10-15吨H型强迫给料对辊成型机的设计

中国矿业大学
本科生毕业论文
学院：中国矿业大学
专业：机械设计制造及其自动化
论文题目： 10-15吨/H强迫给料工业对辊成型机专题：成型工作原理
指导教师：职称：
2013 年6 月9 徐州
摘要
工业型煤的发展对于提高煤炭利用率、节约能源以及减少环境的污染等方面有着重要意义。

而工业对辊成型机是整个生产工业型煤设备中必不可少的机械设备。

对辊成型机与其他同类产品相比较，具有成球率高、消耗功率小，结构紧凑便于检修调试等鲜明的技术优势。

本文主要描述了对辊成型机的整体设计要求及相关部位的计算。

工业对辊成型机主要由电动机、带轮、减速机、给料系统、轴承、压辊、承压系统以及润滑系统等机构组成的。

本次设计为使两对辊之间保持良好的对中性，从而保证型煤的质量，在对辊的辊轮与辊轴之间采用胀套无键连接技术，以便根据需要对辊轮进行相应的调整。

本次设计采用同步式齿轮传动箱传动，给料方式是自重给料。

采用液压平衡成型力，优点是生产机动灵活，可以调整压力，保护压辊不受损。

另外本次设计采用螺杆固定式框架结构，以满足结构简单、承载能力强、装拆方便的需要。

关键词：工业型煤；对辊成型机；自重给料；液压平衡成型力；螺杆固定式框架结构
ABSTRACT
The development of industrial briquette coal can improve the utilization of coal, save energy and reduce environmental pollution and other aspects of great significance. The industry on the roll forming machine is the production of industrial briquette equipment essential machinery and equipment. On the roll forming machine and other similar products, compared with the ball high, power consumption is small, compact and easy maintenance and debugging distinct technical advantages. This paper describes the overall design of roll forming machine requirements and the relevant parts of the calculation.
Industry on the roll forming machine mainly consists of motor, pulley, gear, feeding systems, bearings, roller, pressure systems, and other institutions of the lubrication system. The design of the two pair of rolls is good between the neutral, so as to ensure the quality of coal, the pair of rollers between the rollers of the roll sleeve keyless connection using expansion techniques to be based on the need for rollers adjusted accordingly.
The design uses a synchronous gear box drive, feeding method is weight feed. Hydraulic balancing forming force, the advantage of producing flexible, you can adjust the pressure to protect the pressure roller is not damaged. Other the design uses a screw fixed frame structure to meet the simple structure, strong bearing capacity, easy assembly and disassembly needs.
Keywords:industrial coal; on the roll forming machine; weight feeding; hydraulically balanced shaping force; screw fixed frame structure.
目 录
1 绪 论 (1)
1.1型煤机械在工业型煤技术的重要地位 (1)
1.2工业型煤的发展历史 (1)
1.3国内工业型煤的发展状况 (1)
1.4国外工业型煤的发展状况 (2)
1.5工业型煤成型机工作机理 (3)
1.6影响型煤的成型因素 (5)
1.6.1型煤对辊成型机的成型压力 (5)
1.6.2煤料粒度、给配对煤料成型带来的影响 (5)
1.6.3物料的水分在成型过程中的影响 (6)
1.6.5物料的成型特性在成型过程中的影响 (7)
2 型辊的计算 (7)
