初步设计1. 设计任务书设计课题：带式运输机上的一级闭式圆柱齿轮减速器。

设计说明：1）运输机连续单向运转，工作负荷平稳，空载起动。

2）运输机滚筒效率为0.96，滚动轴承（一对）效率η =0.98-0.99 。

3）工作寿命10 年，每年300 个工作日，每日工作16 小时（大修期4）电力驱动，三相交流电，电压380/220V5）运输容许速度误差为5%。

2. 原始数据参数编号21运输带拉力F（N）1850滚筒直径D （mm ）500运输带速度V（m/s ） 2.003. 传动系统方案的拟定一级展开式圆柱齿轮减速器带式运输机的传动示意图）3 年）。

电动机的选择1000 2.0076.39r /min 5002~ 4 ，一级圆柱齿轮减速器传动比 i 2 3 ~ 6 ，则总传动比合理围为i a 6~ 24 ，故电动机转速的可选围为n d i a n (6 ~ 24) 76.39 458.34 ~ 1833.36r / min3. 电动机型号的选定按照工作要求和条件，选用三相鼠笼异步电动机，1. 电动机的容量选择Y 系列，额定电压 380V 。

电动机所需的工作功率为P dPwkWa工作机所需工作功率为Pw10F 0v0kW因此P d100F 0va kW由电动机至运输带的传动总效率为式中：1、 2 、 3、 4、5分别为带传动、 轴承、齿轮传动、联轴器和滚筒的传动效率。

取10.96 ， 2 0.98 （滚子轴承 ）， 0.97 （齿轮精度 8 级，不包括轴承效率），所以0.99 （齿轮联轴器 ）， 5 0.96 ，则0.96 0.9830.97 0.99 0.96 0.83 P dFv 1000 a1850 2.00 4.5kW 1000 0.832. 确定电动机转速滚筒轴工作转速为60 1000v 60取 V 带传动的传动比 i 1'4. 计算传动装置的运动和动力参数由电动机的型号Y132M2-6 ，满载转速n m 960r / min1. 计算总传动比总传动比2. 合理分配各级传动比由式i a i0 ii i a 12.57 4.49i 0 2.83. 各轴转速、输入功率、输入转矩的计算各轴转速各轴输入功率各轴输入转矩Ⅰ轴PⅠP d 01 P d 4.5 0.96 4.32kWⅡ轴PⅡPⅠ12 PⅠ4.32 0.98 0.97 4.11kW滚筒轴PⅢPⅡ24 PⅡ4 4.11 0.98 0.99 3.99 kW Ⅰ~ Ⅲ轴的输出功率则分别为输入功率乘轴承效率0.98. ) n mi an96012.5776.39式中i0、i 分别为带传动和减速器齿轮)的传动比。

为使V 带传动外廓尺寸不致过大，初步取i0 2.8 ，则减速器传动比为：Ⅰ轴nⅠn mi09602.8342.86r / minⅡ轴nⅡnⅠi1n mi 0 i19604.49 2.876.36r / min滚筒轴nⅢnⅡ76.36r / min电动机输出转矩P dT d 9550 d nm4.5 9550 4.596044.77N mⅠ轴T ⅠT di 0 01T d i 0 144.77 2.8 0.96 120.34N mⅡ轴T Ⅱ T Ⅰi 112TⅠ i 1 23120.34 4.49 0.98 0.97 513.63N m滚筒轴T Ⅲ T Ⅱ2 4513.63 0.98 0.99 498.32N m运动和动力参数设计结果整理于下表：二、 传动件设计计算1. 带传动设计 （普通 V 带 ）P 4.5kW,n 1 960r /min, i 2.8;工作寿命 10 年 ,每年 300 个工作日，每日工作 16 小时； 单向运转，工作负荷平稳，空载起动。

确定计算功率 P c由教材 P218，表 13-8 查得工作情况系数 K A 1.2,则P c K A P 1.2 4.55.4kW选择 V 带型号根据 P c 5.4kW ， n 1 960r /min ，由教材 P219 ， 图 13-15 选取 A 型。

确定带轮基准直径 d 1、d 2推荐 d 1的围及下表三，取 d 1 140mm ，从动轮基准直径 d 2 id 1 2.8 140 392mm ，Ⅰ ~ Ⅲ轴的输出转矩则分别 为各轴的输入转矩乘轴 承效率 0.98. ）由教材 P214 ，表 13-3 ，A 型 V 带带轮最小直径d min75mm ，又根据图 13-15 中 A 型带包角修正系数 K 0.91；查 13-2 ，带长修正系数 K L 1.01带速在 5 ~ 25m/ s 围，合适。

确定中心距 a 和 V 带基准长度 L d0.7(d 1 d 2) a 0 2(d 1 d 2 )378 0.7 (140 400) a 0 2 (140 400)则初取中心距 a 0 420mm查教材 P212，表 13-2 ，对 A 型带选用 L d 1800mm 再计算实际中心距验算小带轮上包角 1d 2 d 1400 1401 1802 157.3 180 57.3 147.61 120 合适。

a 460确定 V 带根数由 d 1 140mm ，n 1 960r /min ，查教材 P214，表 13-3 ，A 型单根 V 带所能传递的基本 额定功率 P 0 1.42kW ,；查教材 P217，表 13-6 ，功率增量 P 0 0.36kW ；查表 13-7，由表三，基准直径系列取n 1 d 2d 2 400mm 。

