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方案,如图3-1。
图3-1 传动方案
由带有减速机的电动机,通过链传动I,与主轴I相连,将动力由电机传到轴I,然后通过链传动II将动力传到轴II,使混料机构工作,同时又有齿轮传动就动力传到滚筒,使滚筒旋转;轴I上的动力又经过链传动III将动力传动到运输机构。
3.2 电动机和减速器的选择及相关参数计算
3.2.1 电动机和减速器类型的选择
考虑到安装需要以及工作环境,采用的是带有减速机的电动机。参考一般农业机械减速机的选择,选用G全封闭齿轮减速电机。G系列全封闭齿轮减速机全封闭全寿命机电一体化设计 ;2、硬齿面斜齿传动,低噪声、高效率;3、整体结构、重量轻,适应性强;4、可附加电磁制动器。它具有减速比大,传动效率高,体积小,重量轻,故障少,寿命长,运转平稳可靠,噪音小,拆装方便,容易维修,结构简单,过载能力强,耐冲击,惯性力矩小等特点。
根据所选用减速机的产品手册(嘉田传动机械有限责任公司),选用G全封闭齿轮减速电机,常配用的直联电动机为Y系列三相异步电动机。
3.2.2 电动机功率的确定
电动机的功率由该设别所消耗的功率决定。该设备消耗的功率主要有: (1)压紧和冲出时所作的功
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压紧工作时平均所受的压力去100kg(按经验选取),冲头总行程为100mm,冲头上下总位移为200mm,每小时往复10800次,所消耗功率按下式计算
P?FV?FSn3600
式中 F-冲头在行程中所受的平均压力,单位 N; S-冲头每次行程的位移量,单位 m; n-冲头每小时的行程次数,单位 次/小时。 因此
P冲?FV?FSn3600?9.8?100?0.2?108003600?0.588kw
(2)混料箱中绞轮消耗功率
由于绞轮的转速不高,估计推动1立方米的土料需要1吨的力。 混料箱的体积为:
3 v?0.05m1
搅动土料需要的平均力:
?10?00 F?9.80?.051N4 9消耗功率: 总的工作功率:
P搅?FV?F?nd60?1000?499.8???36?0.05560?1000?0.052kwP?P冲+P搅=0.588+0.052=0.64kw
为了计算电动机的所需要的功率Pd,先要确定从电动机到工作机的总效率?。设?1为链轮传动的效率,?2为滚动轴承的效率,?3为滑动轴承的效率,?4为齿轮传动的效率,查表得?1=0.93,?2=0.98,?3=0.98,?4=0.97则传动装置的总效率为:
???1??2??3??4?0.93?0.98?0.98?0.97?0.45
3303433034电动机所需要的功率为:
Pd=P/ ?=1.42kw
查阅所选用齿轮减速电机的产品手册(嘉田传动机械有限责任公司),考虑到该齿轮减速电机的安装要求,并满足功率需要,选择的G全封闭齿轮减速电机的型号为:GH50-1.5-9.5S其余部分参数见表3-1。(其详细参数及相关信息见附录(一))
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表3-1 G全封闭齿轮减速电机部分参数
3.2.3 传动比的分配
从G全封闭齿轮减速电机输出的转速为144r/min,而按照初步取链轮的基准直径为
dd=104mm(具体设计见3.4链轮传动计算),则连接链轮的转动轴转速为72r/min,那么采
用方案中的链轮传动的传动比i=2 。
3.2.4 传动装置的运动参数计算
(1)各轴的转速:
按照设计要求,连接链轮的转动轴转速均为72r/min,即轴I,轴II,轴III的转速分别为72r/min、36r/min、20.9r/min。
(2)各轴的输入功率计算:
轴I:PI?Pd?1?22?1.5?0.93?0.982?1.326kw 轴II:PII?Pd?12?22?1.5?0.932?0.982?1.245
423422轴III:PIII?Pd?1?2?3?4?1.5?0.93?0.98?0.98?0.97?1.20kw
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4 系统主要结构设计
4.1 主机架的设计
机架在机器中起到支承和固定机器零件的作用,它作为一个重要的零部件,性能要求较高。机架的设计主要应保证其刚度、强度及稳定性。
4.1.1 机架设计的一般要求
(1)在满足强度和刚度的前提下,机架的重量应要求轻、成本底。 (2)抗振性好。把受迫振动振幅限制在允许范围内。 (3)噪声小。
(4)温度场分布合理,热变形对精度影响小。
(5)结构设计合理,工艺性良好,便于铸造、焊接和机械加工。 (6)结构力求便于安装和调整,方便维修和更换零部件。 (7)有导轨的机架要求导轨面受力合理、耐磨性良好。 (8)造型好,使之既适用经济,又美观大方。
4.1.2 焊接机架的特点
(1)重量较轻。钢板焊接毛坯比铸件毛坯轻30%,比铸钢毛坯轻20%。
(2)强度高、刚度大,对同一结构的强度为铸铁的2.5倍,钢的疲劳强度为铸造的3倍。但抗振性能较差。
(3)生产周期短、能使适应市场竞争的需要。
(4)结构设计灵活、壁厚可以相差很大,并且可根据工况需要不同部位选用不同性能的材料。
(5)单件小批生产的大、中型机架;特大型机架,如大型水压机横梁,底座及立柱,大的轧钢机机架和颚式破碎机机架等,可采用小拼大的电渣焊。
4.1.3 铸造机架的特点
(1)重量偏重。
(2)铸铁机架的强度与刚度较低,但内摩擦大,阻尼作用大,故抗振性能好。
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(3)生产周期长,资金周转慢,成本高。
(4)由于技术上的限制,铸件壁厚不能相差过大。而为了取出芯砂、设计时只能用“开口”式结构,影响刚度。
(5)大批量生产的中小型机架。 (6)铸铁材料来源方便、价廉。
4.1.4 机器机架类型的选择
综合考虑上述情况,分析如下:
该机械属于农业机械,参考一般农业机械的设计,这里选择机架类型为焊接机架。焊接机架通过焊接槽钢焊接而成。结构形式如图4-1所示。
图4-1 机架
如图4-1,机架采用槽钢焊接而成,基本尺寸为A=100mm,B=48mm,S=5.3mm,其相关尺寸规格符合GB707-1988.其中A、B、S分别为槽钢的宽度、腿高度和腰厚度。
4.2 制钵机主要结构设计
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