2.1确定传动方案 (7)
2.2对辊成型机的主要参数及设计要求 (7)
2.3辊子的宽度计算 (8)
2.4型球的分布 (8)
2.5辊子的长度计算 (8)
2.6对辊成型机电动机的选择 (9)
2.7传动比的分配与计算 (9)
2.8各级轴的参数计算 (10)
3 V 带的计算 (12)
3.1 确定V 带型号 (12)
3.2 确定带轮基准直径1D 、2D (12)
3.3 验算V 带速度ν (12)
3.4 确定V 带长度L 及中心距a (12)
3.5 验算小带轮包角1α (13)
3.7计算单根V 带的拉力L F (13)
3.8轴上的力的计算Z F (14)
4 减速器齿轮的设计计算 (14)
4.1第一对啮合齿轮的计算 (14)
4.1.1选择齿轮材料 (14)
4.1.3齿根弯曲疲劳强度的计算及校核 (17)
4.1.4齿轮主要尺寸的设计计算 (18)
4.2第二对啮合齿轮的计算 (19)
4.2.1选择齿轮材料 (19)
4.2.2齿面接触疲劳强度的计算 (19)
4.2.3齿根弯曲疲劳强度的计算及校核 (22)
4.2.4齿轮主要尺寸的设计计算 (24)
4.3第三对啮合齿轮的计算 (25)
4.3.1选择齿轮材料 (25)
4.3.2齿面接触疲劳强度的计算 (25)
4.3.3齿根弯曲疲劳强度的计算及校核 (28)
4.3.4齿轮主要尺寸的设计计算 (29)
4.4第四对啮合齿轮的计算 (30)
4.4.1选择齿轮材料 (30)
4.4.2齿面接触疲劳强度的计算 (30)
4.4.3齿根弯曲疲劳强度的计算及校核 (33)
4.4.4齿轮主要尺寸的设计计算 (34)
5 减速器轴的设计计算 (35)
5.1 I号轴的计算 (35)
d (35)
5.1.1 初步估算I号轴的最小直径
min
5.1.2轴的结构设计 (36)
5.1.3轴的强度校核 (37)
5.2 II号轴的计算 (39)
d (39)
5.2.1初步估算II号轴的最小直径
min
5.2.2轴的结构设计 (39)
5.2.3 轴的强度校核 (40)
5.3 III号轴的计算 (42)
d (42)
5.3.1初步估算III号轴的最小直径
min
5.3.2轴的结构设计 (43)
5.3.3 轴的强度校核 (44)
5.4 IV号轴的计算 (45)
d (45)
5.4.1初步估算IV号轴的最小直径
min
5.4.2轴的结构设计 (46)
5.4.3轴的强度校核 (47)
d (49)
5.5.1 初步估算V号轴的最小直径
min
5.5.2轴的结构设计 (49)
5.5.3轴的强度校核 (50)
6 轴承的校核 (52)
6.1 I号轴上的轴承校核 (52)
6.1.1轴承合成支反力的计算 (52)
6.1.2轴承的派生轴向力计算 (52)
6.1.3轴承的轴向载荷的计算 (52)
6.1.4轴承的当量动载荷的计算 (52)
6.1.5轴承寿命的计算 (53)
6.2II号轴上的轴承校核 (53)
6.2.1轴承合成支反力的计算 (53)
6.2.2轴承的派生轴向力计算 (53)
6.2.3轴承的轴向载荷的计算 (54)
6.2.4轴承的当量动载荷的计算 (54)
6.2.5轴承寿命的计算 (54)
6.3III号轴上的轴承校核 (55)
6.3.1轴承合成支反力的计算 (55)
6.3.2轴承的派生轴向力计算 (55)
6.3.3轴承的轴向载荷的计算 (55)
6.3.4轴承的当量动载荷的计算 (55)
6.3.5轴承寿命的计算 (56)
6.4 IV号轴上的轴承校核 (56)
6.4.1轴承合成支反力的计算 (56)
6.4.2轴承的派生轴向力计算 (56)
6.4.3轴承的轴向载荷的计算 (56)
6.4.4轴承的当量动载荷的计算 (57)
6.4.5轴承寿命的计算 (57)
6.5 V号轴上的轴承校核 (57)
6.5.1轴承合成支反力的计算 (58)
6.5.2轴承的派生轴向力计算 (58)
6.5.3轴承的轴向载荷的计算 (58)
6.5.4轴承的当量动载荷的计算 (58)
6.5.5轴承寿命的计算 (58)
7 减速器轴键的校核 (59)
7.1 I号轴键的校核 (59)
7.2 II号轴键的校核 (59)
7.4 IV号轴键的校核 (60)
7.5V号轴键的校核 (60)
8减速器箱体的设计 (60)
9同步齿轮的计算 (61)
9.1选择齿轮材料 (61)
9.2齿面接触疲劳强度的计算 (61)
9.3齿根弯曲疲劳强度的计算及校核 (63)
9.4齿轮主要尺寸的设计计算 (64)
10 型辊机构的计算 (65)
10.1辊轴的计算 (65)
d (65)
10.1.1初步估算I号轴的最小直径
min
10.1.2辊轴的结构设计 (66)
10.1.3辊轴的校核 (66)
10.2轴承的校核 (68)
10.2.1轴承合成支反力的计算 (68)
10.2.2轴承的派生轴向力计算 (69)
10.2.3轴承的轴向载荷的计算 (69)
10.2.4轴承的当量动载荷的计算 (69)
10.2.5轴承寿命的计算 (69)
10.3键的校核 (70)
11对辊成型机其他关键部位的设计 (70)
11.1型板材料的选择 (70)
11.2液力加载系统 (71)
11.3安全联轴器的选择 (71)
11.4机架的设计 (71)
11.5压辊的设计 (71)
12设计总结 (72)
参考文献 (73)
翻译部分 (73)
英文原文 (73)
中文翻译： (79)
致谢 (85)
1 绪论
我国的主要能源是煤炭。

