文字文字文字文字[p:1]这里有设计说明一.设计任务书
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]`U?<9~Ob
设计一带式输送机使用的V带传动或链传动及直齿圆柱齿轮减速器。设计参数如下表所示。 uXa}<=O
1.运输带工作拉力F=2.5 KN T $]L 5
2.运输带工作速度V=1.4 M/S ebwoMG,B-
3.滚筒直径 D=200 mm ! r\ktX
4.滚筒效率n=0.96 ]-OkW.8d1
5.工作情况 两班制,连续单向运转,载荷平稳; c`=hK*
6.工作环境 室内 ,灰尘较大 ,环境最高温度35度左右。 Os]M$c_88
7.工作寿命15年,每年300个工作日,每日工作16小时 5W'|qmJ
8.制作条件及生产批量 一般机械厂制造,小批量生产。 A+*(Pds
部件:1电动机 *Z(C')7r
2V带传动或链传动 l_IX+4(@b|
3减速器 !Bbwl-e`
4联轴器 .y/?~+N^
5输送带 "Z?":|%7
6输送带鼓轮 S(s~4(o>8
传动方案设计如下: _
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二.电动机的选择传动装置的运动和动力参数计算 XoOe=V?I )
0U~JSmj:2K
1. 选择电动机的类型 Su~`jRN$
按工作要求和条件,选用Y系列一般用途全封闭式鼠笼型三相异步电动机 eSf:[^
2. 确定电动机的容量 "b;?2_w:E
电动机所需功率由公式 Ja2.1v|r.
Pd=Pw/ηa (KW) B dUyI_Ks:
Pw=Fv/1000ηw q3t@)+l>*
因此 Pd=Fv/1000ηaηw(KW) iBt5aUt
由电动机主卷筒轴的传动总效率为: R/7l2 *
ηa=η带η²轴η齿η链 co|0s+%PBq
按表4-1的V带传送速率η带=0.95,滚动轴承η轴=0.98,齿轮传动效率η齿=0.97,联轴器效率η联=0.99.则ηa=0.95 x 0.98 ² x 0.97 x 0.99 = 0.88 kM@,^`&
工作机构效率ηw=η轴 xη卷 = 0.98 x 0.96 = 0.94 0&@6NW&Mu
所以Pd=Fv/1000ηaηw=2500 x 1.2/1000 x 0.88 x 0.94=3.63 KW cQ%HwYn
查表10-1选电动机额定功率Pe为4.0KW 7va%-&.&t
3 确定电动机的转速 e V#H"fM
卷筒轴工作转速为: nw=60x1000v/πD=60x1000x1.2/πx200=114.6(r/min) 1OKJE(T
根据表1-3的V带传动比i1=2-4,而单级圆柱齿轮减速器的传动比i2=4-6,因此总传动比的合理范围为:ia=8—24. 9`{cX
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电动机转速可选范围为: na=iaxnw=(8—24)x114.6=916.8—2750.4 6eBQ9XV
符合这一范围的电动机同步转速有:750,1000,1500(r/min)三种,选用同步转速1000 (r/min)时,电动机的重量,价格及V带传动和减速器的传动比都比较合适,因此选定电动机型号为Y132M-6满载转速为nm=960(r/min).
