文字文字文字文字[p:1]这里有设计说明一.设计任务书 apYf,"|9
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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。 Ig=4Z*au!g
1.运输带工作拉力F=2.5 KN #q=?Zu^Da
2.运输带工作速度V=1.4 M/S b _6j77
3.滚筒直径 D=200 mm A\?O5#m:$
4.滚筒效率n=0.96 "q%Q[^b
5.工作情况 两班制,连续单向运转,载荷平稳; Kj}}O2
6.工作环境 室内 ,灰尘较大 ,环境最高温度35度左右。 YoahqXR`
7.工作寿命15年,每年300个工作日,每日工作16小时 he!e~5<@y
8.制作条件及生产批量 一般机械厂制造,小批量生产。 0Uybh.dC
部件:1电动机 J
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2V带传动或链传动 j:fL_1m
3减速器 |KkVt]ZQe9
4联轴器 \=nY&Ml
5输送带 O! ;!amvz
6输送带鼓轮 ]ErAa"?
传动方案设计如下: A}W&=m8!
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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 Q6]SsV?x
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1. 选择电动机的类型 T}M!A|
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 A )tGB&
2. 确定电动机的容量 fH}#.vy
电动机所需功率由公式 ewvFUD'j
Pd=Pw/ηa (KW) ot8UuBq
Pw=Fv/1000ηw R %aed>zo
因此 Pd=Fv/1000ηaηw(KW) $!H;,Jxv
由电动机主卷筒轴的传动总效率为: )E;B'^RVR
ηa=η带η²轴η齿η链 F4 `ud;1H
按表4-1的V带传送速率η带=0.95,滚动轴承η轴=0.98,齿轮传动效率η齿=0.97,联轴器效率η联=0.99.则ηa=0.95 x 0.98 ² x 0.97 x 0.99 = 0.88 fX^<H_1$G
工作机构效率ηw=η轴 xη卷 = 0.98 x 0.96 = 0.94 >;:235'(M
所以Pd=Fv/1000ηaηw=2500 x 1.2/1000 x 0.88 x 0.94=3.63 KW 4$~eG"wu
查表10-1选电动机额定功率Pe为4.0KW x2%xrlv<J/
3 确定电动机的转速 a9}7K/Y=d
卷筒轴工作转速为: nw=60x1000v/πD=60x1000x1.2/πx200=114.6(r/min) CD]"Q1
t}
根据表1-3的V带传动比i1=2-4,而单级圆柱齿轮减速器的传动比i2=4-6,因此总传动比的合理范围为:ia=8—24. )O;6S$z9Y
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电动机转速可选范围为: na=iaxnw=(8—24)x114.6=916.8—2750.4 E5iNuJj=f
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). 3R>"X c
4.确定传动装置的总传动比并分配各级传动比 K]SsEsd
(1) 求传动比 v]h^0WU
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: u!CcTE*
ia=na/nw =960/114.6=8.038 z"%{SI^
(2) 分配传动装置传动比 zQ~N(Jj?h
ia=i带i减 h~`^H9?M
为使V带传动外廓尺寸不致过大,选i带=2.5 #IvHxSo&
则i减=ia/i带=3.35 :@@aIFRv
5.传动装置的运动和运动参数的计算 mswAao<y&x
(1) 各轴功率 >BWe"{ ;
由PI=P齿xη01=Pd xη带=3.63 x 0.95=3.45(KW) 0<FT=tKm
PⅡ=Pxη12=PIxη轴η齿3.45x0.98x0.97=3.28(KW) tqD=)0Uzs
(2) 各轴扭矩 :lU#Dm]
Td = 9950Pd/ηm=9950x3.63/960=36.11(N/m) R :*1Y\o(
TI=Tdxi01xη01=Tdxi带xη带=36.11x2.5x0.95=85.76(N/m) `(uN_zvH
u u$Jwn!S
n=1000 {[pzqzL6
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电动机 型号为Y132M-6 [Smqe>U1
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TI=85.76N/m cO8yu`4!e
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TⅡ=TIxi12xη12=TIxi1xi轴xη齿=85.76x3.35x0.98x0.97=273.11(N/m) Y)68
(3) 各轴转速 ,7Dm p7
nI=nm/i带=960/2.5=334(r/min) cTja<*W^xv
nⅡ=nI/iI=384/3.35=114.6(r/min) LFAefl\
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三.V带传动设计 gX]'RBTb
保证带传动工作时不打滑,同时具有足够的疲劳强度。 74a>}+"
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, 5dhT?/qvc
设计功率Pd=KAP kW T]?QCf
由电动机为4KW,得Pd=1.2x4000=4800kW, 0GnbE2&
