文字文字文字文字[p:1]这里有设计说明一.设计任务书 q|gG{9
a7OD%yQ
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。 p jHUlQ
1.运输带工作拉力F=2.5 KN Et`z7Q*e
2.运输带工作速度V=1.4 M/S |*OS;FD5
3.滚筒直径 D=200 mm m./lrz
4.滚筒效率n=0.96 *PZN Z{|m
5.工作情况 两班制,连续单向运转,载荷平稳; f5d"H6%L
6.工作环境 室内 ,灰尘较大 ,环境最高温度35度左右。 {T m-X`
7.工作寿命15年,每年300个工作日,每日工作16小时 R2t5T-8`c
8.制作条件及生产批量 一般机械厂制造,小批量生产。 oD~VK,.
部件:1电动机 gt'0B-;W
2V带传动或链传动 x*bM C&Ea
3减速器 d
t0?4 d
4联轴器 yWt87+%T
5输送带 Q@/wn
6输送带鼓轮 >RF[0s'-
传动方案设计如下: JBi<TDm/
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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 b3<<4Vf
=TwV_Dro~
1. 选择电动机的类型 <;phc~0+
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 kO~xE-(=
2. 确定电动机的容量 >bEH&7+@_'
电动机所需功率由公式 3Ki`W!C
Pd=Pw/ηa (KW) QYyF6ht=!
Pw=Fv/1000ηw 6=MejT
因此 Pd=Fv/1000ηaηw(KW) `c(,_oa{
由电动机主卷筒轴的传动总效率为: |
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ηa=η带η²轴η齿η链 .LN&EfMenF
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 gO gZ
工作机构效率ηw=η轴 xη卷 = 0.98 x 0.96 = 0.94 %* vYX0W"
所以Pd=Fv/1000ηaηw=2500 x 1.2/1000 x 0.88 x 0.94=3.63 KW Uk6Y6mU V
查表10-1选电动机额定功率Pe为4.0KW x44)o:
3 确定电动机的转速 ol:,02E&
卷筒轴工作转速为: nw=60x1000v/πD=60x1000x1.2/πx200=114.6(r/min) 4US8B=jk
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. ofj7$se
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电动机转速可选范围为: na=iaxnw=(8—24)x114.6=916.8—2750.4 =yz#L@\!
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). 7I&7YhFI
4.确定传动装置的总传动比并分配各级传动比 23_<u]V
(1) 求传动比 jMzHs*:
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: A0V"5syY
ia=na/nw =960/114.6=8.038 LJc
w->
(2) 分配传动装置传动比 {,]BqFXv
ia=i带i减 GH7{_@pv8
为使V带传动外廓尺寸不致过大,选i带=2.5 Jk}L+Xvv
则i减=ia/i带=3.35 Ke&lGf"5
5.传动装置的运动和运动参数的计算 f`:e#x
(1) 各轴功率 E,c~.jYc
由PI=P齿xη01=Pd xη带=3.63 x 0.95=3.45(KW) CbQ@l@d]
PⅡ=Pxη12=PIxη轴η齿3.45x0.98x0.97=3.28(KW) OV7vwj/-
(2) 各轴扭矩 95T%n{rz
Td = 9950Pd/ηm=9950x3.63/960=36.11(N/m) i\3BA"ZX
TI=Tdxi01xη01=Tdxi带xη带=36.11x2.5x0.95=85.76(N/m) Zv7@
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n=1000 d;mQ=k
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电动机 型号为Y132M-6 0Y)b319B
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i带=2.5 `DG6ollp{
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TI=85.76N/m XhWMvme
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TⅡ=TIxi12xη12=TIxi1xi轴xη齿=85.76x3.35x0.98x0.97=273.11(N/m) AN^ ,
(3) 各轴转速 ;f=:~go
nI=nm/i带=960/2.5=334(r/min) uqTOEHH7
nⅡ=nI/iI=384/3.35=114.6(r/min) eb9qg.9Z
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三.V带传动设计 Xt7uCs
保证带传动工作时不打滑,同时具有足够的疲劳强度。 +:Y6O'h.
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, Zmp ^!|=X!
