热处理车间零件清洗用传送设备的传动装置

=461.472 Mpa
因[σH]2〈[σH]1，所以取[σH]= [σH]2=461.472 Mpa
②按齿面接触强度确定中心距
小轮转距T1=136.283N.m=136283N.m
初取KtZεt2=1.1由表5-5得ZE=188.9 ，减速传动u=i23=2.034，取Φa=0.35
计算中心距a: a≥
按8级精度和 取KV=1.02
齿宽b= ,取标准b=53mm
由图5-7（a）按b/d1=53/100=0.530,取Kβ=1.03
由表5-4，Kα=1.1
载荷系数K= KAKVKβKα=
T4=260.884N.m
计算内容
计算结果
小带轮转速n1= n0=940 r/min
选取A型V带取dd1=118mm
dd2=(n1/n2)dd1=(940/376)118=295mm
取标准值dd2=315mm
实际传动i=dd1/ dd2=315/118=2.669
所以n2= n1/i=940/2.669=352.192r/min(误差为6.3%>5%)
Ⅱ轴(减速器中间轴):
p2=p1η12=p1η5η3=2.0350.970.99
=1.954Kw
n2= n1/i12=376/2.746=136.926 r/min
T2=9.55103P2/n2=136.283N.m
Ⅲ轴(减速器低速轴):
p3=p2η23=p2η5η3=1.876 Kw
n3= n2/i23=67.319 r/min
①选择材料
小齿轮材料选用40Cr钢，齿面硬度250—280HBS,大齿轮材料选用ZG310-570，正火处理，齿面硬度162—185HBS
计算应力循环次数N：同高速级斜齿轮的计算N1=60n1jLh=1.748×108
N2= N1/i1=0.858×108
查图5-17得：ZN1=1.12 ZN2=1.14
小齿轮选用40Cr钢，调质处理，齿面硬度250~280HBS大齿轮选用ZG340~ 640，正火处理，齿面硬度170 ~ 220HBS
应力循环次数N：
N1=60n1jLh=60×376×（9×300×16）=9.74×108
N2= N1/i1=9.74×108÷2.746=3.549×108
查图5-17得：ZN1=1.02 ZN2=1.11（允许有一点蚀）
按齿面硬度250HBS和162HBS由图（5-16（b））得：σHlim1=690Mpa, σHlim2=440 Mpa
由式5-28计算许用接触应力：
[σH]1=（σHlim1/SHmin）ZN1ZX1ZwZLVR=710.976 Mpa，[σH]2=（σHlim2/SHmin）ZN2ZX2ZwZLVR
n0=940r/min
T0=21.762N.m
p1=2.035Kw
n1=376r/min
T1=51.687N.m
p2=1.954Kw
n2=136.926 r/min
T2=136.283N.m
p3=1.876Kw
n3=67.319 r/min
T3=266.133N.m
p4=1.839Kw
n4=67.319r/min
=12598.437[3.7810-4- -9.6
10-15(12598.437)²-4.6510-5
lg(12598.437)]=1.327
Δp1= c4dd1ω1 =0.148
Δp2=c4dd1ω1 =0.0142
p0’=0.948(1.327+0.149+0.0142)=1.413 Kw
、
确定根数：z≥ ≤Zmax
d1=61.091mm
d2=162.909mm
β=10°50′39″
mt= mn/cosβ=2.036mm
da1=65.091mm
da2=166.909mm
df1=
d1-2(ha*+c*) mn=56.091mm
df2= d2-2(ha*+c*) mn=157.909mm
a=1/2(d1+d2)=112mm
125940/(601000)=6.152m/s
在5 ~25m/s之间所选V带符合
(2)确定中心距
①初定a0:0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)
308≤a0≤880取a0=550mm
②Lc=2 a0+(π/2)(dd1+dd2)+(dd2-dd1)²/4 a0
