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1、
目錄
一、 電動機的選擇及其傳動比的分配 1
1.1選擇電動機 1
1.1.1選擇電動機的類型 1
1.1.2選擇電動機功率 1
1.1.3選擇電動機轉(zhuǎn)速 1
1.2傳功比的分配 2
二、 V帶的設(shè)計計算 3
2.1確定計算功率 3
2.2選取V帶型號 3
2.3確定帶輪直徑 3
2.5確定帶根數(shù) 4
2.6確定初拉力 4
2.7計算壓軸力 4
三、 齒輪傳動的設(shè)計計算 5
3.1選擇齒輪材料,并確定許用應(yīng)力 5
3.2按接觸強度初步確定齒輪的主要參數(shù) 5
3.3驗算齒根的彎曲應(yīng)力 6
3.4齒輪傳動的幾何尺寸 6
四、 軸的初步設(shè)計計算 6
五、
2、箱體的機構(gòu)設(shè)計 7
六、 鍵的設(shè)計 8
七、 軸承的選擇 8
八、 計算軸的強度校核 8
8.1主動軸的強度校核 8
8.2從動軸的強度校核 10
九、 滾動軸承的壽命計算 11
9.1主動軸承6208壽命計算 11
9.2從動軸承6210壽命計算 11
十、 聯(lián)軸器的選擇 12
十一、 參考文獻 12
計算及說明
結(jié)果
1、 電動機的選擇及其傳動比的分配
1.1選擇電動機
1.1.1選擇電動機的類型
按已知的工作要求和條件,選用Y型全封閉籠型三相異步電機。
1.1.2選擇電動機功率
已知工作參數(shù)T=305(Nm)
3、,=120r/min,
由可計算得,
工作機所需功率==3.83kw。
工作機實際需要的電動機輸出功率=
其中
查表得:為V帶輪的傳動效率為0.96
為滾動軸承的效率為0.99
為直齒齒輪的傳動效率為0.97
為聯(lián)軸器的效率為0.99
故 ==4.25kw
1.1.3選擇電動機轉(zhuǎn)速
已知=120r/min
按推薦的傳動比合理范圍,取單級齒輪傳動比范圍,取V帶傳動比,則總傳動比合理范圍為。故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為=(720~2400)r/min之間
查表得符合這一范圍
4、的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min、1500r/min,再根據(jù)計算出的容量,查表可得下三種適用的電動機型號:
方案
電動機
型號
額電功率
/kw
電動機轉(zhuǎn)速
傳動裝置的傳動比
同步轉(zhuǎn)速
滿載轉(zhuǎn)速
總傳動比
帶
齒輪
1
Y160M1-8
4
750
720
9.42
3
3.14
2
Y132M1-6
4
1000
960
12.5
2.8
4.5
3
Y112M1-4
4
1500
1440
18.8
3.5
5.38
綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及帶傳動和減速器的傳動比,比較三個方案可知:
5、方案1的電動機轉(zhuǎn)速低,外廓尺寸及重量較大,價格較高,雖然總傳動比不大,但因電動機轉(zhuǎn)速低,導致傳動裝置尺寸較大。方案3電動機轉(zhuǎn)速較高,但總傳動比大,傳動裝置尺寸較大。方案2適中,比較合適。因此,選定電動機型號為Y132M1-6,所選電動機的額定功率=4kw,滿載轉(zhuǎn)速=960r/min,總傳動比適中,傳動裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。
1.2傳功比的分配
工作機滿載轉(zhuǎn)速n=960r/min,
,取,則
2、 V帶的設(shè)計計算
2.1確定計算功率
工作機的額定輸出功率=4kw
查表得=1.1,則==1.14=4.4kw
2.2選取V帶型號
按照任務(wù)書得要求,選擇普通V帶
根據(jù)
6、=4.4kw,=960r/min,查圖選取A型普通V帶
2.3確定帶輪直徑
==960r/min,==359.5r/min
①選小帶輪直徑 由表取=106㎜,
②驗算帶速 V==5.3m/s(滿足要求)
③計算從動輪基準直徑 ==283㎜,取標準值280
④實際傳動比 i==2.64
2.4定中心距ɑ和基準帶長
①初定中心距 0.7(+)≤≤2(+)
=600㎜
②計算帶長 ≈2+(+)+
=1824㎜ 取標準值=1800㎜
③確定中心
7、距 =588㎜
④驗算包角 ≈
= =0.97(符合要求)
2.5確定帶根數(shù)
=0.96 =1.01 =0.11 帶的根數(shù)z取5根
2.6確定初拉力
查表得q = 0.11㎏/m =136N
2.7計算壓軸力
=1345N
3、 齒輪傳動的設(shè)計計算
3.1選擇齒輪材料,并確定許用應(yīng)力
小齒輪選用45號鋼,調(diào)質(zhì)處理,HB=230
大齒輪選用45號鋼,正火處理,HB=200
查表齒輪材
8、料的接觸疲勞極限應(yīng)力和彎曲疲勞極限應(yīng)力分別為 =560MPa,=540MPa
=210MPa,=200MPa
取==1,則=560MPa,=540MPa
=210MPa,=200MPa
3.2按接觸強度初步確定齒輪的主要參數(shù)
計算小齒輪傳動的轉(zhuǎn)矩 =108.7(Nm)
取齒寬系數(shù)=1,載荷系數(shù)K=1.2,=30,u=3,并取較小的值,
=64.8㎜
模數(shù)m===2.16㎜
由表取標準值m=2.5㎜
==330=90
==2.530=75㎜
