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n1=0.99

弹性联轴器效率

一对滑动轴承的效n5=0.97

传动滚筒的效率n6=0.96

-0.8063

■1:

223456

^0.990.9920.970.920.970.96

=0.8063

(3)

所需的电动机的功率

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,丫系列。

查表2.9-1可选丫系列三相异步电动机丫132M1-6型,额定

功率R=4.0kw,或丫系列三相异步电动机选Y112M-4型,额

定功率P0=4.0kw

满足RPr

2.1.3确定电动机转速

传动滚筒转速

60v60X.6c”c/-

nw95.49r/min

nx0.32

现以同步转速为丫132S-4型(1500r/min)及丫132M2-6

型(1000r/min)两种方案比较,查得电动机数据

万案

电动机型号

额定功

率(kW)

同步转速

(r/min)

满载转速

电动机质量/kg

总传动比

1

Y112M-4

4.0

1500

1440

43

15.08

Y132M1-6

1000

960

73

10.05

电动机型号:

Y132M2-6

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。

电动机型号为丫132M2-6由表2.9-2查得其主要性能数据列于下表

电动机额定功率P0/kW

电动机满载转速n0/(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2.2-1得取链传动比i23=2.5则齿轮传动的传动比为ii2=丄=10.05=4.02

i232.5

2.3传动装置的运动和动力参数计算

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

p0二pr=3.17kw

n0二960r/min

To=9.55皿=9.553.1710=31.53Nm

n0960

1轴:

即减速器的高速轴

=Po01=3.170.99=3.141kw

960r/min

n0

J=9.55P=9.553.1410=31.24Nmni960

轴:

即减速器的低速轴

p2=Pj12二3.140.990.97二3.01kw

3

120.49Nm

240

T2=9.55旦=9.553.0110

即传动滚筒轴

p3=p223二3.010.990.92二2.74kw

240=96r/min

1232.5

T3=9.55巴=9.553.4410=272.57Nmn3119.4

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n

3.17

31.53

联轴器

0.99

3.14

31.24

齿轮传动

4

0.96

3.01

119.77

链传动

2.5

0.91

2.74

96

272.57

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

小链轮齿数乙=29-2i=24因链轮齿数最好为奇数,取为25

大链轮齿数Z2"

Zj=2.525=62.5所以取Z2=63

2)确定链条节距

查表得,工况系数KA=1.0

取单排链,取Kp=1.0

10x296

Po==2.20kW

1.34"

.0

因为厲=238.81r/min

查表得选链号No10A节距p=15.875

3)计算链长

初选a。

=40p=40汉15.875=635mm

链长

L=2a0+乙2+Z1十P(z2-乙)2=2汇40十63+25十15.875(虫-25)2=伐49节

Pp2a。

2兀26352沢

取Lp=126节

4)验算链速

601000601000

Vv15m/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

Fe

1000P

v

10003.01

1.588

=1895.47N

作用在轴上的力Fq:

、1.2Fe=1.21895.47=2274.56N

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45#钢,调质处理,齿面硬度217—255HBS

大齿轮选用ZG310-570钢,正火处理,齿面硬度162—185HBS

计算应力循环次数

N1-60n1jL^609601(830082)=2.74108

查图11-14,Zn1=1.04Zn=1.13(允许一定点蚀)由式11-15,Zx1=Zx2=1.0

取Smin=1.0

由图11-13b,得

二Hiim1=570MPa,二Hiim2=440MPa

计算许用接触应力

小轮转矩=31240Nm

由图11-7得,Zh=2.5,减速传动,

由式(5-39)计算中心距a

IKT1

J

ZzeZR2

2也

‘唧丿

at一(u1)3

402400100%=0.5%:

:

5%,

4.02

传动比误差

△i=—;

"

00%=

i理

在允许范围内。

齿轮分度圆直径

d1二mw=225二50mm

d2=mZ2=2100=200mm

圆周速度

d1n1

6010

叮沖50960

2.5im/s

610

由表11-6,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11-3,取KA=1.0

由图11-2(a).

