文字文字文字文字[p:1]这里有设计说明一.设计任务书 %p0b{P j_p
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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。 WP5VcBC
1.运输带工作拉力F=2.5 KN [{`)j
2.运输带工作速度V=1.4 M/S J?Ck4dQ
3.滚筒直径 D=200 mm $^}[g9]1
4.滚筒效率n=0.96 >b>MKm>q
5.工作情况 两班制,连续单向运转,载荷平稳; r4E`'o[
6.工作环境 室内 ,灰尘较大 ,环境最高温度35度左右。 }>V/H]B
7.工作寿命15年,每年300个工作日,每日工作16小时 * [tc
8.制作条件及生产批量 一般机械厂制造,小批量生产。 jCzGus!rM
部件:1电动机 ^J8uhV;w
2V带传动或链传动 (lb6]MtTHY
3减速器 !:(C"}5wM
4联轴器 QhsMd-v
5输送带 @]f3|>I
6输送带鼓轮 |GtY*|
传动方案设计如下: k, f)2<
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二.电动机的选择传动装置的运动和动力参数计算 hv>KX
X&a:g
1. 选择电动机的类型 o@W_ai_
按工作要求和条件,选用Y系列一般用途全封闭式鼠笼型三相异步电动机 q8>t!rh<R
2. 确定电动机的容量 N}b^fTq
电动机所需功率由公式 *KJB>W%@uM
Pd=Pw/ηa (KW) *0y{ ~@
Pw=Fv/1000ηw Kb&V!#o)
因此 Pd=Fv/1000ηaηw(KW) <sX VW
由电动机主卷筒轴的传动总效率为: j13DJ.xu
ηa=η带η²轴η齿η链 !`&\Lx_
按表4-1的V带传送速率η带=0.95,滚动轴承η轴=0.98,齿轮传动效率η齿=0.97,联轴器效率η联=0.99.则ηa=0.95 x 0.98 ² x 0.97 x 0.99 = 0.88 \\:|Odd
工作机构效率ηw=η轴 xη卷 = 0.98 x 0.96 = 0.94 -\#lF?fzb
所以Pd=Fv/1000ηaηw=2500 x 1.2/1000 x 0.88 x 0.94=3.63 KW f+x;:
查表10-1选电动机额定功率Pe为4.0KW mnjs(x<m
3 确定电动机的转速 83 I-X95
卷筒轴工作转速为: nw=60x1000v/πD=60x1000x1.2/πx200=114.6(r/min) PcC/_+2
根据表1-3的V带传动比i1=2-4,而单级圆柱齿轮减速器的传动比i2=4-6,因此总传动比的合理范围为:ia=8—24. Vr=OYI'A
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电动机转速可选范围为: na=iaxnw=(8—24)x114.6=916.8—2750.4 >&:NFq-
符合这一范围的电动机同步转速有:750,1000,1500(r/min)三种,选用同步转速1000 (r/min)时,电动机的重量,价格及V带传动和减速器的传动比都比较合适,因此选定电动机型号为Y132M-6满载转速为nm=960(r/min). Q~{H@D`<
4.确定传动装置的总传动比并分配各级传动比 Oz:
*LZ
(1) 求传动比 2`GOJ,$
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: !C4!LZ0A
ia=na/nw =960/114.6=8.038 fHRMu:q
(2) 分配传动装置传动比 c!K]J
ia=i带i减 G\de2Q"d:O
为使V带传动外廓尺寸不致过大,选i带=2.5 E>|: D
则i减=ia/i带=3.35 Jl3g{a
5.传动装置的运动和运动参数的计算 S!v(+|
(1) 各轴功率 ,Wbwg
由PI=P齿xη01=Pd xη带=3.63 x 0.95=3.45(KW) @#g<IBG=*
PⅡ=Pxη12=PIxη轴η齿3.45x0.98x0.97=3.28(KW) ar9]"s+'
(2) 各轴扭矩 6!'3oN{
Td = 9950Pd/ηm=9950x3.63/960=36.11(N/m) 9h4({EE2t
TI=Tdxi01xη01=Tdxi带xη带=36.11x2.5x0.95=85.76(N/m) #Lv2Zoi>G
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n=1000 ~\LCvcY"X
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电动机 型号为Y132M-6 2;a(8^n
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i带=2.5 FC i U
i减=3.35 #txE=e"&o
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TI=85.76N/m 5[0
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TⅡ=TIxi12xη12=TIxi1xi轴xη齿=85.76x3.35x0.98x0.97=273.11(N/m) r\qj!
