卧式钢筋切断机设计
⑶ 各轴的输入转矩 电动机输出转矩
2.2?21.89N?m 960 ? 21 T1 ? T ? i ?η. 89 ? 2 ? 0 . 94 ?41. 15 N ? m
0 01 d
Ⅰ 轴
Td?9550?
Ⅱ 轴 T2?T1?i1?η12?41.15?6.4?0.97?0.98?250.35N?m Ⅲ 轴 T3?T2?i2?η23?250.35?5?0.97?0.98?1189.91N?m
3.2 带传动设计
3.2.1 带型的确定
由设计可知：V带传动的功率为2.2kw，小带轮的转速为960r/min，大带轮的转速为480r/min。
查表可知 工况系数取 KA=1.5 ，Pc=1.5×2.2=3.3kw。根据以上数值及小带轮的转速查相应得图表选取A型V带。 3.2.2 带轮基准直径
查阅相关手册选取小带轮基准直径为d1=100mm，则大带轮基准直径为d2=2×100=200mm 3.2.3 带速的确定
π?d1?n3.14?100?960??5.0m/s
60?100060?1000v?3.2.4 中心矩、带长及包角的确定。 由式
0.7(d1+d2)
0.7(100+200)
根据相关公式初步计算带的基准长度：
7
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(d1?d2)2ππ(200?100)2Ld?2a0?（d1?d2）??2?400?(100?200)??1277.25mm24a024?400 查表选取带的长度为1250mm 计算实际中心矩： a?aLd?Ld'0?2?400?1250?1277.252?386mm 取386mm 验算小带轮包角： α?180?d2?d1a?57.3??165.2? 3.2.5 确定带的根数 Z?p?cp 查表知 p1=0.97 Δp1=0.11 ka=0.965 kl=0.93 1?Δp1??ka?klZ?3.3?0.97?0.11??0.965?0.93?3.40 取Z=4
3.2.6 张紧力
Fpc0?500(2.5?1)?qv2vZk 查表 q=0.10kg/m F0?500?3.35.024?4(2.50.965?1)?0.1?5.0242?133.1N
3.2.7 作用在轴上的载荷
Fαq?2?Z?F0?sin2?2?4?13.31?sin165.22?105.59N 3.2.8 带轮结构与尺寸
8
则
卧式钢筋切断机设计
图3-2 带轮的结构与尺寸图
3.3 齿轮传动设计
3.3.1 第一级齿轮传动设计
(1) 选材料、确定初步参数
① 选材料 小齿轮：40Cr钢调制，平均取齿面硬度为260HBS 大齿轮：45钢调制，平均取齿面硬度为260HBS ② 初选齿数 取小齿轮的齿数为20，则大齿轮的齿数为20×6.4=128
9
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128?6.4 20④选择尺宽系数ψd和传动精度等级情况，参照相关手册并根据以前学过的知识选③齿数比即为传动比 i?取 ψd=0.6
初估小齿轮直径d1=60mm，则小齿轮的尺宽为b=ψd× d1=0.6×60=36mm ⑤ 齿轮圆周速度为： v?π?d1?n1π?60?480??1.5m/s 参照手册选精度等级为9级。
60?100060?1000⑥计算小齿轮转矩T1
T1?9.55?106?p2.068?9.55?106??4.1?104N?mm n1480⑦确定重合度系数Zε、Yε：由公式可知重合度为
1??1ε?1.88?3.2?????1.695
20128??则由手册中相应公式可知：
Zε?
4?ε4?1.695??0.877 330.75?0.692 εYε?0.25?⑧确定载荷系数 KH 、KF
确定使用系数 KA：查阅手册选取使用系数为KA=1.85 确定动载系数Kv：查阅手册选取动载系数Kv=1.10 确定齿间载荷分布系数KHa、KFa：
KAFt2*KA*T12?1.85?4.1?104???70.23N/mm?100N/mm bb*d160?36则KHa?1111 ??1.3K???1.45 FaY0.692Zε20.8772ε载荷系数KH、KF 的确定，由公式可知
KH?KA?KV?Kβ?KHα?1.85?1.10?1.15?1.3?3.09
10
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KF?KHKFa1.45?3.09??3.42 KHa1.3（2）齿面疲劳强度计算 ①确定许用应力[σH]
② 总工作时间th，假设该切断机的寿命为10年，每年工作300天，每天工作8个小时，则：th?5?300?8?12000h ③ 应力循环次数 N1、N2
36.6N?N??Ti?thi1v1?60rn1th?i?1??T??1??th?60?1?480?12000?16.6?0.2?0.76.6?0.5?0.46.6?0.3?
?1?108N2?NN11?108v2?u?6.4?1.56?107
④ 寿命系数 Zn1、Zn2 ，查阅相关手册选取Zn1=1.0、Zn2=1.15 ⑤ 接触疲劳极限取：σhlim1=720MPa、σhlim2=580MPa
⑥安全系数取：Sh=1.0 ⑦ 许用应力 [σh1]、[σh2]
?σσHlimZn2760?1.19h1??S??72M0P ah1?σσHlimZn2h2??S?570?1.34h1?667MPa ⑶ 弹性系数ZE 查阅机械设计手册可选取ZE?190MPa ⑷ 节点区域系数ZH查阅机械设计手册可选取ZH=2.5 ⑸ 求所需小齿轮直径d1
d2khT1uu?1?ZeZh?21?3ψ???Zε?du??σ?h???
?32?3.09?4.1?104??6.4?1??190?2.5?0.877?1?6.4???720??
?55.34mm11