螺旋輸送機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
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1、 模具設(shè)計(jì)與制造自考本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目: 螺旋輸送機(jī) 學(xué)生姓名: 準(zhǔn)考證號: 080112200466 材 料 目 錄 序號 名 稱 數(shù)量 備 注 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 1 2 畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)成績評定表 1 起止日期: 2012年11月 18 日 至 20
2、12 年 12 月 20 日 摘 要 根據(jù)我對日常生活的觀察,以及在大學(xué)階段的各個(gè)實(shí)習(xí),最后選定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為——螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)。其原理為:當(dāng)電動機(jī)驅(qū)動螺旋軸回轉(zhuǎn)時(shí),加入槽內(nèi)的物料由于自重的作用,不能螺旋葉面旋轉(zhuǎn),但受著螺旋的軸向推力的作用,向著一個(gè)方向推進(jìn)到卸料口處,物料被卸出,從而達(dá)到輸送物料的目的。本輸送機(jī)傳動裝置采用NGW型行星齒輪減速器傳動,NGW型行星齒輪減速器具有體積小、質(zhì)量小、傳動比大、承載能力大,以及傳動平穩(wěn)和效率高等優(yōu)點(diǎn)。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)的是——NGW型行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)。首先通過確定其傳動比,再到配齒計(jì)算,再確定NGW型行星齒輪減速器各個(gè)齒
3、輪的尺寸及嚙合參數(shù),最后是行星傳動的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及均載機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。通過本次設(shè)計(jì),我對NGW型行星齒輪減速器的各個(gè)部分以及其設(shè)計(jì)過程都有了更加深入的理解。 關(guān)鍵詞:機(jī)螺旋輸送機(jī) NGW型行星齒輪減速器 均載機(jī)構(gòu) II Abstract According to my observation of daily life, as well as the various internship at the university stage, the final design selected topics for graduate -- spiral conve
4、yer design. Its principles are : When electric motors driven screw axis rotation, the inside of the materials themselves as role-not screw leaf surface, but once the spiral must thrust role toward a direction to the mouth of the discharge Office of materials being discharged to reach carrier materia
5、ls. The aircraft carrier transmission devices used NGW-planetary gear reducer transmission, NGW-planetary gear reducer with small size, quality small, transmission than large, large carrying capacity and a smooth and efficient transmission of higher advantages. The graduate design major design t
6、ype planetary gear reducer is --NGW design. First, by defining its velocity ratio, and then to calculate the allocation of teeth, to determine the type of planetary gear reducer NGW various gear and mesh size parameters, planetary transmission is the final design and structure are reflected in the d
7、esign of institutions. Through this design, I have a deeper understanding to NGW-planetary gear reducer and parts of the design process . Keyword:Spiral conveyer, NGW-planetary gear reducer,Balanced load institution 河南工業(yè)大學(xué)自考本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 前言 1 第一章 行星齒輪傳動概論 2 1.1 行星齒輪傳動的定義、符號及其特點(diǎn) 2
8、 1.2 行星齒輪傳動的符號 2 1.3 行星齒輪傳動的特點(diǎn) 3 2 行星齒輪傳動的配齒計(jì)算 4 2.1 行星齒輪傳動中分配各輪齒數(shù)應(yīng)滿足的條件 4 2.1.1 傳動比條件 4 2.1.2 鄰接條件 4 2.1.3 同心條件 5 2.1.4 安裝條件 5 2.1.5 2Z-X(A)型行星傳動 7 3 行星齒輪傳動的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算 10 3.1 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù) 10 4 行星齒輪傳動的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 13 4.1 行星齒輪傳動的受力分析 13 4.1.1 行星齒輪傳動 14 4.2 行星輪支承上和基本構(gòu)件軸上的作用力 15 4.2.1
9、 行星輪軸承上的作用力 15 4.3齒輪、軸和軸承的強(qiáng)度校核 16 4.3.1 齒輪的校核 16 4.3.2 軸的校核 16 4.3.3 軸承的校核 17 5 行星齒輪傳動的均載機(jī)構(gòu) 18 5.1 行星輪間載荷分布不均勻性分析 18 5.2 行星輪間載荷分布均勻的措施 20 5.2.1 基本構(gòu)件浮動的均載機(jī)構(gòu) 21 6 行星減速器的箱體設(shè)計(jì) 24 6.1 箱體的結(jié)構(gòu)及各個(gè)尺寸的計(jì)算數(shù)值如下: 24 6.2.1 行星齒輪減速器的潤滑特點(diǎn)及潤滑劑的作用 24 6.2.2 行星齒輪減速器的潤滑方式 25 6.2.3 行星齒輪減速器齒輪潤滑油的使用要求 26 6.3 附件的
