机械设计。
课程设计。设计题目：带式运输机传动装置设计。
学院：湖州师范学院信息与工程学院。
班级：设计者：
指导老师：
2023年1月5日。
一、前言。为便于整台机器的设计、制造、装配、运输和维修等常将其中的减速传动部分设计合格制造成独立部件的闭式传动装置，称为减速器。
由于减速器的应用十分广泛，为了降低成本，提高产品质量，简化构造形式及尺寸，我国机械、化工、航空等一些机器制造部门专门制定并生产了系列化的标准通用减速器。常用的标准减速器有：展开式圆柱齿轮减速器、圆弧齿轮减速器、阿基米德圆柱蜗杆减速器、圆弧齿轮圆柱蜗杆减速器、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、xb星谐波齿轮减速器等。
这些标准减速器广泛用于起重、运输、冶金、水泥、建筑、化工、纺织等机械的减速传动。有关标准减速器的主要参数、技术指标及其选用方法，可参阅机械工程手册或机械设计手册中的有关部分。
本次机械设计课程设计是机械大类专业的一门独立必修课程，是在先修课程如工程制图、互换性与测量技术、机械原理、机械设计等课程的基础上独立进行的。本次所进行的机械设计课程设计所设计的题目是二级展开式齿轮减速器的设计，设计的目的在于培养我们运用所学到的知识解决实际生产和生活中的问题，在于将我们的理论知识和实际联系起来，进一步培养我们的机械设计能力，为我们今后出身社会的工作奠定良好的基础。
二、设计任务书。
已知初始条件：
1）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷叫平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35℃；
2）使用折旧期：8年；
3）检修间隔时间：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；
4）动力**：电力，三相交流，电压380/220v；
5）运输带速度允许误差：±5%；
6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。
设计初始数据：
运输带工作拉力f=1600n，运输带工作速度v=1.5m/s，卷筒直径d=350mm；
传动装置简图。
三、系统总体方案设计。
现代机器通常由动力机、传动系统和执行机构三部分组成。系统总体方案在考虑机械系统运动方案时，除满足基本的功能要求外，还应遵循以下原则：⑴机械系统尽可能简单；⑵尽量缩小机构尺寸；⑶机构应具有较好的动力特性；⑷机械系统应具有良好的人机性能。
3.1动力机的选择。
本课程设计中所设计的带式运输机传动装置中我们选择电动机为动力机。电动机具有如下特点：功率较大、驱动效率高、调速性能好、结构尺寸较大、对环境影响小等特点，与被驱动的工作机械连接简便，其种类和型号较多，并具有各种运行特性，可满足不同类型机械的工作要求。
3.2传动系统的选择。
合理的传动方案首先要满足机器的功能要求，此外，还要适应工作条件，本设计中的传动系统已知工作条件为：两班制，连续单向运转，载荷叫平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35℃。还应满足工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、使用维护便利、工艺性和经济性合理要求。
综上所述，这里我们选择二级展开式齿轮减速器作为传动装置。具体传动方案如下：
输入轴联轴器为弹性联轴器；第一级齿轮传动为圆柱斜齿轮，传动效率高，且传动平稳；第二级为圆柱直齿轮；输出轴联轴器为齿式联轴器。
3.3执行机构的选择。
执行机构是指最接近被作业工件一端的机械系统，其中接触作业工件或执行终端运动的构件称为执行机构。我们这里当然是带式传输机作为执行机构。
综上所述，本设计中的传动路线如下：
四、原动机选择。
4.1选择电动机的类型。
本设计中的已知条件为：两班制工作，连续单向运转，载荷叫平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35℃，我们这里选择电动机的类型为三相鼠笼式异步电动机(y系列三相异步电动机)。
4.2选择电动机的功率。
要求电动机功率：额定功率≥工作机要求的功率。
pd工作机实际需要的电动机输出功率，kw；
pw工作机所需输入功率，kw；
f为工作机工作拉力，n；
v为工作机工作速度，m/s；
w为工作机的效率，带式运输机取为1；
电动机至工作机之间传动装置的总效率。
1输入轴联轴器（弹性联轴器）效率，取为0.9925；
2第一级圆柱斜齿轮的传动效率，精度为8级，取为0.97；
3输入轴上轴承（角接触球轴承）效率，取为0.99；
4第二级圆柱斜齿轮的传动效率，精度为8级，取为0.97；
5中间轴上轴承（角接触球轴承）效率，取为0.99
6输出轴上轴承（深沟球轴承）的传动效率，取为0.99；
7输出轴联轴器（齿式联轴器）效率，取为0.99
综上所述，总效率。
则工作机要求的功率：
4.3选择电动机的转速。
为电动机转速的可选范围；
为各级传动的合理传动范围；
工作机的转速；
展开式二级圆柱齿轮减速器要求：；一般允许工作机实际转速与要求转速的相对误差为±(3~5)%；圆柱齿轮单级传动比在3~5；这里估取，；
估算电动机转速：
综上所述，我们选择型号为y100l2—4型电动机，电动机额定功率5.5kw，同步转速1500 r/min，满载转速1430r/min，额定转矩最大转矩质量38kg。电动机轴直径d=28mm，电动机轴外伸长度e=60mm。
