文字文字文字文字[p:1]这里有设计说明一.设计任务书 Nf4@m|#
(Mfqzy
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。 1O Ft}>1
1.运输带工作拉力F=2.5 KN tV=Qt[|@
2.运输带工作速度V=1.4 M/S >J9Qr#=H2
3.滚筒直径 D=200 mm ,O:4[M !$w
4.滚筒效率n=0.96 a0ms9%Y;Q[
5.工作情况 两班制,连续单向运转,载荷平稳; ]4t1dVD
6.工作环境 室内 ,灰尘较大 ,环境最高温度35度左右。 >7WT4l)7!b
7.工作寿命15年,每年300个工作日,每日工作16小时 d[h=<?E5
8.制作条件及生产批量 一般机械厂制造,小批量生产。 eYv^cbO@:
部件:1电动机 bmHj)^v5]
2V带传动或链传动 j/Kul}Ml\*
3减速器 gkK(7=r%
4联轴器 qg j;E=7
5输送带 Oyb9
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6输送带鼓轮 Idu'+O4
传动方案设计如下: e[fld,s
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二.电动机的选择传动装置的运动和动力参数计算 aEEb1Y
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1. 选择电动机的类型 >of9m
按工作要求和条件,选用Y系列一般用途全封闭式鼠笼型三相异步电动机 }L`Z<h*H
2. 确定电动机的容量 (Ms0pm-#t
电动机所需功率由公式 ^S|}<6~6b
Pd=Pw/ηa (KW) 'K23oQwDB
Pw=Fv/1000ηw ,=pn}\R
因此 Pd=Fv/1000ηaηw(KW) B0g?!.#23
由电动机主卷筒轴的传动总效率为: 5rtE/{A
ηa=η带η²轴η齿η链 \^cXmyQ <%
按表4-1的V带传送速率η带=0.95,滚动轴承η轴=0.98,齿轮传动效率η齿=0.97,联轴器效率η联=0.99.则ηa=0.95 x 0.98 ² x 0.97 x 0.99 = 0.88 iYW<qgz
工作机构效率ηw=η轴 xη卷 = 0.98 x 0.96 = 0.94 +Lr`-</VF
所以Pd=Fv/1000ηaηw=2500 x 1.2/1000 x 0.88 x 0.94=3.63 KW (s+}l?
查表10-1选电动机额定功率Pe为4.0KW ),,0T/69+9
3 确定电动机的转速 Dz$dJF1
8
卷筒轴工作转速为: nw=60x1000v/πD=60x1000x1.2/πx200=114.6(r/min) G[d]t$f=
根据表1-3的V带传动比i1=2-4,而单级圆柱齿轮减速器的传动比i2=4-6,因此总传动比的合理范围为:ia=8—24. M?m@o1\;W
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Pe=4.0KW ;Yt'$D*CP
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电动机转速可选范围为: na=iaxnw=(8—24)x114.6=916.8—2750.4 =|V#~p*
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). CSzu$Hnq
4.确定传动装置的总传动比并分配各级传动比 pWeD,!f
(1) 求传动比 m&--$sr
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: q^}iXE~
ia=na/nw =960/114.6=8.038 5_rx$avm
(2) 分配传动装置传动比 k4JTc2b
ia=i带i减
C5TC@ w1*
为使V带传动外廓尺寸不致过大,选i带=2.5 LoO"d'{
则i减=ia/i带=3.35 ,H]S-uK~
5.传动装置的运动和运动参数的计算 &8JK^zQq
(1) 各轴功率 T9YrB
由PI=P齿xη01=Pd xη带=3.63 x 0.95=3.45(KW) 5[`f(;
PⅡ=Pxη12=PIxη轴η齿3.45x0.98x0.97=3.28(KW) FY,)iZ}Pq
(2) 各轴扭矩 =pb ru=/
Td = 9950Pd/ηm=9950x3.63/960=36.11(N/m) C)&BtiUN/
TI=Tdxi01xη01=Tdxi带xη带=36.11x2.5x0.95=85.76(N/m) K*tomy
ZkF6AF
n=1000 |Syulus
5~RR
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电动机 型号为Y132M-6 wd2z=^S~
rrs0|=
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Yo}QW;,g
x.q "FXu
H6MG5f_
i带=2.5 *dxE
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i减=3.35 Z1U@xQj
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]9}^}U1."