传动比 i 1 2n 2 d 14001402.86 ，传动比误差为2.86 2.82.8100% 2.1% 5% ，故允许验算带的速度140 960 60 10007.04m/s1080初算 V 带的基准长度L 0 2a 0 2 (d 1 d 2 )2 (d 2 d 1 )24a 02 420 (140 400)22(400 140) 24 4601764.97mma a 0L d L 0 420 1800 1764.972 420 2437.52mm ，取 a 460mm60 1000z P c Pc 5.4P0 P0 P0 1.42 0.36 0.91 1.013.3 取z 4 根确定初拉力F0由表13-1 ，得q0.1kg /mF0500P c 2.5zv2qv2500 5.44 6.642.5 1 0.10.916.642185.13N确定作用在轴上的压轴力F QF Q 2zF0 sin 12 4 185.13147.61sin2 1422.23N带轮结构和尺寸由Y132M2-6 电动机知，其轴伸直径d=38mm ，长度L=80mm 。

故小带轮轴孔直径d0 38mm ，毂长应小于80mm 。

由机械设计手册，表14.1-24 查得，小带轮结构为实心轮。

大带轮直径d2400mm 350mm ，选用轮辐式2. 齿轮传动设计选择齿轮材料及确定许用应力小齿轮选用45号钢（调质），齿面硬度为197~ 286HBS ；H lim1580MPa , FE 450MPa （表11-1 ）。

大齿轮选用45 号钢（正火）齿面硬度为156~ 217HBS ,H lim 2375MPa ，FE 320MPa （表11-1 ）由教材P171，表11-5 ，取S H 1.0，S F 1.25H lim1580 S H 1.0H lim 2375 S H 1.0FE1450 S F 1.25580MPaH1375MPa H2360MPa F1按齿面接触疲劳强度设计小齿轮上的转矩小齿轮分度圆直径齿轮的圆周速度F2FE2S F320256MPa1.25齿宽 bd d 11.0 57.37 57.37mm ，取 b 260mm ， b 1 65mm查教材 P57， 表 4-1 取 m2.5mm实际d 1z 1m 262.5 65mm ， d 2z 2m 117 2.5292.5mmd 1 d 2 65292. 5中心距12a179mm22验算轮齿弯曲强度齿形系数Y Fa12.75（图 11-8） ，Y Sa1 1.58（图 11-9）Y Fa2 2.25 ，Y Sa21.82模数26 d 1mz 1查教材 P169,表 11-3 ，取载荷系数 K1.1 查教材 P175，表 11-6 ，宽度系数 d 1.0 。

T 1 9.55 106P Ⅰ 9.55 10 6n 14.231.28 105 N mm 320.0查教材 P171，表 11-4 ，取 Z E162.0d 1 3齿数取2KT 1 u 1 Z E Z HH1z 126，则z 24.49 5 2 1.1 1.28 10522.8 1 162 2.51.02.8 58057.369mm26 117 。

故实际传动比117 i264.5 （误差为 0.2%<5%）57.3692.5mmF12KT 1Y Fa1Y Sa1bm 2z 151.5 1.28 1052.75 257.37 2.52 262.25254MPa F1 256MPaF2Y Fa 2Y Sa2Y Fa1Y Sa1254 2.25 1.82 239MPa2.75 1.58F 2 360 MPa ，安全。

vd 1n 1 3.14 65 342.86 1.17m/s60 1000 60000对照教材 P168 ，表 11-2 可知选用 9 级精度是合宜的。

齿顶高 h a h a * m 1.0 2.5 2.5mm齿根高h f h a * c * m 1.0 0.25 2.5 3.125mm小齿轮齿顶圆直径d a1 d 1 2h a 65 2 2.5 70mm 齿根圆直径d f 1 d 1 2h f 58.75mm大齿轮齿顶圆直径d a2 d 2 2h a 292.5 2 2.5 297.5mm 齿根圆直径 d f 2 d 2 2h f 287.5mm三、 轴的设计与校核1. 输入轴最小直径的设计和作用力计算小齿轮选用 45号钢（调质），齿面硬度为 197~ 286HBS ； 按扭转强度初步设计轴的最小直径 选择 45 号钢，调质处理， HBS217 ~ 255B650MPa , S 360MPa , 1 300MPa （教材 P241 ，表 14-1 ）查教材 P245，表 14-2 ，取 c 110 Ⅰ轴d Ⅰ c 3 P Ⅰ 110 34.3225.60mm Ⅰ n Ⅰ 342.86考虑键槽d Ⅰ 25.60 1.05 26.88mm 选取标准直径 d Ⅰ 30mm （即d 1 30mm ）以上计算的轴径作为输入轴外伸端最小直径。

轴的结构设计，轴上零件的定位、固定和装配一级减速器中可将齿轮安排在箱体中央， 相对两轴承对称分布， 齿轮左面、 右面均有轴 肩轴向固定， 联接以平键作过渡配合固定， 两轴承分别和轴承端盖定位， 采用过渡配合固定。