齿条的工作长度l1?A?667~1000mm v1
图8 齿条导轨结构示意图
参考安装尺寸,取齿条导轨长度l?700mm,厚度h?37mm,宽度b?70mm 2..强度校核
齿条导轨相对较长,可按弯曲强度计算 对齿条进行受力分析:
图9 齿条导轨的受载示意图
通过受力分析,当在导轨中间处受载荷时弯矩最大,故危险截面位于跨度中点处。 且弯矩Mmax?F1?l?980?1/2?700?1/2?171500N?mm 2?max?Mmax?h/2=23.8MPa?[?b] 3bh/12故满足条件 3.6.2导向轮
该设计中,两导向轮互绕各自滚动导向轮轴转动并同时沿着导轨滚动,从而限制了单个清洗装置的往复运动方向。
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因导轨宽度b?70mm,参考其尺寸,取导向轮厚度h2?90mm;因滚动导向轮轴两端为标准螺纹为螺栓,即为标准件,其ds?38mm(见标准件的选取)
图10 导向轮尺寸示意图
参考其尺寸,取d1?38mm, d2?76mm,d?108mm。 3.7 轴承与联轴器的选取 3.7.1 轴承类型的选取
1)转速较低(v?0.4m/s),载荷较大。 2)轴承上受到的径向载荷较大、轴向载荷小。 3)两轴承座孔轴线对中。
4)考虑经济性,球轴承比滚子轴承便宜。综上所述:选用深沟球轴承。 根据轴承安装处轴的直径,查手册,选取对应的轴承型号:
滚动轴承6207 GB/T276-1993其尺寸为d?D?B?35?72?17,基本额定动负荷。 Cr?25.5kN,C0r?15.2kN,N0?8500r/min(脂润滑)
轴的转速较低且无轴向载荷。
已知Fr?380.9N,Fa?0,n?124.1r/min。计算步骤及结果如下表:
计算项目 计 算 内 容 计算结果 寿命计算
冲击载荷系数fd 考虑中等冲击,查表18.8
[4] fd=1.5
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当量动载荷 P?fdFr 式(18.15)
[4]
?1.5?380.9?571.3N P=571.3N
轴承组寿命 L10h16670?Cr????? 式(18.7)[4]
n?P?3?16670?25500?7?? ???1.2?10h L10h?1.2?107h
124.1?571.3? >30000h(推荐寿命) 静载荷计算
当量静载荷 P0r?Fr?380.9N
计算额定静载荷 C'0r?S0P0r 式(18.19)
[4]
' ?2?380.9?761.8N C0r?761.8N
轴承C0r?C'0r
许用转速验算 载荷系数
P573.1??0.022 查图18.19[4] f1?1 Cr25500[4]载荷分布系数 查图18.20
f2?1
许用转速N N?f1f2N0 式(18.20)
[4] ?8500r/min N=8500r/min
大于工作转速 124.1r/min
结论:采用6207轴承,寿命、静载荷计算与许用极限转速均可满足工作要求。
3.7.2 联轴器的选取
减速器与链传动之间的联接
n1?248.2r/min,n1?30mm,T?9.55?106P输n2?9.55?106?0.55N?m?21.2N?m 248.2根据表12.4-11【3】选取凸缘联轴器 GB/T 5843-2003
由式12.4-9【3】 Tc?KT?Tn 式中T—理论转矩,Nm;Tn—额定转矩,N?m;K—工作情况系数,由表12.4-6【3】查到:K?1.50
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Tc?1.50?22?33N?m?63N?m
由表12.4-11【3】查得联轴器的型号为GY25联轴器3.8 键的选取与计算
链轮与轴通过键联结,轴径d1?30mm,d2?29mm由表7-4【1】
参考链轮厚度尺寸,选用A型平键键6?25 GB/T1096-79 b?6mm h?6mm
l?25mm
J25?44 GB/T 5843-2003
J1B25?44为了防止键被剪断,须对键进行强度校核 键所受扭矩与轴相同 Tn?9.55?106P输n2?9.55?106?0.55N?m?21.2N?m 248.2假设压力在键的接触长度内均匀分布,则根据挤压强度或耐磨性的条件计算,求得联结所能传递的转矩
静联接: T?较弱零件轮毂材料为45号钢,
式中: d—轴的直径,mm
h?—键与毂的接触高度,mm,h??h/2
h—键的高度,mm
1''1hld[?p]?hl'd[?p] 式7.1【4】 24l?—键的接触长度,mm
[?p]—许用挤压应力
查表7.1【4】选用锻钢、铸铁 [?p]?125~150MPa?140MPa 对于A型键 l'?l?2R?l?b?25?6?19mm
T?1?3?19?22?140?125.40N?m?Tn 强度足够 43.9 标准件的选取 (1)联轴器上的螺栓
选取 螺栓 GB/T 5782-2000 M8×80;螺母 GB/T 6170 M8;弹簧垫圈 GB/T93—1987 8 (2)齿条导轨安装处
选取 定位销 GB/T119.1 5m6×14;开槽沉头螺钉 GB/T68-2000 M4×12
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(3)轴承盖的安装处
选取 螺钉GB67-85 M10×25 ;弹簧垫圈GB/T93—1987 10 (4)减速器与机座的安装处
选取 螺钉GB67-85 M8×45;弹簧垫圈GB/T93—1987 8 (5)主动链轮轮毂与轴安装处
选取 开槽锥端紧定螺钉 GB/T71-1985 M6×10 (6)从动链轮轮毂与齿轮轴安装处
选取 开槽沉头螺钉 GB/T 68-2000 M6×16;轴端挡圈 GB/T 891 B38 (7)滚动导向轮轴处
选取 螺母 GB/T 6170 M36;平垫圈GB/T95-2002 36 (8)刷盘与轴的联接处
选取 螺钉GB67-85 M5×16;弹簧垫圈 GB/T93-87 5 4.密封与润滑 4.1 润滑
本设计中涉及链传动、齿轮传动、导轨和滚动轴承的润滑,为降低摩擦阻力,减轻磨损,以及达到冷却,吸振等目的,需计算并选用正确的润滑方式。
由上面计算所得,链传动和导轨的润滑方式是采用人工定期润滑。使用普通开式齿轮油(SH/T 0363-1992)1号。
齿轮传动的圆周速度为0.42m/s,较低,可用飞溅润滑。选普通开式齿轮油(SH/T 0363-1992)1号。
滚动轴承的润滑方式可根据速度因数dn值(d为轴颈直径,mm;n为工作转速,r/min),
dn?35?124.1?4343.5mm?r/min
查表18.17【4】选择滚动轴承的润滑方式为脂润滑,钙基润滑脂(GB 491-1987)1号。 4.2 密封
该装置的密封主要是指轴承的密封,是为了防止外界灰尘、水分等浸入轴承。上述计算已选用毡圈密封,详见装配图。
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