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TI=85.76N/m Wfsd$kN6{
[I(
Yn
j;EH[3
TⅡ=TIxi12xη12=TIxi1xi轴xη齿=85.76x3.35x0.98x0.97=273.11(N/m) lB
(3) 各轴转速 *~`BG5w
nI=nm/i带=960/2.5=334(r/min) 2I_~]X53[
nⅡ=nI/iI=384/3.35=114.6(r/min) lPg?Fk7AP
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MzDosr3:
三.V带传动设计 X0R EC%
保证带传动工作时不打滑,同时具有足够的疲劳强度。 XK})?LTD
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{*{9!(l9
设计功率Pd=KAP kW *"OUwEl a
由电动机为4KW,得Pd=1.2x4000=4800kW, !F.h+&^D;
由转速在满载时为960r/min #'0Yzh]qc
查表得 n4y]h
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四 .传动零件的计算 qBX_v5pvVA
设计一般用途的传动零件 u9OY
Jo
1. 选择材料 <@KIDZYC
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。 rs{)4.I
2. 按齿面接触强度确定主要参数 t-iXY0%&
d1≥[(671/[σH])²x(KT1/Φd)x(u+1)/u] 1/3 gZ$
8Y7
T1为小齿轮传递的转矩T1=85.76(N/m) tr[}F7n9
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. R+Hu?Dv&F
f?Zjd&|Ch
[σH]为许用接触应力,由 [σH]= σHlim*ZN/Shmin(N/mm²) x?{UWh%
σHlim为实验齿轮的接触疲劳极限应力,查表,根据HBS1=236 查得 N7_eLhPt*8
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 $qQYxx@
t=15x300x16=72000h RTcxZ/\"#
N1=60x384x72000=1660000000 Y:ly x-lj
N2=N1/u=1660000000/3.35=500000000 +9b{Y^^~T
查得ZN1=1,ZN2=1.05(允许一定点蚀) I]v2-rB&-
SHmin为接触疲劳强度的最小安全系数,取SHmin1=SHmin2=1 z/1$G"
故[σH1]= σHlim1xZN1/SHmin1=580x1/1=580N/ mm² :}zyd;Rc
[σH2]= σHlim2xZN2/SHmin2=530x1.05/1=557 N/ mm² z_$c_J
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K为1.4. \9VF)Y.ke
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[σH1]= 580N/ mm² $d?W1D<A
[σH2]= 557 N/ mm² xqG<R5k>>
0B`X056|"|
计算时的以小值代入 [s(D==8
为齿数比. 7Z6=e6/\
将各参数代入得 %\m"Yi]
[SPx
u.GnXuax
则 Y MX9Z||
的标准 {~U3|_"[pX
中心距为 bF"l0
jS
yaj dRU
由于齿轮传动须装入箱体,现a为小数,结加工和测量带来不便,应调整为整数。方法为将Z2增加或减少1~2个齿,调整后位动比误差 只要在3-5%内, 因此Z2=93则a=150mm `L'g<VK;
i实 yix[zfQt0
合要求。 h aAY =:
故分度 圆直径 MR#*/Iw~
a`!Jq'
齿度 N6Mr#A-{
^#Ii=K-[^
3、校核齿根弯曲强度 mJSfn"b}K
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d1=59mm PF%-fbh!~
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Z1=27 !jj`Ht)
Z2=90 Xh9QfT ,
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d1=67.5759 y4^u&0}0$
d2=232.5 p+d-7'?I
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7Uenr9)M
ATs_d_Sz
&2tfj(ms
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Ew8@{X
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为齿形系数,查得 Uj!3MF
?UXFz'
为应力,修正系数,查得 fQ<sq0'e\
m^A2
8X7
为 用弯曲应力,由 ]M?i:A$B
查得 RN$vKJk
TGCB=e
为弯有疲劳强度的寿命系数 a'J0}j!
pjeNBSu6
查得 E7 Cobpm
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故 &W<7!U:2m
! ]4u"e
将各参数代入 3jx%]S^z|
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所以大小齿轮弯曲强度足够 .f~9IAXP`
4、确定齿轮的主要几何尺寸 h+km? j
分度圆直径: De$~ *2
/T _M't@j
齿顶圆直径: bT:u|/I
(UkP AE
齿跟圆直径: @@Ib^sB%
*yZ6"
齿宽: |rx5O5p
b1=b2+(5-10)=80-85取80 J= A)]YE
中心距 5%-{r&
5、确定齿轮制造精度 h,LSqjf"
gM96RY
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 t=%zY~P
d)
-(C1f
1=109.3N/mm HUKrp*Hv
aCZ0-X?c
"P !
