中原工学院毕业设计（论文）说明书 nc?60?i?vm60?11.5?11.38??714.49r/min?D3.14?3.5 (3.20)
（1）确定电机额定转数 ne 按式(3.20)计算： 由于箕斗容积较大，故预定同步转数 nt=750r/min。
（2）预选电动机功率 Pe，由式(3.20)并按式(3.21)，(3.22)计算： 有 nt 可估定额定转数 ne=742r/min; 实际最大提升速度 V m :
Vm???D?nc60i?3.14?3.5?742?11.79m/s60?11.5 则电动机功率：
Pe?k*Q*g*Vm1.15*8000*9.8*11.79*??*1.2?1500.69kw100?j1000*0.85 式(3.21)
式中：k——矿井阻力系数，取 k=1.15； η
j
——减速器传动效率，二级减速器取η
j
=0.85；
ρ ——动力系数，取 ρ =1.2；
根据以上计算选择 YR2000-8/1730 三相异步电动机，其技术特征如下： 额定功率 Pe=2000KW,转数 ne=742r/min,效率 η(GD)d=36310N.m
（3）电动机的额定拖动力 Fe ，由式(3.21)，(3.22)并按式(3.23)计算:
2
2
d
=0.93,飞轮转矩
Fe?100Pe?j1000*2000*0.85?Vm11.798 =144189.99 N (3.23)
3.2.7 计算传动装置的总传动比并分配传动比 （1）有前面初步预算减速器的传动比为 11.5； （2）分配传动比：
iII?i?11.5??2.87iI4.01iI?1.4i??1.4*11.5?4.01
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中原工学院毕业设计（论文）说明书 3.2.8 主轴输入功率及轴径的确定
主轴的输入功率与电动机输出功率和运动传递过程中各相连部件的传递效率密切相关，按式（3.24）计算： P主轴 = Pe × η = Pe × η
总1
× η
42
2
× η
2 3
= 2000 × 0.99 × 0.98 × 0.97
=1771KW （3.24）
其中，η1、η、η3 、η4 分 别为联轴器 、轴承 、齿轮和卷筒的传递效率 。 分别取η1 = 0.99,η2 = 0.98,η3 = 0.97,η4 = 0.99 。
主轴输入转矩 T 主轴 ，按式（3.25）计算：
T主轴?9.55*106*P1771?9.55*106*?2509*106N.mn11.79/?3.5/2? （3.25） 按转矩法初步确定该轴最小直径 d min ，由式（3.25）并按式(3.26)计算:
dmin?c3p1771?105*?672.63mm??n11.79/3.5/2 （3.26）
表 3-2 常用材料的许用扭转剪应力 [η ] 值和 C 值 轴的材料 Q235、20 12——20 160——200 35 20——30 135——118 45 30——40 118——107 40Cr、35SiMn 40——52 107——98 ???/MPa 注：当作用在轴上的弯矩比传递的转矩小或只传递转矩时，C 值取较小值；否则取较大值。
最小直径在连轴器处，此外，主轴上有三键槽，应放大 7%左右，d min =672.63×（1+7%）故d=719.71mm,圆整为 d min =720mm，材料为 40Cr 钢。 式中：P——为主轴轴传递的功率； n——为主轴的转速；
c——为许用应力确定值，选用 40Cr，取 c=105。 3.2.9 根据轴径确定主轴部分的安装轴承
根据主轴轴径选用圆锥滚子轴承 3506／720 型，其技术参数如下：
表3-3所选轴承技术参数
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中原工学院毕业设计（论文）说明书 国内旧型号 3506/720 国内新型号 977/720 内径 720 外径 915 厚度 190 所属类型 圆锥滚子 轴承 3.2.10 减速器的设计
【3】【5】【10】【12】【14】
减速器的设计主要从传动比和传动平稳性方面考虑，对其进行计算与设计，在考虑综合因素满足使用要求的情况下，经济性和传动效率也是减速器设计过程中需要特别注意的，它关系到能量利用程度，解决好以上问题，能在一定程度上节省资源，提高经济。
有预选电动机的功率 Pe=2000KW,ne =742r/min,效率 ηd =0.93 查得手册电动机轴径为d=170mm。
（1）计算减速器各轴运动和动力参数 ①各轴的转速