煤炭利用率的提高对于整个国民经济的发展有着重大意义。

然而，原煤不经过加工而直接用于燃烧，不仅利用率低，浪费能源，而且产生大量的煤烟以及温室气体的排放发，严重污染环境。

随着科学技术的飞速发展以及能源的日益短缺，人们迫切需要一种有效的节能方法。

而采用清洁煤技术，正是提高煤炭利用效率以及减少环境污染的重要途径之一。

工业型煤成套技术就是其中一种比较成熟的方法,通过添加助剂对粉煤进行混捏成型,用作工业锅炉和窑炉的燃料,与直接燃烧散煤相比,烟尘排放量可减少60%,SO
排放量可减少50%，而且建厂投资少、周期短、
2
易于推广等等[]1。

1.1型煤机械在工业型煤技术的重要地位
由于过去我国对工业型煤机械不够重视，在其方面的研究很少，所以到如今，我国生产工业型煤的主要方式是采用粉煤添加粘结剂来低压成型工业型煤。

实际上,恰恰成型机械是型煤生产的关键设备,这致使我国的工业型煤技术落后于国外。

不过，近年来，随着我国科学技术的发展，在这方面正不断地缩小与发达国家之间的差距。

而国内采用的有粘结剂的低压成型工艺存在着诸如其过程十分耗时繁琐、能源消耗大、相关的机械设备陈旧、添加剂昂贵等等不利因素,致使型煤的生产成本偏高,生产厂家获得的利润很低，不利于向广大市场推广。

本论文设计的是工业对辊成型机械，采用压辊挤压成型工业型煤，这样可以不用粘结剂，以减少成本。

1.2工业型煤的发展历史
过去，我国生产工业型煤所使用的型煤机械设备大多是仿国外制造的，由于生产力水平不高，存在着诸如型煤设备配置不合理、电机选型不匹配等等问题，结果导致型煤成型工艺水平落后于国外几十年的巨大差距。