(3) 各轴转速 V-<GT?
nI=nm/i带=960/2.5=334(r/min) T}V!`0vKw
nⅡ=nI/iI=384/3.35=114.6(r/min) ]QzGE8jp*
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三.V带传动设计 ,E S0NA
保证带传动工作时不打滑,同时具有足够的疲劳强度。 Cd#(X@n
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, wW>A_{Y
设计功率Pd=KAP kW J')o|5S1N
由电动机为4KW,得Pd=1.2x4000=4800kW, @>,^":`#
由转速在满载时为960r/min
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查表得 ?9
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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 |NlO7aQ>2H
1. 选择材料 :@yEQ#nFp
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。 [|v][Hwv
2. 按齿面接触强度确定主要参数 (|2t#'m
d1≥[(671/[σH])²x(KT1/Φd)x(u+1)/u] 1/3 ]>!K3kB
T1为小齿轮传递的转矩T1=85.76(N/m) xH ]Ct~md
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. !M(xG%M-V
~-k9%v`
[σH]为许用接触应力,由 [σH]= σHlim*ZN/Shmin(N/mm²) 28-RC>,@}
σHlim为实验齿轮的接触疲劳极限应力,查表,根据HBS1=236 查得 TP*hd
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 X;$+,&M"
t=15x300x16=72000h #`^}PuQ
N1=60x384x72000=1660000000 a,,ex i
N2=N1/u=1660000000/3.35=500000000 j;zM{qu_
查得ZN1=1,ZN2=1.05(允许一定点蚀) GC-5X`Sq
SHmin为接触疲劳强度的最小安全系数,取SHmin1=SHmin2=1 `>o{P/HN
故[σH1]= σHlim1xZN1/SHmin1=580x1/1=580N/ mm² -E[Kml~U
[σH2]= σHlim2xZN2/SHmin2=530x1.05/1=557 N/ mm² :@Pl pFK
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[σH1]= 580N/ mm² {lzWrUGO
[σH2]= 557 N/ mm² ^oz3F]4,g
QE+g
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计算时的以小值代入 `,(4]tlL
为齿数比.
J[|y:N
将各参数代入得 x;.Jw6g
d'gfQlDny
HVCe;eI
则 C[AqFo
的标准 ! I:%0D
中心距为 X,%
0/6*]
W+c<2?d:
由于齿轮传动须装入箱体,现a为小数,结加工和测量带来不便,应调整为整数。方法为将Z2增加或减少1~2个齿,调整后位动比误差 只要在3-5%内, 因此Z2=93则a=150mm _yx>TE2e
i实 q9K)Xk$LF
合要求。 m])y.T
故分度 圆直径 net@j#}j-
xIW3={b 3
齿度 G_8R K,H.
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3、校核齿根弯曲强度 !*&V-4
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d1=59mm +o{R _
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为齿形系数,查得 '~<m~UXvD#
=l;ewlU
为应力,修正系数,查得 (!aNq(
LVfF[
为 用弯曲应力,由 qPK*%Q<;
查得 KnQ*vM*VM
3?9IJ5p
为弯有疲劳强度的寿命系数 RDi]2
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查得 F?*-4I-
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故 [< ?s?Ci
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将各参数代入 L|:`^M+^w
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所以大小齿轮弯曲强度足够 wo;~7K
4、确定齿轮的主要几何尺寸 NdA[C|_8}f
分度圆直径: s^G.]%iU
r[`9uVT/
齿顶圆直径: u"cV%(#
+K:Dx!9
齿跟圆直径: }_M~2L?i
y*jp79G
齿宽: T= y}y
b1=b2+(5-10)=80-85取80 Cx@);4arj
中心距 ,F8 Yn5h
5、确定齿轮制造精度 / |;RV"
abmYA#
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 r"3=44St
FF`T\&u
1=109.3N/mm VX0 %a@ur
z1 |TC
urs,34h
wY{-BuXv
+aCv&sg
TTX5EDCrC
2=103.3N/mm W fN2bsx>
