文字文字文字文字[p:1]这里有设计说明一.设计任务书 %%-hax.x0X
FdZG%N>Z
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。 C~PoC'"q
1.运输带工作拉力F=2.5 KN /-_<RQ
2.运输带工作速度V=1.4 M/S 6.|Qyk*
3.滚筒直径 D=200 mm LEJ8 .z6$
4.滚筒效率n=0.96 F9Y/Z5 Ea
5.工作情况 两班制,连续单向运转,载荷平稳; nm3/-Q},
6.工作环境 室内 ,灰尘较大 ,环境最高温度35度左右。 ^ .]]0Rp&
7.工作寿命15年,每年300个工作日,每日工作16小时 6L\?+=X
8.制作条件及生产批量 一般机械厂制造,小批量生产。 gOnVN6
部件:1电动机 :kMEL*
2V带传动或链传动 `tZ-8f
3减速器 UCv9G/$
4联轴器 _0uFe7sIZ
5输送带 ={GYJ.*Ah
6输送带鼓轮 beN(7jo
传动方案设计如下: 4PVkKP'/
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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 S @EkrC\4n
]lKQwpX3
1. 选择电动机的类型 +&w=*IAKZ
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 1b6ox6
2. 确定电动机的容量 t:|+U:! >
电动机所需功率由公式 fCA/
Pd=Pw/ηa (KW) yWs_Z6 b
Pw=Fv/1000ηw HhmC+3w.7
因此 Pd=Fv/1000ηaηw(KW)
qrFC4\q}
由电动机主卷筒轴的传动总效率为: w_gPX0N}3n
ηa=η带η²轴η齿η链 k#4%d1O}
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 Y[A`r0
工作机构效率ηw=η轴 xη卷 = 0.98 x 0.96 = 0.94 GYx_9"J\5
所以Pd=Fv/1000ηaηw=2500 x 1.2/1000 x 0.88 x 0.94=3.63 KW "]j GCo>9
查表10-1选电动机额定功率Pe为4.0KW 2^Tj@P7
3 确定电动机的转速 2 us-s
卷筒轴工作转速为: nw=60x1000v/πD=60x1000x1.2/πx200=114.6(r/min) W.xlS
ZEB
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. QFI8|i@
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电动机转速可选范围为: na=iaxnw=(8—24)x114.6=916.8—2750.4 *p;Fwj]
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). 3~"G(UP
4.确定传动装置的总传动比并分配各级传动比 r5qp[Ss3F
(1) 求传动比 J4qFU^
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: *rO#UE2
ia=na/nw =960/114.6=8.038 n*6 b*fl
(2) 分配传动装置传动比 +/60$60[z
ia=i带i减 n'D1s:W^B
为使V带传动外廓尺寸不致过大,选i带=2.5 ]HP
aM
则i减=ia/i带=3.35 qp*C%U
5.传动装置的运动和运动参数的计算 8LP L4l
(1) 各轴功率 uBLI!N-G
由PI=P齿xη01=Pd xη带=3.63 x 0.95=3.45(KW) :\x)`lu
PⅡ=Pxη12=PIxη轴η齿3.45x0.98x0.97=3.28(KW) -LL49P6
(2) 各轴扭矩 .__X-+^
Td = 9950Pd/ηm=9950x3.63/960=36.11(N/m) Z(p kj
TI=Tdxi01xη01=Tdxi带xη带=36.11x2.5x0.95=85.76(N/m) ^[}^+
$m`?x5rL8
n=1000 o5gt`H"
Z 6^AO=3
电动机 型号为Y132M-6 D 8^wR{-;J
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i带=2.5 Ml1sE,BT
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TI=85.76N/m J[rpMQ
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TⅡ=TIxi12xη12=TIxi1xi轴xη齿=85.76x3.35x0.98x0.97=273.11(N/m) b: UTq
7^
(3) 各轴转速 o5dPE{f