=2550+(3.14/2)(315+125)+(315-125)²/4550=1807.559
弹性联轴器的效率η2= 0.99
D=300㎜
F=2400N
V=1.0m/s
L=11年
nw=67.326 r/min
pw=1.748Kw
计算内容
计算结果
滚动轴承的效率η3=0.99
滚筒效率η4=0.96
齿轮啮合效率η5=0.97
总效率η=η1×η2×η34×η4×η5²=
0.95×0.99×0.994×0.96×0.97²=0.816
(3)确定根数:z≥pc/p0’
p0’=Kα(p0+Δp1+Δp2)
Kα=1.25(1- )=0.948
对于A型带:c1=3.7810-4,c2=9.8110-3,
c3=9.610-15,c4=4.6510-5
L0=1700mm
ω1= = =98.437rad/s
p0=dd1ω1[c1- -c3(dd1ω1)²- c4lg(dd1ω1)]
③取标准值:Ld=1800mm
④中心距:a=a0+ (LdLc)/2=550+(1800-1807.559)/2
计算内容
计算结果
=546.221mm
取a=547mm,a的调整范围为:
amax=a+0.03 Ld=601mm
amin=a-0.015Ld=520mm
(2)验算包角:
α≈180°-(dd2-dd1)60°/a=180°-(315-125)60°/547=159°>120°
减速器低速级传动比i2= i减/ i1=2.034
2.运动和动力参数计算:0 Nhomakorabea(电动机轴):
η=0.816
Pr=2.142kw
选用三相异步电动机Y112M-6
p=2.2 kw
n=940r/min
中心高H=1112mm,外伸轴段D×E=28×60
i=13.962
i12=2.746
i23=2.034
P0=2.142Kw
T3=9.55103P3/n3=266.133N.m
Ⅳ轴(鼓轮轴):
p4=p3η34=1.839Kw
n4= n3=67.319 r/min
T4=9.55103P4/n4=260.884N.m
四.传动零件的设计计算
(一)减速器以外的传动零件
1.普通V带的设计计算
(1)工况系数取KA=1.2
确定dd1, dd2:设计功率pc=KAp=1.22.2=2.64Kw
计算内容
计算结果
p0=pr=2.142Kw
n0=940r/min
T0=9.55103P0/n0=9.551032.119/940=21.762N.m
Ⅰ轴(减速器高速轴):
p1=p.η1=2.1420.95=2.035Kw
n1= n0/i01=940/2.5=376
T1=9.55103P1/n1=51.687N.m
由式（5-29）得：ZX1= ZX2=1.0，取SHmin=1.0，Zw=1.0，ZLVR=0.92
按齿面硬度250HBS和170HBS由图（5-16（b））得：σHlim1=690Mpa, σHlim2=450 Mpa
许用接触应力[σH]1=（σHlim1/SHmin）ZN1ZX1ZwZLVR=647.496 Mpa，[σH]2=（σHlim2/SHmin）ZN2ZX2ZwZLVR
d2=22 mm，d=24 mm。轴孔长度：Y型轴孔L1=52 mm；
J，J1，Z型轴孔：L= 38 mm，L1=52 mm，D=120 mm，D1=90 mm，b=28 mm, s=2.5 mm转动惯量0.253，质量：5kg
（二）减速器以内的零件的设计计算
1．齿轮传动设计
（1）高速级用斜齿轮
①选择材料
齿宽b2=b=45mm,b1= b2+(5~10)=50mm
计算内容
计算结果
齿面接触应力
安全
④验算齿根弯曲疲劳强度
由图5-18（b）得：
由图5-19得：
由式5-23：
取
计算许用弯曲应力：
计算内容
计算结果
由图5-14得：
由图5-15得：
由式5-47得计算
由式5-48： 计算齿根弯曲应力：
均安全。
⑵低速级直齿轮的设计
重取dd1=125mm,
dd2=(n1/n2)dd1=(940/376)125=312.5mm
取标准值dd2=315mm
实际传动比i=dd1/ dd2=315/125=2.52
