传动装置简图1—电动机2、4—联轴器3—一级蜗轮蜗杆减速器5—传动滚筒6—输送带一、选择电机1． 选择电机类型按工作要求和工作条件选择YB 系列三相鼠笼型异步电动机，其结构为全封闭式自扇冷式结构，电压为380V 。

2． 选择电机的容量 工作机的有效功率为19000.751.425kW 10001000W Fv P ⨯=== 从电动机到工作机输送带间的总效率为231234=ηηηηη∑式中：1η---联轴器的传动效率；2η---轴承的传动效率； 3η---蜗轮的传动效率；4η---卷筒的传动效率。

由表9.1可知，10.99η=，20.98η=，30.75η=，40.95η=则=0.671η∑所以电动机所需的工作功率为d 1.4252.1kW 0.671WP P η∑=== 3． 确定电动机的转速 工作机卷筒的转速为W 6010006010000.7553.1r/min 270v n d ππ⨯⨯⨯==≈⨯由于蜗杆的头数越大，效率越低，当选择蜗杆的头数Z 1=1时，对应电动机所算出的传动比不在推荐范围内。

故选则蜗杆的头数Z 1=2。

所以电动机转速可选的范围为'W (14~27)60840~1620)r/min d n i n ∑==⨯=（符合这一范围的同步转速为1000r/min 和1500r/min 。

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000r/min 的电动机。

根据电动机的类型、容量和转速，由机械设计手册选定电动机的型号为Y112M-6，其主要性能如表1.1所示，电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如表1.2所示。

表1.1 Y112M-6型电动机的主要性能表1.2电动机的主要外形和安装尺寸（单位mm ）二、 计算传动装置的传动比1． 总传动比W 94017.753.1m n i i n ∑==== 三、 计算传动装置各轴的运动和动力参数1． 各轴的转速Ⅰ轴m n n 940r /min I ==Ⅱ轴m n n 53.7r /min II ==卷筒轴m n n 53.7r /min ==卷2． 各轴的输入功率 Ⅰ轴1 2.10.99 2.06kW d P P ηI ==⨯=Ⅱ轴23 2.060.990.75 1.55kW P P ηηI ==⨯⨯=Ⅱ卷筒轴21 1.550.990.99 1.50kW P P ηη==⨯⨯=Ⅱ卷 3． 各轴的输入转矩 电动机的输出转矩T d 为64d 9.5510 2.1310N mm dmP T n =⨯=⨯⋅ Ⅰ轴4d 1 2.0910N mm T T ηI ==⨯⋅Ⅱ轴523 2.7610N mm T T i ηηI ==⨯⋅Ⅱ卷筒轴521 2.6710N mm T T ηη==⨯⋅Ⅱ卷将上述计算结果汇总于表1.3，以备查用。

表1.3传动装置的运动和动力参数四、传动零件的设计计算1．蜗轮蜗杆的材料选择由于输入功率不太大，转速也不是很高，蜗杆材料选用45钢，整体调质，表面淬火，齿面硬度220~250HBW 蜗轮材料，根据其中n 1为蜗杆转速，T 2为蜗轮转矩初估蜗杆副的滑动速度v s >6m/s ，选择蜗轮的材料为铸锡磷青铜 1.按疲劳强度设计，根据公式为材料的许用应力为系数为系数，为蜗轮的转矩，为蜗轮的齿数，其中][,K z T z 2H σε15.115.10.10.1K K K K 0.1K 1.0K 15.1K v A v A =⨯⨯=====ββ、、及载荷情况取根据减速器的工作环境MPa H 160][MPa 160z ==σε，通过查表取36z ,16.36206.18212==⨯==取iz z 则有325222.2172)36160160(1072.215.19mm d m =⨯⨯⨯⨯⨯≥由表取m=6.3，蜗杆分度圆直径d 1=63 蜗杆倒程角︒=⨯==31.11)633.62arctan()arctan(11d mz γ蜗轮圆周速度sm n d v /62.010*******.22614.3100060222=⨯⨯⨯=⋅=π蜗杆副滑动速度m/s16.331.11cos 1000609406314.3cos 100060n d 11=⨯⨯⨯⨯=⨯=γπs v蜗轮圆周速度sm v v v s /10.362.016.3222221=-=-=故选择减速器的类型为蜗杆下置则涡轮蜗杆的传动效率查表取当量摩擦角'172v ︒=ρ)80.0~78.0()6017231.11tan(31.11tan )96.0~95.0()tan(tan )96.0~95.0(=÷++=+=v ργγη符合初取的效率值涡轮蜗杆的尺寸计算 蜗轮分度圆直径 中心距9.14428.22663221=+=+=d d a 变位系数016.03.69.144145'=-=-=m a a x其他尺寸总汇于表1.4热平衡计算：根据公式该设计的减速器工作环境是煤场，故取油温t=70℃。

周围空气温度t 0=20℃，通风条件良好，取散热系数K s =15W/m 2*℃，传动效率为η=0.78.则568.0)5070(15)78.01(936.11000)()1(1000/012=-⨯-⨯=--=t t K P m A s η机体外表面的面积395.0)132.0277.0277.0374.0132.0374.0(21=⨯+⨯+⨯⨯=A机体表面凸缘面积185.022132.0277.0844814022=⨯⨯+⨯+⨯⨯=）（πA所需要加的散热片面积0.1610.395)-0.50.185-(0.5682)0.5A -A -2(A A 213=⨯⨯==每片散热片的面积0.00195320.030.2790.0010.279A 0=⨯⨯+⨯=所加散热片的数目。