当时所使用的型煤机械设备存在着许多的问题，例如：机械性能差、耗电量大、经常折断轴、成型率低、型煤质量差等等。

为了解决这些问题，工程师们不辞劳苦地努力奋斗，后来经过不断地研制和改造，终于使型煤设备的各方面的性能都得到很大程度上的提高。

1.3国内工业型煤的发展状况
我国型煤技术的发展状况可以概括为起步晚，发展慢。

实际上，为了减少能源的浪费以及减小对于环境的破坏污染，我国是从20世纪50年代起才开始研究民用型煤。

60年代到70年代，国内开展了大规模的民用型煤研究，并且随后研制出了以无烟煤为原料的上点火蜂窝煤。

1980年后开始研究与开发工业型煤技术，并且取得了明显的成就。

但总体上与发达国家比较，还存在着不小的差距，特别是在型煤专用设备的开发研究方面，差距依然十分巨大。

综上所述，我国在型煤机械设备上的研制和开发对于解决能源资源日益短缺，环境污染问题等等，有着重大作用，是一件利国利民的好事。

工业上我国目前普遍采用机制冷压一次成型来生产工业型煤。

主要的成型设备有对辊成型机和挤出机等等。

工业对辊成型压力相对较低,一般在25 MPa左右。

型煤的形状有圆形、方形、枕形、棒形等等[]2。

国内用于生产工业型煤的粘结剂可分为无机质、有机质以及两者结合起来的复合粘结剂。

目前国内注重于开发具有良好冷态强度和防水性能的免烘干粘结剂，以此来大规模生产工业型煤，减少成本。

目前国内生产型煤的设备主要有两种发展趋势：其一，由国外引进高压成型设备；其二，大力推广国内研制的低压炉成型设备。

两种发展趋势可以有效地降低生产成本,提高型煤的成型质量,加快我国工业型煤规模化、产业化进程。

另外，由于型煤的生产成本高于原煤,并且型煤的生产要消耗能源电能,而生产厂家的目的是追求一定的经济利润,导致型煤的价格一般比原煤高出几十块钱。

型煤所带来的经济利润十分的少,于是在市场经济调节下,难以拥有市场。

这是中国工业型煤很难在市场普遍推广的根本原因。

工业型煤炉前成型技术是节能技术改造重要的一部分，但其不能很好地减少环境污染。

1.4国外工业型煤的发展状况
国外型煤发展已有半个多世纪的历史。

生产量较大，技术较成熟的国家有英国、法国、德国、日本等。

国外壁炉用型煤较多，生产能力最大能达到50万t/年。

国外型煤生产工艺、粘结剂配方、型煤机械设备都较先进，技术成熟，能够形成生产规模。

国外整套型煤设备中压球机发展的主要趋势是为了提高型煤产品质量，加大成型压力。

型煤设备中压球机的研发方法主要有两种，一种是加大成型压辊直径，另一种是加上预压机构和必要的控制系统
两级成型。

为了解决压球机沿辊宽压力不均的问题，可以在压球机上增加复杂的分行调压机构，但这大大地增加了压球机的加工成本。

由于国外发达国家正在寻找研究新的能源，研究其它洁净燃料和技术，国外型煤业日趋萎缩。

目前，成型用立式调和机正向中心供热、高速混合、自动定量出料方向发展。

1.5工业型煤成型机工作机理
成型机是工业型煤成型过程中关键的机械设备，其性能将直接影响型煤生产线上生产型煤的质量。

工业对辊成型机是成型机的主要机型之一，它有一对直径相同、水平方向上相互平行并且彼此间存在着一定间隙的圆柱形压辊，压辊上分布着许多形状和大小相同并且交错排列的成型槽，压辊是对辊成型机的关键部件，如图1-1所示。

图1-1 对辊成型机工作示意图-型煤设备配置及选型工业对辊成型机在电动机的驱动下，带动两个压辊以相同速度、相反方向转动，当原煤落入两压辊之间并且在A处开始受压时，煤料在相应两成型槽之间受挤压致使其体积被压缩；随着压辊连续转动，成型槽逐渐闭合，并且成型压力逐步增大，当压辊转动到两个成型槽距离最小时成型压力达到最大值，型煤固定成型。

