文字文字文字文字[p:1]这里有设计说明一.设计任务书 6j<9Y
51#*8u+L
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。 DBT4 W/
1.运输带工作拉力F=2.5 KN 3[YG
BM(
2.运输带工作速度V=1.4 M/S vl"w,@V7
3.滚筒直径 D=200 mm C"{^wy{sL
4.滚筒效率n=0.96 #@XBHJD\#
5.工作情况 两班制,连续单向运转,载荷平稳; @,vmX
z
6.工作环境 室内 ,灰尘较大 ,环境最高温度35度左右。 "[ bkdL<
7.工作寿命15年,每年300个工作日,每日工作16小时 '%N?r,x
C
8.制作条件及生产批量 一般机械厂制造,小批量生产。 =
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部件:1电动机 i]JTKL{\q
2V带传动或链传动 m5\T,
3减速器 w+M/VsL
4联轴器 gD,&TW
5输送带 7+O)AU{
6输送带鼓轮 )DSeXS[
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传动方案设计如下: ,UNb#=it
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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 crmQn ^4\
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1. 选择电动机的类型 ~7m`p3W@
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 )aS:h}zn
2. 确定电动机的容量 jqUVERbc
电动机所需功率由公式 ?]Yic]$n
Pd=Pw/ηa (KW) ]RVu[k8
Pw=Fv/1000ηw H.5
6
因此 Pd=Fv/1000ηaηw(KW) ,Py\Cp=Dw
由电动机主卷筒轴的传动总效率为: x :SjdT
ηa=η带η²轴η齿η链 _@5Xmr
按表4-1的V带传送速率η带=0.95,滚动轴承η轴=0.98,齿轮传动效率η齿=0.97,联轴器效率η联=0.99.则ηa=0.95 x 0.98 ² x 0.97 x 0.99 = 0.88 r!r08yf
工作机构效率ηw=η轴 xη卷 = 0.98 x 0.96 = 0.94 ~ua(Qm
所以Pd=Fv/1000ηaηw=2500 x 1.2/1000 x 0.88 x 0.94=3.63 KW }$ y.qqG
查表10-1选电动机额定功率Pe为4.0KW OC! {8MR
3 确定电动机的转速 pdu1 kL
卷筒轴工作转速为: nw=60x1000v/πD=60x1000x1.2/πx200=114.6(r/min) $LP(\T([
根据表1-3的V带传动比i1=2-4,而单级圆柱齿轮减速器的传动比i2=4-6,因此总传动比的合理范围为:ia=8—24. B'Yx/c&n
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电动机转速可选范围为: na=iaxnw=(8—24)x114.6=916.8—2750.4 VEV?$R7;
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). nJ2B*(S'v.
4.确定传动装置的总传动比并分配各级传动比 le:}MM
(1) 求传动比
(N/u@ M
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: 4m~y%>
&
ia=na/nw =960/114.6=8.038 O%%Q./oh
(2) 分配传动装置传动比 65Z}Hf
ia=i带i减 + 149 o2
为使V带传动外廓尺寸不致过大,选i带=2.5 ^*jwe^
则i减=ia/i带=3.35 hy/g*>
5.传动装置的运动和运动参数的计算 y,?=,x}o#
(1) 各轴功率 1_7p`Gxt[/
由PI=P齿xη01=Pd xη带=3.63 x 0.95=3.45(KW) p,=IL_
PⅡ=Pxη12=PIxη轴η齿3.45x0.98x0.97=3.28(KW) =2q#- ,t
(2) 各轴扭矩 Up
Z 9g"
Td = 9950Pd/ηm=9950x3.63/960=36.11(N/m) 4EYD5
TI=Tdxi01xη01=Tdxi带xη带=36.11x2.5x0.95=85.76(N/m) z/#,L!Z3
Aa-5k3:x]=
n=1000 !S~)U{SSK
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电动机 型号为Y132M-6 A":=-$)
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i带=2.5 aj|3(2;Kp
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TI=85.76N/m :@p]~{m :G
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TⅡ=TIxi12xη12=TIxi1xi轴xη齿=85.76x3.35x0.98x0.97=273.11(N/m) 0~<?*{~
(3) 各轴转速 Z/Wf
nI=nm/i带=960/2.5=334(r/min) hxdjmc-
nⅡ=nI/iI=384/3.35=114.6(r/min) Ju5Dd\
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三.V带传动设计 k
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保证带传动工作时不打滑,同时具有足够的疲劳强度。 P?=}}DI
该系统载荷变动小,工作条件不是很恶劣,所以工况系数选用为1.2, o3'Za'N.
