目錄1.電動機的選擇1
2.蝸輪、蝸桿的設計計算2
3.傳動裝置的運動、動力引數計算………………………5
4.軸的校核計算6
5.嚙合件及軸承的潤滑方法、潤滑劑牌號及裝油量……13
6.密封方式的選擇13
7.箱體機構設計13
8.附件及其說明14
9.參考文獻16
一、電動機的選擇
工作機的有效功率為
式中 f——輸送帶的有效拉力,n;
v——輸送帶的線速度,m/s;
——工作機的有效功率,kw。
故從電動機到工作機輸送帶間的總效率為
式中——電動機與蝸桿之間的聯軸器的傳動效率,暫選0.99;
——蝸輪軸與捲筒軸之間的聯軸器的傳動效率,暫選0.99;
——滾動軸承的傳動效率,暫選0.98;
——雙頭蝸桿的傳動效率,查表取0.79;
——捲筒的傳動效率,查表取0.96。
故電動機所需的工作功率為
工作機主動軸轉速為
式中d——捲筒直徑,mm。
故總的傳動比即是蝸輪蝸桿的傳動比,查表知i=10~80,所以電動機轉速的可選範圍為
由電動機工作功率及可選轉速查表,選擇y系列三相鼠籠型非同步電動機y112m-6。並且查得該電動機的額定功率為2.2kw,滿載轉速為940r/min,軸徑28mm,軸座中心高112mm。
確定傳動比為
蝸輪齒數
所以最終確定傳動比i=18.5。
二、 蝸輪、蝸桿的設計計算
蝸桿輸入功率為
轉速,傳動比i=18.5。
(1)材料選擇及熱處理方式
減速器傳遞功率不大,速度不高,蝸桿選用材料45鋼調製處理,齒面硬度 220~250hbw,蝸輪緣選用材料鑄造鋁青銅(zcual0fe3),金屬模鑄造。
(2)蝸桿頭數及蝸輪齒數
蝸桿頭數,蝸輪齒數為。
(3)按齒面接觸疲勞強度確定模數和蝸桿分度圓直徑
蝸輪軸轉矩
載荷係數
由表9.4查得使用係數;預估蝸輪圓周速度,則動載係數;因為工作載荷平穩,故齒向載荷分布係數。所以。
查表9.6得蝸輪材料的許用接觸應力。
材料彈性係數:
對於青銅或者鑄鐵蝸輪與鋼製蝸桿配對時,取。
模數及蝸桿分度圓直徑由表9.1取標準值,分別為:
模數m= 5mm,蝸桿分度圓直徑。
(4)計算傳動中心距
蝸輪分度圓直徑: 。
中心距 。
取,得。
(5)驗算蝸輪圓周速度、相對滑動速度、傳動效率
蝸輪圓周速度
與假設相符。
蝸桿導程角
相對滑動速度
與**吻合較好。
當量摩擦角由表9.7得
驗算嚙合效率
與初取值相近。
(6)計算蝸輪蝸桿的主要幾何尺寸
(7)熱平衡計算
環境溫度取,工作溫度取,傳熱系數取。
需要的散熱面積
(8)精度等級及側隙種類
,取9級精度,側隙種類代號為c,即傳動9c gb/t 10089-1998。
(9)蝸輪蝸桿的結構設計及工作圖繪製(見圖紙)
三、 傳動裝置的運動、動力引數計算
蝸桿軸轉速:
蝸輪軸轉速:
蝸桿軸功率:
蝸輪軸功率:
捲筒軸功率:
電動機軸的輸出轉矩:
蝸桿軸轉矩:
蝸輪軸轉矩:
捲筒軸轉矩:
帶式傳動裝置的運動和動力引數
四、 軸的校核計算
已知渦輪軸輸出功率p=1.397kw,轉矩t=轉速n=50.8r/min。蝸輪分度圓直徑d=185mm,齒寬b=45mm,圓周力,徑向力,軸向力。
(1)材料選擇
考慮到減速器為普通中用途中小功率減速傳動裝置,軸主要傳遞蝸輪的轉矩,其傳遞的功率不大,對其重量和尺寸無特殊要求,故選擇常用的45鋼,正火回火處理,毛坯用鍛件。
主要機械效能:硬度170~217hbw,抗拉強度極限,屈服極限,彎曲疲勞極限,扭轉疲勞極限。
(2)初算軸徑
對於轉軸,按照扭轉強度初算軸頸,由表10.2知c值在106~118間。考慮軸端彎矩小於轉矩,故取c=106,已知軸的輸入功率為1.379kw,轉速為50.8 r/min。
所以蝸桿軸的最小直徑:
計入鍵槽的影響:
(3)結構設計
對於連線減速器蝸桿和電動機的聯軸器,為了減小起動轉矩,選擇具有較小轉動慣量和良好減震效能的有彈性元件的撓性聯軸器,選擇彈性套柱銷聯軸器。對於減速器與捲筒軸的聯軸器,轉速低,傳遞轉矩較大,選用凸緣聯軸器。
剛性聯軸器,電動機驅動,所以由表13.1可以查得載荷係數為k=2,則計算轉矩。由表13.