10、選取 26 6.4 軸承、鍵及聯(lián)軸器的選取 26 6.4.1 軸承的選取 26 6.4.2 聯(lián)軸器及鍵的選取 27 7 螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 28 7.1 GX螺旋輸送機(jī)各零部件構(gòu)造分述如下: 28 7.1.1 螺旋 28 7.1.2 頭節(jié)裝置與尾節(jié)裝置的結(jié)構(gòu) 30 7.1.3 機(jī)槽(機(jī)殼) 30 7.2 GX型螺旋輸送機(jī)的應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn) 31 7.2.1 螺旋輸送機(jī)的應(yīng)用范圍 31 7.2.2 螺旋輸送機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) 31 7.3 螺旋輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)計(jì)算 31 8結(jié)論 33 9致謝 34 10 參考文獻(xiàn) 35 II 河南工業(yè)大學(xué)自考本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 前
11、言 GX型螺旋輸送機(jī)是工農(nóng)業(yè)各部門機(jī)械化運(yùn)輸工作的主要機(jī)組,可使運(yùn)輸工作減輕勞動強(qiáng)度,提高工作效率,應(yīng)用范圍很廣泛。適用于輸送粉狀、粒狀及小塊物料:如煤粉、水泥、礦沙、爐灰、石灰、化肥、蘇打、食鹽、砂糖、谷物、淀粉、棉子、麥芽、飼料、飼料、鋸木宵等,因此在水泥廠、化肥廠、化工廠、鐵廠、礦山、糖廠、造紙廠、維尼龍廠、飼料公司、水利工場使用較多。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、面積小、操作安全方便、在運(yùn)輸過程中能與外界隔離,是一種封閉的運(yùn)輸設(shè)備,它不僅可以水平運(yùn)輸,而且可以傾斜運(yùn)輸。 螺旋輸送機(jī)的傳動部分采用行星齒輪傳動。行星齒輪傳動現(xiàn)已被人們用來代替普通齒輪傳動。而作為各種機(jī)械傳動系統(tǒng)中的減速
12、器、增速器和變速裝置。尤其是對于那些要求體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊和傳功效率高的輸送設(shè)備、起重運(yùn)輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動裝置以及需要差速器的汽車和坦克等車輛的齒輪傳動裝置,行星齒輪傳動已得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 總之,行星齒輪傳動具有質(zhì)量小、體積小、傳動比大及效率高(類型選用得當(dāng))等優(yōu)點(diǎn)。因此,行星齒輪傳動現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、輕工機(jī)械、石油化工機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、汽車、坦克、火炮、飛機(jī)、輪船、儀器和儀表等各個(gè)方面。行星傳動不僅適用于高轉(zhuǎn)速、大功率,而且在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動裝置上也獲得了應(yīng)用。它幾乎可通用于一切功率和轉(zhuǎn)速范圍,故目前行星傳動技術(shù)已成為世
13、界各國機(jī)械傳動發(fā)展的重點(diǎn)之一。 隨著國民經(jīng)濟(jì)的日新月異的發(fā)展,螺旋輸送機(jī)作為重要的輸送設(shè)備,在祖國建設(shè)的各個(gè)角落都發(fā)揮著巨大的作用。 1 第一章 行星齒輪傳動概論 1.1 行星齒輪傳動的定義、符號及其特點(diǎn) 齒輪傳動在各種機(jī)器和機(jī)械設(shè)備中已獲得了較廣泛的應(yīng)用。例如,起重機(jī)械、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、建筑機(jī)械、石油機(jī)械、紡織機(jī)械、機(jī)床、汽車、飛機(jī)、火炮、船舶利儀器、儀表中均采用了齒輪傳動。在上述各種機(jī)器設(shè)備和機(jī)械傳動裝置中,為了減速、增速和變速等特殊用途,經(jīng)常采用一系列互相嚙合的齒輪所組成的傳動系統(tǒng),在《機(jī)械原理》中,便將上述的齒輪傳動系統(tǒng)稱之為輪系。在齒輪系中,既能自轉(zhuǎn)又能公轉(zhuǎn)
14、的輪系稱為行星齒輪系。 1.2 行星齒輪傳動的符號 在行星齒輪傳動中較常用的符號如下。 n——轉(zhuǎn)速,以每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)來衡量的角速度,r/min 。 ——角速度,以每秒弧度來衡量的角速度,rad/s。 ——齒輪a的轉(zhuǎn)速,r/min 。 一一內(nèi)齒輪b的轉(zhuǎn)速,r/min。 ——轉(zhuǎn)臂x的轉(zhuǎn)速,r/min。 ——行星輪c的轉(zhuǎn)速,r/min。 ——a輪輸入,b輪輸出的傳動比,即 =± ——在行星齒輪傳動中,構(gòu)件A相對于構(gòu)件c的相對轉(zhuǎn)速與構(gòu)件B相對構(gòu)件C的相對轉(zhuǎn)速之比值,即 = ——在行星齒輪傳動中,中心輪a相對于轉(zhuǎn)臂x的相對轉(zhuǎn)速與內(nèi)齒輪b相對于轉(zhuǎn)臂x的相對轉(zhuǎn)速之
15、比值,即 = 1.3 行星齒輪傳動的特點(diǎn) 行星齒輪傳動的主要持點(diǎn)如下。 (1) 體積小,質(zhì)量小,結(jié)構(gòu)緊湊,承載能力大 由于行星齒輪傳動具有功率分流和各中心輪構(gòu)成共軸線式的傳動以及合理地應(yīng)用內(nèi)嚙合齒輪副,因此可使其結(jié)構(gòu)非常緊湊。 (2) 傳動效率高 由于行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)的對稱性,即它具有數(shù)個(gè)勻稱分布的行星輪.使得作用于中心輪和轉(zhuǎn)臂軸承中的反作用力能互相平衡,從而有利于達(dá)到提高傳動效率的作用。 (3) 傳動比較大,可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的合成與分解 只要適當(dāng)選擇行星齒輪傳動的類型及配兩方案,便可以用少數(shù)幾個(gè)齒輪而獲得很大的傳動比。 (4