n2= n1/i=940/2.52=373.016
(误差为8%允许)
所选V带带速v=πdd1n1/(601000)=3.14
z= = 取z=2
（4）确定初拉力F0
F0=500 =500×
=175.633KN
（5）带对轴的压力Q
Q=2 F0zsin =2 =690.768KN
2联轴器的选择
根据题目中传动装置的工作条件，选择HL2型号的钢制弹性柱销联轴器联轴器。公称转矩Tn=315N.m
许用转速[n]=5600r/min，轴孔直径d1=20mm,
=145.294mm
取中心距a=150mm估算模数m=(0.007~0.02)a=(0.007~0.02)×150=
1.05~3
取标准模数m=2
小齿轮齿数
齿轮分度圆直径
齿轮齿顶圆直径：
齿轮基圆直径： mm
mm
圆周速度
由表5-6取齿轮精度为8级
③验算齿面接触疲劳强度
按电机驱动，载荷平稳，而工作机载荷微振，由表5-3取 KA=1.25
c.所需电动机输出功率Pr=Pw/η=1.748/0.816=2.142kw
3.选择电动机的型号：
查参考文献[10]表16-1-28得表1.1
方案
号
电机
型号
电机
质量
(Kg)
额定
功率
(Kw)
同步
转速(r/min)
满载
转速
(r/min)
总传
动比
1
Y100L1-4
34
2.2
1500
1420
21.091
2
Y112M-6
=459.540 Mpa
因[σH]2〈[σH]1，所以计算中取[σH]= [σH]2=459.540 Mpa
②按接触强度确定中心距
初定螺旋角β=12°Zβ= =0.989
初取KtZεt2=1.12由表5-5得ZE=188.9 ，减速传动u=i1=2.746，取Φa=0.4
端面压力角αt=arctan(tanαn/cosβ)=arctan（tan20°/cos12°）=20.4103°
基圆螺旋角βb= arctan(tanβ×cosαt)= arctan(tan12°×cos20.4103°)=11.2665°
ZH= = =2.450
计算中心距a:
a≥
=
=111.178mm
取中心距a=112mm
估算模数mn=(0.007~0.02)a=(0.007~0.02)×=
0.784~2.24
工作载荷微振
二.电机的选择计算
1.选择电机的转速：
a.计算传动滚筒的转速
nw=60V/πd=60×0.98/3.14×0.278=67.326 r/min
b.计算工作机功率
pw=nw/9.55×10³=248×67.326/9.55×10³=1.748Kw
2.工作机的有效功率
a.传动装置的总效率
带传动的效率η1= 0.96
齿宽 ，取标准b=45mm
由图5-7（a）按b/d1=45/61.091=0.737,取Kβ=1.051
由表5-4，Kα=1.2
载荷系数K= KAKVKβKα=
计算重合度：
齿顶圆直径
端面压力角：
齿轮基圆直径： mm
mm
端面齿顶压力角：
高速级直齿轮主要几何参数：
z1=30, z2=80
u=2.746
mn=2mm
取标准模数mn=2
小齿轮齿数
实际传动比： 传动比误差 在允许范围之内
修正螺旋角β=
10°50′39″
与初选β=12°相近，Zβ，ZH可不修正。
齿轮分度圆直径
圆周速度
由表5-6取齿轮精度为8级
③验算齿面接触疲劳强度
按电机驱动，载荷平稳，由表5-3取 KA=1.25
由图5-4（b），按8级精度和
取KV=1.023
计算内容
计算结果
一．设计任务书
热处理车间零件清洗用传送设备的传动装置
（一）方案设计要求：
具有过载保护性能（有带传动）
含有二级展开式圆柱齿轮减速器
传送带鼓轮方向与减速器输出轴方向平行
（二）工作机原始数据：
传送带鼓轮直径278mm，
传送带带速0.98m/s,
传送带主动轴所需扭距T为248N.m
使用年限9年，2班制
45
2.2
1000
940
13.962
根据以上两种可行同步转速电机对比可见，方案2传动比小且质量价格也比较合理，所以选择Y112M-6型电动机。
三.运动和动力参数的计算
1.分配传动比
取i带=2.5总传动比i=13.962
i减=i/i带=13.962/2.5=5.585
减速器高速级传动比i1= =2.746