一、傳動方案擬定
第三組：設計單級圓柱齒輪減速器和一級帶傳動
（1） 工作條件：使用年限8年，工作為二班工作制，載荷平穩，環境清潔。
（2） 原始資料：滾筒圓周力f=1000n；帶速v=2.0m/s；
滾筒直徑d=500mm；滾筒長度l=500mm。
二、電動機選擇
1、電動機型別的選擇： y系列三相非同步電動機
2、電動機功率選擇：
（1）傳動裝置的總功率：
η總=η帶×η2軸承×η齒輪×η聯軸器×η滾筒
=0.96×0.982×0.97×0.99×0.96
=0.85
(2)電機所需的工作功率：
p工作=fv/1000η總
=1000×2/1000×0.8412
=2.4kw
3、確定電動機轉速：
計算滾筒工作轉速：
n筒=60×1000v/πd
=60×1000×2.0/π×50
=76.43r/min
按手冊p7表1推薦的傳動比合理範圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比範圍i』a=3~6。取v帶傳動比i』1=2~4，則總傳動比理時範圍為i』a=6~24。故電動機轉速的可選範圍為n』d=i』a×
n筒=（6~24）×76.43=459~1834r/min
符合這一範圍的同步轉速有750、1000、和1500r/min。
根據容量和轉速，由有關手冊查出有三種適用的電動機型號：因此有三種傳支比方案：如指導書p15頁第一表。
綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、**和帶傳動、減速器的傳動比，可見第2方案比較適合，則選n=1000r/min 。
4、確定電動機型號
根據以上選用的電動機型別，所需的額定功率及同步轉速，選定電動機型號為y132s-6。
其主要效能：額定功率：3kw，滿載轉速960r/min，額定轉矩2.0。質量63kg。
三、計算總傳動比及分配各級的偉動比
1、總傳動比：i總=n電動/n筒=960/76.4=12.57
2、分配各級偉動比
（1） 據指導書p7表1，取齒輪i齒輪=6（單級減速器i=3~6合理）
（2） ∵i總=i齒輪×i帶
∴i帶=i總/i齒輪=12.57/6=2.095
四、運動引數及動力引數計算
1、計算各軸轉速（r/min）
ni=n電機=960r/min
nii=ni/i帶=960/2.095=458.2(r/min)
niii=nii/i齒輪=458.2/6=76.4(r/min)
2、 計算各軸的功率（kw）
pi=p工作=2.4kw
pii=pi×η帶=2.4×0.96=2.304kw
piii=pii×η軸承×η齒輪=2.304×0.98×0.96
=2.168kw
3、 計算各軸扭矩（nmm）
ti=9.55×106pi/ni=9.55×106×2.4/960
=23875nmm
tii=9.55×106pii/nii
=9.55×106×2.304/458.2
=48020.9nmm
tiii=9.55×106piii/niii=9.55×106×2.168/76.4
=271000nmm
五、傳動零件的設計計算
1、 皮帶輪傳動的設計計算
（1） 選擇普通v帶截型
由課本p83表5-9得：ka=1.2
pc=kap=1.2×3=3.9kw
由課本p82圖5-10得：選用a型v帶
（2） 確定帶輪基準直徑，並驗算帶速
由課本圖5-10得，推薦的小帶輪基準直徑為
75~100mm
則取dd1=100mm>dmin=75
dd2=n1/n2dd1=960/458.2×100=209.5mm
由課本p74表5-4，取dd2=200mm
實際從動輪轉速n2』=n1dd1/dd2=960×100/200
=480r/min
轉速誤差為：n2-n2』/n2=458.2-480/458.2
=-0.048<0.05(允許)
帶速v：v=πdd1n1/60×1000
=π×100×960/60×1000
=5.03m/s
在5~25m/s範圍內，帶速合適。
（3） 確定帶長和中心矩
根據課本p84式（5-14）得
0. 7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)
0. 7(100+200)≤a0≤2×(100+200)
所以有：210mm≤a0≤600mm
由課本p84式（5-15）得：
l0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)/4a0
=2×500+1.57(100+200)+(200-100)2/4×500
=1476mm
根據課本p71表（5-2）取ld=1400mm
根據課本p84式（5-16）得：
a≈a0+ld-l0/2=500+1400-1476/2
=500-38
=462mm
(4)驗算小帶輪包角
α1=1800-dd2-dd1/a×57.30
=1800-200-100/462×57.30
=1800-12.40
=167.60>1200（適用）
（5）確定帶的根數
根據課本p78表（5-5）p1=0.95kw
根據課本p79表（5-6）△p1=0.11kw
根據課本p81表（5-7）kα=0.96