16、) 運(yùn)動平穩(wěn)、抗沖擊和振動的能力較強(qiáng) 由于采用了數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星輪,均勻地分布于中心輪的周圍,從而可使行星輪與轉(zhuǎn)臂的慣性力相互平衡。同時(shí),也使參與嚙合的齒數(shù)增多,故行星齒輪傳動的運(yùn)動平穩(wěn),抵抗沖擊和振動的能力較強(qiáng),工作較可靠。 行星齒輪傳動的缺點(diǎn)是:材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造和安裝較困難些。但隨著人們對行星傳動技術(shù)進(jìn)一步深人地了解和掌握以及對國外行星傳動技術(shù)的引進(jìn)和消化吸收,從而使其傳動結(jié)構(gòu)和均載方式都不斷完善,同時(shí)生產(chǎn)工藝水平也不斷提高。因此,對于它的制造安裝問題,目前巳不再視為一件什么困難的事情。實(shí)踐表明,在具有中等技術(shù)水平的工廠里也是完全可以制造出較好的行星齒輪傳動減速器。應(yīng)該指出,
17、對于行星齒輪傳動的設(shè)計(jì)者,不僅應(yīng)該了解其優(yōu)點(diǎn),而且應(yīng)該在自己的設(shè)計(jì)工作中,充分地發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn),且把其缺點(diǎn)降低到最低的限度。從而設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的行星齒輪傳動裝置。 綜上,根據(jù)原始條件可以確定所需用的輸入功率為 至此,可以確定所用的電動機(jī)的型號 Y160M-6 可以確定本設(shè)計(jì)題目(螺旋輸送機(jī))的傳動部分的設(shè)計(jì)方案——NGW型 2Z-X(A)。行星輪數(shù)。 35 2 行星齒輪傳動的配齒計(jì)算 2.1 行星齒輪傳動中分配各輪齒數(shù)應(yīng)滿足的條件 在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動時(shí),根據(jù)給定的傳動比ip來分配各輪的齒數(shù),這就是人們研究行星齒輪傳動運(yùn)動學(xué)的主要仟?jiǎng)?wù)之一。在確定行星齒輪傳動的各輪齒數(shù)時(shí),除
18、了滿足給定的傳動比外,還應(yīng)滿足與其裝配有關(guān)的條件,即同心條件、鄰接條件和安裝條件。此外,還要考慮到與其承載能力有關(guān)的其他條件。 2.1.1 傳動比條件 在行星齒輪傳動中,各輪齒數(shù)的選擇必須確保實(shí)現(xiàn)所給定的傳動比的大小。例如,2z—x(A)型行星傳動,其各輪齒數(shù)與傳動比的關(guān)系式為 =1-=1+ 可得 =(-1) 若令 Y=,則有 =Y- 式中 ——給定的傳動比.且有=; Y——系數(shù),必須是個(gè)正整數(shù); ——中心輪a的齒數(shù),一般,≥。 2.1.2 鄰接條件 在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動時(shí),為了進(jìn)行功率分流,而提高其承載能力,
19、同時(shí)也是為了減少其結(jié)構(gòu)尺寸,使其結(jié)構(gòu)緊湊,如圖(2-1)經(jīng)常在太陽輪a與內(nèi)齒輪b(或e)之間,均勻地、對稱地設(shè)置幾個(gè)行星輪c(或d)。為了使各行星輪不產(chǎn)生相互碰撞,必須保證它們齒頂之間在其連心線上有一定的間隙.即兩相鄰行星輪的頂圓半徑之和應(yīng)小于其中心距L c ,即 2<L c <2 式中 、 ——分別為行星輪c的齒頂圓半徑和直徑; ——行星輪個(gè)數(shù); 圖2-1 鄰接條件 ——a、c齒輪嚙合副的中心距; L c——相鄰兩個(gè)行星輪中心之間的距離。 不等式(3—7)稱為行星齒
20、輪傳動的鄰接條件。間隙△c=L c—的最小允許值取決于行且齒輪減速器的冷卻條件和嚙合傳動時(shí)的潤滑油攪動損失。實(shí)際使用中,一般應(yīng)取間隙值△c>0.5m,m為齒輪的模數(shù)。 在此應(yīng)該指出,鄰接條件與行星輪個(gè)數(shù)有關(guān),的多少,應(yīng)受到其承載能力的限制。行星輪個(gè)數(shù)還應(yīng)考慮到結(jié)構(gòu)尺寸、均載條件和制造條件等因素。一般,在行星齒輪傳動中大都采用=3個(gè)行輪。但是,當(dāng)需要進(jìn)一步提高其承載能力,減少行星齒輪傳動的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量時(shí),在滿足 上述鄰接條件的前提下允許采用>3個(gè)行星輪的配置;不過還必須采取合理的均載措施。 2.1.3 同心條件 在此討論的同心條件只適用丁漸開線圓柱齒輪的行星齒輪傳動。所謂同心條件就是
21、出中心輪a、b(或e)與行星輪c(或d)的所有嚙合齒輪副的實(shí)際中心距必須相等。 對于2Z—X(A)型行星齒輪傳動,其同心條件為 2.1.4 安裝條件 在行星齒輪傳動中,如果僅有一個(gè)行星輪,即=1,只要滿足上述同心條件就保證能夠裝配。為了提高其承載能力,大多是采用幾個(gè)行星輪。同時(shí),為了使嚙合時(shí)的徑向力相互抵消,通常,將幾個(gè)行星輪均勻地分布在行星傳動的中心圓上。所以,對于具有>1個(gè)行星輪的行星齒輪傳動.除應(yīng)滿足同心條件和鄰接條件外;其各輪的齒數(shù)還必須滿足安裝條件。所謂安裝條件就是安裝在轉(zhuǎn)臂x上的個(gè)行星輪均勻地分布在中心輪的周圍時(shí),各輪齒數(shù)應(yīng)該滿足的
22、條件。例如,對于2Z—X(A)型行星傳動,個(gè)行星輪在兩個(gè)中心輪a和b之間要均勻分布,而且,每個(gè)行星輪c能同時(shí)與兩中心輪n和b相嚙合而沒有錯(cuò)位現(xiàn)象(見圖2—2)。 通常,在行星齒輪傳動中,當(dāng)個(gè)行星輪均勻分布時(shí),每個(gè)中心角應(yīng)等.直線OⅠ、OⅡ和OⅢ分別為主軸線O與行星輪l、行星輪2和行星輪3的軸線O1、O2和O3(轉(zhuǎn)臂x 上的)的連線。 為了繪圖方便起見,在此用圓弧來表示輪齒的形狀,故2Z—X(A)型傳功如圖2—2所示。對于具有單齒圈的行星輪,可用平面Q表示齒輪輪齒的對稱面。當(dāng)行星輪齒數(shù)Z c為偶數(shù)時(shí),該平而Q通過其齒槽的對稱線;當(dāng)行星輪齒數(shù)Z c為奇數(shù)時(shí),則它們分別與輪b的齒槽對稱線相重合。
23、由此可見,若中心輪a和b的齒數(shù)和均是的倍數(shù)時(shí),該行星齒輪傳動定能滿足裝配條件。 在一般情況下,齒數(shù)和都不是的倍數(shù)。當(dāng)齒輪a和b的輪齒對稱線及行星輪1的華而Q1與直線OⅠ重合時(shí),行星輪2的平面Q 2與直線OⅡ的夾角為如果轉(zhuǎn)臂x固定,當(dāng)中心輪a按逆時(shí)方向轉(zhuǎn)過時(shí),則行星輪2按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過角,而內(nèi)齒輪b按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過角。 當(dāng)個(gè)行星輪在中心輪周圍均勻分布時(shí),則兩相鄰行星輪間的中心角為。現(xiàn)設(shè)已知中小輪a和b的節(jié)圓直徑和,其齒距為。在中心角內(nèi),中心輪a和b具有的弧長分別為 和 對于弧長,一般應(yīng)包含若干個(gè)整數(shù)倍的齒距p和一個(gè)剩余弧段()。同理,對于弧長,也應(yīng)包含有若干個(gè)整數(shù)倍的齒距p
