443 高速级齿轮传动设计

目 录

一、传动方案的拟定及电动机的选择 (2)

二、V 带选择 (4)

三．高速级齿轮传动设计 (6)

四、轴的设计计算 (9)

五、滚动轴承的选择及计算 (13)

六、键联接的选择及校核计算 (14)

七、联轴器的选择 (14)

八、减速器附件的选择 (14)

九、润滑与密封 (15)

十、设计小结 (16)

十一、参考资料目录 (16)

数据如下:

已知带式输送滚筒直径 320mm，转矩 T=130 N·m，带速 V=1.6m/s，传动装 置总效率为 ŋ=82%。

一、拟定传动方案

由已知条件计算驱动滚筒的转速 n ω,即

5 . 95 320 6

. 1 1000 60 1000 60 » ´ ´ = ´ =

p

p u w D n r/min 一般选用同步转速为 1000r/min 或 1500r/min 的电动机作为原动机，因此 传动装置传动比约为 10 或 15。根据总传动比数值，初步拟定出以二级传动为 主的多种传动方案。

2.选择电动机

1）电动机类型和结构型式

按工作要求和工作条件，选用一般用途的 Y（IP44）系列三相异步电动机。 它为卧式封闭结构。

2）电动机容量 （1）滚筒输出功率 P w

kw n T 3 . 1 9550

5 . 95 130 9550 P = ´ = × =

w

w （2）电动机输出功率 P

kw d 59 . 1 %

82 3

. 1 P P = =

=

h

w

根据传动装置总效率及查表 2-4 得： V 带传动 ŋ1=0.945； 滚动轴承 ŋ2 =0.98； 圆柱齿轮传动 ŋ3 =0.97；弹性联轴器 ŋ4 =0.99；滚筒轴滑动轴承 ŋ5 =0.94。

（3）电动机额定功率 P ed

由表 20-1 选取电动机额定功率 P ed =2.2kw。

3）电动机的转速

为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由表 2-1 查得 V 带传动常用传动比范围 i 1 =2~4,单级圆柱齿轮传动比范围 i 2 =3~6，则电动机 转速可选范围为 n d = n ω·i 1· i 2 =573~2292r/min

方案 电动机型 号 额定功 率（kw） 电动机转速 （r/min） 电动机 质量

（kg） 传动装置的传动比

同步 满载 总传动比 V 带传动 单级减速器

1 Y100L1-4 2.

2 1500 1420 34 14.87

3 4.96 2 Y112M-6 2.2 1000 940

45

9.84

2.5

3.94

由表中数据可知两个方案均可行，方案 1 相对价格便宜，但方案 2 的传

动比较小，传动装置结构尺寸较小，整体结构更紧凑，价格也可下调，因此采 用方案 2，选定电动机的型号为 Y112M-6。

4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸

由表 20-1，20-2 查出 Y112M-6 型电动机的主要技术数据和外形、安装尺 寸，并列表记录备用（略）。

3.计算传动装置传动比和分配各级传动比 1）传动装置传动比

84 . 9 5 . 95 940 n = = =

w

n i m 2）分配各级传动比

取 V 带传动的传动比 i 1 =2.5，则单级圆柱齿轮减速器传动比为

4 5 . 2 84 . 9 1

2

» = = i i i 所得 i 2 值符合一般圆柱齿轮传动和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范

围。

4.计算传动装置的运动和动力参数 1）各轴转速

电动机轴为 0 轴，减速器高速轴为 I 轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为

n 0=n m =940r/min n I =n 0/i 1=940/2.5≈376 n II =n I /i 2=376/3.94≈95.5r/min

2）各轴输入功率

按电动机额定功率 P ed 计算各轴输入功率，即

P 0=P ed =2.2kw

P I =P 0ŋ1=2.2x0.945≈2.079kw

P II =P I ŋ2

ŋ3

=2.079x0.98x0.97≈1.976kw

3）各轴转矩

T o =9550x P 0/n 0=9550x2.2/940=22.35N·m T I =9550x P I /n I =9550x2.079/376=52.80N·m T II =9550x P II /n II =9550x1.976/95.5=197.6N·m

二、V 带选择 1． 选择 V 带的型号

根据任务书说明，每天工作 8 小时，载荷平稳，由《精密机械设计》的表 7-5 查得 K A =1.0。则

kw n T I 3 . 1 9550

5 . 95 130 9550 P = ´ = × =

w

P d =P I ·K A =1.0×2.2=2.2kW

根据 Pd=2.2 和 n1=940r/min,由《机械设计基础课程设计》图 7-17

确定选取 A 型普通 V 带。

2． 确定带轮直径 D 1，D 2。

由图 7-17 可知，A 型 V 带推荐小带轮直径 D 1=125～140mm。考虑到带速不 宜过低，否则带的根数将要增多，对传动不利。因此确定小带轮直径 D 1=125mm。 大带轮直径，由公式 D 2=iD 1（1-ε）

(其中ε取 0.02)

由查《机械设计基础课程设计》表 9-1，取 D 2=315mm。 3． 检验带速 v

v=1.6m/s<25m/s 4． 确定带的基准长度

根据公式 7—29：0.7（D 1+D 2）

依据式（7-12）计算带的近似长度 L

a

D D D D a L 4 ) ( ) ( 2 2 2

2 1 2 1 0 - +

+ + = p

= 1708.9mm 由表 7-3 选取 L d =1800mm，K L =1.01 5． 确定实际中心距 a

2

0 L L a a d - +

» =545.6mm 6． 验算小带包角α1

a

a o

1 2 o

1 57.3 ) D ­ (D ­ 180 ´ » =160

0 7． 计算 V 带的根数 z。