設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明-鑄工車間自動(dòng)送砂帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

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1、二．傳動(dòng)方案 2.1 選擇電機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式 2.1.1 電機(jī)類型 按工作要求和條件選用Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V。 結(jié)構(gòu)形式用B3型（機(jī)座帶底腳，端蓋無(wú)凸緣）。 2.1.2 所需功率和額定功率 電機(jī)額定功率為 其中=3KW，即變速箱輸出功率 為電動(dòng)機(jī)到鼓輪主要端運(yùn)輸帶的總效率 取=0.94，=0.96，=0.99，=0.98 即 ，取， 2.1.3 確定電機(jī)型號(hào)及傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 電機(jī)型號(hào) 額定功率 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)質(zhì)量 Y132M1-6 4KW 1000r/

2、min 960r/min 73Kg 2.1.4傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 取4，則 2.1.5 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù) 1）各軸轉(zhuǎn)速 r/min r/min r/min r/min r/min r/min 2）各軸功率 3) 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 N·mm N·mm N·mm 項(xiàng)目 電機(jī)軸0 高速軸Ⅰ 低速軸Ⅱ 轉(zhuǎn)速（r/min） 960 300 75 功率（KW） 4 3.76 3.537

3、 轉(zhuǎn)矩（N·mm） 傳動(dòng)比 3.2 4 效率 0.94 0.94 2.2 聯(lián)軸器的選擇 因?yàn)楣妮嗇S與Ⅱ軸在最終安裝時(shí)很可能出現(xiàn)相對(duì)位移，所以選用能補(bǔ)償兩軸位移的聯(lián)軸器，根據(jù)情況，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。 根據(jù)工作情況，由表17-3得 N·mm=638 N·m 且=75r/min 選TL8型聯(lián)軸器 由表17-3查得=710 N·m> ， 故安全。 聯(lián)軸器的外形及安裝尺寸見(jiàn)下表： N·mm N·mm N·mm =638 N·m 型號(hào) 公稱扭矩 許

4、用轉(zhuǎn)速 軸孔直徑 軸孔長(zhǎng)度 D TL8 N·m r/min mm mm Mm 710 2400 45 142 224 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 許用補(bǔ)償量 Kg· 軸向 徑向 角向 0.13 無(wú) 0.4 1度 2.3主要部件選擇說(shuō)明 本裝置選擇V帶傳動(dòng)和一級(jí)齒輪傳動(dòng)減速，V帶傳動(dòng)設(shè)置在高速級(jí)，齒輪傳動(dòng)設(shè)置在低速級(jí)。 將V帶傳動(dòng)設(shè)置在高速級(jí)是因?yàn)椋? 1） V帶傳動(dòng)能力小，把它布置在高速級(jí)速度快，轉(zhuǎn)矩小，有利于結(jié)構(gòu)緊湊。 2） V帶在高速級(jí)有利于發(fā)揮其傳動(dòng)平穩(wěn)，吸震緩沖、減少噪音的作用 3） V帶在高速能起到過(guò)載保護(hù)的作用。

5、4） V帶結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單，精度容易保證。 根據(jù)工作需要，采用單級(jí)閉式軟齒面斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，其工藝簡(jiǎn)單、效率高、精度易保證、防塵、承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)。 綜上所述，本方案從《設(shè)計(jì)任務(wù)書》所給定的條件來(lái)看，具有合理性、可行性。 三：傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1帶輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 原始數(shù)據(jù) (1) 計(jì)算功率Pc查表13-8得知 Ka=1 故Pc=Ka×P=1×4=4KW (2) 選普通V帶型號(hào): 查表得知， 選A型 (3) 求大、小帶輪直徑： 查表13-7得最小75取 則實(shí)際傳動(dòng)比 取 (4) 計(jì)算帶速V： 因帶速在以內(nèi)

6、 故合適 (5) 求V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距 初選 由公式13-2得知帶長(zhǎng) 查表13-2得知，對(duì)A型帶選用 再由公式13-16計(jì)算實(shí)際中心距: (6) 計(jì)算小帶輪包角,由公式13-1得知 合適 (7) 計(jì)算V帶根數(shù)Z，由公式13-15得知 今 查表13-3得 查表13-4得知 由于查表13-5得知 查表13-2得知 由此可得出 Z取4根 (8) 計(jì)算作用在帶輪上的壓力 查表13-1得知 故由公式13-17得知單根V帶的 初拉力 作用在軸上的壓力 帶輪材料及結(jié)構(gòu) 由于V<25m/s 故采用鑄鐵HT150

