文字文字文字文字[p:1]这里有设计说明一.设计任务书 GnbXS>
m4:b?[
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。 .^s%Nh2jM
1.运输带工作拉力F=2.5 KN wzAp`Zs2Dm
2.运输带工作速度V=1.4 M/S ]1]
3.滚筒直径 D=200 mm E.Hw|y0_(|
4.滚筒效率n=0.96 !Xt=+aKN
5.工作情况 两班制,连续单向运转,载荷平稳; h~$Q\WCm#
6.工作环境 室内 ,灰尘较大 ,环境最高温度35度左右。 A{hwT,zV:
7.工作寿命15年,每年300个工作日,每日工作16小时 xBGSj[1`i
8.制作条件及生产批量 一般机械厂制造,小批量生产。 SZ}t_w `
部件:1电动机 E&k{ubcT
2V带传动或链传动 r\+AeCyb"p
3减速器 *(&,&$1K
4联轴器 m{gK<T
5输送带 ilv6A9/
6输送带鼓轮 SJVqfi3A
传动方案设计如下: DBi3 j
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二.电动机的选择传动装置的运动和动力参数计算 2~h)'n7Mw
"_'9KBd!
1. 选择电动机的类型 xKsn);].`
按工作要求和条件,选用Y系列一般用途全封闭式鼠笼型三相异步电动机 \ox:/-[c\<
2. 确定电动机的容量 uK(+WA
电动机所需功率由公式 3{CGYd]_u
Pd=Pw/ηa (KW) wrsETB
c
Pw=Fv/1000ηw 1[3"|
因此 Pd=Fv/1000ηaηw(KW) ?\hXJih
由电动机主卷筒轴的传动总效率为: @u6#Tvxy[
ηa=η带η²轴η齿η链 9'//_ A,
按表4-1的V带传送速率η带=0.95,滚动轴承η轴=0.98,齿轮传动效率η齿=0.97,联轴器效率η联=0.99.则ηa=0.95 x 0.98 ² x 0.97 x 0.99 = 0.88 KU33P>a"[k
工作机构效率ηw=η轴 xη卷 = 0.98 x 0.96 = 0.94 Q'~;RE%T
所以Pd=Fv/1000ηaηw=2500 x 1.2/1000 x 0.88 x 0.94=3.63 KW )IZ$R*Y{
查表10-1选电动机额定功率Pe为4.0KW WKxJ`r\
3 确定电动机的转速 XfbkK )d
卷筒轴工作转速为: nw=60x1000v/πD=60x1000x1.2/πx200=114.6(r/min) 0]>p|m9K^<
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. 4B]8Mp~\aL
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电动机转速可选范围为: na=iaxnw=(8—24)x114.6=916.8—2750.4 ,sLV6DM
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). ]Uxx_1$,
4.确定传动装置的总传动比并分配各级传动比 $k!@e M/R
(1) 求传动比 S%%>&^5
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: ;UPw;'
ia=na/nw =960/114.6=8.038 i1G}mYz_
(2) 分配传动装置传动比 oN _%oc
ia=i带i减 NU
6P
为使V带传动外廓尺寸不致过大,选i带=2.5 HVu_@[SYR3
则i减=ia/i带=3.35 t5e(9Yhj
5.传动装置的运动和运动参数的计算 $V\xN(Ed
(1) 各轴功率 3{$cb"5
由PI=P齿xη01=Pd xη带=3.63 x 0.95=3.45(KW) $rjv4e}7
PⅡ=Pxη12=PIxη轴η齿3.45x0.98x0.97=3.28(KW) bt
j\v[D
(2) 各轴扭矩
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Td = 9950Pd/ηm=9950x3.63/960=36.11(N/m) bq
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TI=Tdxi01xη01=Tdxi带xη带=36.11x2.5x0.95=85.76(N/m) e dD(s5
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n=1000 DTr0u}m
Y,&)%Eo<
电动机 型号为Y132M-6 H-UMsT=g]
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i带=2.5 vO&1F@
i减=3.35 +5T0]!
