文字文字文字文字[p:1]这里有设计说明一.设计任务书 n$y@a?al
\wxLt}T-Q
设计一带式输送机使用的V带传动或链传动及直齿圆柱齿轮减速器。设计参数如下表所示。 )A:|8m
1.运输带工作拉力F=2.5 KN "wj-Qgz
2.运输带工作速度V=1.4 M/S n+:}pD
3.滚筒直径 D=200 mm *#Hw6N0#
4.滚筒效率n=0.96 w~}.c:B
5.工作情况 两班制,连续单向运转,载荷平稳; v7G&`4~
6.工作环境 室内 ,灰尘较大 ,环境最高温度35度左右。 tzdh3\6F
7.工作寿命15年,每年300个工作日,每日工作16小时 41NVF_R6J
8.制作条件及生产批量 一般机械厂制造,小批量生产。 .yb=I6D;<3
部件:1电动机 X!!3>`|
2V带传动或链传动 IhPX/P
3减速器 L5A?9zum/!
4联轴器 N_| '`]D
5输送带 .fD%*-
6输送带鼓轮 ?`U=Ps
传动方案设计如下: W^N|+$g>H
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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-q(
P$5K[Y4f
1. 选择电动机的类型 a6!|#rt
按工作要求和条件,选用Y系列一般用途全封闭式鼠笼型三相异步电动机 RZP7h>y6@
2. 确定电动机的容量 DhD^w;f]
电动机所需功率由公式 hO; XJyv
Pd=Pw/ηa (KW) ~Xz?H=}U+
Pw=Fv/1000ηw h&2l0|8k
因此 Pd=Fv/1000ηaηw(KW) AL;4-(KH
由电动机主卷筒轴的传动总效率为: ip!-~HNwJ
ηa=η带η²轴η齿η链 v"-K-AQjB
按表4-1的V带传送速率η带=0.95,滚动轴承η轴=0.98,齿轮传动效率η齿=0.97,联轴器效率η联=0.99.则ηa=0.95 x 0.98 ² x 0.97 x 0.99 = 0.88 v-DZW,
工作机构效率ηw=η轴 xη卷 = 0.98 x 0.96 = 0.94 KZ@'NnQ
所以Pd=Fv/1000ηaηw=2500 x 1.2/1000 x 0.88 x 0.94=3.63 KW 8\Bb7*
查表10-1选电动机额定功率Pe为4.0KW uYC1}Y5N
3 确定电动机的转速 pT/z`o$#V
卷筒轴工作转速为: nw=60x1000v/πD=60x1000x1.2/πx200=114.6(r/min) .?kq\.rQ
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. p v]" 2'aQ
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Pe=4.0KW [iZH[7&j
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uehu\umt=
|<'6rJ[i>
电动机转速可选范围为: na=iaxnw=(8—24)x114.6=916.8—2750.4 ] E:NmBN<
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). Jy\0y[f*
4.确定传动装置的总传动比并分配各级传动比 $JUkwsc
(1) 求传动比 #ID
fJ2
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: [!4xInS
ia=na/nw =960/114.6=8.038 t+_\^Oa)
(2) 分配传动装置传动比 `!$6F:d_l
ia=i带i减 {xeJO:M3/
为使V带传动外廓尺寸不致过大,选i带=2.5 JOJuGB-d
则i减=ia/i带=3.35 3dlY_z=0
5.传动装置的运动和运动参数的计算 M\-[C!h,
(1) 各轴功率 F]D{[dBf
由PI=P齿xη01=Pd xη带=3.63 x 0.95=3.45(KW) {2YqEX-I*
PⅡ=Pxη12=PIxη轴η齿3.45x0.98x0.97=3.28(KW) m2"wMt"*V
(2) 各轴扭矩 UI"UBZZ$
Td = 9950Pd/ηm=9950x3.63/960=36.11(N/m) S~)`{
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TI=Tdxi01xη01=Tdxi带xη带=36.11x2.5x0.95=85.76(N/m) eh>
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n=1000 .$7RF!p
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电动机 型号为Y132M-6 j1A%LS;c_
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i带=2.5 (qvH=VTwP
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TI=85.76N/m fgeh;cD
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jU~ x^Y
TⅡ=TIxi12xη12=TIxi1xi轴xη齿=85.76x3.35x0.98x0.97=273.11(N/m) :L@n(buRN
(3) 各轴转速 +<.o,3
nI=nm/i带=960/2.5=334(r/min) ]WY V
nⅡ=nI/iI=384/3.35=114.6(r/min) $y&W:
