm≈460mm考虑到带轮的制造误差、带长误差、带的弹性以及因带的松弛而产生的补充张紧的需要，常给出中心距的变动范围故中心距的变化范围为436～508mm。

5.验算小带轮上的包角α1α1≈180︒-=180︒(315-106)≈156︒≥90︒6.计算带的根数z1)计算单根V带的额定功率P r。

由d d1=106mm和n1=940r/min，查《机械设计》表8-4a得P0=1.15kW。

根据n1=940r/min，i=3和A型带，查《机械设计》表8-4b得ΔP0=0.11kW。

=0.93，《机械设计》表8-2得K L=0.99，于是查《机械设计》表8-5得KαP r=( P0+ΔP0)·Kα·K L=(1.15+0.11)×0.93×0.99kW=1.16kW2)计算V带的根数z。

z===2.09取3根。

7.计算单根V带的初拉力和最小值(F0)min由《机械设计》表8-3得A型带的单位长度质量q=0.1kg/m，所以(F0)min=500+qv2=[500×]N=133.16N应使带的实际初拉力F0>(F0)min。

8.计算压轴力F p压轴力的最小值为(F p)min=2z(F0)min sin=2×3×133.16×sin N=781.5N9.带轮结构设计根据《机械设计》表8-6，取带宽75mm。

三、齿轮设计1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1)选用斜齿圆柱齿轮传动。

2)由于速度不高，故选用8级精度。

3)材料选择。

由《机械设计》表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质)，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢(调质)，硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。

4)选小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=3.28×20=65.6，取z2=66。

5)选取螺旋角。

初选螺旋角β=14︒。

2.按齿面接触强度设计d1t=(1)确定公式内的各计算数值1)试选载荷系数K t=1.6。

2)由《机械设计》表10-7选取齿宽系数=1。

3)由《机械设计》表10-6查得材料的弹性影响系数Z E=189.8。

4)由《机械设计》图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限σHlim2=550MPa。

5)计算应力循环次数。

N1=60n1jL h=60×940×1×(2×8×300×10)=9.01×108N2===2.75×1086)由《机械设计》图10-19取接触疲劳寿命系数K HN1=1.01，K HN2=1.06。

7)由《机械设计》图10-30选取区域系数Z H=2.433。

8)由《机械设计》图10-26查得=0.750，=0.860则=+=1.61。

9)计算接触疲劳许用应力。

取安全系数S=1，得1==1.01×600MPa=606MPa2==1.06×550MPa=583MPa 则==594.5MPa(2)计算1)试算小齿轮分度圆直径d1t，由计算公式得d1t≥mm=45.00mm2)计算圆周速度。

v==m/s=2.21m/s3)计算齿宽b及模数m nt。

b=d1t=1×45mm=45mmm nt===2.18mmh=2.25 m nt=2.25×2.18=4.91mmb/h=45/4.91=9.164)计算纵向重合度εβ。

=0.318z1tanβ=0.318×1×20×tan14︒=1.59εβ5)计算载荷系数K。

由《机械设计》表10-2查得使用系数K A=1.25；根据v=2.21m/s，8级精度，由《机械设计》图10-8查得动载系数K v=1.1；由《机械设计》表10-4查得K Hβ=1.466；由《机械设计》图10-13查得K Fβ1.35；由《机械设计》表10-3查得K Hα=K Fα=1.2。

故载荷系数K=K A K v K HαK Hβ=1.25×1.1×1.2×1.466=2.426)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得d1= d1t=45×mm=51.65mm7)计算模数m n。

m n== 2.51mm3.按齿根弯曲强度设计m n≥(1)确定计算参数1)计算载荷系数。

K=K A K v K FαK Fβ=1.25×1.1×1.2×1.35=2.232)由《机械设计》图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE1=500MPa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE2=380MPa。

3)由《机械设计》图10-18取弯曲疲劳寿命系数K FN1=0.85，K FN2=0.92。

4)计算弯曲疲劳许用应力。

取弯曲疲劳安全系数S=1.4，得===303.57MPa===244.29MPa5)根据纵向重合度εβ=1.59，从《机械设计》图10-28查得螺旋角影响系数Yβ=0.886)计算当量齿数。

z v1===21.89z v2===72.257)查取齿形系数。

由《机械设计》表10-5查得Y Fa1=2.72;Y Fa2=2.248)查取应力校正系数。

由《机械设计》表10-5查得Y Sa1=1.57;Y Sa2=1.759)计算大、小齿轮的并加以比较。

==0.01407==0.01605。

(2)设计计算m n≥mm=1.75mm对比计算结果，由齿面解除疲劳强度计算的法面模数m n大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取m n=2.0mm，已可满足弯曲强度。

但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得分度圆直径d1=51.65mm来计算应有的齿数。

于是由z1==25.05取z1=25，则z2=uz1=3.2825=82。

4.几何尺寸计算(1)计算中心距a===110.28mm将中心距圆整为110mm。

(2)按圆整后的中心距修正螺旋角β=arccos=arccos=13︒24’43”因β值改变不多，故参数、K、Z H等不必修正。