然后压辊继续转动使成型槽逐渐分离，成型压力也随之逐渐减小。

在成型压力减至零之前，挤压成型的型煤就开始自动脱落。

由工业型煤机械设备的配置及选型研究可知，按图2来分析成型槽对原煤的成型作用力原理。

为简明论述，我们把成型槽中点看做成型槽对原煤的受力作用点，在A、B两点同时作用一对压力。

为方便计算，我们设压辊的A 点为研究对象，在A点压辊对煤料产生一个压力J)。

该作用力可分解为两个力，垂直力Pslna 对煤料起着支撑的作用，使煤料脱离压辊；而水平力Pcosa 对原煤料产生挤压作用。

并且同时，压辊对煤料产生一个摩擦力F。

此摩擦力也可以分解为两个作用力，垂直分力Fcosa．使煤料被挤压到两压辊之间，而水平分力Fslna．则克服煤料的内阻力，从而让煤料被压缩成型。

图1-2型煤成型时的受力分析
要使压辊能咬入煤料并且正常工作，必须满足以下条件：
图1-2 型煤成型时的受力分析公式图
上述式中P为煤料与压辊之间的摩擦角。

由此可以得出结论：工业对辊成型机要想正常工作必须使压辊上的咬入角于或者等于煤料与压辊间的摩
擦角。

综上所述可以得出，煤料的压制主要是在咬合区内进行的，在进入咬合区前煤料只起摇实密度的作用。

成型机一个很重要的参数便是咬合角，在相同压辊直径的条件下，咬合角越大，则咬合区H越大，被咬入煤料的体积就越大，压缩率和成型压力也就随之而增大。

咬合角的大小与煤料的特性有关。

一般大约在o
10～o
15左右[]4。

一般在咬合角相同的条件下，增大压辊直径就增大咬合区的宽度，进而可以增大型煤的压缩率和成型强度，这也是现在国外工业型煤成型机压辊向大直径方向发展的主要原因。

然而，增大压辊直径的同时，也应该考虑到负面影响。

1.6影响型煤的成型因素
煤料的成型除了与压辊的直径和宽度以及辊子的转速、两对辊之间的中心距相关外还与对辊成型机的成型压力、煤料的粒度、物料的水分、粘结剂与煤料的配比、煤料的成型特性等因素息息相关，因此在设计过程中需要将这些因素也考虑到其中。

1.6.1型煤对辊成型机的成型压力
煤炭原料在压辊上成型槽的填满程度在一定程度上决定着对辊成型机成型压力的大小，而成型压力的大小对于型煤的成型质量又起着至关重要的作用。

当成型压力小于压溃力时，型煤的机械强度随成型压力的增大而提高。

煤种不同，其压溃力也有所差别。

一般，型煤的成型压力有一个最佳值，其主要与成型物料的种类、成型物料的水分、成型物料的粒度组成以及成型所用的粘结剂种类和用量等因素有密切的关系。

所以说，为了能使对辊成型机产生足够大的压力来压实成型槽里面的煤球，需要将成型槽里面的煤料填充满。

因为煤料填充得越多，则在两对辊成型时对煤料挤压产生的反作用力就越大，从而使煤料越容易成型。

1.6.2煤料粒度、给配对煤料成型带来的影响
煤料粒度的大小与料度级配分布也是影响型煤的成型强度与成型率的重要因素之一。

在成型过程中，煤料过粗过细不仅会消耗电动机的动力，浪费能源，而且还会增加粘结剂的用量，使其灰分增大固定碳含量低，最终影响
型煤的成型质量。

所以，通过对成型强度及成型率良好的情况下，最佳煤料粒度及料度级配跟踪测试结果对比，存在着一个较好的粒度范围。

实践证明，较小的物料粒度有利于粒子的紧密排列，型煤压球机采用粘合剂成型工艺时，最佳粒度组成应使物料的总比表面最小的粒子间的总空隙也最小，以减少粘合剂用量，从而降低型煤的生产成本。