按8级精度和vz/100=2.51225/100=0.63m/s,

得Kf1.08。

齿宽b=aa=0.4125=50mm。

由图11-3(a),按b/d1=40/40=1.0,取Kb=1.08。

由表11-4,得K=1.1

载荷系数K=KAKvKK^=1.01.081.081.1=1.17

由图11-4,得;

一1=0.8,;

一2=0.92,

=1.72

由图11-6得,Z=0.875

计算齿面接触应力

J=ZhZeZ2KT2口―1=2.518890.875“bd12u

21.17312404.021

X

50502

=35312MPav#H】=497.2MPa

故在安全范围内。

(4)校核齿根弯曲疲劳强度

按乙=25,乙=100,

由图11-10得,YFa1=2.81,YFa2=2.2

由图11-11得,Ysa1=1.55,Ysa2=1.76

由图11-12得,Y.=0.68

由图11-16(b),得▽Flim1=210MPa,口Flim2=152MPa

由图11-17,得YN1=1.0,YN2=1.0

由图11-18得,丫xi=Yx2=1.0

取丫ST=2・°

SFmin=1.5

计算齿根许用弯曲应力

*1]=FHmiYsTYniYxi=2102仁。

=280MPa

Sfmin

jf2]Flim2丫STYN2Yx2J5221.01.0=202N/mm2

SFmin1.5

“1h^^YfkYY=21.17312402.181.550.68

bam‘505025

=4833MPa:

「F1L28CMPa

故安全

=41.52MPa:

L「F2】=202MPa

(5)齿轮主要几何参数

Z1=25,z2=100,u=4.02,m=2mrp

d1=mzi=2.520=50mm,d2=mz2=2.580=200mm

da1p2ham=5021.02.5=54mm,

da2二d22ham=20021.02.5=204mm

df1二d1-2(hac)m=50-2(1.00.25)2=45mm

df2=d2—2(hac)m=200—2(1.00.25)2=195mm

a=125mm

b2=b=50mm,b1=b+(5~10)=56mm

4.轴的设计计算

4.1初步确定轴的直径

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d电机=38mm轴伸长E=80mm

则d=(0.8〜1.0)d电机=(0.8〜1.0)X38=30.4〜38mm

取d=32mmd=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

(GB5014-85o计算转矩Tc为

Tc=KAT=1.5X39.8=59.7mm

式中T――联轴器所传递的标称扭矩,

P4乂103

T=9.55X匚=9.55X410二39.8

n960

KA――工作情况系数,取KA=1.5o

根据Tc=59.7Nm,从表2.5-1可查的HL-3号联轴器可以满

Tn=630NmTc=46.8Nm,b丨=5000r/minn=960r/min)。

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(按标准密圭寸圈尺寸取值)

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

d_A°

3P(110~160)33.10(25.6~37.2)mm

Yn\240

取d0=35mm

d1=(39〜41)mm取d1=40(按标准密圭寸圈尺寸取值)

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=灯="

31240=1250NFt=304.59N

d50

r=110.86N

Fa=0N

径向力Fr=Fttga=1250tg20=455NF

轴向力Fa=FttgB=304.59>

<

tg0=0N

(1)绘轴的受力简图,求支座反力

垂直面支反力

-RAy(L2L3)FtL2=0

Ft

1250,25

ay=152.30N

L2

ZY=0

RBy=Ft-RAy=1250-625二625N

by=152.30N

b.水平面支反力

ZMc=0得,-Rbz(L2LJFq(LiL2L3)一FrL^0

Rbz

—Frb+F&

L!

+L2+L3)—455x48.5+2376.3x(48.5+48.5+86)“

==4256N

L,+L248.5+48.5

Raz=2335N

(2)作弯矩图

a.垂直面弯矩M图

B点,MCy=RAyL<

i=62548.5=30312.5Nmm

b.水平面弯矩M图

M'

Bz二RBzL3=425686二22067.5Nmm

MCZ二FrL,=45548.5=22067.5Nmm

c.合成弯矩图

MC二MCy:

」cz=37495Nmm

MB=M;

yMcy=366016Nmm

(3)作转矩T图

T=119770Nmm

(4)作计算弯矩Ma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a=0.6

B点左边

I22|22

McvpMc(T)h:

.;

'

(37495)(0.6119770)

=81056Nmm

MCy=30312.5N.mm

M'

Bz=22067N.mm

MC=37495N.mm

MB=366016N.mm

T=119770N.mm

MCV=81056N.mm

B点右边

MBV=373004N.mm

McaD=71862N.mm

Mbv=MB2CT'

