通过上述的摘果性能的方差分析可得,影响综合指标的因素排序以此为BCA,最佳水平组合是B4C2A3,即摘果滚筒的转速时270r/min,夹持输送速度是11.3m/min,摘果滚筒直径是160mm。
2.1摘果传动系统中电机型号的确定
根据实践测量每个滚筒的受力大约是2400N, 电机功率的估算公式为:
P=F·2πn·r 公式(3-1)
式中:
P-电机动力功率(w)
F-电机通过传动传递给滚筒的力(N) F?4800N n-滚筒在工作时的角速度(r/s) 所以:
P=4800N×2×3.14×4.5r/s×0.08m=10851.84w 公式(3-2) 由总体设计可知,电机将动力传给滚筒和夹持皮带轮,由于在工作过程中皮带与带轮、链与链轮之间存在摩擦,会消耗一部分功率,因此选择电机是要考虑到电机的输出功率要大于或等于P,为了满足需求我们选择的电机型号是YR60L-4。
2.2实际消耗的功率
与总体设计可知,电机输出功率主要包括部件之间传动消耗的功率Pf、滚筒摘果时消耗的功率P1、输送装置输送花生时消耗的功率P2。
所以实际损耗的功率是部件传动损耗的功率Pf,即:
Pf=11kw×0.982=0.9604kw、 3.输送传动系统中的电机的确定
通过上边的实验数据我们得出了最优的夹持皮带的传动速度v=11.3m/min,根据实际测量可得夹持皮带的水平方向的的受力大小为65N,因此根据公式(3-1)可以得出每根皮带装懂所需要的功率是734.5w,一次选择的电机应大于两倍的该功率,即电机的输出功率要大于等于1469w。因此选择电机的输出功率为1.5kw。
3.2 传动部分的设计计算
3.2.1 链传动部分的设计计算
一、链传动的设计计算 1)链轮设计
已知主动链轮转速为n1=586 r/min,由设计要求可知从动链轮转速为266.4 r/min,传动比i=2.2
1、链轮齿数 Z1=25 , 链轮齿数 Z2=55 2、设计功率 Pd?KAP,P?10.85kw 由《机械设计手册》表12-3查的KA=1
Pd?1?1.5?10.85kw
3、确定链条的链节数Lp
初定中心距a0?136.82mm,则链节数为:
Lp?2a0z1?z2pz2?z12??()=67 公式(3-5) p2a02?取Lp=67节
4、传递的功率
由《机械设计》课本图9-13查得Kz?1.2, 由《机械设计》课本表9-11查得Ka?1,
由机械设计课本表9-11查得链系数Kp?1 故得所需传递的功率为
Pca?KaKzP?13.02kw 公式(3-6)
根据小链轮转速n?586r/min及功率Pca?13.02kw,由机械设计课本图9-11选链号为08A单排链。再由机械设计课本表9-1查得链节距P=12.7mm。
5.确定链条长度及中心距
L?Lpp1000?126?12.7=0.851m 公式(3-7)
1000由《机械设计》课本查表9-7得中心距计算系数f1?0.23301, 最大中心距a?f1p[2Lp?(z1?z2)] =136.5mm, 可取中心距a0?136mm 6、计算算链速v?z1n1p=2.65m/s
60?1000根据链速v,由《机械设计》课本查图9-14可选择定期人工润滑方式润滑。 7、作用在轴上的压轴力 有效圆周力 Fe=1000?P=4094.34N v 按垂直布置取压轴力系数KFp=1.05
Fp=Fe×KFp=4094.34×1.05=4299.06N 公式(3-8)
表3-2 08A 滚子链规格和主要参数 单位(mm)
链号 08A 节 距p 12.7 滚子直径d1 7.92 内节内宽b1 7.85 销轴直径d2 3.98 内链板高度h2 12.07 排距 14.38 2)链轮轮廓计算 链轮基本参数和主要尺寸 1、基本参数
连轮齿数:Z1? 25,Z2?55 配用链条的节距p p?12.7mm
2、分度圆直径d d?psin180? z对z1: d?12.7=101.3mm sin180?25对z2: d?222.5mm
3、齿顶圆直径da damax?d?1.25p?d 1, d1?7.92mm d?1.6?amin?d???1?z??p?d 1 对z1: dama=106.94mm xdamin?103.54mm
取da?105mm
对z2: dama=228.14mm xdamin?225.11mm
取da?226mm
4、齿根圆直径df df?d?d1 对z1:df?90.38mm 对z2:df?214.58mm
5、分度圆弦齿高h??0.8?a hamax??0.62?5z??p?0.d 15hamin?0.5?p?d1?
对z1: hamax?3.168mm,hamin?1.465mm 对z2:hamax?2.797mm ,hamin?1.475mm 6、链轮材料及热处理 材料 20Cr
公式(3-9)
热处理:渗碳、淬火、回火 7、紧定螺钉的选择 螺钉GB75-85 M8?25 8、轴承选择
滚动轴承单列-30303-A
图3-1 链轮的结构简图
3.2.2 轴的设计
1)求出轴上的功率P1、转速n、和扭矩T
若取每级齿轮传动的效率?=0.97,则:
P1=11×0.97=10.67kw N1=1460×0.4 r/min=586r/min
T1=9550000P1/N1=9550000×10.67÷586=173888.2N·mm 2.求作用在齿轮上的力 3.初步确定轴的的最小直径
先按公式初步估算轴的最小直径,选取轴的材料是40Cr钢,调质处理。根据《机械设计》表15-3可得A0=97,于是得:
dmin=A03P1/N1=97×0.251=24.347
该轴的的最小直径肯定是安装大带轮处的直径d1-2,为了时所选的轴直径与大带轮的孔相适应,故同时选择大带轮的孔径。由于轴的最小直径是24.4mm,所以去大带轮的孔径是25mm。
4.轴的结构设计
4.1拟定轴上零件的装配方案
4.2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度