J' ;tpr
4.确定传动装置的总传动比并分配各级传动比 LImD]e`
(1) 求传动比 z"-Urd^O
由选定的电动机的满载转速nm和工作机构转速nw,可求得传动装置的总传动比为: pGC`HTo|
ia=na/nw =960/114.6=8.038 CfAqMH*ip
(2) 分配传动装置传动比 mnePm{
ia=i带i减 fAK
为使V带传动外廓尺寸不致过大,选i带=2.5 N\u-8nE5
则i减=ia/i带=3.35 hN.#ui5 $
5.传动装置的运动和运动参数的计算 _MR2,mC
(1) 各轴功率 (-
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由PI=P齿xη01=Pd xη带=3.63 x 0.95=3.45(KW) 4xlsdq8`t
PⅡ=Pxη12=PIxη轴η齿3.45x0.98x0.97=3.28(KW) `U1"WcN
(2) 各轴扭矩 &sW/r::,
Td = 9950Pd/ηm=9950x3.63/960=36.11(N/m) $KiA~l
TI=Tdxi01xη01=Tdxi带xη带=36.11x2.5x0.95=85.76(N/m) biJU r^n
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n=1000 /swTn1<Y
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电动机 型号为Y132M-6 m=R4A4Y7
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TⅡ=TIxi12xη12=TIxi1xi轴xη齿=85.76x3.35x0.98x0.97=273.11(N/m) GVg0)}
(3) 各轴转速 8z+ CYeV
nI=nm/i带=960/2.5=334(r/min) 0I.7I#'3O
nⅡ=nI/iI=384/3.35=114.6(r/min) .8,lhcpY
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三.V带传动设计 n](Q)h'nlo
保证带传动工作时不打滑,同时具有足够的疲劳强度。 )BmK'H+l
该系统载荷变动小,工作条件不是很恶劣,所以工况系数选用为1.2, 1UT&kD!si
设计功率Pd=KAP kW .3M=|rE
由电动机为4KW,得Pd=1.2x4000=4800kW, #[ipJ %
由转速在满载时为960r/min Z2!O)8
查表得 dJ#mk5=
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四 .传动零件的计算 (baBi9<P=
设计一般用途的传动零件 }ebu@)r
1. 选择材料 0&Z+P?Wb4
小齿轮选用45号钢调质,大齿轮用45号钢正火,查表得小齿轮齿面硬度HBS=217-255,大齿轮齿面硬度为160-217,计算时取平均值小齿轮为236,大齿轮为188。 Gg TrIF
2. 按齿面接触强度确定主要参数 $ VTk0J-W
d1≥[(671/[σH])²x(KT1/Φd)x(u+1)/u] 1/3 JfLoGl;pm
T1为小齿轮传递的转矩T1=85.76(N/m) z{m%^,Cs,
Φd为齿宽参数;由表知软齿面对称布置时φd=0.8214,由于是单级传动,速度低,轴的刚性较大,因此φd=1.1,K为载荷系数,对带式运输机,载荷平稳,且齿轮相对于轴承为对称布置,取K为1.4. Qo\+FkhYq
+d!"Zy2|B
[σH]为许用接触应力,由 [σH]= σHlim*ZN/Shmin(N/mm²) _jWGwO
σHlim为实验齿轮的接触疲劳极限应力,查表,根据HBS1=236 查得 -^ceTzW+
σHlim1=580N/mm²(碳钢调质)根据HBS2=188 查得σHlim2=530 N/mm²(碳钢正火).ZN为接触疲劳强度的寿命系数,由N=60ant得:当a=1时,n1=384r/min r7FFZNs!
t=15x300x16=72000h M!4}B
N1=60x384x72000=1660000000 G0h/]%I
N2=N1/u=1660000000/3.35=500000000 ioT+,li
查得ZN1=1,ZN2=1.05(允许一定点蚀) XlJA}^e
SHmin为接触疲劳强度的最小安全系数,取SHmin1=SHmin2=1 $*$X5
故[σH1]= σHlim1xZN1/SHmin1=580x1/1=580N/ mm² R1?LB"aN
[σH2]= σHlim2xZN2/SHmin2=530x1.05/1=557 N/ mm² K#;EjR4H
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[σH1]= 580N/ mm²
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[σH2]= 557 N/ mm² E-i<^&E
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计算时的以小值代入 E3d# T
为齿数比. j6#RV@ p`
将各参数代入得 vN$j@h .
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则 @f%q ,:
的标准 A5kz(pj
中心距为 w6G<&1iH
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由于齿轮传动须装入箱体,现a为小数,结加工和测量带来不便,应调整为整数。方法为将Z2增加或减少1~2个齿,调整后位动比误差 只要在3-5%内, 因此Z2=93则a=150mm <~iA{sY)O
i实 vJfj1 f
合要求。 ~O~R,h>
故分度 圆直径 ES9|eo6
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齿度 ,#hx%$f}d
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3、校核齿根弯曲强度 {i| $^A3
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为齿形系数,查得 N_eZz#);
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为 用弯曲应力,由 i!DO
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所以大小齿轮弯曲强度足够 yy*8Aw}
4、确定齿轮的主要几何尺寸 -fm1T|>#