五、传动装置运动及动力参数设计。
5.1计算总传动比及分配各级传动比。
传动装置的总传动比要求应为：
其中要求展开式二级圆柱齿轮减速器要求：；一般允许工作机实际转速与要求转速的相对误差为±(3~5)%；圆柱齿轮单级传动比在3~5。
这里我们选取、，实际转速为，转速误差满足条件。
5.2计算传动装置运动和动力参数。
1）各轴转速。
输入轴转速；中间轴转速；
输出轴转速。
2）各轴功率。
为电动机轴输出的功率，为输入轴联轴器传动效率）
2为第一级圆柱斜齿轮的传动效率取为0.97；
3为输入轴上轴承传动效率取为0.99；）
4为第二级圆柱直齿轮的传动效率取为0.97；5为中间轴上轴承传动效率取为0.99）
3）各轴转矩。
六、传动零件的设计计算。
6.1第一级齿轮传动设计。
1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。
1）作为带式传输机的高速级，为了传动平稳，我们选择斜齿轮传动。
2）运输机为一般工作机器，转速不高，故选择8级精度。
3）材料选择。由表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）选择小齿轮z1=20，大齿轮齿数z2=4.9×20=98。
2、按齿面接触强度设计。
由设计计算公式10—21进行试算，即。
1）确定公式内的各计算数值。
1）试选kt=1.6。初选螺旋角=14
2）由图10—30选取区域系数zh=2.433。
3）由图10—26查得，，则。
4）小齿轮所受转矩t1=
5）由表10—7选取齿宽系数。
6）由表10—6查得材料的弹性影响系数。
7）由图10—21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳极限。
8）由式10—13计算应力循环次数。
9）由图10—19取接触疲劳寿命系数，。
10）计算接触疲劳许用应力：取失效概率为1%，安全系数为1，由式10—12得。
则许用接触应力。
2）计算。1）计算小齿轮分度圆直径。
2）计算圆周速度：
3）计算齿宽及模数。
4）计算纵向重合度。
5）计算载荷系数k。
已知使用系数，根据，8级精度，由图10—8查得动载荷系数，表10—4查得，由图10—13查得，由表10—3查得，故载荷系数。
6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由10—10a得。
7）计算模数mn
3、按照齿根弯曲疲劳强度设计。
确定计算参数。
1）计算载荷系数。
2)根据纵向重合度，从图10—28查得螺旋角影响系数。
3）计算当量齿数。
4）查取齿形系数。
由表10—5查得，。
5）查取应力校正系数。
由表10—5查得，。
6）计算弯曲疲劳许用应力。
由图10—20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限，由图10—18取弯曲疲劳寿命系数，。
取弯曲疲劳安全系数s=1.4，由式10—12得，7）计算大、小齿轮的并加以比较。
故大齿轮的数值大。
设计计算。对比计算结果，由齿面接触疲劳l强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取mn=1.25mm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的分度圆直径d1=33.93759mm来计算应有的齿数。于是有。
取，则，取。
4、几何尺寸计算。
计算中心距。
将中心距圆整为99mm。
按圆整后的中心距修正螺旋角。
因值改变不多，故参数、、等不必修正。
计算大小齿轮的分度圆直径。
计算齿轮宽度。
圆整后取，
结构设计（在后面算出，此处省略）
6.2第二级齿轮传动设计。
1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。
1）作为带式传输机的低速级，为了传动平稳，我们选择直齿圆柱齿轮传动。
2）运输机为一般工作机器，转速不高，故选择8级精度。
3）材料选择。由表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）选择小齿轮z1=20，大齿轮齿数z2=3.45×20=69。
2、按齿面接触强度设计，由设计计算公式10—9a进行试计算，即。
1）确定公式内各计算数值。
1）确定载荷系数kt=1.3；
2）小齿轮传递的转矩；
3）由表10—7选取齿宽系数；
4）由表10—6查得材料的弹性影响系数；
5）由图10—21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮接触强度极限；
6）由式10—13计算应力循环次数。次；次；
7）由图10—19取接触疲劳寿命系数，；
8）计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数s=1，由式10—12得，2）计算。
1）计算小齿轮分度圆直径。
2）计算圆周速度：
3）计算齿宽及模数。
4）计算纵向重合度。
5）计算载荷系数k。
已知使用系数，根据，8级精度，由图10—8查得动载荷系数，表10—4查得，由图10—13查得，由表10—3查得，故载荷系数。
6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由10—10a得。
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