计算过程及计算说明 一、传动方案拟定 第三组：设计单级圆锥齿轮减速器和一级带传动 （3） 工作条件：传动不可逆，载荷平稳。 启动载荷为名义载荷的1.25倍，传动比误差为±0.75% （4） 原始数据：输出轴功率Pw=3.6kw 输出轴转速n=120r/min 二、电动机选择 1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机 2、电动机功率选择： （1）传动装置的总功率： η总=η带×η2轴承×η齿轮 =0.96×0.982×0.96 =0.8851 (2)电机所需的工作功率： P工作= Pw/η总 =3/0.8851 =3.39 KW 3、确定电动机转速： 已知：n=120r/min 按推荐的传动比合理范围，取圆锥齿轮传动一级减速器传动比范围I’a=2~3。取V带传动比I’1=2~4，则总传动比理时范围为I’a=4~12。故电动机转速的可选范围为n’d=I’a× n筒=（4~12）×120=400~1200r/min 符合这一范围的同步转速有750和1000 r/min。 根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案：综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=960r/min 。 4、确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132M1-6。
三、计算总传动比及分配各级的传动比 1、总传动比：i总=n电动/n=960/120=8 2、分配各级传动比 （1） 据指导书，取齿轮i齿轮=3（单级减速器i=2~3合理） （2） ∵i总=i齿轮×I带 ∴i带=i总/i齿轮=8/3=2.6 四、运动参数及动力参数计算 1、 计算各轴转速（r/min） nI =nI/i带=960/2.6=369(r/min) n=n/i齿轮=369/2.6=142(r/min) 轴即为工作机构的转速n=n 2、 计算各轴的功率（KW） P= P工作×η带=3.39×0.96=3.2544KW P= P×η轴承×η齿轮=3.2544×0.98×屋顶融雪装置0.96 =3.06KW 3、 计算各轴扭矩（N·m） T=9550×P/n=9550×3.2544/300 =103.6N·m T=9550×P/n =9550×3.06/100 =292.23N·mm 五、传动零件的设计计算 1、 皮带轮传动的设计计算 （1） 选择普通V带截型 由课本P150表9.21得：kA=1.1 PC=KAP=1.1×4=4.4KW 由课本P149图9.13得：选用A型V带 （2） 确定带轮基准直径，并验算带速 由课本图9.13得，推荐的小带轮基准直径为 80~100mm 则取dd1=100mm>dmin=75 dd2=i·dd1=3.2×100=320mm 由课本P134表9.3，取dd2=315mm 实际从动轮转速n2`=n1dd1/dd2=960×100/315 =304.8r/min 转速误差为：n2-n1`/n2=304.8-300/300 =0.016<+0.5%(允许值) 带速V：V=πdd1n1/60×1000 =π×100×960/60×1000 =5.02m/s 在5~25m/s范围内，带速合适。 （3） 确定带长和中心矩 根据课本P151式（9.18）得 1. 7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2) 1. 7(100+315)≤a0≤2×(100+315) 由课本P151式（9.19）得： 所以有：290.5mm≤a0≤830mm 按结构设计初定a0=500 L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0 =2×500+1.57(100+315)+(315-100)2/4×500 =1674.66mm 根据课本P135表（9.4）取Ld=1600mm 根据课本P151式（9.20）得： a≈a0+Ld-L0/2=500+(1600-1674.66)/2 =500-37.33 =462.67mm (4)验算小带轮包角 α1=1800-dd2-dd1/a×57.30 =1800-(315-100/462.67)×57.30 =153.370>1200（适用） （5）确定带的根数 根据课本P144表（9.9）P0=0.95KW 根据课本P151式（9.22）△P0=0.12KW 根据课本P148表（9.12）Kα=0.96 根据课本P136表（9.4）KL=0.99 由课本P151式（9.22）得 Z=PC/P’=PC/(P0+△P0)KαKL =4.4/(0.95+0.12) ×0.96×0.99 =4.3 (6)计算轴上压力 由课本P140表9.6查得q=0.1kg/m，单根V带的初拉力： F0=500PC/ZV（2.5/Kα-1毛发生长剂）+qV2 =[500×4.4/5×5.02×(2.5/0.96-1)+0.1×5.022]N =142.76N 则作用在轴承的压力FQ，由课本P152式（9.24） =2×5×142.76sin153.37/2 =1384.75N 选用5根A—1600 GB/T 11544—1997V带中心距a=462.67 带轮直径dd1=100mm dd2=315mm 轴上压力FQ =1384.75N 2、齿轮传动的设计计算 （1）选择齿轮材料及精度等级 考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用45钢调质，齿面硬度为数字高清网络摄像机220~250HBS。大齿轮选用45钢，正火，齿面硬度170~210HBS；根据课本柔性自动化生产线P233表11.20选7级精度。