设计功率Pd=KAP kW j3o?B
由电动机为4KW,得Pd=1.2x4000=4800kW, ?R@u'4yK
由转速在满载时为960r/min Tn'o$J
查表得 ;A?86o'?
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四 .传动零件的计算 njBK {
设计一般用途的传动零件 e'5sT#T9 l
1. 选择材料 >WYradLUi
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。 kPFqsq
2. 按齿面接触强度确定主要参数 )\fLS d
d1≥[(671/[σH])²x(KT1/Φd)x(u+1)/u] 1/3 ;Km74!.e7
T1为小齿轮传递的转矩T1=85.76(N/m) {*t0WE&1t
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. </)HcRj'e
rI;tMNs
[σH]为许用接触应力,由 [σH]= σHlim*ZN/Shmin(N/mm²) y[I)hSD=
σHlim为实验齿轮的接触疲劳极限应力,查表,根据HBS1=236 查得 hd_<J]C
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 oC1Nfc+
t=15x300x16=72000h U9:I"f,
N1=60x384x72000=1660000000 #'oGtFCd`
N2=N1/u=1660000000/3.35=500000000 #@K
%Mx
查得ZN1=1,ZN2=1.05(允许一定点蚀) GGkU$qp2~
SHmin为接触疲劳强度的最小安全系数,取SHmin1=SHmin2=1 5!iBKOl#D
故[σH1]= σHlim1xZN1/SHmin1=580x1/1=580N/ mm² yDe#,|-p
[σH2]= σHlim2xZN2/SHmin2=530x1.05/1=557 N/ mm² z3Q#Wmv2
K}9 c$C4
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[σH1]= 580N/ mm² n>\2_$uDI
[σH2]= 557 N/ mm² @z1pE@7jK
G"D=ozr
计算时的以小值代入 B`?}jJa9*
为齿数比. ]x:>!y
将各参数代入得 ~zph,bk
d_aHUmI^"
~1.B
fOR8
则 tiQeON-Q_
的标准 =Cg1I\
中心距为 O#72h]
qEajT"?
由于齿轮传动须装入箱体,现a为小数,结加工和测量带来不便,应调整为整数。方法为将Z2增加或减少1~2个齿,调整后位动比误差 只要在3-5%内, 因此Z2=93则a=150mm Zj5B}[,l\
i实 ?`T-A\A=
合要求。 iM(Q-%HP_
故分度 圆直径 \k>1q/T0V
`|WEzW~
齿度 Q7 @oAeNd
U2vM|7]VP
3、校核齿根弯曲强度 cT(=pMt8>
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d2=232.5 ?azcWf z0
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为齿形系数,查得 3,?LpdTS
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为应力,修正系数,查得 Y_)xytJ$
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为 用弯曲应力,由 0f#xyS 3
查得 #>6Jsnv1
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为弯有疲劳强度的寿命系数 % {-r'Yi%
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查得 Vh?RlIUA
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故 u\;d^A
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将各参数代入 Xdf4%/Op
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所以大小齿轮弯曲强度足够 lx=tOfj8
4、确定齿轮的主要几何尺寸 g8l6bh$}
分度圆直径: P%H Dz
xQ7U$QF|]
齿顶圆直径: pB#I_?(
.izq}q*P
齿跟圆直径: co3\1[q"b
ZOMYo]
齿宽: jw9v&/-
b1=b2+(5-10)=80-85取80 o<%0|n_O&
中心距 M2N8?Ycv3
5、确定齿轮制造精度 ~!!\#IX
92t.@!m`
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 \hZ%NLj
C l,vBjl h
1=109.3N/mm ! xG*W6IT
PCHspe9!y
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2=103.3N/mm :>2wVN&\c
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d1=67.5mm &=BzsBh
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d2=232.5mm j7gw?,
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da1=72.5mm |Rz.Pt6
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da2=237.5mm F{!pii5O9
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dF1=61.25mm sqtz^K ROM
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dF2=226.25mm - ~|Gwr"
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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。 {uaDpRt
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五、轴的设计计算 xb;{<~`71
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 I1<WHq
dQ`Tt- n
2、按轴所传递m转矩初估轴最小直径 bk0>f
lFzVd
N
(;{X-c}?
