文字文字文字文字[p:1]这里有设计说明一.设计任务书 NEX\+dtE~0
)0NA*<Q+.
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。 @Fo0uy\G
1.运输带工作拉力F=2.5 KN j}y"
2.运输带工作速度V=1.4 M/S 5[0n'uH
3.滚筒直径 D=200 mm 6%)dsTAB
4.滚筒效率n=0.96 5@i/4%S
5.工作情况 两班制,连续单向运转,载荷平稳; ]g:VvTJ;?
6.工作环境 室内 ,灰尘较大 ,环境最高温度35度左右。 IkD\YPL;
7.工作寿命15年,每年300个工作日,每日工作16小时 )s!x)< d;
8.制作条件及生产批量 一般机械厂制造,小批量生产。 +~7@K{6q-
部件:1电动机 *dGW=aM#C
2V带传动或链传动 =x=#Etj|
3减速器 mp}ZHuf G
4联轴器 :=-h'<D
5输送带 zE<}_nA
6输送带鼓轮 :Vv=p*~
传动方案设计如下: >I+O@
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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 Syo1Dq6z.
b1R%JY7/S
1. 选择电动机的类型 AKejWh
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 ?=$a6o
2. 确定电动机的容量 gM '_1zs
U
电动机所需功率由公式 b~z1%?
Pd=Pw/ηa (KW) n'K,*
Pw=Fv/1000ηw !D!Q]M5oU
因此 Pd=Fv/1000ηaηw(KW) ULNU'6
由电动机主卷筒轴的传动总效率为: %[l5){:05
ηa=η带η²轴η齿η链 vg5i+ry<
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
(0bvd
工作机构效率ηw=η轴 xη卷 = 0.98 x 0.96 = 0.94 )\8l6Gw
所以Pd=Fv/1000ηaηw=2500 x 1.2/1000 x 0.88 x 0.94=3.63 KW qn5e[Vn
查表10-1选电动机额定功率Pe为4.0KW TW"
TgOfd
3 确定电动机的转速 !X*+Ct^
卷筒轴工作转速为: nw=60x1000v/πD=60x1000x1.2/πx200=114.6(r/min) o+r?N5
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. _Y?p =;
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Pe=4.0KW /
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Yz7H@Y2i
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3>asl54
H2[VZ&Pg
电动机转速可选范围为: na=iaxnw=(8—24)x114.6=916.8—2750.4 p)2
!_0
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). W}jel}:
4.确定传动装置的总传动比并分配各级传动比 r{2V`h1/|
(1) 求传动比 2MY-9(no
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: +U9m
ia=na/nw =960/114.6=8.038 w1U2cbCr/
(2) 分配传动装置传动比 T6mbGE*IeE
ia=i带i减 r'*x><m'
为使V带传动外廓尺寸不致过大,选i带=2.5 E/+H~YzO
则i减=ia/i带=3.35 @ByD=
5.传动装置的运动和运动参数的计算 3lr9nBR
(1) 各轴功率 QiO4fS'~W
由PI=P齿xη01=Pd xη带=3.63 x 0.95=3.45(KW) T<XGG_NOl
PⅡ=Pxη12=PIxη轴η齿3.45x0.98x0.97=3.28(KW) @>:V?
(2) 各轴扭矩 @2(7
ZxI
Td = 9950Pd/ηm=9950x3.63/960=36.11(N/m) {o>51fXc)
TI=Tdxi01xη01=Tdxi带xη带=36.11x2.5x0.95=85.76(N/m) :DWvH,{+&
,jH<i.2R
n=1000 zP554Gr ?
&k53*Wo
电动机 型号为Y132M-6 vX?MB
n0)0"S|y1
_EHz>DJ9
k|uW~I)
r{LrQ
+9 gI^Gt
k65V5lb
i带=2.5 IkWV|E
i减=3.35 &<dC3o!