设计功率Pd=KAP kW F`38sq
由电动机为4KW,得Pd=1.2x4000=4800kW, sF<4uy
由转速在满载时为960r/min 3b[_0
查表得 xknP
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四 .传动零件的计算 F}.<x5I-;h
设计一般用途的传动零件
c`AtKs)u
1. 选择材料 X >C*(/a
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。 hQPiGIs
2. 按齿面接触强度确定主要参数 r#3(;N{=
d1≥[(671/[σH])²x(KT1/Φd)x(u+1)/u] 1/3 k)dLJ<EM
T1为小齿轮传递的转矩T1=85.76(N/m) vt@.fT#e
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. KK}^E_v
X.bNU
[σH]为许用接触应力,由 [σH]= σHlim*ZN/Shmin(N/mm²) LEWeybT
σHlim为实验齿轮的接触疲劳极限应力,查表,根据HBS1=236 查得 j:\MrYt0H
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 9SXFiZA(r
t=15x300x16=72000h .[NB"\<q
N1=60x384x72000=1660000000 8?h-H#h
N2=N1/u=1660000000/3.35=500000000 @9-z8PyF
查得ZN1=1,ZN2=1.05(允许一定点蚀) V-Oy<
SHmin为接触疲劳强度的最小安全系数,取SHmin1=SHmin2=1 PiP\T.XANa
故[σH1]= σHlim1xZN1/SHmin1=580x1/1=580N/ mm² $62!R]C9\
[σH2]= σHlim2xZN2/SHmin2=530x1.05/1=557 N/ mm² AWc7TW
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K为1.4. 4%0eX]
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[σH1]= 580N/ mm² dbQUW#<Q
[σH2]= 557 N/ mm² R @N
I
D6=Z%h\*
计算时的以小值代入 rXPq'k'h#-
为齿数比. hy3j8?66
将各参数代入得 B&ItA76
aVNBF`
8QDs4Bv|
则 a|Io)Qhr
的标准 WvQK$}Ax4N
中心距为 7p}J]!Z
+P:xB0Tm
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 <5X?6*Qvr
i实 :8\!; !
合要求。 \
'G%%%;4
故分度 圆直径 ~w_4
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|WqEJ*$,
齿度 1BO$xq
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3、校核齿根弯曲强度 l?2(c
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d1=59mm bL
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Z1=27 ,WSK
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d1=67.5759 ;]YQWK
d2=232.5 5dOA^P@`,M
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为齿形系数,查得 $jMU|{
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为应力,修正系数,查得 ]=ar&1}J
$T* ##kyE9
为 用弯曲应力,由 9Br2}!Ny
查得 dv3+x\`9
$__e7
为弯有疲劳强度的寿命系数 6ExUNp @U>
K|*Cka{
查得 bDd$79@m
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故 hCRW0
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将各参数代入 H{|a+
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所以大小齿轮弯曲强度足够 9BLz
4、确定齿轮的主要几何尺寸 4s*P5w_'/
分度圆直径: Y">tfLIL_
o)n8,k&nm
齿顶圆直径: W"Dj+/uS
~bT0gIc
齿跟圆直径: uR)itmc?
3hR7 ./
齿宽: 9<<$uf.B
b1=b2+(5-10)=80-85取80 [K13Jy+
中心距 M4M
4*o
5、确定齿轮制造精度 `{I,!to
H_;Dq*
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 WlP@Tm5g/
Ndi'b_Sh\
1=109.3N/mm /0SG
[OG-ZcNu?