nI=nm/i带=960/2.5=334(r/min) O,"4HZG
nⅡ=nI/iI=384/3.35=114.6(r/min) nZe2bai
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三.V带传动设计 $W_sIS0\z
保证带传动工作时不打滑,同时具有足够的疲劳强度。 ]*/%5ZOI&
该系统载荷变动小,工作条件不是很恶劣,所以工况系数选用为1.2, Go;fQ yG
设计功率Pd=KAP kW Ec2?'*s
由电动机为4KW,得Pd=1.2x4000=4800kW, ~;)H |R5kV
由转速在满载时为960r/min /Py1Q
查表得 rJz`v/:|P
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四 .传动零件的计算 JWVn@)s
设计一般用途的传动零件 7*(K%e"U
1. 选择材料 z|v/hUrD
小齿轮选用45号钢调质,大齿轮用45号钢正火,查表得小齿轮齿面硬度HBS=217-255,大齿轮齿面硬度为160-217,计算时取平均值小齿轮为236,大齿轮为188。 zOn%\
2. 按齿面接触强度确定主要参数 >o4Ih^VB
d1≥[(671/[σH])²x(KT1/Φd)x(u+1)/u] 1/3 ,T0q.!d
T1为小齿轮传递的转矩T1=85.76(N/m) owe6ge7m
Φd为齿宽参数;由表知软齿面对称布置时φd=0.8214,由于是单级传动,速度低,轴的刚性较大,因此φd=1.1,K为载荷系数,对带式运输机,载荷平稳,且齿轮相对于轴承为对称布置,取K为1.4. 2B[I-
K s
0NMmN_Lr
[σH]为许用接触应力,由 [σH]= σHlim*ZN/Shmin(N/mm²) r68d\N`.
σHlim为实验齿轮的接触疲劳极限应力,查表,根据HBS1=236 查得 W0\
n?$ZC~
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 8],tGMu
t=15x300x16=72000h #<81`%
N1=60x384x72000=1660000000 fK10{>E1
N2=N1/u=1660000000/3.35=500000000 LNOz.2fr>
查得ZN1=1,ZN2=1.05(允许一定点蚀) V]6CHE:BS
SHmin为接触疲劳强度的最小安全系数,取SHmin1=SHmin2=1 Jk_}y
故[σH1]= σHlim1xZN1/SHmin1=580x1/1=580N/ mm² v{O(}@
[σH2]= σHlim2xZN2/SHmin2=530x1.05/1=557 N/ mm² 3)3$ L
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[σH1]= 580N/ mm² 905Lk>rB
[σH2]= 557 N/ mm² o>@9[F,h+
(T1d!v"~"
计算时的以小值代入 aSQvtv)91
为齿数比. N5Ih+8zT
将各参数代入得 lj"72
cp L '
?~WDlj3
则 +~'ap'k m
的标准 *7^w}v+.
中心距为 }J(o!2.
C0[Z>$
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 vl:V?-sY
i实 Gp}}MGk
合要求。 e3}o3c_
故分度 圆直径 6w*q~{"(
);1UbqVPD
齿度 ,xuA%CF-S
T )"Uq
3、校核齿根弯曲强度 on)$y&lu
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H@V+Q}
d1=59mm R d>PE=u
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d2=232.5 ^>tqg^
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为齿形系数,查得 bbAJ5EqL
jp viX#\S_
为应力,修正系数,查得 }S}9Pm,:
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为 用弯曲应力,由 ^rIe"Kx
查得 o}VW%G"
3,$G?auW
为弯有疲劳强度的寿命系数 X9/]<Y<!
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查得 _1U7@v:<@
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所以大小齿轮弯曲强度足够 i<uWLhgh1$
4、确定齿轮的主要几何尺寸 NiPa-yRh
分度圆直径: Pe<}kS
m 4
G"&yE.E5
齿顶圆直径: L4?)N&V
uxsfQ%3`#
齿跟圆直径: =n73bm
:SD^?.W\iT
齿宽: e+ckn
b1=b2+(5-10)=80-85取80 U6M3,"?