确定物料粒度及粒度组成时，应该遵循以下两个原则：
（1）确保煤料颗粒在型块内的以最为紧密的方式排列，以提高型煤的成型质量。

实践证明，较小的物料粒度有利于粒子的紧密排列；
（2）若采用粘结剂生产工业型煤工艺时，最佳粒度组成应该使煤料的总表面达到最小值、煤料颗粒间的总空隙也达到最小值，这样可以减少粘结剂的用量，从而降低型煤的生产成本。

1.6.3物料的水分在成型过程中的影响
型煤成型水分的大小直接关系到型煤的成型率、固化时间、初期强度、后期强度等等。

型煤生产线要求被压制物料含水量不的超过最佳含水量范围，当然具体物料压制时含水量要求也不同。

物料中的水分在成型过程中的作用主要有：
（1）适量的水分可以在成型过程中起润滑剂的作用，也可以降低成型系统的内摩擦力，提高型煤的成型质量。

若是物料的水分过多，颗粒表面的水层变厚，就会影响颗粒之间的充分密集，并且降低型煤的成型质量。

而且，物料水分过多则在型煤干燥时易产生裂纹，导致型煤发生碎裂现象；
（2）如果在工业型煤成型过程中采用亲水性粘结剂，适量的水分会起着预先润湿物料粒子表面的作用，从而时物料的粒子更容易相互粘结。

但是如果水分过多的话，反而会使粘结剂失效。

根据研究得出比较适宜的成型水分范围一般在10%~15%之间；
（3）如果工业型煤成型过程中采用疏水性粘结剂成型，则物料的水分会减弱粘结剂对型煤成型的效果，所以在成型时一般控制物料的水分在4%以下。

1.6.4粘结剂与物料的配比对煤料成型的影响
由于大部分煤种的成型性能较差，因而采用粘结剂的成型工艺应用较为普遍。

此时，粘结剂的用量不但是型煤强度的关键影响因素，而且对型煤生
产成本有非常重要的影响。

从粘结剂在成型过程中固结后的方面来说，增大粘结剂的用量有利于提高型煤的成型质量；但从型煤的成型过程来说，增大粘结剂的用量将减小成型压力并且降低型煤的质量；再从型煤脱模的稳定性这方面来说，增大粘结剂的用量也不利于提高型煤的质量。

所以，一般需要反复试验来确定一个最佳的粘结剂用量。

1.6.5物料的成型特性在成型过程中的影响
物料的成型特性是在型煤成型过程影响煤料成型的关键的内在因素，其中以物料的弹性与塑性的影响最为突出[]5。

原煤的塑性越高，其煤料的成型特性就会越好。

泥炭、褐煤等煤种均富含塑性高的沥青质和腐植酸物质[]5，所以它们的成型特性好，成型质量高，甚至可以不使用粘结剂来成型工业型煤。

随着煤化度的提高，煤的塑性逐渐下降，其成型特性也逐渐变差。

对煤化度较高的煤，一般需添加粘结剂以增加煤料的塑性方可成型。

2 型辊的计算
2.1确定传动方案
本次设计的对辊成型机是由电动机通过带传动带动一个同步减速器，再通过可调节联轴器带动两个辊子同步相向转动，传动方案如下
图2-1
2.2对辊成型机的主要参数及设计要求
辊子转速：10-12转/分（即辊子圆周速度为()m/s 6.04.0-）;
成型压力：()kn/cm 3015-；小时产量10-15吨；
给料方式：自重给料；
型球尺寸：284545**；枕形结构
采用液压平衡成型力；
螺杆固定式框架结构；同步式齿轮传动箱。

