传动装置的总体设计
一、选择电动机
1.选择电动机类型
按工作要求选用Y系列三相鼠笼型异步电动机，电压为380V.
2.选择电动机的容量
工作机的有效功率为= 1.634kW
查表得：
一个联轴器的效率：0.99
V带传动的效率：0.96
一对深沟球轴承的效率：0.99
滚筒的效率：0.96
= 0.618
从电动机到工作机输送带间的总效率为
= 2.644kW
涡轮蜗杆的传动比范围为：5-80
V带传动的传动比范围为：2-4
总的传动比范围为：10-320
工作机转速为
= 18 r/min
所以电动机转速范围的可选值为
= 180-5800 r/min
查表15.1选电动机型号Y112M-4，参数如下
电动机型号 | 额定功率/kW | 满载转速（r/min） | 启动转矩/风力摆控制系统额定转矩 | 最大转矩/额定转矩 |
Y112M-4 | 4 | 1440 | 2.2 | 2.2 |
| | | | |
二、计算传动装置的总传动比并分配传动比
1.总传动比
= 80
2.分配传动比
涡轮蜗杆传动比为40
选择V带传动传动比为2
三、计算传动转置各轴的运动参数和动力参数
1.各轴转速
Ⅰ轴 = 1440 r/min
Ⅱ轴 = 36 r/min
Ⅲ轴 = = 18 r/min
2.各轴的输出功率
Ⅰ轴 = 2.61756kW
Ⅱ轴 = 1.846950kW
Ⅲ轴（滚筒） = = 1.737611kW
3.各轴的输入转矩Ⅰ
电动机轴的输出转矩为
= 9.55 x = 0.175 x N·mm
无石棉刹车片故轴Ⅰ = 0.173595x N·mm
轴Ⅱ = = 4.899549 x N·mm
轴Ⅲ = = 9.21991 x N·mm
轴名 | 功率P/kW | 转矩 | 转速 | 传动比 | 效率 |
电机轴 | 2.644 | 0.175349 | 1440 | 1 | |
Ⅰ轴 | 2.61756 | 0.173595 | 1440 | 1 | |
Ⅱ轴 | 1.84695 | 4.899549 | 36 | 40 | |
Ⅲ轴 | 1.73595 | 9.218991 | 18 | 2 | |
| | | | | |
传动件设计
一、蜗杆传动的设计
1.选择蜗杆传动类型
根据GB/T 10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）
2.选择材料
考虑蜗杆传动功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45钢；因希望；效率高些，耐磨性好些，故蜗杆齿面要求淬火，硬度为45-55HRC。涡轮用ZCuSn10P1，金属模铸造。为了节约贵重的有金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁HT100制造。
3.按齿面接触疲劳强度进行设计
不锈钢液压管接头 根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。
（1）确定作用在涡轮上的转矩T2
因工作载荷教稳定，故取载荷分布不均系数= 1；由表11-5选取使用系数KA = 1.15；由于转速大于3 m/s，冲击不大，可取动载荷系数Kv = 1.15；则
= 1.32
氮封装置（3）确定弹性影响系数
因选用的是铸锡磷青铜涡轮和钢蜗杆相配，故 = 160MPa1/2
（4）确定涡轮齿数z2
z2 = z1·i12 = 80（取整）
（5）确定许用接触应力[]
根据涡轮材料为ZCuSn10P1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，从表11-7中查得涡轮的基本许用应力= 268MPa。
应力循环次数 N = 60jn2Lh = 132451200
寿命系数 KHN = = 0.724007
则 194.03
（6）计算m2d1值
m2d1 618.4
4.蜗杆涡轮的主要参数与几何尺寸
（1）中心距
180mm
（2）蜗杆
蜗杆齿距 pa = 12.57mm
直径系数 q = 10mm
齿顶圆直径 da1 = 48mm
齿根圆直径 df1 = 30.4mm
分度圆导程角 11.31
蜗杆轴向齿厚 sa = 6.28mm
（3）涡轮
涡轮分度圆直径 d2 = 320mm
涡轮喉圆直径 da2 =328mm
涡轮齿根圆直径 df2 = 310.4mm
涡轮咽喉半径 rg2 = 16mm
5.校核齿根弯曲疲劳强度
当量齿数 = 84.85
根据= 64.3 , 从图11-17中可得齿形系数= 2.24
螺旋机系数 = 0.9192
许用弯曲应力
从表11-8中查得ZCuSn0P1制造的涡轮的基本许用弯曲应力= 56MPa。缓冲块
寿命系数 = 0.581369
= 32.56
= 19.32
弯曲强度是满足的。
6.验算效率η
η= （0.95-0.96）= 0.85
已知=
= arctan fv
fv与相对滑动速度vs有关。
= 3.074m/s
从表11-18中用插值法差得= 1.2895;代入式中得η= 0.85，大于原估计值，因此不用重算。