由转速在满载时为960r/min k^\>=JTq=
查表得 vH vwH
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四 .传动零件的计算 !`G7X
设计一般用途的传动零件 .V?i 3
1. 选择材料 {^xp?zpV
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。 Ex
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2. 按齿面接触强度确定主要参数 / 1jb8w'
d1≥[(671/[σH])²x(KT1/Φd)x(u+1)/u] 1/3 &1DU]|RoT&
T1为小齿轮传递的转矩T1=85.76(N/m) K~_[[)14b
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. 4u
zyU_
0 pHqNlb
[σH]为许用接触应力,由 [σH]= σHlim*ZN/Shmin(N/mm²) Dm1;mR S+
σHlim为实验齿轮的接触疲劳极限应力,查表,根据HBS1=236 查得 +Zx+DW cq
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 iG1vy'J#o
t=15x300x16=72000h 0~\Dd0W/:`
N1=60x384x72000=1660000000 _tg&_P+kV
N2=N1/u=1660000000/3.35=500000000 ?[\(i)]
查得ZN1=1,ZN2=1.05(允许一定点蚀) &r6VF/
SHmin为接触疲劳强度的最小安全系数,取SHmin1=SHmin2=1 0.+"K}
故[σH1]= σHlim1xZN1/SHmin1=580x1/1=580N/ mm² s wdW70
[σH2]= σHlim2xZN2/SHmin2=530x1.05/1=557 N/ mm² se9X
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[σH1]= 580N/ mm² NaSg K
[σH2]= 557 N/ mm² nZa.3/7dJ
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计算时的以小值代入 (b Q1,y
为齿数比. ~#dNGWwG
将各参数代入得 @^:R1c![s
<J@Y=#G$2
[rv"tz=
则 kC"<4U
的标准 l;:
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中心距为 8/*q#j
]lzt"[
由于齿轮传动须装入箱体,现a为小数,结加工和测量带来不便,应调整为整数。方法为将Z2增加或减少1~2个齿,调整后位动比误差 只要在3-5%内, 因此Z2=93则a=150mm U(DK~#}
i实 JS r& S[
合要求。 A^_BK(EY
故分度 圆直径 kJqgY|
u-3A6Q
齿度 rIg1]q
]'=]=o~4
3、校核齿根弯曲强度 tK6z#)
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为齿形系数,查得 <QFT>#@T
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为应力,修正系数,查得 ol7%$:S
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为 用弯曲应力,由 w%R(*,r6
查得 A@xa$!4}
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为弯有疲劳强度的寿命系数 x9q?^\x
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查得 F )_jW
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故 lYldq)qB{
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将各参数代入 z ^t6VF M
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所以大小齿轮弯曲强度足够 HrOq>CSR
4、确定齿轮的主要几何尺寸 SXqWq
分度圆直径: *Wbs{>&No
2fqg,_
齿顶圆直径: <O<Kf:i&c1
Q[PVkZ
齿跟圆直径: +lYo5\1=
@FNaCmBX
齿宽: _\"2Mdk`]
b1=b2+(5-10)=80-85取80 ~,YxUn8@
中心距 l<3X:)
5、确定齿轮制造精度 TEJn;D<1I,
;*{"|l qe
查表确定齿轮第 II公差组为8级精度,第I,III公差与II组同为8级,并按设计手册资料推荐确定齿厚偏差。小轮为 "rl(%~Op
)wZ;}O
1=109.3N/mm ]u5B]ZQnA
?.{SYaS
Ow"e3]}Mt
ZYS`M?Au
7Gh+EJJ3I
}H5~@c$
2=103.3N/mm e:9s%|]T
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Fok%
7y?aw`Sw:
d1=67.5mm *VX"_C0Jy=
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d2=232.5mm CE5A^,EsB
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da1=72.5mm !V^wq]D2
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da2=237.5mm z@<OR$/`L
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dF1=61.25mm &xWej2a!