高速轴 n1=ne=742r/min （3.27） 中间轴 n2=n1/i1=742/2.87=185r/min （3.28） 低速轴 n3=n2/iII=185/2.87=64.5r/min （3.29） ② 各轴的输入功率
高速轴 PΙ =Pe× η1 =2000×0.99=1980 KW （3.30） 中间轴 PΠ = PΙ ×η2 × η3 =1980×0.98×0.97=1882 KW （3.31） 低速轴 PⅢ= PΠ × η即要求
2
× η3 =1882×0.98×0.97=1789 KW （3.32）
按转矩法对减速器各个轴直径进行确定：
dmin?c?3P/n (3.33） 其中，c 与材料有关，当轴材料为 45 钢时，c=115；当轴材料为 40Cr 时，c=105；为输入功率，n 为该轴转速。
（2）计算减速器各轴最小直径 ① 高速轴直径的确定： 高速轴最小直径
dmin?c?3Pe2000?115?3?160.05mmn742 其中 c 为受材料影响的参数，查得轴为 45 钢时 c=115。由于二级减速器的高速轴上有一个键槽，故将计算值加大 3%，即
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中原工学院毕业设计（论文）说明书 dmin=160.05×(1+3%)=164.85mm，圆整后 d min =170mm。 ② 中间轴直径的确定： 中间轴最小直径
dmin?c?3PI1980?115?3?253.43mmn185由于该轴上有两个键槽，所以 d min =253.43×（1+7%）=271.17mm，圆整后取
d min =300mm。
③ 低速轴直径的确定：
低速轴最小直径
dmin?c?3PII1882?115?3?3540.4mmn642由于该轴上设有一个键槽故 d min =354.04×（1+3%）=364.66mm,圆整为 dmin =390mm。
（3）各轴轴承的选择 ①高速轴轴承的选择：
根据轴直径选择深沟球轴承中 16034 型。
其技术参数如下：
图 3-2 深沟球轴承
表3-4所选轴承技术参数
内旧型号
国内新型号 内径 外径 22
厚度 所属类型 中原工学院毕业设计（论文）说明书 16034 7000134 170 260 28 深沟球轴承 ② 中间轴轴承的选择： 选用深沟球轴承中 16060 型。 其技术参数如下：
表3-5所选轴承技术参数
国内旧型号 16060 国内新型号 7000160 内径 300 外径 460 厚度 50 所属类型 深沟球轴承 ③ 低速轴轴承的选择： 选用深沟球轴承 RNA 4872 型。
其技术参数如下：
表3-6所选轴承技术参数 国内旧型号 RNA 4872 国内新型号 4644872 内径 390 外径 440 厚度 80 所属类型 滚针轴承 （4）齿轮参数的确定
根据 GB/T1357-87 选用标准模数系列，取齿轮模数 m=16mm。 对于第一对齿轮：
取 z1 =16，则 z 2 =4.01×16 ≈ 64。压力角由 GB/T1356-88 取 α = 20 。
则分度圆直径: d1 = mz1 = 16×16 = 256mm d2 = mz2 = 16×64 = 1024mm 齿顶高: ha1 = ha2 = ha?×m = 1×16 = 16mm
齿根高: hf1 = hf 2 = ha? +c?×m = 1.25 ×16 = 20mm 其中 hax =1，cx =0.25 为我国规定标准化数值。Hax 称为齿顶高系数，c? 称为顶隙系数 。
齿全高: h1 = h2 = (2ha? + c?) × m =(2×1+0.25)×16 = 36mm 齿顶圆直径:da1 = (z1 + 2ha?) × m = (16+2×1)×16 = 288mm da2 =(z2 +2ha?) × m = (64 +2×1)×16 = 1056mm
齿根圆直径:df1 = (z1?2ha??2c?)× m = (16?2×1?2×0.25)×16 = 216mm df2 = (z2? hax?2c)× m = (64?2×1?2×0.25)×16 = 984mm 基圆直径:db1 = d1 ×cosα= 256×cos 20°= 240.56mm db2 =d2×cosα=1024× cos 20°= 962.24mm 齿距: P1 = P2 = P = π×m = 3.14 × 16 = 50.24mm 基圆齿距: Pb1 = Pb2 =P×cosα = 50.24 × cos20°= 47.22mm 齿厚: S1 = S2 = S = π×m = 3.14 ×16 = 25.12mm
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