齿面精糙度Ra≤1.6~3.2μm (2)按齿面接触疲劳强度设计 由d1≥[KT1/φRu[4.98 ZE/(1-0.5φR）(σH) ]2] 1/3 由式（6-15） 确定有关参数如下：传动比i齿=3 取小齿轮齿数Z1=28。则大齿轮齿数： Z2=iZ1=3×28=84 实际传动比I0=84/28=3 传动比误差：i-i0/I=3-3/3=0%<0.75% 可用 齿数比：u=i0=3 由课本P233表11.19取φr=0.3 (3)转矩T1 T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×3.3/300 =1.1×105N·mm (4)载荷系数k 由课本P211表11.10取k=1.1 (5)许用接触应力[σH] [σH]= σHlimZNT/SH由课本P208图11.25查得： σHlimZ1=560Mpa σHlimZ2=530Mpa 由课本P133式6-52计算应力循环次数NL NL1=60njLn=60×300×1×(10×52×40) =3.744×108 NL2=NL1/i=3.744×108/3=1.248×108 . 由课本P210图11.28查得接触疲劳的寿命系数： ZNT1=1.1 ZNT2=1.13 通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0 [σH]1=σHlim1ZNT1/SH=560×1.1/1.0Mpa =616Mpa [σH]2=σHlim2ZNT2/SH=530×1.13/1.0Mpa =598.9Mpa 故得： 由d1≥[KT1/φRu[4.98 ZE/(1-0.5φR）(σH) ]2] 1/3 d1=77.2 模数：m=d1/Z1=77.2/28=2.76mm 根据课本表11.3取标准模数：m=2.5mm (6)校核齿根弯曲疲劳强度 根据课本P214（11.25）式 σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σF] 确定有关参数和系数 分度圆直径：d1=mZ1=2.5×28mm=70mm d2=mZ2=2.5×84mm=210mm 锥距R= (d12+ d22) 1/2=221.4 齿宽：b=R/3=73.8 取b=74mm (7)齿形系数YFa和应力修正系数YSa 根据齿数Z1=28,Z2=84由表11.12相得 YFa1=2.58 YSa1=1.61 YFa2=2.25 YSa2=1.77 (8)许用弯曲应力[σF] 根据课本P208（11.16）式： [σF]= σFlim YNT/SF 由课本图11.26查得： σFlim1=210Mpa σFlim2 =190Mpa 由图11.27查得：YNT1=YNT2=1 按一般可靠度选取安全系数SF=1.3 计算两轮的许用弯曲应力 [σF]1=σFlim1YNT1/SF=210×1/1.3Mpa =162Mpa [σF]2=σFlim2 YNT2/SF =190×1/1.3Mpa =146Mpa 将求得的各参数代入式 σF1=4kT1YFYS/φR(1-0.5φR)2 Z2 m3(u2+1) 1/ 2 =4×1.1×1.1×105×2.58×1.61/0.3(1-0.5×0.3) 2 282×2.53×(27+1) 1/ 2 Mpa =121.43Mpa< [σF]1 σF2=4kT1YFYS/φR(1-0.5φR)2 Z2 m3(u2+1) 1/ 2 =4×1.1×1.1×105×2.25×1.77/0.3(1-0.5×0.3) 2 ×842×2.53×(27+1) 1/ 2Mpa =116.42Mpa< [σF]2 故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够 (9)计算齿轮的圆周速度V V=πd1n1/60×1000=3.14×77.2×300/60×1000 =1.21m/s | |||||||||||||||||||
二、电动机选择 1.电动机类型和结构的选择： 选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，具有适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。 2.电动机容量选择： 电动机所需工作功率为： 式（1）：Ｐd＝ＰＷ/ηa (kw) 式(2)：ＰＷ罗口袜＝ＦV/1000 (KW) 因此 Pd=FV/（1000η） (KW) 由电动机至运输带的传动总效率为： η总=η１×η２×η３×η４×η×η×η 式中：η1、η2、η3熔断器式隔离开关、η4、η5、η、η分别为联轴器、轴承、齿轮传动、轴承、链传动、轴承和链传动的传动效率。 取η１=0.99，η２＝0.99，η３＝0.95，η４＝0.99。η=0.96，η=0.99η=0.96。则： η总=0.99×0.99×0.95×0.99×0.96×0.99×0.99=0.867 所以：电机所需的工作功率： Pw = FV/1000η总 =(2500×1.45)/(1000×0.867) =4.18 (kw) 3.确定电动机转速 由公式 V=得： n= 链轮工作转速为： n＝r/min =135.9375 r/min 而链传动比i=2， 根据机械设计手册Ｐ表1-8推荐的传动比合理范围，取齿轮传动比一级减速器传动比范围i3。则总传动比理论最大值为：I＝６。 故电动机转速的可选范为 nd i×i =6 135.9375 r/min =815.625 r/min 则符合这一范围的同步转速且额定功率大于4.18Kw的只有：Y160M2-8. 额定功率：Pd=5.5Kw 满载转速：nd=720r/min | |||||||||||||||||||
本文发布于:2024-09-23 11:15:42，感谢您对本站的认可！
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