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G.{)#cR
TI=85.76N/m LOO<)XFJ
ccR#<Pb6q
3[{RH*nHD
TⅡ=TIxi12xη12=TIxi1xi轴xη齿=85.76x3.35x0.98x0.97=273.11(N/m) b;;mhu[D
(3) 各轴转速 <Pn]{N
nI=nm/i带=960/2.5=334(r/min) TKH!,Ow9A
nⅡ=nI/iI=384/3.35=114.6(r/min) npCiqO
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nI=334(r/min) &YOks.k
nⅡ=114.6(r/min) b?]Lx.l-
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三.V带传动设计 !4mg]~G
保证带传动工作时不打滑,同时具有足够的疲劳强度。 hCpcX"wND
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, B&rw R/d
设计功率Pd=KAP kW +rFAo00E|
由电动机为4KW,得Pd=1.2x4000=4800kW, c-oIP~,
由转速在满载时为960r/min
{,+MaH
查表得 NbPNcjPL
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四 .传动零件的计算
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设计一般用途的传动零件 {&J~P&,k
1. 选择材料 pxn@rN#*
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。 L{rd',
2. 按齿面接触强度确定主要参数 S_TD o
d1≥[(671/[σH])²x(KT1/Φd)x(u+1)/u] 1/3 #{?~XS
T1为小齿轮传递的转矩T1=85.76(N/m) {[3xi`0-
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. pp{2[>
_+X-D9j(l
[σH]为许用接触应力,由 [σH]= σHlim*ZN/Shmin(N/mm²) gD2P)7:
σHlim为实验齿轮的接触疲劳极限应力,查表,根据HBS1=236 查得 0Py*%}r1
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 bz}-[W+
t=15x300x16=72000h I1Otu~%d
N1=60x384x72000=1660000000 bjo}95
N2=N1/u=1660000000/3.35=500000000 4xH/a1&p=
查得ZN1=1,ZN2=1.05(允许一定点蚀) 9F[_xe@
SHmin为接触疲劳强度的最小安全系数,取SHmin1=SHmin2=1 5+Ao.3Xn
故[σH1]= σHlim1xZN1/SHmin1=580x1/1=580N/ mm² %DA&txX}w
[σH2]= σHlim2xZN2/SHmin2=530x1.05/1=557 N/ mm² Ra"hdxH
C57m{RH
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Au6Y]
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K为1.4. }8POm#
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?C#E_
[σH1]= 580N/ mm² N0.|Mb"?t
[σH2]= 557 N/ mm² DU0/if9.
Pc_aEBq
计算时的以小值代入 tAF?.\x"g
为齿数比. nYFrp)DLK
将各参数代入得 5nUJ9sqA
NC#F:M;b
__2<v?\
则 h%krA<G9
的标准 LP=j/qf|
中心距为
fT|A^
W*t]
d
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 ;4[[T%&v
i实 !t^DN\\#
合要求。 ])o{!}QUl\
故分度 圆直径 XTo7fbW*
}Nsdk',}
齿度 vWZXb`
8.[F3Tk=
3、校核齿根弯曲强度 8 {V9)U
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EU %,tp
)63
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d1=59mm +yp:douERi
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jYFJk&c
RqtBz3v
Z1=27 I I+y
Z2=90 W&IG,7tr
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d1=67.5759 C9!t&<\}
d2=232.5 m&:&z7^p
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为齿形系数,查得 0%ul6LvM
EtKq.<SJ
为应力,修正系数,查得 _MBhwNBxZ
X0G,tl
为 用弯曲应力,由 }a7d(7
查得 `tk oS
c*;oR$VW
为弯有疲劳强度的寿命系数 #\0m(v
yQ$irS?
查得 S,c{LTL
i]v3CY|3AI
故 ] pn
U"
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将各参数代入 sbW+vc
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所以大小齿轮弯曲强度足够 }9ulHiR
4、确定齿轮的主要几何尺寸 !!.@F;]W
分度圆直径: \; XJ$~>
>l0Qd1
齿顶圆直径: C^$E#|E9 N
Ku'a,\7z
齿跟圆直径: (6fD5XtS
K"l~bFCZ8
齿宽: ub?dfS9$_
b1=b2+(5-10)=80-85取80 Bl>m`/\1i
中心距 \(??Ytc<B
5、确定齿轮制造精度 / :$WOQ
&&;.7E
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 MgiW9@_(
Ktk?(49
1=109.3N/mm ^2dQVV.
