文字文字文字文字[p:1]这里有设计说明一.设计任务书 3</W}]$)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。 b>h
L*9
1.运输带工作拉力F=2.5 KN
d`gKF
2.运输带工作速度V=1.4 M/S
$UD$NSl
3.滚筒直径 D=200 mm @.&KRAZ
4.滚筒效率n=0.96 ?B+]Ex(\B,
5.工作情况 两班制,连续单向运转,载荷平稳; <
]"Uy p
6.工作环境 室内 ,灰尘较大 ,环境最高温度35度左右。 o 9rZ&Q<
7.工作寿命15年,每年300个工作日,每日工作16小时 oRo[WQla
8.制作条件及生产批量 一般机械厂制造,小批量生产。 hbdB67,
部件:1电动机 R ;k1(p
2V带传动或链传动 2c*w{\X
3减速器 ,ZI#p6
4联轴器 'yo-`nNFD
5输送带 /IQ$[WR cx
6输送带鼓轮 0fGt7 "Q
传动方案设计如下: |.KB
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二.电动机的选择传动装置的运动和动力参数计算 _%3p&1ld
7^V`B^Vu
1. 选择电动机的类型 '0^lMQMg
按工作要求和条件,选用Y系列一般用途全封闭式鼠笼型三相异步电动机 EL%P v1
2. 确定电动机的容量 8>G5VhCm~o
电动机所需功率由公式 1Vkb}A,'
Pd=Pw/ηa (KW) )gz]F_
Pw=Fv/1000ηw D^xg2D
因此 Pd=Fv/1000ηaηw(KW) :]4s;q:m
由电动机主卷筒轴的传动总效率为: r:PYAb=g
ηa=η带η²轴η齿η链 Em4'b1mDX%
按表4-1的V带传送速率η带=0.95,滚动轴承η轴=0.98,齿轮传动效率η齿=0.97,联轴器效率η联=0.99.则ηa=0.95 x 0.98 ² x 0.97 x 0.99 = 0.88 mo9(2@~<
工作机构效率ηw=η轴 xη卷 = 0.98 x 0.96 = 0.94 g\9&L/xDN
所以Pd=Fv/1000ηaηw=2500 x 1.2/1000 x 0.88 x 0.94=3.63 KW }+}Cl T
查表10-1选电动机额定功率Pe为4.0KW .AQTUd(_
3 确定电动机的转速 mG1!~}[
卷筒轴工作转速为: nw=60x1000v/πD=60x1000x1.2/πx200=114.6(r/min) S(Z\h_m(
根据表1-3的V带传动比i1=2-4,而单级圆柱齿轮减速器的传动比i2=4-6,因此总传动比的合理范围为:ia=8—24. z}iz~WZ
G*=&yx."E
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S?zP;
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Pe=4.0KW vR pO0qG
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JaR!9GVN7
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7<L!" 2VB
C!nbl+75
电动机转速可选范围为: na=iaxnw=(8—24)x114.6=916.8—2750.4 /1m+iM^V
符合这一范围的电动机同步转速有:750,1000,1500(r/min)三种,选用同步转速1000 (r/min)时,电动机的重量,价格及V带传动和减速器的传动比都比较合适,因此选定电动机型号为Y132M-6满载转速为nm=960(r/min). .Iz
JJp
4.确定传动装置的总传动比并分配各级传动比 .
Y$xNLoP[
(1) 求传动比 {d0
rUHP
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: i5_l//]
ia=na/nw =960/114.6=8.038 n<@C'\j@
(2) 分配传动装置传动比 6OJhF7\0&
ia=i带i减 c/=\YeR
为使V带传动外廓尺寸不致过大,选i带=2.5 sk_xQo#Y
3
则i减=ia/i带=3.35 ,1.Td=lY$
5.传动装置的运动和运动参数的计算 IFZw54
(1) 各轴功率 ~ 588md :
由PI=P齿xη01=Pd xη带=3.63 x 0.95=3.45(KW) mVN\
PⅡ=Pxη12=PIxη轴η齿3.45x0.98x0.97=3.28(KW) (]VY==t~
(2) 各轴扭矩 G)f!AuN=
Td = 9950Pd/ηm=9950x3.63/960=36.11(N/m) 5 /T#>l<
TI=Tdxi01xη01=Tdxi带xη带=36.11x2.5x0.95=85.76(N/m) biForT_no
knfmJUT
n=1000 E70o nR!i
@k# xr
电动机 型号为Y132M-6 gKmF#Z"\
h0A%KL
.81 ~ K[
hBifn\dFr
0QW;=@)d
b/\l\\$-
&m]jYvRc
i带=2.5 16nU`TN
i减=3.35 ;!7M<T$&
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W&[-QM8
S)'&+HamI
bb+iUV|Do
g706*o)h
TI=85.76N/m glkH??S
1=z\,~b
r^ '
TⅡ=TIxi12xη12=TIxi1xi轴xη齿=85.76x3.35x0.98x0.97=273.11(N/m) ?(}~[
(3) 各轴转速 i[z#5;x+<
nI=nm/i带=960/2.5=334(r/min) Bt1v7M
nⅡ=nI/iI=384/3.35=114.6(r/min) /^gu&xnS
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nI=334(r/min) N&|,!Cu
