课程设计的思路:
看任务书中产品布局如下图所示:
从这个布局可以看出:电动机对过三角皮带带动减速减速,再由减速器将动力传递给滚筒带动输送带工作。再看下任务书中的工作条件:
该机室内工作,连续单向运转,工作时有轻微振动,两班制。要求使用期限十年。输送带速度允许误差 5 %。在中小型机械厂小批量生产。
1、推出电机功率。
在上面的工作条件中,已知输送带拉力f 、输送带速度v、滚筒直径d ,由p=fv,就可求得带动传送带工作的有用功率:
p有用=fv
电动机提供转矩,通过各轴,有功率损耗,主要有三角带损耗,效率;轴承损耗,效率;共有四对轴承,因此总的可以写成;有两对齿轮传动的损耗,每对齿轮传动损耗为,总共有;另外还有联轴器,其效率为;(注意:上面各效率请查手册或参考资料校准!)因此,整个传动过程的总效率为:
由此可求得电机需要的功率为:
2、推出电机转速。
由于:又由。
可以求得:现在,初定三角皮带的传动比i1(一般小于7,常用1-4);初定齿轮传动比i2及 i3(一般小于6,常用2-4),因此,可求出总的传动比为:
因此,可以得到电机的转速为:
3、选择电动机。
根据上面求得的及,就可以根据手册或参考资料选择对应的电动机。并查出电动机的参数。
例如:你选择的电动机是y132s-4的异步电动机,则可得到电动机的实际转速为=1440rpm; =5.5kw
1、求实际的总传动比:
自定i1后,则。
i2×i3= /
由手册或参考资料查图得到i2和 i3的数据。
在不计三角带滑动率的情况下,各轴转速分别为:
齿轮设计按教材提供的公式和方法进行,在进行齿轮设计时,为了保证齿轮在齿轮箱中润滑油能浸到两个齿轮上,从而对各齿轮进行润滑,因此,设计时,可以使用两种方法:
1、 让两级大齿轮的直径大小相近;见下面图中左侧图效果。
2、 两级大齿轮的直径不相近,增加甩油轮。参见如下图中右侧图效果:
以下是总结直齿圆柱齿轮的设计步骤:
一般小齿轮材料性能好于大齿轮材料性能,材料自定,由于是软齿面,热处理种类为调质或正火处理,按机械设计手册或教材p166表11-1选择,并查出和,齿面硬度;
按表11-5取sh和sf值。
计算:查表11-3得k,查表11-6得,按表11-4查出ze,zh=2.5,由于t1在前面已经计算出来,传动比也算出来了,因此,可以使用公式11-3进行设计。
自定小齿轮齿数z1,则z2=z1×i
从而得到这对齿轮的实际传动比为i=z2/z1。
模数:m=d1/z1
按表4-1查标准模数。
实际d1=m×z1 ;d2= m×z2
齿轮宽度:b2=d1×;b1=b2+(5~10)
齿轮中心距为:
查图11-8得yfa;查图11-9得ysa;
使用公式11-5验算:
根据计算得到的速度值,查表11-2,得到齿轮精度等级。
并确定力的方向。
主要参数:m、z1,z2,d1,d2,b1,b2,a
附带参数:da1,df1,db1,s,e, da2,df2,db2
力:ft,fr,fn
一般小齿轮材料性能好于大齿轮材料性能,材料自定,由于是硬齿面,热处理种类为淬火或渗碳淬火或渗氮,按机械设计手册或教材p166表11-1选择,并查出和,齿面硬度;
按表11-5取sh和sf值。
计算:查表11-3得k,查表11-6得,自定小齿轮齿数z1,则z2=z1×i
从而得到这对齿轮的实际传动比为i=z2/z1。
按图11-8查出yfa,图11-9查出yse ,由于t1及在前面已经计算出来,因此,可以使用公式11-6进行设计。
将计算得到的m值,按表4-1圆整成标准模数值。
计算:d1=m×z1 ;d2= m×z2
齿轮宽度:b2=d1×圆整b2后;b1=b2+(5~10)
齿轮中心距为:
按表11-4查出ze,同时,zh=2.5;
使用公式11-2验算:
根据计算得到的速度值,查表11-2,得到齿轮精度等级。
并确定力的方向。
主要参数:m、z1,z2,d1,d2,b1,b2,a
附带参数:da1,df1,db1,s,e, da2,df2,db2
力:ft,fr,fn
查表13-8,得ka ,则pe=kap电机。
由pe及前面电动机的转速n电机查图13-5,选择带的型号。
由表13-9,可得到d1的最小值,适当扩大取得d1值,设定滑动率 ε=0.01~0.02
则由公式13-9得:
圆整成d2整数。
检查带速是否在5~25m/s的范围内,如果是,则合适,否则,应该减少带轮直径或减少n1的大小。
另外,i≤7。
初步自定中心距。
(0.7~2)(d1+d2)
取一个接近的整数,由公式13-2求得带长。
由查表13-2,对于对应型号的带长ld的值。选择时选择接近的值即可。
根据公式13-16求得计算中心距。
可以取为整数值。
由公式13-1得:
检查是否大于或等于120°,如果不能满足条件,就要重新设计。
由n1,d1,可以查表13-3得到基本额定功率p0,由公式13-9得传动比。
由n1和查表13-5,得。
由查表13-7得到。
由ld和带类型,查表13-2得到kl ,由公式13-15得:
取皮带根数为大于或等于刚才计算的值的整数即可。
查表13-1,得q,由此可求得单根带的初拉力。
作用在轴上的压力:
带型号、带长ld、带根数z、带中心距;
大小带轮直径d1、d2 ;
带轮的结构设计请参考教材p222~224页。
以及《机械设计手册》
根据前面计算得到的各轴的功率p和转速n,根据情况,自行确定轴的材料(参考表14-1),然后按表14-2查出参数c,可以根据公式14-2估算轴的最小直径:
然后,逐一推出其他各段轴径大小。
如图,最小直径为dmin,其余值都在此基础上增加一定量值。
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