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三.V带传动设计 A+RW=|:
保证带传动工作时不打滑,同时具有足够的疲劳强度。 h5'hP>b#
该系统载荷变动小,工作条件不是很恶劣,所以工况系数选用为1.2, ?Tc#[B
设计功率Pd=KAP kW (0NffM1
由电动机为4KW,得Pd=1.2x4000=4800kW, losqc *|
由转速在满载时为960r/min BS##nS-[
查表得 ,XO@ZBOM
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四 .传动零件的计算 R/oi6EKv
设计一般用途的传动零件 ~,}|~
1. 选择材料 Z^|N]Ej
小齿轮选用45号钢调质,大齿轮用45号钢正火,查表得小齿轮齿面硬度HBS=217-255,大齿轮齿面硬度为160-217,计算时取平均值小齿轮为236,大齿轮为188。 }MQ:n8
2. 按齿面接触强度确定主要参数 t+U.4mS-
d1≥[(671/[σH])²x(KT1/Φd)x(u+1)/u] 1/3 F^.A~{&L
T1为小齿轮传递的转矩T1=85.76(N/m) 76tn`4NIP
Φd为齿宽参数;由表知软齿面对称布置时φd=0.8214,由于是单级传动,速度低,轴的刚性较大,因此φd=1.1,K为载荷系数,对带式运输机,载荷平稳,且齿轮相对于轴承为对称布置,取K为1.4. WutPy_L<
|6Q5bV
[σH]为许用接触应力,由 [σH]= σHlim*ZN/Shmin(N/mm²) NBPP?\1
σHlim为实验齿轮的接触疲劳极限应力,查表,根据HBS1=236 查得 MDlH[PJ@i
σHlim1=580N/mm²(碳钢调质)根据HBS2=188 查得σHlim2=530 N/mm²(碳钢正火).ZN为接触疲劳强度的寿命系数,由N=60ant得:当a=1时,n1=384r/min ,>-j Ztm
t=15x300x16=72000h ..JRtuM-v
N1=60x384x72000=1660000000 9ngxkOGx
N2=N1/u=1660000000/3.35=500000000 8oJl ]
查得ZN1=1,ZN2=1.05(允许一定点蚀) '{ _ X1
SHmin为接触疲劳强度的最小安全系数,取SHmin1=SHmin2=1 e#*3X4<\K
故[σH1]= σHlim1xZN1/SHmin1=580x1/1=580N/ mm² u+j\PWOtm
[σH2]= σHlim2xZN2/SHmin2=530x1.05/1=557 N/ mm² Rge>20uTl$
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Rt?CE jy
(}39f
[σH1]= 580N/ mm² gL_1~"3KGC
[σH2]= 557 N/ mm² Br!;Ac&N
<mFDC?j
计算时的以小值代入 ;0Z-
为齿数比. u1 Q;M`+>
将各参数代入得 :Dty([
&za
}THm
%4nf(|8n
则 |N`0G.#
的标准 -W9DH^EL<
中心距为 {g.YGO
/F;2wT;
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 vcFR Td
i实 VZt%cq
合要求。 S=,czs3N
故分度 圆直径 A M[f
D\_nqx9O
齿度 BI?, 3
Ef`'r))
3、校核齿根弯曲强度 W^8
h,$CJdDY]
HDV-qYD|O~
~2k.x*$
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]jD\4\M}
d1=59mm 2"G9?)d9
U*~-\jN1pb
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RTh=x.
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Z1=27 )G)6D"5,+G
Z2=90 /''=V.-N
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a=150mm ,;t:x|{%
3g4=as4w
/}6I3n
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d1=67.5759 KfjWZ4{v
d2=232.5 kqKT>xo4EZ
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KNmU2-%l
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-]^JaQw
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E "=4(
为齿形系数,查得 i@+m<YS:2>
A@>/PB6n
为应力,修正系数,查得 we_CF*zj
nnn\
为 用弯曲应力,由 MxpAh<u!vF
查得 L'Cd`.yVO
)yyH_Ax2
为弯有疲劳强度的寿命系数 {xg=Ym)
5,,'hAq_
查得 u)Kiwa
J\@g3oGw
故 L91vp'+2
5 <k)tF%
将各参数代入 Evj%$7H1L1
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所以大小齿轮弯曲强度足够 &8f/ 6dq
4、确定齿轮的主要几何尺寸 qJs_ahy(
分度圆直径: Hd;NvNS
4Ia'Yr
齿顶圆直径: _)<5c!
DjaXJ?'
