带式输送机主要靠传动系统支撑运转，三级圆锥圆柱齿轮减速器是目前输送机十分较优传动系统装置，下面我们具体分析输送机传动系统的设计原理及优化设计。

1、其一级弧齿锥齿轮的设计

三级圆锥圆柱齿轮减速器顾名思义分为三个级别，三级传动均集中在一个计算模型里会导致优化设计模型过于复杂且求解困难，故先对其一级弧齿锥齿轮做出初步设计。弧齿锥齿轮设计同圆柱齿轮的设计计算有较大差别，其初始参数选择从小轮强度、大轮直径及传动比3个限制条件入手。根据小齿轮的传递功率，按照AGMA标准的经验估算得出小齿轮的直径75~80mm；考虑到第二级传动中心距的范围在155~165之间，大轮的直径应小于235mm，因此，锥齿轮的传动比在2.5~2.9之间。

综合上述因素选取两组齿数比：13/35、14/37，大小齿轮的弯曲强度通过高度和切向变位进行修正，以达到等强度。经过后续的校核，选小齿轮与大轮的齿数比为14/37，小轮节圆直径为75.6mm。

2、第二、三级圆柱齿轮的优化设计

由于硬齿面齿轮具有良好的接触强度，其承载能力主要决定于弯曲强度。因此，先利用接触强度条件对齿轮参数进行初步优化，这样可避免优化模型里出现变位系数和齿形系数，导致查表出现问题。在初步优化的基础上，考虑变位系数和弯曲强度等再进行两次优化。

（1）设计目标及变量

考虑在等强度、等润滑条件下尽量实现齿轮箱的轻量化，所以选用中心距之和最小为目标函数，这样可保证减速器箱体和齿轮的尺寸尽可能小。

选用对目标函数影响较明显且易于控制的设计参数为设计变量，同时为了减少设计变量，接触强度优化时，变位系数不作为优化变量。

（2）参数的选取及约束条件

模数与齿数：根据圆柱齿轮的设计原则及接触强度，估算小齿轮直径；根据弯曲强度估算齿轮的模数，同时借鉴以往减速器的设计经验，确定第二、三两级传动圆柱齿轮的模数范围3.5~5。小齿轮齿数的选取在考虑其强度避免根切的同时，不宜比大轮齿数相差太大。

螺旋角和齿宽：为了传动平稳，提高承载能力，应保证斜齿圆柱齿轮一定的纵向重合度要求，同时也不至于轴向力过大，则斜齿轮螺旋角的取值范围在10°到20°之间，齿宽的取值范围为15~21。

传动比与润滑条件：为了保证两级齿轮传动有足够的承载能力和使用寿命，同时保证大轮的齿数、外径不至于过大，两级的传动比相差不能过大，根据平均传动比给定约束范围为大于等于2.7并小于等于3.7。

润滑条件主要考虑大齿轮的浸油深度，避免高速级大齿轮浸油过深，导致搅油损失增加，所以高速级大齿轮直径应比低速级的大齿轮直径要小一些，同时也应使它们的浸油深度相差不大，因此按照浸油深度分配传动比，则传动比应满足0.9~1.4。

齿轮外径和中心距：齿轮外径不能与其它齿轮或轴发生干涉，主要存在其一级锥齿轮大轮外径同第三级小齿轮齿顶圆之间的干涉，第二级圆柱大齿轮同低速级轴之间的干涉，其约束条件需要具体情况具体分析。

安全系数及强度：经强度校核，锥齿轮的安全系数鉴定为高。采用圆柱齿轮的强度靠近锥齿轮强度的方法，圆柱齿轮的安全系数也可以达到运行标准。

以上设计资料由红星机械有限公司技术部门总结，如您想了解更多，欢迎致电咨询我厂，咨询电话：0371-67772626。