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工作环境
载荷性质
生产批量
8
2
清洁
平稳
小批
1.3技术数据
题号
滚筒圆周力F(N)
带速v(m/s)
滚筒直径D(mm)
滚筒长度L(mm)
ZDD-5
1100
2.2
320
500
2.传动装置总体设计
2.1电动机的选择
2.1.1选择电动机系列
根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机,封闭自扇冷
式结构,电压380伏,Y系列电动机
2.1.2选择电动机的功率
(1)卷筒所需有效功率
(2)传动总效率
根据表2-11-1确定各部分的效率:
弹性联轴器效率η1=0.99
一对滚动轴承效率η2=0.99
闭式齿轮的传动效率η3=0.97(8级)
开式滚子链传动效率η4=0.92
一对滑动轴承效率η5=0.97
传动滚筒的效率η6=0.96
=0.885
(3)所需的电动机的功率
Pr=3.35kw
按工作要求及工作条件选用三相异步电动机,封闭自扇冷式
结构,电压380V,Y系列。
查表2-19-1可选Y系列三相异步电动机Y132M1-6型,额定
功率,或Y系列三相异步电动机选Y112M-4型,额
定功率。
满足
2.1.3确定电动机转速
传动滚筒转速
现以同步转速为Y132S-4型(1500r/min)及Y132M2-6
型(1000r/min)两种方案比较,查得电动机数据
方案号
电动机型号
额定功率(kW)
同步转速(r/min)
满载转速(r/min)
电动机质量/kg
总传动比
1
Y112M-4
4.0
1500
1440
47
15.08
Y132M1-6
1000
960
73
10.05
比较两种方案,方案1选用的电动机使总传动比较大。
为使传
动装置结构紧凑,选用方案2。
电动机型号为Y132M2-6。
由表
2-19-2查得其主要性能数据列于下表电动机型号:
Y132M2-6
电动机额定功率/kW
电动机满载转速/(r/min)
电动机轴伸直径D/mm
38
电动机轴伸长度E/mm
80
电动机中心高H/mm
132
堵转转矩/额定转矩
2.0
2.2分配传动比
总传动比
查表2-11-1得取链传动比I=6
减速器的传动比为
2.3.1各轴功率、转速和转矩的计算
0轴:
即电动机的主动轴
1轴:
即减速器的高速轴,传动比等于1
T1=34.71(N·
m)
2轴:
即减速器的低速轴
3轴:
即传动滚筒轴
2.3.2各轴运动及动力参数列表示
轴序号
功率
P(kw)
转速n(r/min)
转矩
T(N.m)
传动形式
传动比i
效率η
3.35
36.48
联轴器
0.99
3.49
34.71
齿轮传动
3.576
0.97
215.25
148.62
链传动
2.5
0.96
3
3.15
71.75
488.48
3.传动零件的设计计算
设计链传动
1)确定链轮齿数
由传动比取
小链轮齿数=20
大链轮齿数所以取=120
实际传动比6
2)确定链条节距
由式
查表22-1得,工况系数1.0
小链轮齿数系数
取单排链,取=1.0
kW
因为r/min
查表得选链号No10A,节距p=15.875
3)计算链长
初选=40p=4015.875=635mm
链长
节
取=126节
4)验算链速
V<15m/s适合
5)选择润滑方式
按v=1.580m/s,链号10A,查图选用滴油润滑。
6)作用在轴上的力
有效圆周力
作用在轴上的力
7)链轮尺寸及结构
分度圆直径
3.2减速器以内的传动零件设计计算
设计齿轮传动
1)材料的选择:
小齿轮选用40#钢,调质处理,齿面硬度240—260HBS,
大齿轮选用45#钢,调质处理,齿面硬度220HBS。
计算应力循环次数
查图得ZN1=1.04ZN2=1.13(允许一定点蚀)
由表13-13,ZX1=ZX2=1.0
取SHmin=1.0
得
计算许用接触应力
2)按齿面接触强度确定中心距
小轮转矩
初取,取,由表11-5得
由图得,减速传动,;
由式计算中心距a
由13-2,取中心距a=125mm。
a=125mm
估算模数m=(0.007~0.02)a=1.98mm
取标准模数m=2mm。
小齿轮齿数:
取20
大齿轮齿数:
z2=uz1=120
取z1=20,z2=120z1=20,z2=120
实际传动比
传动比误差
,
在允许范围内。
齿轮分度圆直径
圆周速度
由表13-10,取齿轮精度为8级.