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.; MS78BR
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2=103.3N/mm ((M,6Q}
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f_k'@e {
d1=67.5mm 80nE QT
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d2=232.5mm CJ<nUIy'z
zs=3e~o3
da1=72.5mm O-,
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da2=237.5mm D]~K-[V?l
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dF1=61.25mm CE"/&I
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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。 '!m6^*m|c
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小轮8-GJGB10098-88 ^_]ZZin
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大轮8-HKGBl0095-88 8?Zhh.
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五、轴的设计计算 FOF@@C~aH
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 72, m c
W1REF9i){
2、按轴所传递m转矩初估轴最小直径 S)U*1t7[
|.)LZP,
$9G&
wH>{
因装链轮之外有一键 ,轴加大5% "W(D0oy
h`6 (Oo|
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。 ZVXPp-M
轴尺寸设计见附录 d27q,2f!
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@(
3、校核轴强度,轴II负荷最大,须校核 YH58p&up
(1)轴上受力分析 _jX,1+M
轴传递转矩 WdOxwsq"
wa,`BAKJ+F
齿轮上圆周力 z*T41;b
m%.4OXX"&
径后力 K1X-<5]{
';G/,wB?`
轴向力Fa=Ft tgB=2351*tg16.55978=701 t<te{yt%
运输带工作拉力为2500N <h#7;o
压轴力简单计为5000N At@0G\^
(2)受力图 $Z;8@O3
{*;8`+R&
Y[e.1\d'
&/[MWQ
N?m)u,6-l
z#!<[**&
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(3)作垂直面受力图b)及弯矩图d) CV
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①作垂直面受力图并求垂直面支反力 由 得 $-^&AKc
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同理 sh,4n{+
②求垂直面弯矩并绘垂直面弯矩图MV图a) enxb
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(4)作水平面受力图c)及弯矩图e) >4bw4
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①作水平面受力图并求水平面支反力 由 得 \a0{9Xx F
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②求水平面弯矩并作水平面弯矩图 图e) |5>A^a
截面c的变矩 =M:Po0?0E
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截面B的弯矩 g>7i2
(5)求后来弯矩并作合成弯矩图f) uDcs2^2l
D@5h$m5
(6)作扭矩aT图g) 9A{D<h}yk
考虑启,制动的影响 挤合 a=0.6 "7fEL:|j
1bz^$2/k
(7)求出量变矩并作当量变矩图h) ^v5]Aq~X
$AZ=;iP-
(8)校核轴危险截面的强度 }"RVUYU
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。 c|'$3dB*
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六.滚动轴承的选择计算 <8h3)$
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。 zQGj,EAM}
由于此轴承几乎不受轴向力,Pr2 =FR2 ;s4e8![o3
'7@Dw;
FR2 =(RVB²+RHB²)½=(1175*1175+9381*9381)½=9454N ]r#NjP
代入Cr =[(Ff*Pr2)/Ft ]*(nl10h/16670)1/3 IG%x(\V-e
查表得fF=1Ft =1(取轴在工作时温度为120度以下) f7%g=0.F
已知n要求每2年换轴承一次,由题知,时间为300*2*8*2=9600 mEb`ET|
代入得Cr=38205 h,/3}
由Cr比6309轴承Cr小,故合适。 'I[xZu/8yg
七、键的选择和计算 ~X;sa,)L1+
由轴设计知,运用C型键,键长40mm p-z!i +
工作长度 ,键高8mm e)L!4Y44K
接触高度 t?;=\%^<
L<Z2
~ihi!u%~}
查表 &Ci_wDJ
知键合适 -H5-6w$
八. 联轴器选择 o
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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。 {D]I[7f8Ev
九.润滑与密封方式选择 (5 RZLRn
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。 lZ,$lZg9Z
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选用6308和6309深沟球轴承 8nSw7:z
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书,有意请进。