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[\98$BN
d1=67.5mm ]KKS"0a
5K1)1E/Fu
d2=232.5mm B?gOHG*vd>
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da1=72.5mm k<nZ+! M
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da2=237.5mm A7Cm5>Y_S
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?um;s-x)
GJ,在零件上标示为8-GJGB10098-88,大轮齿厚偏差为KK,在零件工作图上标示为8-HKGBl0095-88。 [r\Du|R-*
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小轮8-GJGB10098-88 RT4x\&q
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大轮8-HKGBl0095-88 mX"oW_EK
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五、轴的设计计算 ea2ayT
1、选择轴的材料,确定许用应力,选用45号钢。调质处理,查得轴毛坯直径 许用弯曲应力 .WJYQi
@Sn(lnlB
2、按轴所传递m转矩初估轴最小直径 %g$o/A$
] )\Pqn(
a 7V-C
因装链轮之外有一键 ,轴加大5% KhR8 1\
cGzPI+F
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。 ,.8KN<A2]'
轴尺寸设计见附录 dh iuI|?@
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3、校核轴强度,轴II负荷最大,须校核 qiBVGH
(1)轴上受力分析
:KP@RZm
轴传递转矩 k)=s>&hl
BG]#o|KW
齿轮上圆周力 "_NN3lD)X
C1n>M}b
径后力 ~-Qw.EdC
A[{yCn`tM
轴向力Fa=Ft tgB=2351*tg16.55978=701 'yEHI
运输带工作拉力为2500N #gs`#6 ,'
压轴力简单计为5000N D.u{~
(2)受力图 [<yaXQxl
fxHH;hRfv
`e&Suyf4B
L\ "d
!PQ<04jA!
+lcbi
S g![Lsj
-zeG1gr3
.|fHy
s-Tv8goNV
Ft=2351 N AH7}/Rc
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(3)作垂直面受力图b)及弯矩图d) <R=Zs[9M1
①作垂直面受力图并求垂直面支反力 由 得 BpPy&
)1`0PJoHE
同理 fJ!R6D
②求垂直面弯矩并绘垂直面弯矩图MV图a) }Oq5tC@$G
r52gn(,
(4)作水平面受力图c)及弯矩图e) Pw"-S?`(
①作水平面受力图并求水平面支反力 由 得 Z,Dl` w
I:1C8*/
②求水平面弯矩并作水平面弯矩图 图e) 1^JS Dd
截面c的变矩 .Vvx,>>D
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截面B的弯矩 Qh\60f>0
(5)求后来弯矩并作合成弯矩图f) f9{Rb/l!BQ
u.xnO cOH!
(6)作扭矩aT图g) q^<?]8
考虑启,制动的影响 挤合 a=0.6 2`=7_v
YS"=yye3e
(7)求出量变矩并作当量变矩图h) 9CD_os\h
I51@QJX
(8)校核轴危险截面的强度 z!9-:
由图h)知轴上当量变矩最大的截面左右,轴承支点的B处,故校核该截面的当量应力。 ln
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六.滚动轴承的选择计算 S{T >}'y
由于减速器为直齿圆柱齿轮,载荷平稳,轴向冲击小,故选用深沟球轴承,由轴尺寸,初步选定驱动滚筒的轴Ⅱ上为深沟球轴承6309,带轮轴承选用6308,根据轴设计计算知只需验证驱动滚筒的那个轴承即可。 \Yr Ue1
由于此轴承几乎不受轴向力,Pr2 =FR2 KHvYUTY
8zW2zkv2|#
FR2 =(RVB²+RHB²)½=(1175*1175+9381*9381)½=9454N FGBbO\</
代入Cr =[(Ff*Pr2)/Ft ]*(nl10h/16670)1/3 &mS^ZyG
查表得fF=1Ft =1(取轴在工作时温度为120度以下) N4TV
已知n要求每2年换轴承一次,由题知,时间为300*2*8*2=9600 5*u+q2\F
代入得Cr=38205 @-`*m+$U6
由Cr比6309轴承Cr小,故合适。 0?|<I{z2
七、键的选择和计算 `C'H.g\>2Q
由轴设计知,运用C型键,键长40mm iuul7VR-%
工作长度 ,键高8mm F#5~M<`.o
接触高度 &s>Jb?_5Mx
nKj7.,>;:<
2&J)dtqz
查表 YKK*ER0
知键合适 -X6PRE5a2
八. 联轴器选择 ]JQULE)
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。 /&JT~M
九.润滑与密封方式选择 )J(6xy
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。 4 s9LB
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选用6308和6309深沟球轴承 b"
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