因装链轮之外有一键 ,轴加大5% #PkuCWm6
S1QMS
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。 l f>/
轴尺寸设计见附录 UGcmzwE
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3、校核轴强度,轴II负荷最大,须校核 #
-'A
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(1)轴上受力分析 'kd}vq#|
轴传递转矩 ob7'''i
%-n)L
齿轮上圆周力 {5 dVK
a{8a[z
径后力 Hx#YN*\.M
-@N-i$!;J
轴向力Fa=Ft tgB=2351*tg16.55978=701 i~u4v3r=
运输带工作拉力为2500N w.m8SvS&b
压轴力简单计为5000N 0z=KnQx"4
(2)受力图 aT0~C.vT
_pdKcE\X
@ m`C%7<
L.;b(bFe
Myc-lCE
h#0n2o #
SAm%$vz%M
Y'/6T]a
c9/w{}F
E1QJ^]MG.
Ft=2351 N O nXo0PV/(
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(3)作垂直面受力图b)及弯矩图d) &g?GF\Y
①作垂直面受力图并求垂直面支反力 由 得 uzp\V
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同理 i9 aR#
②求垂直面弯矩并绘垂直面弯矩图MV图a) RLf-Rdx/
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(4)作水平面受力图c)及弯矩图e) ~&~4{
①作水平面受力图并求水平面支反力 由 得 D5"5`w=C
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②求水平面弯矩并作水平面弯矩图 图e) nf
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截面c的变矩 &r[f ;|o
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截面B的弯矩 1E$\&*(
(5)求后来弯矩并作合成弯矩图f) =WUNBav
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(6)作扭矩aT图g) 6`-<N !
考虑启,制动的影响 挤合 a=0.6 ty5# a
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(7)求出量变矩并作当量变矩图h) 4wv0~T$;x
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(8)校核轴危险截面的强度 ##By!FTP
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。
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六.滚动轴承的选择计算 tD}-&"REP
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。 Y`eF9Im,
由于此轴承几乎不受轴向力,Pr2 =FR2 !uIY ,
jIrfJ*z
FR2 =(RVB²+RHB²)½=(1175*1175+9381*9381)½=9454N bfZt <-
代入Cr =[(Ff*Pr2)/Ft ]*(nl10h/16670)1/3 uYg Q?*Z
查表得fF=1Ft =1(取轴在工作时温度为120度以下) {J,"iJKop
已知n要求每2年换轴承一次,由题知,时间为300*2*8*2=9600 (GpP=lSSeY
代入得Cr=38205 6S3D#SY
由Cr比6309轴承Cr小,故合适。 n;kWAYgg
七、键的选择和计算 oQmXKV+[v
由轴设计知,运用C型键,键长40mm ^gp]tAf
工作长度 ,键高8mm N wNxO
接触高度 -=gI_wLbM
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phf{b+'#X
查表 0|j44e}
知键合适 Qb>("j~Z
八. 联轴器选择 w6X:39d
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。 b1i~F45h
九.润滑与密封方式选择 7 L,`7k|
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。 1hi,&h
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选用6308和6309深沟球轴承 X o9vE3
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书,有意请进。