k_V1x0sZ
=YA%=
d_
A4';((OXy
DS>s_3V
2=103.3N/mm y=9a2[3Dz
cv:nlq)
}3:TPW5S
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<Q\`2{
d1=67.5mm lGG1d
H#U{i
d2=232.5mm O,qR$#l
KtEMH
da1=72.5mm \Qk:\aLR
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da2=237.5mm r_)-NOp
mm#U a/~1u
dF1=61.25mm 9][Mw[k>
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dF2=226.25mm C==tJog[
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a=150mm AaTtYd
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Qg6m
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Arp4$h
DA@
{ d-A
8QC:ro
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。 W]Ph:O^5c
AU'{aC+p
L6 _Sc-sU
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小轮8-GJGB10098-88 92tb`'
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大轮8-HKGBl0095-88 |ITg-t
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五、轴的设计计算 =1(BKk>
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 PLyu1{1"z
1W8W/Y=hT
2、按轴所传递m转矩初估轴最小直径 |q>Mw-=
X>4`{x `
b(VU{cf2d
因装链轮之外有一键 ,轴加大5% GwycSb1
-$q/7,os
考虑到减速器、轴承、 轴器,外观等因素, 轴II与滚筒连接处直径为35,轴I与电动机连接处为30,由于轴 II负荷大,故设计,检验都以轴II为例,轴I设计如同轴II。 uj@<_|7
轴尺寸设计见附录 IO'Q}bU4vs
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?F&w
3、校核轴强度,轴II负荷最大,须校核 X&.$/xaT
(1)轴上受力分析 yQ{_\t1Wd
轴传递转矩 ~^~RltY
K=TW}ZO
齿轮上圆周力 Ko)T>8:
(B,t
1+%
径后力 T1HiHvJ
y%bqeo
L~
轴向力Fa=Ft tgB=2351*tg16.55978=701 }]+}Tipd
运输带工作拉力为2500N K)UOx#xe1
压轴力简单计为5000N %@93^q[\2
(2)受力图 j :Jdwf
?{,)XFck
h_G|.7!
BC{J3<0bf@
|/=p
Y~hd<8 ~
irb.F>(x
AJlIA[Kt:
jQeE07g
s*/ G-
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(3)作垂直面受力图b)及弯矩图d) (T#(A4:6S
①作垂直面受力图并求垂直面支反力 由 得 0e:QuV2X
]7R&m)16
同理 (VXx G/E3
②求垂直面弯矩并绘垂直面弯矩图MV图a) vb. Y8[
)>X|o$2
(4)作水平面受力图c)及弯矩图e) # pjyhH@
①作水平面受力图并求水平面支反力 由 得 p5# P
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~iR!3+yg4
②求水平面弯矩并作水平面弯矩图 图e) )av'u.]%c
截面c的变矩 0jJ28.kOp
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RHA=3488N =S[FJaIu7
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B=Zukg1G
MHC右=-280307Nmm 9OQ0Yc!3
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截面B的弯矩 =_?pOq
(5)求后来弯矩并作合成弯矩图f) y[^k*,=
9
6Bq~\b^
(6)作扭矩aT图g) _r<zSH%
考虑启,制动的影响 挤合 a=0.6 S-M)MCL
P"V{y|2
(7)求出量变矩并作当量变矩图h) G1?0Q_RN
z3vsz
(8)校核轴危险截面的强度 /mMAwx
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。 }o!#_N0T
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MC右=28820Nmm wDT>">&d
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MLB=554794Nmm V>b2b5QAH,
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六.滚动轴承的选择计算 -PNi^
K_
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。 vU=9ydAj?
由于此轴承几乎不受轴向力,Pr2 =FR2 bA}AD`5
A/q2g7My
FR2 =(RVB²+RHB²)½=(1175*1175+9381*9381)½=9454N ^4c,U9J=
代入Cr =[(Ff*Pr2)/Ft ]*(nl10h/16670)1/3 HXQ e\r
查表得fF=1Ft =1(取轴在工作时温度为120度以下) T vrk^!
已知n要求每2年换轴承一次,由题知,时间为300*2*8*2=9600 IByf_E;r
代入得Cr=38205 PG{i,xq_B{
由Cr比6309轴承Cr小,故合适。 "-w^D!C
七、键的选择和计算 \7pipde
由轴设计知,运用C型键,键长40mm ldA!ou7
工作长度 ,键高8mm PJzc=XPU
接触高度 ]UDd :2yt
10p8|9rE}B
n;wwMMBM
查表 +' %@!
知键合适 %BUEX
八. 联轴器选择 Z&_y0W=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。 cA D[3b[Gk
九.润滑与密封方式选择 |xn#\epy@
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。 Q"40#RFA
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选用6308和6309深沟球轴承 -."kq.m*
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书,有意请进。