4可以查得gb/t 5843-2003中的gy6型號凸緣聯軸器符合要求,其引數為:公稱轉矩為許用轉速為6800r/min,軸孔直徑為38mm,軸孔長度為60mm,j1型軸孔。軸段1的直徑,取。
通過草圖繪製,確定採用兩端固定方式,並且使用圓錐滾子軸承,由於軸承距油麵較高,採用脂潤滑。最終確定軸承型號為30209 gb/t 297-1994。並依次確定軸承各部分的軸徑及長度如圖所示。
根據軸徑選擇a型普通平鍵,分別為鍵10x8 gb/t 1096-2003和鍵14x9 gb/t 1096-2003。蝸桿根據軸徑選擇a型普通平鍵,為鍵8x7 gb/t 1096-2003
(4)軸的受力分析
軸的受力分析、轉矩圖、彎矩圖如圖所示。
軸承的支反力計算:
在水平面上
在垂直平面上
軸承ⅰ的總支反力
軸承ⅱ的總支反力
在水平面上,a-a剖面左側
a-a剖面右側
垂直面合成彎矩
(5)校核軸的強度
圖a—a剖面左側受轉矩彎矩,還有鍵槽引起的應力集中,為危險剖面,抗彎截面模量為
式中:d-a—a截面的直徑,47mm;
b-鍵槽寬度,14mm;
t-鍵槽深度,5.5mm。
同理可得抗扭截面模量為
彎曲應力
扭剪應力
查資料得45號鋼正火回火處理硬度170~217hbw,抗拉強度極限,屈服極限,彎曲疲勞極限,扭轉疲勞極限。對於單向轉動的轉軸,通常轉矩按脈動迴圈處理,取折合係數,則當量應力為
,顯然滿足,故a-a截面左側強度滿足要求。
(6)校核鍵連線的強度
鍵連線的擠壓應力為
式中:d—鍵連線處直徑,mm;
t—傳遞的轉矩,
h—鍵的高度,mm;
l—鍵連線的計算長度,mm,l=l-b。
蝸輪處鍵連線的擠壓應力
取鍵、軸及聯軸器的材料都為鋼,查得。顯然,
,故強度足夠。
聯軸器處鍵連線的擠壓應力
取鍵、軸及齒輪的材料都為鋼,已查得。顯然,,故強度足夠。
聯軸器處鍵連線的擠壓應力
取鍵、軸及齒輪的材料都為鋼,已查得。顯然,,故強度足夠。
(7)校核軸承壽命
查手冊知道30209軸承的。
軸承的軸向力
所以所以只需校核軸承ⅱ。
,查得e=0.4;
,,查得x=0.4,y=1.5。
當量載荷
軸承在100℃以下工作,查表得。同時,。
軸承ⅰ的壽命為
預期壽命,比預期壽命長,所以合格。
對於蝸桿,結構設計如圖
受力分析
蝸桿分度圓直徑d=50mm,圓周力,徑向力,軸向力。轉速n=940r/min。
軸承的支反力計算:
在水平面上
在垂直平面上
軸承ⅰ的總支反力:
軸承ⅱ的總支反力:
查手冊知道30207軸承的。
軸承的軸向力
所以所以只需校核軸承ⅰ。
,查得e=0.37;
,,查得x=0.4,y=1.6。
當量載荷
軸承在100℃以下工作,查表得。同時,。
軸承ⅰ的壽命為
預期壽命,比預期壽命長,所以合格。
五、 嚙合件及軸承的潤滑方法、潤滑劑牌號及裝油量
蝸輪傳動部分採用潤滑油,潤滑油的粘度為118cst(100°c),潤滑油118cst。
蝸輪軸承部分採用脂潤滑,潤滑脂的牌號為zl-2。
六、 密封方式的選擇
蝸桿軸承採用油潤滑,用內包骨架旋轉軸唇形密封圈密封,型號唇形圈b28 52 7gb/t 1387.1-1992。蝸輪軸採用脂潤滑,用氈圈密封,氈圈38fz/t 92010-1991。
七、 箱體機構設計
剖分式箱體,材料ht200。
八、 附件及其說明
(1)窺視孔和窺視孔蓋
在機蓋頂部中心位置鑄造100mmx50mm的方孔,並且鑄造出5mm凸台,對凸台進行加工。孔蓋採用鑄造板,並在中間開螺紋孔安裝通氣器,孔蓋140mmx80mm。
(2)放油孔及油螺塞
選擇六角螺塞m18(jb/zq 4450-1986)油圈25x18 zb 71-62。
(3)油麵指示器
選擇壓配式圓形油標a20gb/t 1160.1-1989。
(4)通氣器
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傳動裝置簡圖 1 電動機 2 4 聯軸器 3 一級蝸輪蝸桿減速器 5 傳動滾筒 6 輸送帶 一 選擇電機 1 選擇電機型別 按工作要求和工作條件選擇yb系列三相鼠籠型非同步電動機,其結構為全封閉式自扇冷式結構,電壓為380v。2 選擇電機的容量 工作機的有效功率為 從電動機到工作機輸送帶間的總效率為...