取散热片数目10n 8.243,0.019530.161A A n 03====选择蜗杆和涡轮的精度等级 蜗轮的圆周速度s m s m v /5.1/68.02<=通过查表选用精度等级为9级，应为该传动平稳，选用的侧隙种类为c ，即传动9cGB/T10089-1988. 蜗杆的圆周速度s m s m v /5/10.31<=通过查表选用精度等级为8级，应为该传动平稳，选用的侧隙种类为c ，即传动8cGB/T10089-1988.根据传动中心距a 可以确定铸铁蜗杆减速器机体的结构尺寸计算表如下：蜗轮轮毂与内机壁距离 2∆ δ≥12轴承端盖凸缘厚度e3)2.1~1(d10表1.5连接螺栓扳手空间c 1，c 2值和沉头座直径表 螺栓直径M8 M10 M12 M16 M20 M24 M30 min 1c 13 16 18 22 26 34 40 min 2c1114 16 20 24 28 34 沉头座直径20 242632404860四.蜗杆轴的设计计算1.轴的材料选择因传递功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，考虑到经济性选用常用材料45#钢，调质处理 2.初算轴径对于转轴，按扭转强度初算轴径，查参考书1表10.2得C=106~118，考虑到轴端的弯矩和转矩的大小，故取C=110则考虑到键槽的影响，取3.结构设计（1）轴承部件的结构形式：蜗杆减速器的中心距a=135，通过查表选择减速器的机体采用剖分式结构。

因传递功率小，故轴承的固定方式可采用两端固定方式。

因此，所设计的轴承部件的结构形式如上图所示。

然后可按转轴轴上零件的顺序，从d min 处开始设计。

（2）联轴器及轴段1的设计：d min 就是轴段1的直径，又考虑到轴段1上安装联轴器，因此，轴段1的设计和联轴器的设计同时进行。

由于联轴器的一端连接工作机一端连接轴，其转速比较低，传递转矩比较大。

考虑到安装时不一定能保证同心度，采用有良好的补偿位移偏差性能的刚性可移式联轴器。

选用金属滑块联轴器。

则转矩mN KT T c ⋅=⨯⨯==⋅⨯==4171078.25.1T 5.1K m m N 1072.2T ,5c 511，故，查表取由机械设计手册查得联轴器的轴孔长度为70mm ，许用转矩为500N*m 许用转速为250r/min ，轴径范围为36~40mm ，考虑到轴段3连接的是轴承，故取L 1=70mm ，d 1=40mm 。

（3）密封圈与轴段2的设计：考虑到联轴器右端的固定和密封圈的标准，取轴段d 2=48mm ，密封圈为毛毡油封密封圈FZ/T92010-1991中直径是50的。

（4）轴段3与轴段6：考虑到蜗杆减速器有轴向力，轴承类型选用圆锥滚子轴承，轴段3上安装轴承，要使轴承便于安装又符合轴承内径系列，暂取轴承型号为30210，查轴承手册，其内径d=50mm ，外径D=90mm ，宽度B=20mm ，故取d 3=d 6=50mm ，考虑到安装挡油板时的侧隙，L 3=50mm ，轴段6除了安装轴承外还有有加工倒角，故L 6=32mm 。

（5）蜗轮与轴段4：轴段4上安装蜗轮，为了方便安装蜗轮d 4应该略大于d 3，取d 4=52mm ，按照蜗轮的设计，蜗轮的轮毂宽为（1.5~1.9）d 5，取轮毂宽为78mm ，则轴段5的长度略小于蜗轮轮毂宽度，取L 5=75mm（6）轴肩5的设计：轴段6上安装与轴段3成对的挡油板，考虑到轴承受力的对称性轴肩5的长度L 5=11mm 。

（7）轴段2的长度：轴段2的长度根据箱体的壁厚、轴承凸台的厚度、轴承端盖的厚度以及联轴器类型确定:L 25=0mm（8）键连接：联轴器及蜗轮的轴向连接均采用普通平键连接，分别为键12×61GB/T1096-1990及键16×68GB/T1096-1990. 4.轴受力分析蜗轮所受力 Fa= Fr=Ft991N Ft==2720N在水平面上N L L d F L F R a r H 1245110115709569912/3231=⨯+⨯=+⨯+⨯=N R F R H r H 254124599112-=-=-=负号表示力的方向于受力简图中所设方向相反。

在垂直平面上N F R R t V V 13602/21===轴承Ⅰ上的总支承反力N R R R V H 8.1843136012452221211=+=+=轴承Ⅱ上的总支承反力N R R R V H 9.138113602542222222=+=+=（1）画弯矩图 在水平面上 A-A 剖面左侧：mm N L R M H AH ⋅=⨯=⨯=6723054124521 A-A 剖面右侧：mm N L R M H AH ⋅=⨯=⨯=142245625432'在竖直平面上mm N L R M V AV ⋅=⨯=⨯=7344054136021合成弯矩 A-A 剖面左侧：mm N M M M AV AH A ⋅=+=+=6.9956573440672302222A-A 剖面右侧：mm N M M M AV AH A ⋅=+=+=8.748047344014224)()(222'2''（2）画转矩图 1. 校核轴的强度A-A 剖面左侧因弯矩大、有转矩，还有键引起的应力集中，故A-A 剖面左侧为危险截面。