24、和一個(gè)剩余弧段??傻? 顯然,等式左邊等于整數(shù)。要使等式右邊也等于整數(shù),其必要和充分的條件是 公式表明:兩中心輪a和b的齒數(shù)和()應(yīng)為行星輪數(shù)的倍數(shù), 就是2Z—X(A)型行星傳動的安裝條件。 圖 2-2 行星傳動安裝條件 2.1.5 2Z-X(A)型行星傳動 據(jù)2Z-X(A)型行星齒輪傳動的傳動比公式 式中——P是行星齒輪的特性參數(shù)。 特性參數(shù)多與給定的傳動比有關(guān)。p值必須合理地選取。p值太大或太小都是不合理的。如果p值太大,或許可能使得值很大;或使得值很小。通常,內(nèi)齒輪b的尺寸是受到減
25、速器總體尺寸的限制。為了不過分地增大其外形尺寸,故值不能很大。而中心輪a的尺寸應(yīng)考慮到其齒數(shù)受到最少齒數(shù)的限制,以及齒輪轉(zhuǎn)軸的直徑不能太小,故值不能很小。另外,p值接近于1也是不允許的,因?yàn)檫@樣會使得行星輪c的尺寸太小。一般,應(yīng)選取p=3~8。 則由式可得 當(dāng)選定最小齒數(shù)時(shí),就容易求得值。 關(guān)于最小齒數(shù)、的選取,為了盡可能地縮小2Z—X(A)型行星傳動的徑向尺寸、在滿足給定的傳動比的條件下,中心輪a和行星輪c的尺寸應(yīng)盡可能地小。因此,應(yīng)該選用最少齒數(shù),但實(shí)際上它受到輪齒根切和齒輪能否安裝軸承或能否安裝到軸上去的限制。一般情況下,齒輪a的最少齒數(shù)的范圍為14—18;對于中小功率的
26、行星傳動,有時(shí)為了實(shí)現(xiàn)行星減速器的外廓尺寸盡可能小的原則,在滿足輪齒彎曲強(qiáng)度的條件下,允許其輪齒產(chǎn)生輕微的根切;因此,對于角度變位傳動(正傳動),其最少齒數(shù)可選取為10~13個(gè)。 應(yīng)該指出:在對b輪齒數(shù)進(jìn)行圓整后,此時(shí)實(shí)際的p值與給定的p值稍有變化,但必須控制在其傳動比誤差范圍內(nèi)。一般其傳動比誤差≤4%。 據(jù)同心條件可求得行星輪c的齒數(shù)為 顯然,由上式所求得的適用于非變位的或高度變位的行星齒輪傳動。如果采用角度變位的傳動時(shí),行星輪c的齒數(shù)應(yīng)按如下公式計(jì)算,即 當(dāng)()為偶數(shù)時(shí),可取齒數(shù)修正量為=1。此時(shí),通過角度變位后,既不增 大該行
27、星傳動的徑向尺寸,又可以改善傳動性能。綜合上述公式.則可得2Z—X(A)型傳功的配齒比例關(guān)系式為 最后,校核其鄰接條件。根據(jù)給定的行星齒輪傳動的傳動比的大小和中心輪a的齒數(shù)及行星輪個(gè)數(shù),得2Z—X(A)型行星齒輪傳動的傳動比及其各輪齒數(shù)。 根據(jù)以上步驟可以確定其齒數(shù)及傳動比如下: 17、 67、 151、 9.88。 3 行星齒輪傳動的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算 3.1 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù) 根據(jù)漸開線及其傳動性質(zhì)可知,標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有五個(gè):齒數(shù)z、模數(shù)m、壓力角、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)。在確定上述基本參數(shù)后,齒輪的齒形及幾何尺寸就
28、完全確定了。 齒數(shù)z——齒輪整個(gè)圓周上輪齒的總數(shù)。在嚙合齒輪副中,小齒輪和大齒輪分別用和表示。 模數(shù)m——分度圓上的齒距p與圓周率(無理數(shù))的比值,即 模數(shù)m是齒輪的一個(gè)基本參數(shù),其單位為mm(毫米)。因齒距,若模數(shù)m增大,則齒輪的齒距p就增大;齒輪的輪齒及各部分尺寸均相應(yīng)地增大。為了齒輪的設(shè)計(jì)、制造和測量等工作的標(biāo)準(zhǔn)化,模數(shù)m的數(shù)值已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。漸開線圓柱齒輪模數(shù)可參見GB1357-1987。 在此應(yīng)該指出,由于在齒輪的不同圓周上,其齒距不相同,故其模數(shù)也是不同的;只有分度圓上的模數(shù)m是標(biāo)準(zhǔn)值。 因齒輪分度圓的周長為 ,即可得 ;兩
29、式聯(lián)立可得齒輪的分度圓直徑 上式表示,當(dāng)給定一個(gè)齒輪的模數(shù)m和齒數(shù)z,齒輪的分度圓直徑就確定了。分度圓壓力角=20°,即該壓力角等于基準(zhǔn)齒形的齒形角。 因此,齒輪的分度圓應(yīng)當(dāng)定義為:齒輪上具有標(biāo)推模數(shù)m和標(biāo)準(zhǔn)壓力角=20°的圓稱為分度圓。因?yàn)椋?,式中基圓直徑為 漸開線圓柱齒輪模數(shù)表 第一系列 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 第二系列 1.75 2.5 2.75 (3.25) 3.5 3.75 第一系列 5 6 8 10
30、 12 16 第二系列 4.5 5.5 (6.5) 7 9 (11) 14 第一系列 20 25 32 40 50 第二系列 18 22 28 36 45 注:1.對斜齒輪是指法向模數(shù)m. 2.應(yīng)優(yōu)先采用第一系列,括號的模數(shù)可能不用。 由公式可見,當(dāng)齒輪的分度圓直徑d確定后,如果再規(guī)定漸開線在分度圓上的壓力角的數(shù)值,則基圓直徑就確定了。而齒輪的漸開線齒形僅取決于基圓的大小。 齒項(xiàng)高系數(shù)——按GBl356—1988規(guī)定:正常齒=
31、1,短齒=0.80。 頂隙系數(shù)——按GBl357—1988規(guī)定:正常齒=0.25,短齒=0.3。 一對漸開線圓柱直齒輪的正確嚙合條件是:兩齒輪的模數(shù)m相等,分度圓壓力角相等,即: 齒輪的模數(shù)的確定,由公式初算得 mm 根據(jù)所設(shè)計(jì)的題目要求,選定模數(shù)。 參數(shù) 齒輪副 a-c(w) c-b(N) 模數(shù) m 2.5 2.5 嚙合角 20° 20° 分度圓直徑 d 齒頂高 齒根高 全齒高 h 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑
32、 中心距 a 4 行星齒輪傳動的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 4.1 行星齒輪傳動的受力分析 為了計(jì)算輪齒上的作用力,首先需要求得行星齒輪傳動中輸入件所傳遞的額定轉(zhuǎn)矩。在已知原動機(jī)(電動機(jī)等)的名義功率P和同步轉(zhuǎn)速n的條件下,其輸入件所傳遞的轉(zhuǎn)矩可按下式計(jì)算,即: (N·m) 式中 ———輸入件所傳遞的名義功率,kw; ———輸入件的轉(zhuǎn)速,r/min。 在行星齒輪傳動中,該輸入轉(zhuǎn)矩通常應(yīng)取決于工作機(jī)所需的額定轉(zhuǎn)矩(或額定功率)。當(dāng)工作機(jī)在變負(fù)荷下上作時(shí),該額定轉(zhuǎn)矩是指在較繁重的、連續(xù)的正常工作條件下使用的轉(zhuǎn)矩(或功率),如起重機(jī)的最大起重量產(chǎn)生的力矩。 在行
33、星齒輪傳動中,一個(gè)嚙合齒輪副的受力分析與計(jì)算與普通定軸齒輪傳動是相同的。在圓柱齒輪傳動中,若忽略齒面間的摩擦力的影響,其法向作用力可分解為如下的三個(gè)分力,即:切向力 (N) 徑向力 (N) 軸向力 (N) 法向力與切向力的關(guān)系式為 (N) 對于直齒圓柱齒輪傳動,由于輪齒的螺旋角,法面壓力角,故其軸向力=0,則可得 :切向力 (N) 徑向力 (N) 法向力 (N) 式中 ——嚙合齒輪副中小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩,N·m ; ——斜齒輪分度圓上的螺旋角,(°);
34、 ——小齒輪分度圓直徑,mm; ——分度圓壓力角,通常=20°。 4.1.1 行星齒輪傳動 在行星齒輪傳動中,由于其行星輪的數(shù)目通常大于1,即>l,且均勻?qū)ΨQ地分布于中心輪之間;所以,在2Z-X型行星傳動中,各基本構(gòu)件(中心輪a、b和轉(zhuǎn)臂x)對傳動主軸上的軸承所作用的總徑向力等于零。因此,為了簡便起見,在行星齒輪傳動的受力分析圖中均未繪出各構(gòu)件的徑向力,且用一條垂直線表示一個(gè)構(gòu)件,同時(shí)用符號F代表切向力。為了分析各構(gòu)件所受的切向力F,現(xiàn)提示如下三點(diǎn)。 (1) 在轉(zhuǎn)矩的作用下,行星齒輪傳動中各構(gòu)件均處于平衡狀態(tài),因此,構(gòu)件間的作用力應(yīng)等于反作用力。 (2) 如果在某一構(gòu)
35、件上作用有三個(gè)平行力,則中間的力與兩邊的力的方向應(yīng)相反。 (3) 為了求得構(gòu)件上兩個(gè)平行力的比值,則應(yīng)研究它們對第三個(gè)力的作用點(diǎn)的力矩。 在2Z-X(A)型行星齒輪傳動中,其受力分析圖是由運(yùn)動的輸入件開始,然后依次確定各構(gòu)件上所受的作用力和轉(zhuǎn)矩。對于直齒圓柱齒輪的嚙合齒輪副只需繪出切向力F,如圖4—1所示。由于在輸入件中心輪a上受有個(gè)行星輪c同時(shí)施加的作用力和輸入轉(zhuǎn)矩的作用。當(dāng)行星輪數(shù)目≥2時(shí),各個(gè)行星輪上的載荷均勻(或采用載荷分配不均勻系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償),因此,只需要分析和計(jì)算其中的一套即可。在此首先應(yīng)計(jì)算輸入件中心輪a在每一套中(即在每個(gè)功率分流上)所承受的輸入轉(zhuǎn)矩為
36、 式中 ——中心輪a所傳遞的轉(zhuǎn)矩,N·m; ——行星輪數(shù)目。 按照上述提示進(jìn)行受力分析計(jì)算,則可得行星輪c作用于中心輪a的切向力為 圖 4-1 2Z-X(A)型受力分析 4.2 行星輪支承上和基本構(gòu)件軸上的作用力 4.2.1 行星輪軸承上的作用力 在行星齒輪傳動中,對于各種不同的傳動類型,其行星
37、輪上所受的作用力也是不相同的。圓柱中心輪與行星輪相嚙合時(shí),行星輪上的切向力可按如下公式計(jì)算,即 (N) 例如,在2Z—X(A)型行星齒輪傳動中,中心輪a作用于行星輪c上的切向力 計(jì)算,即 (N) 對于鋼制行星輪c,其材料密度;行星輪的相對體積 將和的關(guān)系式代入公式,則可得2Z—X(A)型傳動行星輪的離心力為 式中 ——行星輪c的分度圓直徑,mm; b——行星輪的寬度,mm
38、; ——行星輪的折算系數(shù).相對于轉(zhuǎn)臂x轉(zhuǎn)動的行星輪及其軸承的質(zhì)量直徑為 、寬度為b的實(shí)心鋼制圓柱體質(zhì)量之比值的系數(shù)。 當(dāng)滾動軸承安裝在行星輪內(nèi)時(shí),;當(dāng)滾動軸承安裝轉(zhuǎn)臂x內(nèi)時(shí), 。 4.3齒輪、軸和軸承的強(qiáng)度校核 4.3.1 齒輪的校核 對于外嚙合的齒輪副a-c、內(nèi)嚙合的齒輪副c-b應(yīng)采用按齒面接觸強(qiáng)度校核。 同理,可以計(jì)算得 許用接觸用力 至此可知, ,各個(gè)齒輪的強(qiáng)度足夠。 4.3.2 軸的校核 根據(jù)
39、我所選擇的傳動方案[2Z-X(A)]型的行星減速器,減速器采用中心輪a浮動,軸只受扭矩的作用,而不受彎矩(即不受軸向力和徑向力)。故可按扭矩強(qiáng)度條件進(jìn)行校核。 同理,可以計(jì)算得 根據(jù)已選定軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,查標(biāo)準(zhǔn)得 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力[]為40,因、,故安全。 4.3.3 軸承的校核 根據(jù)以上的計(jì)算數(shù)據(jù),可知 =1050.17N =970r/min =100r/min =125r/min 預(yù)期計(jì)算壽命 則 軸承的校核可有下式計(jì)算得 故 所選用的軸承符合要求。
40、 5 行星齒輪傳動的均載機(jī)構(gòu) 5.1 行星輪間載荷分布不均勻性分析 行星輪間載荷分布均勻(或稱載荷均衡),就是指輸入的中心輪傳遞結(jié)各行星輪的嚙合作用力的大小相等。例如,在圖5—1所示的2Z—X(A)型行星傳動,設(shè)中心輪a上輸入一個(gè)轉(zhuǎn)矩,在理想的制造精度和剛度的條件下,中心輪a上的輪齒就會與個(gè)行星輪c上的輪齒相接觸(嚙合),則各行星輪、和(=3)對中心輪a的法向作用力、和的大小是相等的?,F(xiàn)取中心輪a為受力對象,法向作用力、和組成為一個(gè)等邊的力三角形[見圖5—1(b)] 圖 5-1 行星輪間的載荷分布 即各行星輪作用于中心輪a上的力的主矢為零.++=0;而其主矩的大小則等于轉(zhuǎn)矩。
41、因此,中心輪a可達(dá)到無徑向載荷地傳遞轉(zhuǎn)矩。但是,在沒有采取任何均載措施的情況下,實(shí)際上行星輪間的載荷分布是不均勻的;即使采用了某種均載機(jī)構(gòu),在行星齒輪傳動工作的過程中,行星輪問的載荷分布也并非完全是均衡的。行星輪間載荷分布不均衡的原因,可以大致分為由齒輪本身的各種制造誤差,軸承、轉(zhuǎn)臂和齒輪箱體等的制造和安裝誤差兩部分所組成的。而行星齒輪傳動零件的制造誤差將使輪齒工作齒廓間形成間隙或過盈。各基本構(gòu)件和行星輪軸線的位移,及各齒輪的運(yùn)動誤差,例如,中心輪軸線的位移,軸承軸線或內(nèi)齒輪與箱體配合的徑向位移和轉(zhuǎn)臂上安裝行星輪的心軸孔的位移,以及雙聯(lián)行星輪工作齒形的相對位移,中心輪a、b的運(yùn)動誤差和行星輪與