中心距 U#{^29ik=o
5、确定齿轮制造精度 ~:M"JNcs
dX8N7{"[
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"uOf;m
c2iPm9"eh
1=109.3N/mm ?}D|]i34
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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。 v[O }~E7'
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小轮8-GJGB10098-88 k`5jy~;
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大轮8-HKGBl0095-88 I:ag}L8`
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五、轴的设计计算 69 >-
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 @PaOQ@
WRBCNra
2、按轴所传递m转矩初估轴最小直径 Sj[iKCEKtv
i7%v2_
~$WBc qo
因装链轮之外有一键 ,轴加大5% /.1yxb#Z?,
@L 9C_a
考虑到减速器、轴承、 轴器,外观等因素, 轴II与滚筒连接处直径为35,轴I与电动机连接处为30,由于轴 II负荷大,故设计,检验都以轴II为例,轴I设计如同轴II。 xy^t_];X
轴尺寸设计见附录 **D3.-0u&
'{[n,xeR
V,*<E &+
\~(scz$
I1a>w=x!+
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L&I8lG
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3、校核轴强度,轴II负荷最大,须校核 _-R&A@
(1)轴上受力分析 H5)8TR3La
轴传递转矩 k0(_0o
Pe,:FIp,
齿轮上圆周力 /)-OK7x
_pN:p7l(
径后力 SmUj8?6"
2N}U B=J
轴向力Fa=Ft tgB=2351*tg16.55978=701 E |K|AdL
运输带工作拉力为2500N Pl\r|gS;
压轴力简单计为5000N ]=28s
*@
(2)受力图 '~\\:37+
S11ME
%jErLg
=A]*r9
;ipT0*Y
@km@\w
+}eH,
5kx-s6`!
qGXY
B~h3naSe
Ft=2351 N /=K(5Xd
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(3)作垂直面受力图b)及弯矩图d) Tvl"KVGm
①作垂直面受力图并求垂直面支反力 由 得 EYRg,U&'
sH.,O9'r
同理 adWH';Q:
②求垂直面弯矩并绘垂直面弯矩图MV图a) GDQQ4-|O
lFN|)(X
(4)作水平面受力图c)及弯矩图e) `d}t?qWS;F
①作水平面受力图并求水平面支反力 由 得 rtdEIk
gE9x+g
②求水平面弯矩并作水平面弯矩图 图e) jct'B}@X(
截面c的变矩 t\WU}aKML
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MHC左=-198816Nmm 6,!$S2(zT
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MHC右=-280307Nmm /m4Y87
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@O|`r(le
iI3,q-LA
S0ReT*I
截面B的弯矩 o7^0Lo5Z?
(5)求后来弯矩并作合成弯矩图f) iI;np+uYk
bAld'z#
(6)作扭矩aT图g) ;M"[dy`dY
考虑启,制动的影响 挤合 a=0.6 [#fz[U
vGOO"r(xL
(7)求出量变矩并作当量变矩图h) 7d/I"?=|rA
R[rOzoNp0
(8)校核轴危险截面的强度 gX|\O']6
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。 \(}pm#O
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MLB=554794Nmm =1xVw5^F
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3>=G-AH/$K
六.滚动轴承的选择计算 <p +7,aE_
由于减速器为直齿圆柱齿轮,载荷平稳,轴向冲击小,故选用深沟球轴承,由轴尺寸,初步选定驱动滚筒的轴Ⅱ上为深沟球轴承6309,带轮轴承选用6308,根据轴设计计算知只需验证驱动滚筒的那个轴承即可。 t{ `-G*^
由于此轴承几乎不受轴向力,Pr2 =FR2 b,'rz04^
um\A
FR2 =(RVB²+RHB²)½=(1175*1175+9381*9381)½=9454N ]7RK/Zu i
代入Cr =[(Ff*Pr2)/Ft ]*(nl10h/16670)1/3 ABL5T-*]
查表得fF=1Ft =1(取轴在工作时温度为120度以下) 9>ZX@1]m_
已知n要求每2年换轴承一次,由题知,时间为300*2*8*2=9600 f#hmMa
代入得Cr=38205 G^SDB!/@J
由Cr比6309轴承Cr小,故合适。 1v<uA9A%[
七、键的选择和计算 V8b^{}nxt
由轴设计知,运用C型键,键长40mm /Ao.b|mm
工作长度 ,键高8mm 6UuM`eu
接触高度 &(jt|?{
Zm(}~C29
238z'I+$G/
查表 Vg
mYm~y'
知键合适 9WHarv2 @
八. 联轴器选择 Ct:c%D(L
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。 LmUR@
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九.润滑与密封方式选择 ! \5)!B
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。 ZS@R ?
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选用6308和6309深沟球轴承 5p/.(
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