2.3辊子的宽度计算
因为设计给出的工况为()min /r 1210-=n ，即 ()m/s 0.60.4-=v
可得辊子半径 0.4m/s n π
30v r == 2.4型球的分布
棍子的周长2512mm 2ππ==L
周向单列最多可为 5645
2512===11B L n 个 由于各成型槽之间存在间距，将暂定周向单列成型槽数 36=1n ，间距定为6 mm
单个型煤的质量 ρV m =
ρ是煤的密度，通常取31.35t/m
=ρ 所以其质量()kg 101.1531022845451035.1393--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=m 由于要符合每小时产量t 1510- 的要求，需要产出的型煤的数量为
()()()433
310797.9531.610
1.153101*********⨯-=⨯⨯-=⨯-=-m N 所以成型辊上的成型槽列数
()()()
6.44
7.21210366010797.9531.61210604
12-=-⨯⨯⨯-=-=n N n 取成型辊上的成型槽列数52=n
2.5辊子的长度计算
因此辊子的实际宽度mm 34140266545=⨯+⨯+⨯=B
辊子的直径D=2 r = 800 mm ，宽度为341mm
2.6对辊成型机电动机的选择
已知成型时成型压力()kn/cm 3015-=p ，辊宽mm 315=B
工作阻力()kN 10232.511-=⋅=B p F
阻力转矩T=()()m N 460355.2301710451010232.51133⋅-=⨯⨯⨯-=⋅εF 工作功率P=()()()kW 85.5710.241000
55.91210460355.2301755.9-=⨯-⨯-=⋅nw T 传动装置的总效率 644承联齿带ηηηηη⋅⋅⋅=
查机械手册[]6可得 96.0=带η 97.0=齿η 99.0=联η 99.0=承η
可求得总效率77.099.099.097.096.0844=⨯⨯⨯=η 则可求得电机功率()()kW 13.7530.3177
.085.5710.240-=-==ηP P 经研究决定采用同步转速r/min 1000的Y 系列电动机。

所选用的电动机为6280-S Y ，6极电机，额定转速r/min 980，额定功率为kW 45。

2.7传动比的分配与计算
此传动装置采用圆柱直齿轮减速器，分配传动比要考虑一下原则：
1） 各级齿轮传动的承载能力大致相同。

2） 各级传动中的大齿轮浸油深度大致相同。

由于所选电机额定转速r/min 9800=n ，工作时电机转速r/min 1510-=g n ，因此 其总传动比9810
9800===g z n n i 经查机械手册[]7可知普通V 带传动比10≤，通常取2-4，因为V 带传动比不宜过大，所以一般应使c V i i <。

这样可使传动装置结构紧凑，因而取2=V i 。

所以减速器的传动比492
98===
V z j i i i 分配各级传动比8.21=i 65.22=i
5.23=i
36.24=i 校核传动比193.1136
.25.265.28.2298043210=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅=i i i i i n n V g ，该传动比在合理范围内。