齿跟圆直径: N`7OJ)l
zQ:nL*X'Z"
齿宽: H(K!{k
b1=b2+(5-10)=80-85取80 2hNl_P~z1u
中心距 $X;OK
5、确定齿轮制造精度 >QJDO ]~V
.9Oj+:n
查表确定齿轮第 II公差组为8级精度,第I,III公差与II组同为8级,并按设计手册资料推荐确定齿厚偏差。小轮为 \C~6
'
4y}z+4
1=109.3N/mm 6oQ7u90z*
/L2ZI1v
z-K};l9y
2 {WZ?H93a
!XjZt
?s>_^xfD
2=103.3N/mm zqU$V~5;rG
$X:,Q,?
@I1*b>X~<
e`][zx
/g*_dH)=
d1=67.5mm H @zZ[
g qORE/[
d2=232.5mm n(z$u)Y
+ W1l9n*
da1=72.5mm B!`.,3
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da2=237.5mm / QL<>g
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dF1=61.25mm MY\mo,#
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dF2=226.25mm xzz@Wc^_
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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。 p8F$vx4,
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小轮8-GJGB10098-88 `p^xdj}
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大轮8-HKGBl0095-88 QF_K^(
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五、轴的设计计算 G(~"Zt}?
1、选择轴的材料,确定许用应力,选用45号钢。调质处理,查得轴毛坯直径 许用弯曲应力 ztS'Dp}q<
G" Fd]'
2、按轴所传递m转矩初估轴最小直径 GzUgzj|BN~
^m:?6y_uw
VXAgp6
因装链轮之外有一键 ,轴加大5% /TgG^|
!>+Na~eN
考虑到减速器、轴承、 轴器,外观等因素, 轴II与滚筒连接处直径为35,轴I与电动机连接处为30,由于轴 II负荷大,故设计,检验都以轴II为例,轴I设计如同轴II。 9m
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轴尺寸设计见附录 B/CP/Pfb
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3、校核轴强度,轴II负荷最大,须校核 kN;l@>
(1)轴上受力分析 o_EXbS]C
轴传递转矩 |]]Xee]
.dV o[m;
齿轮上圆周力 %"DEgIP
u/cL[_Q
径后力 6A/Nlk.
cu|#AW
轴向力Fa=Ft tgB=2351*tg16.55978=701 `qSNS->
运输带工作拉力为2500N >wM%|j'
压轴力简单计为5000N =[?2'riI
(2)受力图 yc4mWB~gyU
?ae:9ZcH
xue-5 '
%dS7u$Rnh
xK0VWi
+vLuzM-
&H,j
.~a&l
<0 R7uH
FymA_Eq
=2)5_/9au
Ft=2351 N OcMd'fwO
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(3)作垂直面受力图b)及弯矩图d) <3
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①作垂直面受力图并求垂直面支反力 由 得 /Rx%}~x/m
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同理 P)^K&7X
②求垂直面弯矩并绘垂直面弯矩图MV图a) @6
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(4)作水平面受力图c)及弯矩图e)
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①作水平面受力图并求水平面支反力 由 得 &]pW##
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②求水平面弯矩并作水平面弯矩图 图e) AvEJX0"\df
截面c的变矩 H=Yl
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截面B的弯矩 QyJ}zwD
(5)求后来弯矩并作合成弯矩图f) Xb?P'nD
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(6)作扭矩aT图g) "n}J6
考虑启,制动的影响 挤合 a=0.6 )0j^Fq5[+
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(7)求出量变矩并作当量变矩图h) k_
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(8)校核轴危险截面的强度 $!G7u<`na
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。 l"f.eo0@7
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六.滚动轴承的选择计算 GKT2x '(e
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"x
8]Gy
由于此轴承几乎不受轴向力,Pr2 =FR2 ;wo
Q6blX6DWU
FR2 =(RVB²+RHB²)½=(1175*1175+9381*9381)½=9454N .1n=&d|
代入Cr =[(Ff*Pr2)/Ft ]*(nl10h/16670)1/3 z"#iG&>a,
查表得fF=1Ft =1(取轴在工作时温度为120度以下) ).U\,@[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 R=&9M4
代入得Cr=38205 |osu4=s|
由Cr比6309轴承Cr小,故合适。 ,;;7+|`
七、键的选择和计算 CD]hi,B_J
由轴设计知,运用C型键,键长40mm !%MI9Ok
工作长度 ,键高8mm DrI"YX
接触高度 ffoL]u\
er@"4R0
tfB}U.
查表 < z':_,
知键合适 SnIH6k0T_
八. 联轴器选择 LLy w9y1
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。 `+DH@ce
九.润滑与密封方式选择 Lx%*IE|c
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。 F1_s%&
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选用6308和6309深沟球轴承 jej.!f:H
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书,有意请进。