根據課本p81表（5-8）kl=0.96
由課本p83式（5-12）得
z=pc/p』=pc/(p1+△p1)kαkl
=3.9/(0.95+0.11) ×0.96×0.96
=3.99
(6)計算軸上壓力
由課本p70表5-1查得q=0.1kg/m，由式（5-18）單根v帶的初拉力：
f0=500pc/zv（2.5/kα-1）+qv2
=[500×3.9/4×5.03×(2.5/0.96-1)+0.1×5.032]n
=158.01n
則作用在軸承的壓力fq，由課本p87式（5-19）
fq=2zf0sinα1/2=2×4×158.01sin167.6/2
=1256.7n
2、齒輪傳動的設計計算
（1）選擇齒輪材料及精度等級
考慮減速器傳遞功率不在，所以齒輪採用軟齒面。小齒輪選用40cr調質，齒面硬度為240~260hbs。大齒輪選用45鋼，調質，齒面硬度220hbs；根據課本p139表6-12選7級精度。
齒面精糙度ra≤1.6~3.2μm
(2)按齒面接觸疲勞強度設計
由d1≥76.43(kt1(u+1)/φdu[σh]2)1/3
由式（6-15）
確定有關引數如下：傳動比i齒=6
取小齒輪齒數z1=20。則大齒輪齒數：
z2=iz1=6×20=120
實際傳動比i0=120/2=60
傳動比誤差：i-i0/i=6-6/6=0%<2.5% 可用
齒數比：u=i0=6
由課本p138表6-10取φd=0.9
(3)轉矩t1
t1=9.55×106×p/n1=9.55×106×2.4/458.2
=50021.8nmm
(4)載荷係數k
由課本p128表6-7取k=1
(5)許用接觸應力[σh]
[σh]= σhlimznt/sh由課本p134圖6-33查得：
σhlimz1=570mpa σhlimz2=350mpa
由課本p133式6-52計算應力迴圈次數nl
nl1=60n1rth=60×458.2×1×(16×365×8)
=1.28×109
nl2=nl1/i=1.28×109/6=2.14×108
由課本p135圖6-34查得接觸疲勞的壽命係數：
znt1=0.92 znt2=0.98
通用齒輪和一般工業齒輪，按一般可靠度要求選取安全係數sh=1.0
[σh]1=σhlim1znt1/sh=570×0.92/1.0mpa
=524.4mpa
[σh]2=σhlim2znt2/sh=350×0.98/1.0mpa
=343mpa
故得：d1≥76.43(kt1(u+1)/φdu[σh]2)1/3
=76.43[1×50021.8×(6+1)/0.9×6×3432]1/3mm
=48.97mm
模數：m=d1/z1=48.97/20=2.45mm
根據課本p107表6-1取標準模數：m=2.5mm
(6)校核齒根彎曲疲勞強度
根據課本p132（6-48）式
σf=(2kt1/bm2z1)yfaysa≤[σh]
確定有關引數和係數
分度圓直徑：d1=mz1=2.5×20mm=50mm
d2=mz2=2.5×120mm=300mm
齒寬：b=φdd1=0.9×50mm=45mm
取b=45mm b1=50mm
(7)齒形係數yfa和應力修正係數ysa
根據齒數z1=20,z2=120由表6-9相得
yfa1=2.80 ysa1=1.55
yfa2=2.14 ysa2=1.83
(8)許用彎曲應力[σf]
根據課本p136（6-53）式：
[σf]= σflim ystynt/sf
由課本圖6-35c查得：
σflim1=290mpa σflim2 =210mpa
由圖6-36查得：ynt1=0.88 ynt2=0.9
試驗齒輪的應力修正係數yst=2
按一般可靠度選取安全係數sf=1.25
計算兩輪的許用彎曲應力
[σf]1=σflim1 ystynt1/sf=290×2×0.88/1.25mpa
=408.32mpa
[σf]2=σflim2 ystynt2/sf =210×2×0.9/1.25mpa
=302.4mpa
將求得的各引數代入式（6-49）
σf1=(2kt1/bm2z1)yfa1ysa1
=(2×1×50021.8/45×2.52×20) ×2.80×1.55mpa
=77.2mpa< [σf]1
σf2=(2kt1/bm2z2)yfa1ysa1
=(2×1×50021.8/45×2.52×120) ×2.14×1.83mpa
=11.6mpa< [σf]2
故輪齒齒根彎曲疲勞強度足夠
(9)計算齒輪傳動的中心矩a
a=m/2(z1+z2)=2.5/2(20+120)=175mm
(10)計算齒輪的圓周速度v
v=πd1n1/60×1000=3.14×50×458.2/60×1000
=1.2m/s
六、軸的設計計算
輸入軸的設計計算
1、按扭矩初算軸徑
選用45#調質，硬度217~255hbs
根據課本p235（10-2）式，並查表10-2，取c=115
d≥115 (2.304/458.2)1/3mm=19.7mm
考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則
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