D?BegF
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2=103.3N/mm Lum=5zDo
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~JRq :
d1=67.5mm CL7_3^2qI
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d2=232.5mm X!V#:2JY
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da1=72.5mm odL*_<Z
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da2=237.5mm $$ $[Vn_H<
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dF1=61.25mm |7K>`
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GJ,在零件上标示为8-GJGB10098-88,大轮齿厚偏差为KK,在零件工作图上标示为8-HKGBl0095-88。 O:'qwJ#~
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大轮8-HKGBl0095-88 |c2sJy j*
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五、轴的设计计算 goF87^M
1、选择轴的材料,确定许用应力,选用45号钢。调质处理,查得轴毛坯直径 许用弯曲应力 34N~<-9AY
Ok\X%avq
2、按轴所传递m转矩初估轴最小直径 1iLU{m9
f{[0;qDJ
`]@=Hx(
因装链轮之外有一键 ,轴加大5% ; Ad5Jk
nu~]9~)I
考虑到减速器、轴承、 轴器,外观等因素, 轴II与滚筒连接处直径为35,轴I与电动机连接处为30,由于轴 II负荷大,故设计,检验都以轴II为例,轴I设计如同轴II。 }P{Wk7#Jq
轴尺寸设计见附录 t&[<Dl/L
O1t$]k:
"8cI]~V
M3|G^q:l
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3、校核轴强度,轴II负荷最大,须校核 .\^0RyJE
(1)轴上受力分析 Y`bTf@EP>
轴传递转矩 rHX^bcYK
%|D)%|Z
齿轮上圆周力 .)!QsBU
y@!o&,,mq
径后力 ty0P9.Q
IyyBW2
轴向力Fa=Ft tgB=2351*tg16.55978=701 yivu|q
运输带工作拉力为2500N L8PX SJ
压轴力简单计为5000N X(nyTR8
(2)受力图 F1L[3D^-
4#0 3x:/<\
c!4F0(n4
4r1\&sI$~
Q]xkDr?
\{lv~I
J}X{8Ds9
HN{c)DIm]
_f^KP@^j
IFX$\+-
Ft=2351 N UlE%\L0GD&
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Fr=893N +hmFFQQ}
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(3)作垂直面受力图b)及弯矩图d) BPba3G9H
①作垂直面受力图并求垂直面支反力 由 得 )\fY1WD
do}LaUz
同理 DZ8|20b
②求垂直面弯矩并绘垂直面弯矩图MV图a) O<gfZ>
DmiBM6t3N
(4)作水平面受力图c)及弯矩图e) rVYoxXv
①作水平面受力图并求水平面支反力 由 得 afEa@et'
9Eyx Ob
②求水平面弯矩并作水平面弯矩图 图e) k"(]V
截面c的变矩 N4!`iS Y
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截面B的弯矩 <#63tN9
(5)求后来弯矩并作合成弯矩图f) \INH[X#>
v\0 G`&^1
(6)作扭矩aT图g) QFyL2Xes/
考虑启,制动的影响 挤合 a=0.6 &K)8
::L2zVq5V
(7)求出量变矩并作当量变矩图h) R`?l.0
~xH&"1
(8)校核轴危险截面的强度 &c`-/8c
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。 ^
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六.滚动轴承的选择计算 M,Gy.ivz
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。 gv!8' DKn
由于此轴承几乎不受轴向力,Pr2 =FR2 !}*N';
6fwNlC/9
FR2 =(RVB²+RHB²)½=(1175*1175+9381*9381)½=9454N yUoR6w
代入Cr =[(Ff*Pr2)/Ft ]*(nl10h/16670)1/3 0'q4=!l
查表得fF=1Ft =1(取轴在工作时温度为120度以下) , 5'o>Y
已知n要求每2年换轴承一次,由题知,时间为300*2*8*2=9600 Y#U.9>h
代入得Cr=38205 Q
G)s
由Cr比6309轴承Cr小,故合适。 N#w5}It
七、键的选择和计算 %V_ XY+o
由轴设计知,运用C型键,键长40mm ^[ae
)}
工作长度 ,键高8mm +sNS
接触高度 '.}}k!#
~Ps *i]n(
|T#cq!
查表 7j&
t{q5
知键合适 OM'iJB6=
八. 联轴器选择 6:1`lsP
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。 5hs_k[q
九.润滑与密封方式选择 e8,_"_1:F
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。 }_Bo:*9B-o
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选用6308和6309深沟球轴承 ,@Csa#
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书,有意请进。