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dF2=226.25mm 2RbK##`vC
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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。 ^`S.Mw.
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五、轴的设计计算 *U}ztH-+/
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 VkO*+"cGv
(L1F],Au
2、按轴所传递m转矩初估轴最小直径 $}'(%\7"
!iq|sXs
V/:2xT
因装链轮之外有一键 ,轴加大5% Pf/8tXs}
1w,34*- }
考虑到减速器、轴承、 轴器,外观等因素, 轴II与滚筒连接处直径为35,轴I与电动机连接处为30,由于轴 II负荷大,故设计,检验都以轴II为例,轴I设计如同轴II。 IT)3Et@Y
轴尺寸设计见附录 !!ma]pB,
oh@Ha?
!Qf*d;wxn(
=6+99<G|%M
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3、校核轴强度,轴II负荷最大,须校核 w5{l-Z
(1)轴上受力分析 H$C*&p
轴传递转矩 W.kcN,
"n`z`{<n
齿轮上圆周力 Q,^/Lm|]k
cS7\,/4S
径后力 /\# f@Sg
b<~-s sL7a
轴向力Fa=Ft tgB=2351*tg16.55978=701 ^@O7d1&y
运输带工作拉力为2500N {yWL|:#K
压轴力简单计为5000N 5;HGS{`
(2)受力图 ;"x+V gS'
|xcC'1WU
gqy>;A:kO
(C#0
ML
IPK1g3Z
?L7DVwVa,I
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(3)作垂直面受力图b)及弯矩图d) >P~*@>e
①作垂直面受力图并求垂直面支反力 由 得 ?8H{AuLB
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同理 k-=lt\?
②求垂直面弯矩并绘垂直面弯矩图MV图a) =bC' >qw}
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(4)作水平面受力图c)及弯矩图e) ~9FL]qo
①作水平面受力图并求水平面支反力 由 得 :Q=y'<
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②求水平面弯矩并作水平面弯矩图 图e) HL4=P,'
截面c的变矩 A(E}2iP9=
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截面B的弯矩 xkRMg2X.>9
(5)求后来弯矩并作合成弯矩图f) M#o.O?.`
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(6)作扭矩aT图g) %f&Y=
考虑启,制动的影响 挤合 a=0.6 2
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d]s^?=gM
(7)求出量变矩并作当量变矩图h) 1-E6ACq
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(8)校核轴危险截面的强度 b/a\{
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。 *tj(,:!
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六.滚动轴承的选择计算 'Iw`+=iVz
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。 YG0/e#5
由于此轴承几乎不受轴向力,Pr2 =FR2 V z
}bw^p.ci
FR2 =(RVB²+RHB²)½=(1175*1175+9381*9381)½=9454N =Ks&m4
代入Cr =[(Ff*Pr2)/Ft ]*(nl10h/16670)1/3 XuJyso9kA
查表得fF=1Ft =1(取轴在工作时温度为120度以下) ]*a(^*}A%
已知n要求每2年换轴承一次,由题知,时间为300*2*8*2=9600 WDxcV%
代入得Cr=38205 `m(ZX\W]
由Cr比6309轴承Cr小,故合适。 7#"NKxb
七、键的选择和计算 !U@ETo
由轴设计知,运用C型键,键长40mm [7.Num_L
工作长度 ,键高8mm ?qs LR
接触高度 I_f%%N%
' u<I S/w
o0No"8DnjH
查表 *%jXjTA0D
知键合适 BKTTta1mY
八. 联轴器选择 Cw:|(`9
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。 yx?oxDJg
九.润滑与密封方式选择 M/W9"N[ta
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。 _hV34:1F
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选用6308和6309深沟球轴承 !8|r$mN8
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书,有意请进。