nⅡ=114.6(r/min) I\Cg-&e
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三.V带传动设计 Jje!*?&8X
保证带传动工作时不打滑,同时具有足够的疲劳强度。 %36@1l-N
该系统载荷变动小,工作条件不是很恶劣,所以工况系数选用为1.2, 8xkLfN|N=
设计功率Pd=KAP kW ,lFp4 C
由电动机为4KW,得Pd=1.2x4000=4800kW, u1\r:q
由转速在满载时为960r/min yD@eT:lyi
查表得 <Pi#-r.,
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四 .传动零件的计算 k~ByICE
设计一般用途的传动零件 0H]{,mVs
1. 选择材料 /jGV[_Q=P
小齿轮选用45号钢调质,大齿轮用45号钢正火,查表得小齿轮齿面硬度HBS=217-255,大齿轮齿面硬度为160-217,计算时取平均值小齿轮为236,大齿轮为188。 Wpi35JrC
2. 按齿面接触强度确定主要参数 |_>^vW1f
d1≥[(671/[σH])²x(KT1/Φd)x(u+1)/u] 1/3 U+@U/s%8
T1为小齿轮传递的转矩T1=85.76(N/m) y&-QLX L
Φd为齿宽参数;由表知软齿面对称布置时φd=0.8214,由于是单级传动,速度低,轴的刚性较大,因此φd=1.1,K为载荷系数,对带式运输机,载荷平稳,且齿轮相对于轴承为对称布置,取K为1.4. "WUS?Q
zsJermF,O
[σH]为许用接触应力,由 [σH]= σHlim*ZN/Shmin(N/mm²) _B&Lyg!J
σHlim为实验齿轮的接触疲劳极限应力,查表,根据HBS1=236 查得 ]JV'z<
σHlim1=580N/mm²(碳钢调质)根据HBS2=188 查得σHlim2=530 N/mm²(碳钢正火).ZN为接触疲劳强度的寿命系数,由N=60ant得:当a=1时,n1=384r/min nSC2wTH!1
t=15x300x16=72000h " aCAA#$J
N1=60x384x72000=1660000000 H;l_;c`
N2=N1/u=1660000000/3.35=500000000 dRnf
查得ZN1=1,ZN2=1.05(允许一定点蚀) Dfa3#{
SHmin为接触疲劳强度的最小安全系数,取SHmin1=SHmin2=1 >m..
故[σH1]= σHlim1xZN1/SHmin1=580x1/1=580N/ mm² "\KBF
[σH2]= σHlim2xZN2/SHmin2=530x1.05/1=557 N/ mm² J}:.I>
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K为1.4. X3X_=qzc
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|JxVfX8^
[σH1]= 580N/ mm² uK2HtRY1
[σH2]= 557 N/ mm² %+N]$Q
,=P&{38\q
计算时的以小值代入 T8x)i\<
为齿数比. 4a+gM._+O
将各参数代入得 bOFzq>k_
cMXv
m-vn5OX
则 ~v.mbh
的标准 G`Nw]_
Z_
中心距为 0\P5=hD)K
_SAM8!q4,
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 j|k/&q[St
i实 6]?mjG6
合要求。 @MES.g
故分度 圆直径 %^IQ<
$nO~A7
齿度 ?e$&=FC0;
p%I'd^}.!
3、校核齿根弯曲强度 Hd|[>4 Z
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d1=59mm }qn>#ETi
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Z1=27 u7L?9
Z2=90 @7twe;07r
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d1=67.5759 Y)sB]!hx
d2=232.5 tvI<Why\p
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为齿形系数,查得 /wJ#-DZ
&
kC
为应力,修正系数,查得 IuXgxR%
<P h50s4
为 用弯曲应力,由 4Zbn8GpC
查得 v"k ?e
cq
I $9
为弯有疲劳强度的寿命系数 |+
F ~zIu'
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查得 hEZvi
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故 6>]_H(z7
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将各参数代入 #]}Ii{1?Y
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所以大小齿轮弯曲强度足够 |^1g*fy?
4、确定齿轮的主要几何尺寸 .))g]CH
分度圆直径: iZNS? ^U
D9+qT<ojN
齿顶圆直径: /l<(i+0
=2$(
tXL
齿跟圆直径: icb)JZ1K
z|Y54o3
齿宽: ;a?<7LIx
b1=b2+(5-10)=80-85取80 CU|E-XPW
中心距 ]njNSn
5、确定齿轮制造精度 r|l?2 eO~
(7qlp*8.s
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 Cf(WO-F^
/phMrL=
1=109.3N/mm i(%2t(wf+
H4ie$/[$8
4 bk`i*-O
*)RKU),3nL
[)V~U?
