行走部分传动示意图如下所示:
1、电动机 2 、轴 3、车轮
3.4传动计算
3.4.1提升电机、链条、链轮的选择 3.4.1.1计算提升电机的额定功率:
计算负载功率P1,根据负载功率选择电机的额定功率及其他参数。 负载功率计算: P1 = F V 电动机的功率:P = P1/η F —额定提升重量,单位 N V —额定提升速度,单位 m/s η —传动机构效率,
载车板重量: M = Vρ = 6 × 2.5 × 0.005 × 7.8 × 1000 =585 kg 取M = 700 kg , 伸缩叉为 600 kg
因为车重 1700 kg ,所以 F = 700 + 600 + 1700 = 3000 kg 效率参数:?1 — 组合链条的机械效率
?2 — 链条的机械效率
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?3 — 减速齿轮箱的机械效率
注:为了保证工作可靠,效率值均取最小值来计算。
P1 = FV = 3000 × 10 ×20 / 60 =10 kw
?1 = 0.95 ~ 0.99 ?2 = 0.95 ?3 = 0.98
P = P1 /η
= 10 / ( 0.95 × 0.95 ×0.98 ) = 11.31 kw 3.4.1.2链轮的选择
按不同的链条可分为:传动链、输送链、 起重链。输送链和起重链主要用在运输和起重机械中,一般的机械传动常用传动链。因为是搬运机的提升运动,所以这里选用了起重链。
Fp :破断载荷 Fmax :链条最大载荷 S ; 安全系数
单根链条的起重载荷:Fmax = 2500 ×10 / 2 = 1.25 ×104 N
Fp ? Fmax × S = 12500 × 4 =5 × 104 N
查《机械设计手册. 机械传动》表8-1-73,选用TG190链条公称节距P = 19.05 mm双排链。
3.4.1.3提升链轮设计
取齿数Z = 40
中心夹角半角? = 180 / Z = 4.5?
链轮节圆直径d = P / ( sin0.5? ) = 19.05 / sin2.25? =242.8 mm
d??252.34mm??55?1.5?53.5???
r1 = 6.03 mm dr = 11.91 mm M = 0.8 × 11.91 X sin53.5? = 7.66
56??16.6? T = 0.8 X 11.91 X 6.03 = 15.56 ? = 18?40?r2?0.8?11.91?6.03?15.56
r3?11.91?(1.3cos15.4??0.8cos16.6??1.3025)?0.5= 8.48 mm
64???17?15.4? OO12?0.8?11.91?9.528 mm
Z?bc?11.91?(1.3sin15.4??0.8sin16.6?)?1.387 mm
W?1.3?11.91?cos4.5??15.44 mm
V?1.3?11.91?sin4.5??1.215 mm
提升链轮如图所示:
3.4.2齿轮的设计
由于两边的链条在提升载车板时要同时上下,所以在链轮之间安装一对齿轮,材料选用45号钢(调质)硬度为240HBS。按机械设计第七版设计
已知输入功率:P1?20???20?0.99?19.8kw 转速:n = 5 r / min 设齿轮齿数为Z = 100
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3.4.2.1按齿面接触强度设计
由下面的公式进行计算,即:
2KtT(??1)ZEdt??2.32?3 2??[?H]确定公式内的数值: 选定载荷Kt=1.3
由表10-7选取齿宽系数?d=0.7
由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa
由图10-21d按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限?Hmin=550MPa 由10-13计算应力循环次数:N=60njLn=60×43×1×2×8×300×1=1.9×108 由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.90
计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得
12[?H]=KHN1?Hmin / S = 0.9×550MPa=495 MPa
262KtT(??1)ZE1.3?3.57?10?2?189.2计算dt??2.32?3=2.32?3?2389.15mm 2??[?H]0.7?495?495取dt = 300 mm
计算圆周速度:V =?dtn/60?1000?3.14?300?4/(60?1000)?0.63m/s 齿宽:b = ?d?dt?0.7?300?210 齿宽与齿高之比b/h : m = dt /Z =300 /100 = 3 mm
齿高:h = 2.25mt= 2.25×3 = 6.75 mm 所以,b / h = 210 / 6.75 = 31.11 mm 计算载荷系数:
根据V = 0.63 m / s , 7级精度,由图10-8查得动载荷系数Kv = 1.1 ,直齿轮,假设?d?dt?0.7?300?210mtKAFt/b?100,由表10-3查得KH??KF??1.2
由表10-4查得7级精度,齿轮作悬臂布置时:(1+6.7?d2)×?d2+0.63KH?=1.12+0.18+×10?3×50 = 1.252
由b / h = 22.2, KH?= 1.252,查图10-13得KH?= 1.21 K = 10?3KAKVKH?KH?= 1.5×1.1×1.2×1.252= 2.48
按实际载荷系数矫正所得的分度圆直径,由式10-10a得: d = dt?3k2.48?300?3?372.06mm kt1.3m = d / z = 372.06 / 100 = 3.7 mm 3.4.2.2齿根弯曲强度计算
由弯曲强度公式:m?32kTY1FaYSa 2?dZ[?F]查得齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE=500MPa 由图10-18查得,弯曲疲劳强度系数FFN= 0.88 取安系数S = 1.4,由公式10-12得[?F]?KFN?FE2.65?1.58?= 314.3 S1.4K = KAKVKF?KF?= 1.5×1.1×1.2×1.35 = 2.673 由表10-5得,齿形系数YFa =2.65,应力矫正系数YSa = 1.58
YFaYSa2.65?1.58??0.0133 [?F]314.362?2.673?3.57?10?2.65?1.58m?3?3.31mm
0.7?100?100?314.3圆整m = 3.5
Z = d / m = 300 / 3.5 = 85.7,取Z = 86 d = m Z= 3.5×86 = 301 中心距a = 300 mm
齿宽b = ?d?d= 0.7×301= 210.7mm 验算:Ft?
2T2?1984.5??63.752 d3011N00mm/
KAFt1.5?63.752??1.5N3mm/?b62.5因为齿顶圆直径大于160mm小于500mm,所以选用辐板式结构,结构及实体建模图如下:
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