7、 輪槽結(jié)構(gòu)尺寸 參考P64表9-1大帶輪用孔板式 3.2 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算與結(jié)構(gòu) 原始數(shù)據(jù)， N·mm， r/min，i=4 1） 選擇材料，確定許用應(yīng)力 小齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為197-286HBS，，。 大齒輪用45鋼正火，齒面硬度為156-217HBS，，。 取,,, , , 2) 按齒輪接觸強(qiáng)度計(jì)算 齒輪按8級(jí)精度制造，取載荷系數(shù)K=1.2，齒寬系數(shù)小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 取ZE=188(表11-4) 齒數(shù)取Z1=18,則Z2=74,故實(shí)際傳動(dòng)比i=4.11 模數(shù) 齒寬 ，取 b2=58mm.b1=62mm 按表4-1取m=3.2mm

8、，實(shí)際的 中心距， 取 3）確定螺旋角 4）齒輪分度圓直徑mm mm 5)齒頂圓直徑 6)齒根圓直徑 7）驗(yàn)證齒輪彎曲強(qiáng)度 按齒形系數(shù)， ， 安全 8)齒輪的圓周速度 對(duì)照表11-2可知選用8級(jí)精度是合宜的。 四 軸的設(shè)計(jì)與軸轂連接 4.1 高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為實(shí)心式， 材料為45鋼 查表14-2， A=112 查表11-2 （軸承用6207）

9、 mm mm 4.2 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為實(shí)心式，材料為45鋼 查表14-2 A=112 查表11-2 (軸承用6211) 4.3鍵連接工作能力驗(yàn)算 4.3.1 高速軸與帶輪聯(lián)接鍵 ⑴鍵聯(lián)接的選擇 軸徑為28mm，使用C8×40GB1096-79， 軸長(zhǎng)為42mm，所以選擇鍵長(zhǎng)為40mm ⑵鍵的強(qiáng)度校核 鍵的材料為45#鋼， 強(qiáng)度校核： 故：鍵符合強(qiáng)度要求 4.3.2低速軸與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接 軸徑為45mm，使

10、用C12×70GB1096-79， 軸長(zhǎng)為72mm，所以選擇鍵長(zhǎng)為70mm 鍵的材料為45#鋼， 強(qiáng)度校核：T=481N.m 故：鍵符合強(qiáng)度要求 4.3.3大齒輪與低速軸鍵聯(lián)接 軸徑為56mm，使用A16×56GB1096-79， 軸長(zhǎng)為57mm，所以選擇鍵長(zhǎng)為56mm 鍵的材料為45#鋼， 強(qiáng)度校核：T=481 N.m 故：鍵符合強(qiáng)度要求 4.4 減速器各軸的強(qiáng)度校核 4.4.1高速軸受力 計(jì)算出、 、 圓周力 徑向力 軸向力 ⑴小齒輪以右旋計(jì)算 K=120 L=112 ⑵水平面的支撐反力

11、 ⑶垂直面的支撐反力 F2V=FR1-F1V=1864-562=1302 N ⑷FQ在支點(diǎn)處產(chǎn)生的反力 ⑸繪水平面的彎矩圖 ⑹FQ產(chǎn)生的彎矩圖 ⑺a-a截面FQ彎矩 ⑻合成彎矩圖，考慮到最不利的情況，把連接疊加，如圖： ⑼軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 ⑽回垂面的彎矩圖 ⑾求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩 由加速器的工作情況確定軸的扭切應(yīng)力為脈沖對(duì)稱應(yīng)力 故： ⑿校核強(qiáng)度 故：強(qiáng)度足夠 五：軸承的選用 5.1 軸承型號(hào) 由于高速軸和低速軸所用的軸承主要承受徑向載荷，同時(shí)也要承受一定的軸向