7.精度等级公差和表面粗糙度的确定
8.热平衡核算
9.绘制工程图
10.主要设计结论
链轮的设计
1.选择链轮齿数
选取消链轮齿数= 17 大链轮齿数=i*= 34
2.确定计算功率
有课本表9-6查得工作系数= 1,由图9-13查得主动链轮齿数系数= 1.22， 单排链，则计算功率为
*P =2.25kW
选择链条型号和节距
根据= 2.25kW， = 36r/min和≤，查图9-11，可选20A-1。查表9-1，链条节距为p = 31.75mm
4.计算链节数和中心距
初选中心距=(30~50)p = 952.5-1587.5mm,取=1200。相应链长节数为
=2++ = 101.28
取链长节数= 102
查表9-8，采用线性插值，计算得到中心距计算系数=0.24937，则链传动的最大中心距为
=p[2-(+)]= 1211
计算链速v，确定润滑方式
v==0.32385 m/s
由v=0.32385和链号，查图9-14可知应采用滴油润滑。
计算压轴力
有效圆周力为： = =5703.1N
链轮水平布置时的压轴力系数=1.15，则压轴力为≈=6558.57N
主要设计结论
链条型号20A-1；链轮齿数=17， =34；链节数=102，中心距a=1210mm。
减速器装配草图的设计
一、确定各类传动零件的主要尺寸
（2）蜗杆
蜗杆齿距 pa = 25.13mm
直径系数 q = 10mm
齿顶圆直径 da1 = 96mm
齿根圆直径 df1 = 63.6mm
分度圆导程角 5.71
蜗杆轴向齿厚 sa = 12.56637mm
b1 = 108
B = 60
（3）涡轮
涡轮分度圆直径 d2 = 320mm
涡轮喉圆直径 da2 =336mm
涡轮齿根圆直径 df2 = 300mm
涡轮咽喉半径 rg2 = 32mm
二、查去安装尺寸
400x265 轴径28
三、选定联轴器的类型
选择LT5
四、初定各轴最小直径
45钢
A0 = 115
d 12.77mm
取d
五、确定滚动轴承类型
选圆锥滚子轴承
蜗杆使用30310 涡轮使用30210
六、初步确定轴的阶梯段
七、确定滚动轴承的润滑方式和密封方式
，轴承端盖密封
八、确定轴承端盖的结构形式
凸缘式轴承端盖
九、确定减速器机体的结构方案
剖分式
输出轴的设计
选择轴的材料及热处理
考虑到变速器为普通中用途中小功率减速传动装置，轴主要传递蜗轮的转矩，其传递的功率不大，对其重量和尺寸无特殊要求，故选择常用的45钢，调质处理。
led间隔柱初算轴的最小直径
已知轴的输入功率为2.644W，转速为1440 r/min，A值在106~118
所以输出轴的最小直径：
A = 118
= 14.45mm
但是，由于轴上有1个键槽，计入键槽的影响：
D1min = 14.8(1 + 7%) = 15.836mm
已知输出轴的输入功率为1.84695kW，转速为36r/min，则
输出轴的最小直径：
D2 43.85mm
由于该直径处有1个键槽，故
D2min = 46.92mm
6.1.4轴承的选择及校核
1) 初选输入轴的轴承型号
据已知工作条件和输入轴的轴颈，初选轴承型号为圆锥滚子轴承32308（一对），其尺寸：D=90mm,d=40mm,B=33mm，a = 23.4mm。
基本额定动载荷 C=115.7kN
计算系数 e=0.35
轴向载荷系数 Y=1.7
据已知工作条件和输出轴的轴颈，初选轴承型号为圆锥滚子轴承30212（一对），其尺寸：D=100mm,d=60mm,B=22mm, a = 22.4mm.
基本额定动载荷 C=103kN
计算系数 e=0.4
轴向载荷系数 Y=1.5
2) 计算蜗杆轴的受力
蜗杆轴的切向力，轴向力和径向力
蜗杆轴：
Ft1 = 2T1 / d’1 = 510.57N = -Fa2
蜗轮轴：
Ft2 = 2T2 / d2 = 3888.53N = -Fa1
Fr2 ‘= Ft2 tanα= 1415N
3) 计算轴承内部轴向力
单个轴承承受的径向力为Fr1 = Fr1’/ 2 = 707.5N
轴承的内部轴向力：
Fd1 = Fr1 / 2Y = 208N
4) 计算轴承的轴向载荷
轴承2的轴向载荷 由已知得,Fd1与Fa1方向相同，其和为
Fd1 + Fa1 = 208 + 3888.53 = 4096N
（轴承2为“压紧”端），所以
FA2 = 4096N
轴承1的轴向载荷
FA1 = 208N（轴承1为“放松”端）
5) 计算当量动载荷
轴承1的载荷系数
根据FA1/Fr1 = 0.815 > e,X1 = 0.4, Y1 = 1.7
轴承2的载荷系数
根据FA2/Fr2 = 5.79 > e,X1 = 0.4, Y1 = 1.7
轴承1的当量动载荷
P1 = 763.92
轴承2的当量动载荷
P2 = 8695.44N
所以轴承的当量动载荷取、中较大者，所以
P = 8695.44N
6) 计算轴承实际寿命
温度系数
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