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TI=85.76N/m dB1bf2'b#
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TⅡ=TIxi12xη12=TIxi1xi轴xη齿=85.76x3.35x0.98x0.97=273.11(N/m) h"<rW7z
(3) 各轴转速 %Y!lEzB5
nI=nm/i带=960/2.5=334(r/min) &t6L8[#yd
nⅡ=nI/iI=384/3.35=114.6(r/min) w\\
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三.V带传动设计 (HDR}!.E
保证带传动工作时不打滑,同时具有足够的疲劳强度。 ?7*.S Lt
该系统载荷变动小,工作条件不是很恶劣,所以工况系数选用为1.2, k_/*>lIZY
设计功率Pd=KAP kW =YOq0
由电动机为4KW,得Pd=1.2x4000=4800kW, PFu{OJg&
由转速在满载时为960r/min Ja"?Pb
查表得 VMXccT9i!
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四 .传动零件的计算 Wl |5EY
设计一般用途的传动零件 CHsg2S
1. 选择材料 o:D,,MkSw
小齿轮选用45号钢调质,大齿轮用45号钢正火,查表得小齿轮齿面硬度HBS=217-255,大齿轮齿面硬度为160-217,计算时取平均值小齿轮为236,大齿轮为188。 V:$+$"|
2. 按齿面接触强度确定主要参数 f. "\~
d1≥[(671/[σH])²x(KT1/Φd)x(u+1)/u] 1/3 B2e"
T1为小齿轮传递的转矩T1=85.76(N/m) T5
(|{-
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. CJ*
D
HcgvlFb
[σH]为许用接触应力,由 [σH]= σHlim*ZN/Shmin(N/mm²) @@)2 12
σHlim为实验齿轮的接触疲劳极限应力,查表,根据HBS1=236 查得 VGmvfhf#"
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 <%HRs>4
t=15x300x16=72000h ,;_+o]
N1=60x384x72000=1660000000 0?<#!
N2=N1/u=1660000000/3.35=500000000 < cvh1~>(
查得ZN1=1,ZN2=1.05(允许一定点蚀) h:nybLw?
SHmin为接触疲劳强度的最小安全系数,取SHmin1=SHmin2=1 7~ PL8
故[σH1]= σHlim1xZN1/SHmin1=580x1/1=580N/ mm² &}r"Z?f)
[σH2]= σHlim2xZN2/SHmin2=530x1.05/1=557 N/ mm² J0?kEr
H/c
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K为1.4. $-iEcxsi
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CD$#}Id
[σH1]= 580N/ mm² ~HZdIPcC
[σH2]= 557 N/ mm² d$zJLgkA
Y%pab/Y
计算时的以小值代入 2cR[~\_9.
为齿数比. xN 1P#
将各参数代入得 o~Se[p
&{}Mds
L*6'u17y
则 U1[)e D`
的标准 Qp>leEs]+6
中心距为
Vy\Vpp
Ri. tA
由于齿轮传动须装入箱体,现a为小数,结加工和测量带来不便,应调整为整数。方法为将Z2增加或减少1~2个齿,调整后位动比误差 只要在3-5%内, 因此Z2=93则a=150mm Zh"m;l/]
i实
@Z jT_
合要求。 |9CikLX)7
故分度 圆直径 z
p E|
Lc*>sOm9
齿度 ;<[X\;|'
r|Ui1f5
3、校核齿根弯曲强度 0MG>77
I;(3)^QH#
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=Zd(<&B K
JMb_00r
d1=59mm BOs/:ZbK0W
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Z1=27 y0zMK4b
Z2=90 d2rs+-
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d1=67.5759 !jCgTo
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d2=232.5 x#rgFY,TY
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为齿形系数,查得 /d`"WK,
rzjVUPdnh
为应力,修正系数,查得 7)66e
/ 3A6xPOg
为 用弯曲应力,由 Zt=|q$"
查得 R4?>C-;
kaG/8G(
为弯有疲劳强度的寿命系数 NBikYxa
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查得 ;KeU f(tH
FG? Mc'r&
故 b 2gng}
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将各参数代入 iD^,O)b
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kHM Jh~
所以大小齿轮弯曲强度足够 Ple.fKu
4、确定齿轮的主要几何尺寸 q^X7x_
分度圆直径: Y,]Lk<Hm3
a@}.96lStD
齿顶圆直径: 0KA*6]h t
s 6Wp"V(
齿跟圆直径: [9E~=A#
"8za'@D"f
齿宽: .1QGNW
b1=b2+(5-10)=80-85取80 pn" !wqg
中心距 q<RjAi
5、确定齿轮制造精度 Y,L`WeQY.