42、中心輪嚙合的運(yùn)動誤差等,將形成中心輪與行星輪嚙合時(shí)的間隙或過盈。由于上述這些行星輪與中心輪嚙合時(shí)的總間隙或過盈的存在,當(dāng)中心輪a或b和轉(zhuǎn)臂x的軸線都不能自由偏移而實(shí)現(xiàn)自由調(diào)整時(shí),就可能出現(xiàn)中心輪a或b僅與一個(gè)行星輪接觸的情況,何中心輪與其余行星輪的嚙合處就會產(chǎn)生間隙、…(見圖5—2)。 在輸入轉(zhuǎn)矩的作用下,由于齒輪、軸和軸承等零件的變形,而使齒輪a旋轉(zhuǎn)某一角度,如果弧線的數(shù)值小于齒輪最小側(cè)隙的數(shù)值,即; 圖 5-2 未采取均載措施的嚙合情況 那么,其所有的載荷(切向力)就全都由一個(gè)與中心輪a相接觸的行星輪傳遞,即。 當(dāng)行星輪間的裁荷分布均勻時(shí),中心輪a與每個(gè)行星輪嚙合處的平均切向
43、力為 式中 ——中心輪a與各行星輪嚙合處的切向力之和,N; ——行星輪數(shù),一般,取=2~4; Ta——中心輪a輸入的轉(zhuǎn)矩,N·m; ——中心輪a的分度圓直徑,mm 。 當(dāng)行星輪間載荷分布不均勻時(shí),其行星輪上所受的最大裁荷與各行星輪所受的平均載荷的比值,稱為行星輪間載荷分布不均勻系數(shù);即行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)為 在計(jì)算行星齒輪傳動的齒輪強(qiáng)度時(shí).應(yīng)按行星輪上所受的最大載荷來進(jìn)行可得最大載荷的計(jì)算公式為
44、 = 顯然,當(dāng)所有的載荷全都由一個(gè)行星輪承受,即=時(shí),由公式可得,其載荷分布小均勻系數(shù)為即此時(shí)其載荷分布不均勻系數(shù)等于行星輪個(gè)數(shù)。 在理想的均載情況下,所有的載荷由個(gè)行星輪承受,即各行星輪間的載荷均勻分布;其平均切向力為。仿上,則可得其載荷分配不均勻系數(shù)為 =1 所以,在行星齒輪傳動中,其行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)的數(shù)值范圍為1。 5.2 行星輪間載荷分布均勻的措施 為了使行星輪問載荷分布均勻,有多種多樣的均載方法。對于主要靠機(jī)械的方法來實(shí)現(xiàn)均載的系統(tǒng)(簡稱為機(jī)械均載系統(tǒng)),其結(jié)構(gòu)類型可分為
45、如下兩種。 (1) 靜定系統(tǒng) 該機(jī)械系統(tǒng)的均載原理是通過系統(tǒng)中附加的自由度來實(shí)現(xiàn)均載的。采用基本構(gòu)件自動調(diào)位的均載機(jī)構(gòu)是屬于靜定系統(tǒng)。當(dāng)行星輪間的載菏不均衡時(shí),構(gòu)件按照所受到的作用力的不同情況,可在其自由度的范圍內(nèi)相應(yīng)地進(jìn)行自動調(diào)位荷分布均勻。 較常見的靜定均載系統(tǒng)有如下兩種組成方案。 具有浮動基本構(gòu)件的系統(tǒng)。所謂“浮動基本構(gòu)件”,就是指某個(gè)基本構(gòu)件沒有徑向的支承,則稱它為浮動基本構(gòu)件。例如,采用中心輪a或內(nèi)齒輪b、e為浮動構(gòu)件的三行星輪系統(tǒng)。該系統(tǒng)如圖5—3由于該均載機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單,均載效果好等優(yōu)點(diǎn),故它已獲得了較廣泛的應(yīng)用。 2)全部構(gòu)件都是剛性連接的,而行星輪在工作過程中可以
46、進(jìn)行自動調(diào)位的杠桿系統(tǒng)。例如,采用杠桿聯(lián)動的均載機(jī)構(gòu),使=2~4個(gè)行星輪浮動,即行星輪可以自動調(diào)整位量,以實(shí)現(xiàn)行星輪間載荷分布均勻。 (2) 靜不定系統(tǒng) 較常見的靜不定系統(tǒng)有下列兩種組成方案。 完全剛性構(gòu)件的均載系統(tǒng)。這種系統(tǒng)完全依靠構(gòu)件的高精度,即使其零件的制造和裝配誤差很小來保證獲得均載的效果。但采用這種均載方法將使得行星齒輪傳動的制造和裝配變得非常困難和復(fù)雜,且成本較高。因此,很少采用它。 采用彈性件的均載系統(tǒng)。這種均載方法是采用具有彈性的齒輪和彈性支承,在不均衡載荷的作用下,使彈性件產(chǎn)生相應(yīng)的彈性變形,以實(shí)現(xiàn)均載的機(jī)械系統(tǒng)。例如,將內(nèi)齒輪制成薄壁殼體結(jié)構(gòu),或用彈性件將內(nèi)齒
47、輪連接在箱體上,以及采用具有彈性襯套或柔性銷軸的行星輪。 5.2.1 基本構(gòu)件浮動的均載機(jī)構(gòu) 基本構(gòu)件浮動常采用的方法是將構(gòu)件與可移式聯(lián)軸器(齒輪聯(lián)軸器和十字滑塊聯(lián)軸器等)相連接。在行星齒輪傳動中只要有—個(gè)基本構(gòu)件浮動就可以起到均載作用;若兩個(gè)基本構(gòu)件同時(shí)浮動,則均載效果更好。 中心輪a浮動 圖5—3所示為中心輪a浮動的2Z—x(A)型行星傳動。為了顯示清晰起見.在圖5—3(a)中仍用萬向聯(lián)軸器來表示該均載機(jī)構(gòu)。實(shí)際上多用齒輪聯(lián)軸器(雙齒或單齒的)。中心輪a通過齒輪聯(lián)軸器與高速軸I相連接。當(dāng)輸入軸I上施加力矩T a時(shí).中心輪a與=3個(gè)行星輪嚙合,各齒輪副的嚙合處便產(chǎn)生嚙合作用力Fn1
48、、Fn2和Fn3。各行星輪各軸心在圓周上是勻稱地布置的,由于齒輪聯(lián)軸器對中心輪a在徑向上的自動補(bǔ)償作用,最終可使各嚙合作用力相等,且組成等邊的力三角形[圖5—3(b)];而各力形成的力矩與外力矩Ta平衡,即使各行星輪問的載荷分布均勻。故在此情況下,其載荷分布不均勻系數(shù)X p值等于1。 由于中心輪a的體積小、質(zhì)量小,結(jié)構(gòu)簡單,浮動靈活;與其連接的均載機(jī)構(gòu)較容易制造,且便于安裝,故使中心輪a浮動的方法已獲得了較廣泛的應(yīng)用。尤其是當(dāng)行星輪數(shù)=3,應(yīng)用于中、低速行星傳動時(shí),其均載效果更好。但當(dāng)>3和應(yīng)用于高速傳動時(shí),均載效果不好,且噪聲大;故此時(shí)需采用其他均載機(jī)構(gòu)。 圖 5-3 中心輪a浮動的
49、2Z-X(A)型傳動 齒輪聯(lián)軸器是通過輪齒相互嚙合來傳遞扭矩的。由于它有較多的輪齒同時(shí)工作,所以,該聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較大。其主要缺點(diǎn)是缺乏緩沖和吸振能力。 若采用雙齒聯(lián)軸器作為均載機(jī)構(gòu)[見圖5—4(a)],一般,其允許徑向位移為E=0.4~6.3mm,允許角位移;采用鼓形齒時(shí),允許角位移°。由此可見,雙齒聯(lián)軸器允許被連接軸線間有一定的徑向位移和角位移,故其浮動效果好。它不僅可使各行星輪間載荷分布均勻,且可使嚙合輪齒沿齒寬方向的載荷分布獲得改善。圖5—4(a)所示為采用雙齒聯(lián)軸器使中心輪a浮動的2Z—X(A)型行星傳動簡圖。雙齒聯(lián)軸器的齒套長度L(見圖5—5)可近似計(jì)算為