)2—(366016)2(0.6119770)2

=373004Nmm

D点

McaD二汀=0.6119770=71862Nmm

(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得二B=650N/mm2查表13-3得[;

「b]」=60N/mm2。

计算B点轴径dB头:

Mvb=』366016=39.4mm

如.1玩】」、°

.仆60

因为有一个键槽dB-dB(10.05)=39.4(10.05^41.4mm。

因为dB=41.4mm<

45mm故安全。

D点轴径dD彳骯刑牆=22.9mm

因为有一个键槽dp=dD(1+0.05)=22.9x(1+0.05)=24.1mm。

因为dD<

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

B=4301.6N

A=2417.1N

Rb二,R;

yRBz=4301.6NR

Ra=JrAy+RAz=2417.1NR

3)、校核轴承寿命

因为Ra>

RB,所以取P=FB=4301.6N

5.2高速轴轴承

1)、选定轴承类型及初定型号

初选深沟球轴承,型号为6208GB/T276-94

2)、计算径向支反力

B=665.1N

A=665.1N

Rb二:

RByRBz=665.1N

Ra=JrAy+RAz=665.1NR

3))校核轴承寿命

因为R>

1010

106(ftc7106(22800它

Leh—!

=x

60n(fpP丿60^960<

1.^665.1)

4.05105300882二38400h

故满足轴承的寿命要求

6.键联接的选择和验算

1.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!

J=53mPa,键的计算长度

l=L-b=40-14=26mm

由下式得

该键安全。

所以选14X9GB1096-79

2.小链轮与减速器低速轴轴伸的联接

45号钢A型普通平键,轧毂为铸铁

b=10mmh=8mm,L=50mm,bp】=100N/mm2

同上面的方法

因二p:

Jp〔,故安全。

所以选10X8GB1096-79型键

3.联轴器与减速器高速轴轴伸的联接

/mm2

b=10mmh=8mm,L=50mm,l=L-b=40mm,=p】=100N

4T

dhl

431240

328(50-10)

=12.21N/mm2

因二p”:

Jp】,故安全。

7.联轴器的选择

选轴时以定,同前

8.减速器的润滑及密封形式选择

1减速器的润滑采用油润滑,润滑油选用中负荷工业齿轮油GB5903-86

2油标尺M16,材料Q235A

3密圭寸圈选用内包骨架旋转轴唇形密圭寸圈。

9.参考文献

1.2工作条件A

ZDL-13

1700

280

2■传动装置总休设计

I:

3456

=0.8151

=0.990.990.970.930.970.96

二0.8151

(3)所需的电动机的功率

查表2.9-1可选的丫系列三相异步电动机丫132M1-6型,额定

P)=4.0kw,或选Y112M-4型,额定R=4.0kw。

满足R■Pr2.1.3确定电动机转速

电动机

质量/kg

总比

传动

3.19

5.79

现以同步转速为丫112皿-4型(1500r/min)

及Y132M1-6

电动机型号为丫132M1-6由表2.9-2查得其主要性能数据列于下表

2.2分配传动比.

(1)总传动比i二也9608.79

nw109.2

查表2.2-1得取链传动比i23=2.1

则齿轮传动的传动比为i12=!

乂879=4.186

i232.1

n0=960r/min

p13.33"

0”K1

T1

=9.551=9.5533.13Nm

n1960轴:

p2=P"

i.12-3.330.990.97=3.20kw

n2二凹960229.34r/min

i124.186

T2=9.55旦=9.553.2010=133.25Nm

n2229.34

3轴:

P3=P223二3.200.990.93二3.07kw

转速

n(r/min)

3.36

33.43

3.33

33.13

4.186

3.20

229.34

133.25

2.1

0.92

3.07

109.21

268.46

小链轮齿数

乙=25

大链轮齿数

Z2=iZ1=2.仆25=52.5所以取Z2=53

实际传动比

i-互-鱼-2.12乙25

由式p。

_KAP

KzK

查表得,工况系数

Ka=1.0

小链轮齿数系数

勺严二仁345

19

10x320P。

二.03.0=2.38kW

1.345汉1.0

因为n2=229.34r/min

初选a0=40p=4015.875=635mm

叭p

v=

601000

取Lp=120节所以实际中心距a~635

25汉229.34汇15.875〔52

601000-'

Vv15m/s

5)选择润滑方式按v=1.5

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