(3)验算齿面接触疲劳强度
按电机驱动,载荷平稳,由表13-11,取KA=1.2
由图13-10(a)
按8级精度和,
得Kv=1.08。
齿宽。
由图13-10(a),按b/d1=40/40=1.0,取Kβ=1.08。
由表13-11,得Kα=1.1
载荷系数
由图13-33,得,,
所以
由图13-33得,
计算齿面接触应力
故在安全范围内。
(4)校核齿根弯曲疲劳强度
按Z1=25,Z2=100,
由图13-33得,Y=2.80,Y=2.14
由图13-33得,,
由公式13-23(b),得,
由图13-24,得Y=0.88,Y=0.9
由图13-24得,Y=Y=1.0。
取Y=2.0,S=1.5
计算齿根许用弯曲应力
(5)齿轮主要几何参数
z1=25,z2=100,u=4.02,m=2mm,
mm,mm
mm,
mm
a=125mm
mm,b1=b2+(5~10)=56mm
4.轴的设计计算
4.1.1高速轴及联轴器的设计
1.初步估定减速器高速轴外伸段轴径
根据所选电机
则d=(0.8~1.0)d=(0.8~1.0)×
38=30.4~38mm
取d=32mm。
d=32mm
2.选择联轴器
根据传动装置的工作条件你选用弹性柱销联轴器
(GB/T5014-2002)。
计算转矩为
==1.5×
39.8=59.7mm
式中T——联轴器所传递的标称扭矩,
T=9.55×
=9.55×
——工作情况系数,取=1.5。
根据=59.7Nm,从表2-14-1可查得LT4号联轴器可以满足
)。
4.1.2选择高速轴的材料
材料为45号钢,调质处理
根据轴伸直径d0=32mm,依次设计轴段直径
d1=(35~37)mm(按标准密封圈尺寸取值)
d2>
d1,且以0.5结尾,取d=40mm则选6208型深沟球轴承,轴
承型号为6208GB/T276-1994
4.1.3低速轴的设计计算
1.选择轴的材料
选择材料为45号钢,调质处理。
2.按扭矩初步计算轴伸直径
取d0=35mm
d1=(39~41)mm取d1=40(按标准密封圈尺寸取值)
d1,根据轴承取标准值,取d2=45mm
查表2-13-3,选30209型号的圆锥滚子轴承。
轴承型号为
30209GB/T297-1994
4.2轴的强度校核
计算小齿轮上的作用力
转矩T=31240N.mm
圆周力Ft=304.59N
径向力 Fr=110.86N
轴向力=0N
(1)绘轴的受力简图,求支座反力
a. 垂直面支反力
RAY=152.30N
RBY=152.30N
b.水平面支反力
得,
=2335N
(2)作弯矩图
a.垂直面弯矩MY图
B点,=30312.5N.mm
b.水平面弯矩MZ图
=22067N.mm
c.合成弯矩图
=37495N.mm
=366016N.mm
(3)作转矩T图
=119770N.mm
(4)作计算弯矩Mca图
该轴单向工作,转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑,
取α=0.6
B点左边
=81056N.mm
B点右边
=373004N.mm
D点
=71862N.mm
(5)校核轴的强度
由以上分析可见,B点当量弯矩值最大,而D点轴径最小,所以
该轴危险断面是B点和D点所在剖面。
查表13-1得查表13-3得。
计算B点轴径
因为有一个键槽。
因为=41.4mm<
45mm,故安全。
D点轴径
因为<
35mm,故安全。
5.滚动轴承的选择及其寿命验算
5.1低速轴轴承
1)、选定轴承类型及初定型号
初选圆锥滚子轴承,型号为30209GB/T297-1994
2)、计算径向支反力
RB=4301.6N
RA=2417.1N
3)、校核轴承寿命
因为RA>
RB,所以取P=RB=4301.6N
故满足轴承的寿命要求
5.2高速轴轴承
初选深沟球轴承,型号为6208GB/T276-19994
RB=665.1N
RA=665.1N
6.键联接的选择和验算
一.减速器大齿轮与低速轴的键联接
1)键的材料类型
45号钢,A型普通平键
2)确定键的尺寸
b=14mm,h=9mm,L=40mm
3)验算键的挤压强度
键和轴的材料均为45号钢,轮毂材料为铸铁。
铸铁的许用应力
比钢的许用挤压应力低,按铸铁校核键连接的挤压强度。
查表的许用挤压应力,键的计算长度
l=L-b=40-14=26mm
由下式得
该键安全。
所以选14×
9GB1096-2003
二.小链轮与减速器低速轴轴伸的联接
45号钢A型普通平键,轧毂
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