50、 圖 5-4 用齒輪聯(lián)軸器浮動 圖 5-5 聯(lián)軸器齒套長度 中心輪的傳動簡圖 計(jì)算簡圖 式中 ——中心輪a的最大浮動量,mm; ——聯(lián)軸器齒套允許的最大偏斜角。 齒套的輪齒寬度b為 式中 ——聯(lián)軸器齒輪的分度圓直徑,mm。 齒套內(nèi)、外齒的制造精度一放為8級。 若采用單齒聯(lián)軸器作為均載機(jī)構(gòu)[見圖5—4(b)],由于單齒聯(lián)軸器只能允許產(chǎn)生角位移,在一定的允許最大偏斜角值的條件下,與其連接的中心輪a的最大浮動量也是一定
51、的。若它需要更大的浮動量E值,則需要較長的齒套長度L[見圖5—5(a)],這樣就會增大行星傳動的軸向尺寸,因此,一般情況下,大多采用雙齒聯(lián)軸器的均載機(jī)構(gòu)。 選擇采用中心輪a浮動,并且采用雙齒聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的內(nèi)外嚙合齒輪的參數(shù)計(jì)算 如下:內(nèi)齒套的厚度為五毫米,齒數(shù) 。 參數(shù) 齒輪副 a-b(N) 模數(shù) m 1.5 嚙合角 20° 分度圓直徑 齒頂高 齒根高 全齒高 h 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 6 行星減速器的箱體設(shè)計(jì) 6.1 箱體的結(jié)構(gòu)及各個(gè)尺寸的計(jì)算數(shù)值如下: (1)箱
52、體的材料為 HT200,采用鑄造,機(jī)體的結(jié)構(gòu)采用臥式不剖分機(jī)體 (2)尺寸系數(shù) 式中 D——機(jī)體內(nèi)壁直徑 B——機(jī)體寬度 故 其值在1.25~1.6之間,壁厚大于10~13。根據(jù)實(shí)際情況取為12mm。 機(jī)體壁厚 =12mm 前機(jī)蓋厚度 后機(jī)蓋厚度 機(jī)體法蘭凸緣厚度 加強(qiáng)筋厚度 加強(qiáng)筋斜度 機(jī)體和機(jī)蓋緊固螺栓直徑 軸承端蓋螺栓直徑 地腳螺栓直徑 機(jī)體底座凸緣厚度 地腳螺栓孔的位置 6.2 行星齒輪減速器的潤滑 6.2.1 行星齒輪減速器的潤滑
53、特點(diǎn)及潤滑劑的作用 潤滑劑的主要作用是:①減少摩擦與磨損,防止膠合;②降低噪聲;②吸收沖擊和振動;④防銹、抗腐蝕;⑥散熱、冷卻、排出異物。 要起到上述作用以保證齒輪傳動裝置能正常的工作,就要求齒輪潤滑劑具有合適的粘度、較高的承載能力、良好的抗磨性、氧化安定性與熱氧化安全性、抗乳化性、抗泡沫性、防銹性和抗腐蝕性、流動性好、凝點(diǎn)低和使用安全等性能。 行星齒輪減速器與平行軸減速器相比具有很多特殊性: (1)行星齒輪減速器既有外嚙合傳功、又有內(nèi)嚙合傳動,工作溫度隨工作制度等變化,因此,行星齒輪減速器要求潤滑油在啟動和正常運(yùn)轉(zhuǎn)溫度下具有良好的粘溫特性; (2)行星齒輪減速器由于體積小,散熱面積
54、小,這就要求潤滑油的極壓性能高,氧化安定性和熱穩(wěn)定性好; (3)行星齒輪減速器行星齒輪個(gè)數(shù)一般都在兩個(gè)以上,并且圍繞中心輪軸線回轉(zhuǎn),在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中要求潤滑油只有良好的抗泡沫性; (4)要求潤滑油對油封、油漆以及軸承保持架材料具有良好的相容性。 6.2.2 行星齒輪減速器的潤滑方式 行星齒輪減速器的潤滑方式常采用油浴潤滑和強(qiáng)制壓力噴油潤滑兩種型式。噴油潤滑比較可靠安全,也有利于散熱和冷卻。 (1)油浴潤滑 采用油浴潤滑方式時(shí)以減速器箱體作為油箱,油位一般控制在浸入低速圾輸出轉(zhuǎn)架軸承最下面的滾珠(或滾柱)為宜。輸入級軸承的潤滑采用在前機(jī)蓋上設(shè)置集油槽潤滑。 油浴潤滑的行星齒輪減速器在運(yùn)
55、轉(zhuǎn)過程中,要經(jīng)常檢查工作狀態(tài)油位,并能及時(shí)補(bǔ)充和定期更換潤滑油。 (2)循環(huán)強(qiáng)制噴油潤滑 行星減速器循環(huán)噴油潤滑有兩種形式,一種是以減速器箱體為油箱,另加一套潤滑裝置;另一種是另外配置油箱和潤滑裝置。這兩種型式的噴油潤滑都是用油泵將油經(jīng)過濾器、冷卻器后打入箱內(nèi)潤滑齒輪和軸承。進(jìn)油管一般在的前機(jī)蓋和后機(jī)蓋分別設(shè)置,使?jié)櫥蛧娫谛行驱X輪和內(nèi)齒輪的嚙合處。在前機(jī)蓋上的進(jìn)油管上,在集油槽的上方打一個(gè)φ3~5mm的孔潤滑前機(jī)蓋上的軸承,行星齒輪減速器回油管的高度不應(yīng)低于油浴潤滑時(shí)的油位高度。 行星齒輪減速器的潤滑油流量應(yīng)按減速器內(nèi)各零件傳動效率進(jìn)行熱平衡計(jì)算后得出,也可按下式進(jìn)行估算;
56、 式中 ——所需的大致流量(L/min); 一一傳動功率(kw)。 油箱的儲油量應(yīng)滿足齒輪各嚙合點(diǎn)潤滑、軸承潤滑及散熱冷卻的需要。通常油箱儲油量可按噴油流量乘以循環(huán)冷卻時(shí)間來計(jì)算,一般為4~15min 。油箱的體積可按總油量的1.1~1.2倍適當(dāng)加大。當(dāng)環(huán)境溫度在4℃以下,應(yīng)設(shè)加熱裝置,油箱溫度超過60℃,則需加冷卻裝置。 6.2.3 行星齒輪減速器齒輪潤滑油的使用要求 (1)環(huán)境溫度 一般情況下,行星齒輪減速器可在環(huán)境溫度—40℃~+50℃范圍條件下工作,環(huán)境的溫度定義為最接近行星齒輪減速器周圍大氣的溫度。 (2)行星齒輪減速器油池內(nèi)油
57、的極限溫度 潤滑油的溫度過高,會引起潤滑油過早老化,縮短使用周期,甚至?xí)瘕X輪的失效。礦物基工業(yè)齒輪潤滑油的使用溫度最高上限為95℃,合成型工業(yè)齒輪潤滑油的使用溫度最高上限為10 7℃。當(dāng)潤滑油超過上述規(guī)定的最高上限時(shí),許多潤滑劑就失去了其穩(wěn)定性。 行星齒輪減速器在低溫環(huán)境下工作,應(yīng)保證潤滑油能自由循環(huán)流動,并不引起過大的啟動轉(zhuǎn)矩,這時(shí)可選擇合適的低溫工業(yè)齒輪潤滑油(極溫工業(yè)齒輪油或極溫重負(fù)荷上業(yè)齒輪油)。所選潤滑油的傾點(diǎn)至少要比預(yù)期的環(huán)境溫度最低值低5℃以上。 6.3 附件的選取 1.潤滑油選用工業(yè)閉式齒輪油 代號為L-CKC320 GB5903-95 2.螺塞選為 外
58、六角螺塞 M JB/ZQ4450-86 油圈 ZB70-62 (的皮封油圈) 材料 皮封油圈 工業(yè)用革 螺塞 Q235 3.氈圈 60 氈圈 35 JB/ZQ4606-86 材料 半粗羊毛氈 4.A型吊環(huán)螺釘 M12 GB825-88 5.通氣塞 M 6.4 軸承、鍵及聯(lián)軸器的選取 6.4.1 軸承的選取 懸臂輸入軸上的一對軸承,考慮其只受切向力,可選深溝球軸承 代號為 6207 同理,行星架左右端所選的軸承分別如下: 代號為 6220 代號為 6
59、019 行星輪內(nèi)部所用的軸承,考慮行星輪在高速轉(zhuǎn)動過程中有一定的偏斜,故選用調(diào)心滾子軸承 代號為 22212C 6.4.2 聯(lián)軸器及鍵的選取 電機(jī)軸和減速器之間選用的聯(lián)軸器型號 HL3 GB 5014—85 主動端:J型軸孔,A型鍵槽, 從動端:Y型軸孔,A型鍵槽, 減速器輸出軸和螺旋輸送機(jī)之間的聯(lián)軸器型號 HL6 主動端:J型軸孔,A型鍵槽, 從動端:J型軸孔,A型鍵槽, 與之相應(yīng)的鍵分別為 鍵 GB1096—79 鍵 鍵 鍵 減速器的輸出軸與行星架之間的鍵連接,其鍵的型號為 鍵