12、載荷，故選用深溝球軸承。 軸承型號(hào) d D B D1 D2 ra Cr C0n 6207 35 80 21 44 71 1.5 25.8 17.8 6211 55 120 29 65 110 2 55.2 41.8 5.2高速軸軸承的壽命驗(yàn)算 ⑴預(yù)期壽命 已知 ，軸承型號(hào)6207 ⑵計(jì)算派生軸向力 ⑶計(jì)算內(nèi)部軸向力及當(dāng)量載荷 ,故：軸承1為松邊，軸承2為緊邊 故：X1=1 Y1=0 , X2=1 Y2=0 當(dāng)量動(dòng)載荷為：P1=X1Fr1+Y1Fa1

13、=1375 N P2=X2Fr2+Y2Fa2=2047 N ⑷計(jì)算壽命 所以軸承合格。 六：減速器的潤(rùn)滑與密封 6.1齒輪的潤(rùn)滑與密封 齒輪的潤(rùn)滑選擇浸油潤(rùn)滑，取中負(fù)荷工業(yè)齒輪油N220（GB5903-86）。因是單級(jí)圓柱齒輪減速器，故浸油深度不應(yīng)小于10mm。 6.2軸承的潤(rùn)滑與密封 1)高速軸與低俗軸的軸承潤(rùn)滑采用脂潤(rùn)滑，采用滾動(dòng)軸承脂 ZGN62-2(SY1514-82*)。 2）由于脂潤(rùn)滑v不大于4-5m/s，故選擇毛氈圈密封。 3）為了防止齒輪嚙合

14、是擠出的油沖刷、稀釋軸承脂，應(yīng)在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置封油盤。 七：減速箱體及其附件 7.1箱體的設(shè)計(jì) 1）箱體的結(jié)構(gòu)形式（參考圖4-1） 2）箱體的結(jié)構(gòu)尺寸 名 稱 符號(hào) 尺寸關(guān)系 箱座壁厚 8 箱蓋壁厚 8 箱體凸緣厚度 、、 、、 加強(qiáng)肋厚 、 、 地腳螺栓直徑 13.84、取M16 地腳螺栓數(shù)目 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 10.13、取M12 箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑 7.21、取M10 各螺栓孔位置尺寸 螺栓符號(hào) 22 18 16 20 16 14 7.2主要附件的設(shè)計(jì) 1

15、）油面指示器 為了便于檢查油面高度，隨時(shí)添加潤(rùn)滑油，保證正常潤(rùn)滑，選用油標(biāo)尺16型（參考表9-14） M16 d1 d2 d3 h a b c D D1 4 16 6 35 12 8 5 26 22 2)油塞 為了便于排出油污，在底部設(shè)有放油孔，并由油塞和密封墊進(jìn)行密封，選油塞（參考表9-16）： M16×1.5 D0 e L l a S d1 H 26 19.6 23 12 3 17 17 2 3)視孔蓋 為了便于觀察齒輪的嚙合情況，在箱蓋頂部設(shè)有窺視孔，為了防止?jié)櫥偷娘w出及密封作用，在窺視孔上加設(shè)

16、視孔蓋，選用板結(jié)構(gòu)視孔蓋（參考表9-18） A A1 A0 B B1 B0 d4 h 100 136 118 76 110 93 M6 6 4)起吊裝置 減速器箱體沉重，在箱蓋和箱體上鑄造時(shí)鑄有吊耳以便于搬運(yùn)和安裝。吊耳尺寸如下（參考表9-20） C1 C2 b R r1 r2 40 60 16 60 10 8 八：小結(jié) 8.1本裝置在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行了比較詳細(xì)的計(jì)算、選用了比較合理的附件 8.2本裝置在設(shè)計(jì)過(guò)程中參考了《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》等數(shù)，數(shù)據(jù)來(lái)源比較可靠，計(jì)算比較準(zhǔn)確。 綜上所述，本方案從《設(shè)

17、計(jì)任務(wù)書》所給定的條件來(lái)看，具有合理性、可行性。 參考文獻(xiàn) ⑴ 王昆 主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).武漢：華中理工大學(xué)出版社，1992年 ⑵ 楊可楨 主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).第五版.北京：高等教育出版社，2006年

18、 Z=4 軸承用6207 C8×40GB109

19、6-79 C12×70GB1096-79 T=481N.m F1H=2454 N F1V=562 N F2V=1302 N F1F=1371 N F2F=2651 N MaH=137 N.m MaF=77 N.m M2F=154 N.m Ma=232 N.m Ma’=217N.m d=55.2 mm