分度圆直径: *fj5$T-Z
8M,AFZ>F
齿顶圆直径: `z)q/;}fC
;p_@%*JAx
齿跟圆直径: b2<((H
;)'@kzi
齿宽: a#L:L8T;j
b1=b2+(5-10)=80-85取80 .nG14i7C
中心距 ^/V>^9CZ
5、确定齿轮制造精度 <jwQ&fm)/R
g,61'5\
查表确定齿轮第 II公差组为8级精度,第I,III公差与II组同为8级,并按设计手册资料推荐确定齿厚偏差。小轮为 gFQ\zOlY8a
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GJ,在零件上标示为8-GJGB10098-88,大轮齿厚偏差为KK,在零件工作图上标示为8-HKGBl0095-88。 %$6?em_
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五、轴的设计计算 &+7G|4!y
1、选择轴的材料,确定许用应力,选用45号钢。调质处理,查得轴毛坯直径 许用弯曲应力 QiQO>r
Z{
b($po
2、按轴所传递m转矩初估轴最小直径 qb$f ,E[
r^!P=BS{
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因装链轮之外有一键 ,轴加大5% (C!33s1
@(s"5i.`)
考虑到减速器、轴承、 轴器,外观等因素, 轴II与滚筒连接处直径为35,轴I与电动机连接处为30,由于轴 II负荷大,故设计,检验都以轴II为例,轴I设计如同轴II。 ,XmyC7y<
轴尺寸设计见附录 a[Oi
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3、校核轴强度,轴II负荷最大,须校核 CFU'-
#b
(1)轴上受力分析 e7^B3FOx
轴传递转矩 @ = M:RA
da/Tms`T
齿轮上圆周力 - .EH?{i
K-CF5i:
径后力 $+$S}i=
C>:'@o
Z
轴向力Fa=Ft tgB=2351*tg16.55978=701 7A mnxFC
运输带工作拉力为2500N J*} warf&
压轴力简单计为5000N gL:Vj%c
(2)受力图 "$Mz>]3&q
Z.DO 2=+=
BrO" _
FbWcq_
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TC+L\7
2aR<xcSg
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(3)作垂直面受力图b)及弯矩图d) ouE/\4'NB
①作垂直面受力图并求垂直面支反力 由 得 K8bKTG \
SYE+A`a
同理 VchI0KL?
②求垂直面弯矩并绘垂直面弯矩图MV图a) S
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Mm)yabP
(4)作水平面受力图c)及弯矩图e) MfA@)v
①作水平面受力图并求水平面支反力 由 得 ?` lD|~
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②求水平面弯矩并作水平面弯矩图 图e) qeUT]*
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截面c的变矩 K'_qi8Z
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MHC右=-280307Nmm .P
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截面B的弯矩 `a%MD>R_Lg
(5)求后来弯矩并作合成弯矩图f) uzI=.j
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(6)作扭矩aT图g) ;I&XG
考虑启,制动的影响 挤合 a=0.6 6O<UW.
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cn
(7)求出量变矩并作当量变矩图h) cNbUr
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(8)校核轴危险截面的强度 PY;tu#W!%
由图h)知轴上当量变矩最大的截面左右,轴承支点的B处,故校核该截面的当量应力。 P)kJ[Zv>f
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MLB=554794Nmm +i!5<nn
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六.滚动轴承的选择计算 uYMn VE"
由于减速器为直齿圆柱齿轮,载荷平稳,轴向冲击小,故选用深沟球轴承,由轴尺寸,初步选定驱动滚筒的轴Ⅱ上为深沟球轴承6309,带轮轴承选用6308,根据轴设计计算知只需验证驱动滚筒的那个轴承即可。 V9,<>
由于此轴承几乎不受轴向力,Pr2 =FR2 4LKpEl.=
u<Kowt<ci
FR2 =(RVB²+RHB²)½=(1175*1175+9381*9381)½=9454N Tb$))O}
代入Cr =[(Ff*Pr2)/Ft ]*(nl10h/16670)1/3 >`\.i,X.D
查表得fF=1Ft =1(取轴在工作时温度为120度以下) tL$,]I$1+
已知n要求每2年换轴承一次,由题知,时间为300*2*8*2=9600 I&{T 4.B:U
代入得Cr=38205 ==OUd6e}
由Cr比6309轴承Cr小,故合适。 *O
:JECKU
七、键的选择和计算 w6i2>nu_O
由轴设计知,运用C型键,键长40mm UDh\%?j
工作长度 ,键高8mm =mO5~~"W+v
接触高度 E{<#h9=>
Hw o _;fV
Jt=->
查表 o]q~sJVk6
知键合适 nzC *mPX8
八. 联轴器选择 P |tyyjO
轴外直径为30选用弹性套柱联轴器(GB4323—84)公称扭矩为125N.m,许用转速为3600r/min,而轴I扭矩为85.76,转速为960r/min,知远远合乎要求。 u%~'+=
九.润滑与密封方式选择 A?H#bRAs
由工作环境及载荷,由于该系统工作环境不是十分恶劣,载荷比较平稳,故选用SY1172—08号润滑油,密封方式见图纸。 TQ]gvi|m
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选用6308和6309深沟球轴承 Y~vk>ZC
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书,有意请进。