三、 计算传动装置的运动和动力参数
由电动机的型号Y132M2-6,满载转速nm?960r/min Ⅲ F D ?5 ?4 ?2 1. 计算总传动比
总传动比
V ia?nm960??12.57 n76.39?2Ⅰ 2. 合理分配各级传动比
由式
?3Ⅱ ia?i0?i
式中i0、i分别为带传动和减速器(齿轮)的传动比。
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取i0?2.8,则减速器传动比为:
?1 i?ia12.57??4.49 i02.83. 各轴转速、输入功率、输入转矩的计算
各轴转速
Ⅰ轴 nⅠ?nm960??342.86r/min i02.8nⅠn960?m??76.36r/min i1i0?i14.49?2.8Ⅱ轴 nⅡ?滚筒轴 nⅢ?nⅡ?76.36r/min
各轴输入功率
Ⅰ轴 PⅠ?Pd??01?Pd??1?4.5?0.96?4.32kW
Ⅱ轴 PkW Ⅱ?PⅠ??12?PⅠ??2??3?4.32?0.98?0.97?4.11滚筒轴 PⅢ?PⅡ??24?PⅡ??2??4?4.11?0.98?0.99?3.99kW
Ⅰ~Ⅲ轴的输出功率则分别为输入功率乘轴承效率0.98.) (
各轴输入转矩
电动机输出转矩
Td?9550Pd4.5?9550??44.77N?m nm960Ⅰ轴 T.34N?m Ⅰ?Td?i0??01?Td?i0??1?44.77?2.8?0.96?120Ⅱ轴 TⅡ?T.34?4.49?0.98?0.97?513.63N?m Ⅰ?i1??12?TⅠ?i1??2??3?120滚筒轴
TⅢ?TⅡ??2??4?513.63?0.98?0.99?498.32N?m
Ⅰ~Ⅲ轴的输出转矩则分别为各轴的输入转矩乘轴承效率0.98.) (
运动和动力参数设计结果整理于下表:
轴名 电动机轴 Ⅰ轴 Ⅱ轴 滚筒轴 4.32 4.11 3.99 功率P kW 输入 输出 4.5 4.23 4.03 3.91 120.34 513.63 498.32 转矩T N?m 输入 输出 44.77 117.93 503.36 488.35 转速n r/min 960 342.86 76.36 76.36 传动比 i 2.8 4.49 1.00 效率 ? 四、 传动件设计计算
1. 带传动设计(普通V带)
P?4.5kW,n1?960r/min,i?2.8;
工作寿命10年,每年300个工作日,每日工作16小时; 单向运转,工作负荷平稳,空载起动。 确定计算功率Pc
由教材P218,表13-8 查得工作情况系数KA?1.2,则
Pc?KAP?1.2?4.5?5.4kW
选择V带型号
根据Pc?5.4kW,n1?960r/min,由教材P219,图13-15选取A型。 确定带轮基准直径d1、d2
由教材P214,表13-3,A型V带带轮最小直径dmin?75mm,又根据图13-15中A型带推荐d1的范围及下表三,取d1?140mm,从动轮基准直径d2?id1?2.8?140?392mm,由表三,基准直径系列取d2?400mm。传动比in1d2400???2.86,传动比误差为n2d11402.86?2.8?100%?2.1%?5%,故允许。
2.8表三:
验算带的速度
普通V带带轮基准直径系列(摘自GB13575.1—92)
v??d1n160?1000???140?96060?1000?7.04m/s
带速在5~25m/s范围内,合适。 确定中心距a和V带基准长度Ld 由 得
0.7(d1?d2)?a0?2(d1?d2)
378?0.7?(140?400)?a0?2?(140?400)?1080
则初取中心距a0?420mm 初算V带的基准长度
(d2?d1)2 L0?2a0?(d1?d2)?24a0?(400?140)2?2?420?(140?400)??1764.97mm
24?460?查教材P212,表13-2,对A型带选用Ld?1800mm
再计算实际中心距
a?a0?Ld?L01800?1764.97?420??437.52mm,取a?460mm 22验算小带轮上包角?1
?1?180??确定V带根数
d2?d1400?140?57.3??180???57.3??147.61??120? 合适。 a460由d1?140mm,n1?960r/min,查教材P214,表13-3,A型单根V带所能传递的基本额定功率P0?1.42kW,;查教材P217,表13-6,功率增量?P0?0.36kW;查表13-7,包角修正系数K??0.91;查13-2,带长修正系数KL?1.01
z?PcPc5.4???3.3 取z?4根 ?P0??P0??P0?K?KL?1.42?0.36??0.91?1.01确定初拉力F0
由表13-1,得q?0.1kg/m
F0?500Pczv?2.5?500?5.4?2.5?22???1?qv???1?0.1?6.64?185.13N ???K?4?6.640.91?????确定作用在轴上的压轴力FQ
FQ?2zF0sin?12?2?4?185.13?sin147.61??1422.23N 2带轮结构和尺寸
由Y132M2-6电动机知,其轴伸直径d=38mm,长度L=80mm。故小带轮轴孔直径
d0?38mm,毂长应小于80mm。
由机械设计手册,表14.1-24查得,小带轮结构为实心轮。
大带轮直径d2?400mm?350mm,选用轮辐式
2. 齿轮传动设计
选择齿轮材料及确定许用应力
小齿轮选用45号钢(调质),齿面硬度为197~286HBS;
。 ?Hlim1?580MPa,?FE?450MPa(表11-1)
大齿轮选用45号钢(正火),齿面硬度为156~217HBS,
?Hlim2?375MPa,?FE?320MPa(表11-1)
由教材P171,表11-5,取SH?1.0,SF?1.25
??H1???Hlim1SH?580?580MPa 1.0375?375MPa 1.0??H2???Hlim2SH???F1???FE1SF?450?360MPa 1.25320?256MPa 1.25??F2???FE2SF按齿面接触疲劳强度设计
?查教材P169,表11-3,取载荷系数K?1.1;查教材P175,表11-6,宽度系数?d?1.0。 小齿轮上的转矩
T1?9.55?106?P4.23Ⅰ?9.55?106??1.28?105N?mm n1320.0查教材P171,表11-4,取ZE?162.0 小齿轮分度圆直径
d1?32KT1?d5u?1?ZEZH?2?1.1?1.28?102.8?1?162?2.5?3????????57.369mm???u??1.02.8580???H1?22齿数取z1?26,则z2?4.49?26?117。故实际传动比i?模数
117?4.5(误差为0.2%<5%) 26m?d157.369??2.5mm z126齿宽
b??dd1?1.0?57.37?57.37mm,取b2?60mm,b1?65mm
取m?2.5mm
查教材P57,表4-1 实际
d1?z1?m?26?2.5?65mm,d2?z2?m?117?2.5?292.5mm
中心距
a?d1?d265?292.5??179mm 22验算轮齿弯曲强度