==2.590=
9、225㎜
=175=75㎜
3.3驗算齒根的彎曲應(yīng)力
根據(jù),查表得=2.54,=2.20
=47.12MPa
=41.28MPa
由于<,<,所以大、小齒輪的彎曲強度足夠。
3.4齒輪傳動的幾何尺寸
==2.530=75㎜
==2.590=225㎜
=150㎜
4、 軸的初步設(shè)計計算
軸選用45號鋼,其材料許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力=35MPa
軸最細處直徑
大軸直徑=35.170㎜
小軸直徑=24.96㎜
5、 箱體的機構(gòu)設(shè)計
箱座壁厚=8㎜
箱座凸緣厚度b=12㎜
箱座底
10、凸緣厚度=20㎜
箱蓋壁度=8㎜
箱蓋凸緣厚度=12㎜
軸承旁凸臺高度h=45㎜
凸臺半徑R=22㎜
外箱壁至軸承座端面的距離=43㎜
大齒輪頂與內(nèi)箱壁距離=10㎜
小齒端面到內(nèi)箱壁距離=10㎜
上下機體筋板厚度=6.8㎜,=6.8㎜
主動軸承端蓋外徑=112㎜
從動軸承端蓋外徑=130㎜
軸承旁連接螺栓M14
蓋與座連接螺栓M10
軸承端蓋螺釘M8
檢查視孔蓋螺釘M8
定位銷M8
連接螺栓的間距=150㎜,=190㎜
地腳螺栓M18,數(shù)量6根
6、 鍵的設(shè)計
①從動軸外伸端d=38㎜,考慮鍵在軸中部安裝故選鍵128 GB/T1096—2003,
11、b=12㎜,L=74㎜,h=8㎜,選45號鋼。
②與齒輪聯(lián)接處d=55㎜,考慮鍵槽在軸中部安裝,故同一方位母線上,選鍵1610 GB/T1096—2003,b=16㎜,L=64㎜,h=10㎜,選45號鋼。
③主動軸外伸端d=28㎜,考慮鍵在軸中部安裝故選鍵87GB/T1096—2003,b=8㎜,L=74㎜,h=7㎜,選45號鋼。
7、 軸承的選擇
考慮軸受力較小且主要是徑向力,故選用單列深溝球軸承
根據(jù)軸頸值查《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導書》選擇:
主動軸承6208 (GB/T276-1994)2個
從動軸承6210 (GB/T276-1994)2個
8、
12、 計算軸的強度校核
8.1主動軸的強度校核
=108.7Nm
=359.5r/min
=75㎜
圓周力=2898.67N
徑向力=1055.03N
由于為直齒輪,軸向力=0
L=133㎜
垂直面支反力
==0.5=527.52N
垂直彎矩
=0.5L=35.08Nm
水平面支反力
==0.5=1449.34N
水平彎矩
=0.5L=96.38Nm
校核 合成彎矩
=102.6Nm
危險截面當量彎矩
=107.66Nm
(?。?
許用應(yīng)力
=
13、2.60MPa<=650MPa
則強度足夠。
8.2從動軸的強度校核
=303.8Nm
=119.8r/min
=225㎜
圓周力=2700.44N
徑向力=982.88N
由于為直齒輪,軸向力=0
L=136㎜
垂直面支反力
==0.5=491.44N
垂直彎矩
=0.5L=33.42Nm
水平面支反力
==0.5=1350.22N
水平彎矩
=0.5L=91.81Nm
校核 合成彎矩
=97.70Nm
危險截面當量彎矩
=133.
14、61Nm
(取)
許用應(yīng)力
=119478Pa<=600MPa
則強度足夠。
9、 滾動軸承的壽命計算
9.1主動軸承6208壽命計算
軸承的徑向載荷 =1542.36N
只承受純徑向載荷的軸承
查表=1.5,=1,則P=2313.54N
軸承的基本額定動載荷 C=29.5kN
軸承的基本額定壽命用小時
=96115.53h
(?。?
預(yù)期壽命為:1
15、0年,單班制
L=103008=24000<
軸承壽命合格
9.2從動軸承6210壽命計算
軸承的徑向載荷 =1436.87N
只承受純徑向載荷的軸承
查表=1.5,=1,則P=2155.31N
軸承的基本額定動載荷 C=35.0kN
軸承的基本額定壽命用小時
=595765.73h
(?。?
預(yù)期壽命為:10年,單班制
L=103008=24000<
軸承壽命合格
10、 聯(lián)軸器的選擇
由于減速器載荷平穩(wěn),速度不高,無特殊要求,考慮拆裝方便及經(jīng)濟問題,選用彈性套柱聯(lián)軸器
16、
電動機選用:Y132M1-6
=4.4kw
A型普通V帶
=106㎜
V=5.3m/s
=280㎜
=600㎜
取=1800㎜
中心距=588㎜
包角=
根數(shù)z取5根
初拉力=136
17、N
壓軸力
=1345N
小齒輪選用45號鋼,調(diào)質(zhì)處理,HB=230
大齒輪選用45號鋼,正火處理,HB=200
小齒輪傳動的轉(zhuǎn)矩
=108.7(Nm)
小齒輪齒數(shù)
=30
模數(shù)m=2.5㎜
大齒輪齒數(shù)
=90
=75㎜
=225㎜
47.12MPa
41.28MPa
150㎜
36㎜
=25㎜
18、
從動軸外伸端選鍵128
與齒輪聯(lián)接處選鍵1610
主動軸外伸端選鍵87
主動軸承6208
從動軸承6210
強度足夠
強度足夠
軸承壽命合格
主動軸承
10年一換
軸承壽命合格
從動軸承
10年一換
選用
彈性套柱聯(lián)軸器
11、 參考文獻
圖書類的參考文獻
1 初嘉鵬、胡建忠機械設(shè)計基礎(chǔ)中國計量出版社,2009
2 陳立德機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導書高等教育出版社,2007
11