uWS]l[Ga
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 X'A`"}=_
)k<cd.MX
1=109.3N/mm ?G{0{c2
EEe$A?a;
%0\@\fC41
Bc>j5^)8w
Y;w|Fvjj+
(Tx_`rO4VY
2=103.3N/mm |mT%IR
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~ !uX"F8Xl
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"&L8d(ZuA
d1=67.5mm KpN]9d
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d2=232.5mm XJul~"
#N{]
da1=72.5mm
-"-.Z
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da2=237.5mm =7!s8D,[
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dF1=61.25mm SQMl5d1d:
HDm]njF%qQ
dF2=226.25mm Xj, %t}
#H$lBCWI
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QQ?t^ptv
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a=150mm V|Bwle
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[kg^S`gc#
u|KjoO
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。 8Z!%rS
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小轮8-GJGB10098-88 XaCvBQ
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大轮8-HKGBl0095-88 gcnX^[`S
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t@R[:n;+
mDK*LL5]W
MlYm\x8{M
五、轴的设计计算 F(n<:TvlK
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 Hrpz4E%\Aw
YIwa = ^
2、按轴所传递m转矩初估轴最小直径 [L X/O@
8OZasf
vD@|]@gq
因装链轮之外有一键 ,轴加大5%
e4N d
G+N1#0,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。 ^85Eveu
轴尺寸设计见附录 Hmr f\(x
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3、校核轴强度,轴II负荷最大,须校核 Y
M:9m)
(1)轴上受力分析 `B@eeXa;u
轴传递转矩 :
B&~q$
>[aR8J/U
齿轮上圆周力 q6F1Rt
D/Ki^E
径后力 Kg';[G\
buX(mj:&
轴向力Fa=Ft tgB=2351*tg16.55978=701 |K1S(m<F
运输带工作拉力为2500N fE~KWLm
压轴力简单计为5000N )).=MTk
(2)受力图 `[5xncZ-
&zF>5@fM
n7bVL#Sq[
((A@VcX
#aL.E(%
UxNn5(:sM@
Q,5PscE6&k
dP_QkO
,WWd%DF)
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Ft=2351 N a%Q`R;W
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(3)作垂直面受力图b)及弯矩图d) @lDnD%vZ`
①作垂直面受力图并求垂直面支反力 由 得 |Jx:#OM
S Yi !%
同理 0"e["q{|
②求垂直面弯矩并绘垂直面弯矩图MV图a) MMrN#&r
k^d]E F
(4)作水平面受力图c)及弯矩图e) VvIUAn
①作水平面受力图并求水平面支反力 由 得 %TI3Eb
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②求水平面弯矩并作水平面弯矩图 图e) Os[z>H?
截面c的变矩 RDSC @3%
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MHC右=-280307Nmm CEkf0%YJ
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截面B的弯矩 kn$SG
(5)求后来弯矩并作合成弯矩图f) ZX-A}
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(6)作扭矩aT图g) f[NxqNn
考虑启,制动的影响 挤合 a=0.6 "<egm^Yq
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(7)求出量变矩并作当量变矩图h) 3r^||(_u
V`/c#y||
(8)校核轴危险截面的强度 ,,j> 2Ts
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。 $5ea[nc
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六.滚动轴承的选择计算 y.Yni*xt/
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。 RDqQ6(e"
由于此轴承几乎不受轴向力,Pr2 =FR2 90Z4saSUw
$4CsiZ6
FR2 =(RVB²+RHB²)½=(1175*1175+9381*9381)½=9454N 5.Nc6$
N
代入Cr =[(Ff*Pr2)/Ft ]*(nl10h/16670)1/3 2Nx#:Rz
查表得fF=1Ft =1(取轴在工作时温度为120度以下) F
B&l|#e
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@j/
e`
代入得Cr=38205 Eo<N
由Cr比6309轴承Cr小,故合适。 te3\MSv;O
七、键的选择和计算 4Z{ r
由轴设计知,运用C型键,键长40mm v`"BXSmp{
工作长度 ,键高8mm rY=dNK]d
接触高度 c=:A/z{
i"M$hXO
/T<,vR
查表 WWIQ6EJO
知键合适 iS8yJRy
八. 联轴器选择 KJ6:ZTbW
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。 Bnd Y\
九.润滑与密封方式选择 aD?ySc}
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。 G9c2kX.Bf
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选用6308和6309深沟球轴承 |Z{
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书,有意请进。