NFTv4$5d
2=103.3N/mm #e@NV4q
_#V&rY&@
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zr!7*,
p
c!E{fS P
d1=67.5mm _.9 5>`
K~d'*J-
d2=232.5mm "73*0'm
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da1=72.5mm 6rnFXZ\
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da2=237.5mm .F,l>wUNe
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dF1=61.25mm t{c:<nN
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dF2=226.25mm B& @ pZYl
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a=150mm HN7tIz@Frc
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GJ,在零件上标示为8-GJGB10098-88,大轮齿厚偏差为KK,在零件工作图上标示为8-HKGBl0095-88。 #M~yt`R~
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五、轴的设计计算 O<Q8%Az
1、选择轴的材料,确定许用应力,选用45号钢。调质处理,查得轴毛坯直径 许用弯曲应力 b4dviYI
8Yk*$RR9
2、按轴所传递m转矩初估轴最小直径 .B<Bqr@?8
Dq~;h \='
NjZ~b/
因装链轮之外有一键 ,轴加大5% NW5OLa")J<
;6``t+]q
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。 2<B'PR-??y
轴尺寸设计见附录 3%5YUG@
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lNL=Yu2p_
V_SH90@)+
$].htm
3、校核轴强度,轴II负荷最大,须校核 1'<C-[1
(1)轴上受力分析 jCJcVO>OZ
轴传递转矩 hU#e\L 7
RHC ZP
齿轮上圆周力 kCTf>sJe
E7A!,A&>
径后力 |[>@Kk4
,_3hbT8Q
轴向力Fa=Ft tgB=2351*tg16.55978=701 z lr!
运输带工作拉力为2500N *XTd9E^tXq
压轴力简单计为5000N R (~wSL*R>
(2)受力图 ^OY]Y+S`Ox
2cYBm^o|x
>u$8Z
8v;^jo>ug
yQ2=d5'V`
d<a|dwAeh
;>?h/tS6
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(3)作垂直面受力图b)及弯矩图d) wX,V:QE
①作垂直面受力图并求垂直面支反力 由 得 {OU|'
S&-K!XyJ
同理 rJ!cma
②求垂直面弯矩并绘垂直面弯矩图MV图a) 8%[pno
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(4)作水平面受力图c)及弯矩图e) ^xZh@e5
①作水平面受力图并求水平面支反力 由 得 ?%,NOX
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②求水平面弯矩并作水平面弯矩图 图e) g*Y,.
截面c的变矩 Y2H-D{a27
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截面B的弯矩 ZL MH~cc
(5)求后来弯矩并作合成弯矩图f) Ui{%q@
Vz{+3vfra6
(6)作扭矩aT图g) 6cQgp]%
考虑启,制动的影响 挤合 a=0.6 KyvZ?R
?$ r`T]>`2
(7)求出量变矩并作当量变矩图h) d0cL9&~qW
NFK`,
(8)校核轴危险截面的强度 $6hPTc<C
由图h)知轴上当量变矩最大的截面左右,轴承支点的B处,故校核该截面的当量应力。 @ZKf3,J0
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六.滚动轴承的选择计算 MtJ-pa~n
由于减速器为直齿圆柱齿轮,载荷平稳,轴向冲击小,故选用深沟球轴承,由轴尺寸,初步选定驱动滚筒的轴Ⅱ上为深沟球轴承6309,带轮轴承选用6308,根据轴设计计算知只需验证驱动滚筒的那个轴承即可。 ?I?G+(bq
由于此轴承几乎不受轴向力,Pr2 =FR2 qA[lL(
zyS8LZ-y9
FR2 =(RVB²+RHB²)½=(1175*1175+9381*9381)½=9454N 7i($/mNl
代入Cr =[(Ff*Pr2)/Ft ]*(nl10h/16670)1/3 W_B=}lP@x
查表得fF=1Ft =1(取轴在工作时温度为120度以下) D_lRYLA+
已知n要求每2年换轴承一次,由题知,时间为300*2*8*2=9600 b~zSsws.
代入得Cr=38205 `bQ_eRw}
由Cr比6309轴承Cr小,故合适。 jf3Zy:*K
七、键的选择和计算 hF$`=hE,F~
由轴设计知,运用C型键,键长40mm +0Q
工作长度 ,键高8mm \dHqCQ
接触高度 :$D*ab^^P
*duG/?>P
v*.R<-X:
查表 }T[@G6#
知键合适 |jIH gm
八. 联轴器选择 \9[vi +T
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。 \=0;EI-j
九.润滑与密封方式选择 Wx0i_HFR
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。 b d 1^
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选用6308和6309深沟球轴承 wNi%u{T
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书,有意请进。