一 传动方案的拟定及分析
我的题号为A6B6C1D3
A6----运输带工作拉力F=2800N
B6----运输带工作速度V=1.35m/s
C6----卷筒直径D=340mm
B----二级圆同轴式柱齿轮减速器
由题目所给的传动方案，本设计为同轴式二级圆柱齿轮减速器，同轴齿轮减速器是常用减速器之一：减速器同轴输出,闭式传动,能有效减少灰尘带来的影响,减速器横向尺寸较小，两大齿轮浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。
1—电动机；2—联轴器；3—齿轮减速器；4—带式运输机；5—鼓轮；6—联轴器
二 电动机的选择
1．电动机类型和结构的选择
根据环境条件要求，电力，三相交流电，电压380/220V。所以采用Y系列三相异步电动机。
2．电动机容量的选择
1） 工作机所需功率Pw
其中
=0.96 (见机械设计课程设计手册P9，以下简称课设)
2） 
3） 电动机的输出功率
Pd＝Pw/η
η＝
＝0.918
取
3．电动机转速的选择
nd＝（i1’·i2’…in’）nw
初选为同步转速为1000r/min的电动机
4．电动机型号的确定
由表20－1查出电动机型号为Y132S-4,其额定功率为5.5kW，满载转速1440r/min。基本符合题目所需的要求。
计算传动装置的运动和动力参数
传动装置的总传动比及其分配
1．计算总传动比
由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为：
i＝nm/nw
nw＝75.87
i＝18.97
2．合理分配各级传动比
由于减速箱是同轴式布置，所以i1＝i2。
因为i＝18.97，取i＝4.36，i1=i2=4.36
速度偏差为<5%，所以可行。
各轴转速、输入功率、输入转矩
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项 目
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电动机轴
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高速轴I
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中间轴II
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低速轴III
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转速（r/min）
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960
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960
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269.67
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75.75
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功率（kW）
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5.5
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5.25
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5.15
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5.05
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转矩（N·m）
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34.85
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148.9
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636.5
|
三 齿轮传动设计计算
对于同轴减速器设计，只需设计第二级齿轮传动
1． 选精度等级、材料及齿数
1）材料及热处理；
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。
2）精度等级选用7级精度；
3）试选小齿轮齿数z1＝24，大齿轮齿数z2＝104.64的；
4）初选β＝14。
2．按齿面接触强度设计
按式试算，即
dt≥
1）确定公式内的各计算数值
（1） 试选Kt＝1.6
（2） 由图10－30选取区域系数ZH＝2.433
（3） 由表10－7选取尺宽系数φd＝1
（4） 由图10－26查得εα1＝0.79，εα2＝0.87，则εα＝εα1＋εα2＝1.66
（5） 由表10－6查得材料的弹性影响系数ZE＝189.8Mpa
（6） 由图10－21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1＝600MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2＝550MPa；
（7） 由式10－13计算应力循环次数
N1＝60n1jLh＝7.6×10e9
N2＝N1/i＝1.75×10e9
（8） 由图10－19查得接触疲劳寿命系数KHN1＝0.91；KHN2＝0.95
（9） 计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1％，安全系数S＝1.2，由式（10－12）得
[σH]1＝540MPa
[σH]2＝522.5MPa2.433
2）计算
（1） 试算小齿轮分度圆直径d1t
d1t≥
=65.08
（2） 计算圆周速度
v=
=1.12m/s
（3） 计算齿宽b及模数mnt
b=φdd1t=1×65.08mm=65.08mm
mt=2.63
h=2.25mnt=2.25×2.63mm=5.92mm
b/h=10.99
（4）计算载荷系数K
已知载荷平稳，所以取KA=1.1
根据v=0.0.996m/s,7级精度，由图10—8查得动载系数KV=1.1；由表10—4查的KHβ的计算公式和直齿轮的相同，