2.8各级轴的参数计算
将传动装置中的各轴从高速级到低速级排列依次为I 号轴、II 号轴，III 号轴……，相邻两轴之间的传动比为12i 、23i ……，各轴的输入功率为1P 、2P ……，各轴的转速为1n 、2n ……，各轴的输入转矩为1T 、2T ……，另外0轴即为电动机轴[]8，因而各轴的功率、转速、转矩的计算如下：
0轴：
kW 450=P
r/min 9800=n
m N 52.438980104555.955.93000⋅=⨯⨯==n P T
I 轴： kW 75.4295.0450101=⨯=⋅=ηP P
r/min 490298001===V
n n n
m N 19.83349010
75.4255.955.93
1
1
1⋅=⨯⨯==n P T
II 轴：
kW 90.4199.075.422
1212=⨯=⋅=ηP P
r/min 1758.
2490
11
2===i n n
m N 54.22861751090.4155.955.93
2
2
2⋅=⨯⨯==n P T
III 轴：
kW 07.4199.090.412
2323=⨯=⋅=ηP P
r/min 04.6665
.217522
3===i n n
m N 11.593904
.661007.4155.955.93
333⋅⨯⨯==n P T
IV 轴：
kW 25.4099.007.412
3434=⨯=⋅=ηP P
min /42.265.
204
.6633
4r i n n ===
m
N 11.1454942.26
1025.4055.955.93
44
4⋅=⨯⨯==n P T
V 轴：
kW 45.3909925.4024545=⨯=⋅=ηP P r/min 19.1136
.242.26445===i n n
m N 23.3366819
.111045.3955.955.93555⋅=⨯⨯==n P T 3 V 带的计算
3.1 确定V 带型号
工作情况系数A K 查机械手册[]7表4.6得3.1=A K 计算功率c P kW 5.58253.1=⨯=⋅=c A c P K P V 带型号 根据c P 和0n 值查机械手册[]7图4.6得选用C 型V 带
3.2 确定带轮基准直径1D 、2D
小带轮直径1D
查机械手册[]7表4.7得1D =200-355 mm ，取mm 3001=D 已知2=V i ，取弹性滑动系数 02.0=ε 大带轮直径2D ()mm 695392112-=-⋅=εD i D V ，取mm 6002=D
3.3 验算V 带速度ν
m/s 39.15600009803006000011=⨯⨯==ππνn D
由于要求带速在5m-25m 之间，所以带速符合要求。

3.4 确定V 带长度L 及中心距a
初定中心距0a
()()2102127.0D D a D D +<<+
mm 18006300<<a
初算V 带基准长度0L
()
()0
212210042
2a D D D D a L -+
++
=π
5.1272.14133600++=
mm 22.5026=
查机械设计手册可圆整得mm L 50000= 实际中心距a 的计算
mm 178********
0=-=-+
=L L a a d 3.5 验算小带轮包角1α
o o o o o 38.1703.571787
300
6001803.57180121=⨯--=⨯--
=a D D α 3.6 V 带根数z 的确定
单根V 带试验条件下许用功率0P 查机械设计手册[]7得kW 23.100=P 传递功率增量0P ∆ 查机械手册[]7表4.5可得kW P 83.00=∆ 包角系数αK 查机械手册[]7表4.8可得98.0=αK 长度系数L K 查机械手册[]7表4.3可得07.1=L K V 带根数z
()04.507
.198.006.115
.5800=⨯⨯=∆+=
L c K K P P P z α
经圆整可得z=5 根
3.7计算单根V 带的拉力L F
V 带单位长度的质量m 查相关资料[]9得m=0.3kg/m
mv K v z P F c L +⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-⋅=15.2500
α
239.153.0198.05.239.1555.58500⨯+⎪⎭
⎫
⎝⎛-⨯⨯
=
=578.94N
3.8轴上的力的计算Z F
N 57692
38.170sin 594.57822sin 21
=⨯⨯⨯==
αz F F L Z
4 减速器齿轮的设计计算
4.1第一对啮合齿轮的计算
4.1.1选择齿轮材料
小齿轮：40Cr ，调质，HBS HBS 2601= 大齿轮：45，正火，HBS HBS 2002= 4.1.2齿面接触疲劳强度的计算
确定齿轮传动精度等级，由于()3
1
1022.0013.0n P
n v y ⋅⋅-=，估取圆周速度m/s 4=y v ，查机械设计手册[]7可得其精度等级为II 公差组8级。

求小齿轮分度圆直径1d
[]()3
2
1112u u Z Z Z KT d H H E d +⎪⎪⎭
⎫
⎝
⎛⋅⋅≥σψε
齿宽系数d ψ
查机械手册[]7可按齿轮相对轴承为非对称布置
小齿轮齿数1z 推荐值范围为20-40，取271=z
大齿轮齿数2z 6.75278.2111=⨯=⋅=z i z ，圆整取752=z 齿数比u
78.227
75
12===
z z u。