60、 7 螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 7.1 GX螺旋輸送機(jī)各零部件構(gòu)造分述如下: 7.1.1 螺旋 螺旋由轉(zhuǎn)軸和裝在轉(zhuǎn)軸上的葉片組成。轉(zhuǎn)軸一般由實(shí)心鋼棒或空心鋼管(特厚鋼管)制成。實(shí)心軸與鋼管軸相比,在強(qiáng)度相同的情況下,鋼管軸比實(shí)心軸質(zhì)量小得多,而且鋼管軸相互之間的連接更加方便,節(jié)省材料,減輕運(yùn)輸機(jī)的質(zhì)量,因此轉(zhuǎn)軸普遍采用空心的。其直徑一般在50~100毫米之間,為了便于制造及安裝,每根軸的長度一般在2~3米之間。 螺旋葉片是螺旋輸送機(jī)的承載件。螺旋輸送機(jī)按使用場合的要求的不同,螺旋葉片的型式有:實(shí)體式、帶式、齒行式、葉片式。如下圖所示: 螺旋形狀圖 實(shí)體式帶式齒行式葉片
61、式 螺旋葉片是螺旋輸送機(jī)的承載件。GX型螺旋機(jī)按使用場合的不同,螺旋葉片的型式還可分為S制法及D制法兩種。 (1) S制法:帶有實(shí)體螺旋面的螺旋,其螺距等于螺旋直徑的0.8倍。 (2) D制法:帶有帶式螺旋面的螺旋,其螺距等于直徑。 這兩種制法中,實(shí)體螺旋面是最常用的型式,構(gòu)造簡單,效率高,適合輸送松散的、干燥的,無粘性的物料。對于具有腐蝕性及塊狀物料,則用帶式螺旋面的螺旋機(jī)輸送最合適,因?yàn)槲锪显谌~片前堆積不深,葉片與物料間法向壓力及摩擦力較實(shí)體螺旋面小,可減少其磨損。 實(shí)體螺旋葉片一般采用3~8毫米厚的鋼板沖壓而制成。一個(gè)螺距長的葉片展開后,焊接在轉(zhuǎn)軸上,而各螺旋葉片亦用電焊焊接起
62、來,形成連續(xù)的螺旋葉面。一個(gè)螺距長展開后的形狀如下圖所示: 螺旋葉面展開圖 螺旋外周長: 螺旋內(nèi)周長: 螺旋的直徑(D)通常制造成100毫米、120毫米、150毫米、200毫米、250毫米、300毫米、400毫米、500毫米和600毫米.螺距P的大小與螺旋直徑的大小,輸送機(jī)的布置,物料的特性有關(guān),通常取P=(0.7~1 )D,對于水平布置的,輸送流動性好和磨磋性小的物料,可取P=D;對于傾斜布置的,輸送流動性查和有磨磋性的物料,可取P=0.8D。螺旋輸送機(jī)的螺旋主軸的螺旋方向有左螺旋和右螺旋兩種,螺旋方向如下圖所示: 螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)軸通常采用的是右旋的單頭螺旋,多頭螺旋主要用
63、于工藝攪拌及混合的裝置中。 螺旋轉(zhuǎn)軸的螺旋方向圖 左螺旋 右螺旋 根據(jù)螺旋輸送機(jī)所輸送的物料(谷物)及所運(yùn)用的要求,螺旋輸送機(jī)采用實(shí)體的右旋單頭螺旋;螺旋葉片的厚度為5毫米。 7.1.2 頭節(jié)裝置與尾節(jié)裝置的結(jié)構(gòu) 頭節(jié)裝置由螺旋軸通過聯(lián)軸器與止推軸承聯(lián)結(jié),止推軸承安裝在槽端板上,槽端板又是螺旋轉(zhuǎn)軸的支撐架,一般頭節(jié)的軸承均采用圓錐滾子止推軸承,用來承受螺旋輸送物料時(shí)產(chǎn)生的軸向推力,這種受力狀態(tài)對螺旋軸有利。此外軸承還有良好的防塵密封裝置。 尾節(jié)與頭節(jié)的主要區(qū)別在于平軸承代替了止推軸承,也有用滑動軸承的。 7.1.3 機(jī)槽(機(jī)殼) 機(jī)槽常用3~6毫米厚的鋼板制成,在槽邊緣
64、處焊接縱向角鋼及橫向凸緣角鋼,用于機(jī)槽與蓋的聯(lián)結(jié)及各節(jié)段之間的聯(lián)結(jié)(用螺栓緊固),同時(shí)也可增加機(jī)槽的剛性。為了搬運(yùn)、安裝、修理的方便,機(jī)槽由若干節(jié)聯(lián)結(jié)而成,每節(jié)約長3米。 機(jī)槽底部為半圓柱形。其輪廓半徑要稍大于螺旋半徑。在安裝時(shí),螺旋葉片與機(jī)槽之間要保持一定的間隙。這個(gè)間隙較被輸送物料的最大直徑大一些,若是輸送磨磋性物料,間隙還要大一些,一般為2~15毫米。否則由于安裝時(shí)的不精確而造成極大的的阻力,甚至?xí)孤菪~片及軸等機(jī)件扭轉(zhuǎn)或折斷,但間隙太大會導(dǎo)致運(yùn)輸效率下降。 機(jī)槽上部安裝可折的機(jī)槽蓋,并用螺栓或卡子加以緊固。為了保證機(jī)槽的密封,往往在機(jī)槽蓋與機(jī)槽接觸地方加一層氈墊或石棉繩墊。 機(jī)
65、槽全長均安裝在用鑄鐵制成的或用鋼板焊接成的支架上,然后緊固在地面上。 出料口設(shè)在機(jī)槽的底部。GX型螺旋機(jī)的出料口有:方形的、手推式、齒條式插板出料口三種。 7.2 GX型螺旋輸送機(jī)的應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn) 7.2.1 螺旋輸送機(jī)的應(yīng)用范圍 (1)螺旋輸送機(jī)利用螺旋旋轉(zhuǎn)而推動物料前進(jìn)。由于機(jī)槽內(nèi)物料的有效流通斷面較小,故不宜輸送大塊物料。適宜于輸送各種粉塊、粒狀和小塊狀的物料,如煤粉水泥、礦渣等。 (2)不宜輸送易變質(zhì)的、粘性的、易結(jié)塊的物料,因?yàn)檫@類物料在輸送時(shí)會粘結(jié)在螺旋上,造成物料積塞而使螺旋機(jī)無法工作。 (3)GX型螺旋機(jī)功率消耗大(相對于其他運(yùn)輸機(jī)械而言),因此多用于輸送量
66、較低或中等輸送量,以及輸送長度不大的場合。 (4)可用于水平或傾斜(傾角小于20度)的單向輸送 (5)工作環(huán)境溫度應(yīng)在-20℃~+50℃范圍內(nèi),輸送物料的溫度應(yīng)低于+200℃。 7.2.2 螺旋輸送機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) 螺旋輸送機(jī)的優(yōu)點(diǎn):構(gòu)造簡單,在機(jī)槽外部除了傳動裝置以外,不在有轉(zhuǎn)動部件;所占面積較??;容易做到密封;維護(hù)、管理、操作比較簡單;便于多點(diǎn)裝料和卸料。 螺旋輸送機(jī)的缺點(diǎn):運(yùn)行阻力很大(有機(jī)槽與螺旋葉片之間、機(jī)槽和物料之間、螺旋面和物料之間等摩擦造成的阻力),故比其它輸送機(jī)的動力消耗大,而且機(jī)件的磨損也較快,因此不適宜輸送塊狀、粒狀、磨磋性大的物料(如烘干的礦渣等);由于摩擦力較大,所以在輸送過程中物料有相當(dāng)大的粉碎作用,因此需要保持粒度一定的物料,不宜用這種輸送機(jī)輸送;又由于各部件有很強(qiáng)的磨損,因此螺旋機(jī)只用于較低或中等生產(chǎn)率(一般100立方米每小時(shí)以內(nèi))的生產(chǎn)中,且輸送距離不宜太長。 7.3 螺旋輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)所給的原始條件可以計(jì)算出螺旋機(jī)的輸送量Q ; 因?yàn)槭撬讲贾玫腍=0、=0 。計(jì)算得 螺旋直徑D可以通過以下公式求得 式中 D——螺
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