故 KHβ=1.4
由表10—13查得KFβ=1.42
由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故载荷系数
K=KAKVKHαKHβ=2.193
（5） 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（10—10a）得
d1=
=
mm=72.27mm
（6） 计算模数mn
mn 
=2.83
3．按齿根弯曲强度设计
由式(10—17)
mn≥
1）确定计算参数
（1） 计算载荷系数
K=KAKVKFαKFβ=2.187
（2） 查取齿型系数
由表10－5查得YFa1=2..57；Yfa2=2.16
（3） 查取应力校正系数
由表10－5查得Ysa1=1.58；Ysa2=1.81
（4） 计算[σF]
σF1=500Mpa
σF2=380MPa
KFN1=0.95
KFN2=0.98
[σF1]=339.29Mpa
[σF2]=266MPa
（5） 计算大、小齿轮的
并加以比较
=0.013376
=0.016368
大齿轮的数值大。
2）设计计算
mn≥=2.09取mn=2.5
4．几何尺寸计算
1）计算中心距
z1
=28.05，取z1=29
z2=126.44 取Z2=127
a
=199.68
a圆整后取200mm
按调整后的中心距修正螺旋角
14.3615。
修正
d1
=74.84mm
d2
=325.16mm
2）计算齿轮宽度
B1=80mm，B2=75mm
3）结构设计
以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm，而又小于500mm，故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。
五 轴的设计计算
拟定输入轴齿轮为右旋
中间轴：
1．初步确定轴的最小直径
d≥
＝
=30.28mm
2．求作用在齿轮上的受力
Ft1=
=1306.5N
Fr1=Ft
=463N
Fa1=Fttanβ=321N；
Ft2=4580N
Fr2=1718N
Fa2=428.43N
3．轴的结构设计
1）拟定轴上零件的装配方案
i. I-II段轴用于安装轴承33306，故取直径为30mm。
ii. II-III段轴肩用于固定轴承，查手册得到直径为33mm。
iii. III-IV段为小齿轮，外径90mm。
iv. IV-V段分隔两齿轮，直径为38mm。
v.V-VI段安装大齿轮，直径为34mm。
vi.VI-VIII段安装套筒和轴承，直径为30mm。
2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1. I-II段轴承宽度为22.75mm，所以长度为22.75mm。
2. II-III段轴肩考虑到齿轮和箱体的间隙12mm，轴承和箱体的间隙4mm，所以长度为16mm。
3. III-IV段为小齿轮，长度就等于小齿轮宽度85mm。
4. IV-V段用于隔开两个齿轮，长度为120mm。
5. V-VI段用于安装大齿轮，长度略小于齿轮的宽度，为80mm。
6. VI-VIII长度为44mm。
4．求轴上的载荷
5．精确校核轴的疲劳强度
1）判断危险截面
由于截面IV处受的载荷较大，直径较小，所以判断为危险截面
2）截面IV右侧的
截面上的转切应力为
由于轴选用40cr，调质处理，所以
，
，
。
（[2]P355表15-1）
a) 综合系数的计算
由
，
经直线插入，知道因轴肩而形成的理论应力集中为
，
，
（[2]P38附表3-2经直线插入）
轴的材料敏感系数为
，
，
（[2]P37附图3-1）
故有效应力集中系数为
查得尺寸系数为
，扭转尺寸系数为
，
（[2]P37附图3-2）（[2]P39附图3-3）
轴采用磨削加工，表面质量系数为
，
（[2]P40附图3-4）
轴表面未经强化处理，即
，则综合系数值为
b) 碳钢系数的确定
碳钢的特性系数取为
，
c) 安全系数的计算
轴的疲劳安全系数为
735
故轴的选用安全。
输入轴：
1．初步确定轴的最小直径
2．轴的结构设计
1） 确定轴上零件的装配方案
3．按弯扭合成应力校核轴的强度
W=74569N.mm
T=50336N.mm
45钢的强度极限为
，又由于轴受的载荷为脉动的，所以
。
输出轴
1．初步确定轴的最小直径
2．轴的结构设计
1）轴上零件的装配方案
4．求轴上的载荷
Mm=9875N.mm
T=659000N.mm
6. 弯扭校合
连轴器的选择
由于弹性联轴器的诸多优点，所以考虑选用它。
二、高速轴用联轴器的设计计算
由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为
，
计算转矩为
所以考虑选用弹性柱销联轴器TL4（GB4323-84），但由于联轴器一端与电动机相连，其孔径受电动机外伸轴径限制，所以选用TL5（GB4323-84）
其主要参数如下：
材料HT200
公称转矩
轴孔直径
，
轴孔长
，
装配尺寸
半联轴器厚
（[1]P163表17-3）（GB4323-84）
三、第二个联轴器的设计计算
由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为，
计算转矩为
所以选用弹性柱销联轴器TL10（GB4323-84）
其主要参数如下：
材料HT200
公称转矩
轴孔直径
轴孔长
，
装配尺寸
半联轴器厚
（[1]P163表17-3）（GB4323-84）
减速器附件的选择
通气器
由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M18×1.5
油面指示器
选用游标尺M16
起吊装置
采用箱盖吊耳、箱座吊耳
放油螺塞
选用外六角油塞及垫片M16×1.5
润滑与密封
一、齿轮的润滑
采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为50m。
二、滚动轴承的润滑
由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。
三、润滑油的选择
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。
四、密封方法的选取
选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。
密封圈型号按所装配轴的直径确定为（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。
