原始数据:已知条件:
1.滚筒效率ηj=0.96(包括滚筒与轴承的效率损失);
2.工作情况两班制,连续单向运转,载荷较平稳;
3.使用折旧期 3年一次大修,每年280个工作日,寿命8年;
4.工作环境室内,灰尘较大,环境最高温度35℃;
5.制造条件及生产批量一般机械厂制造,小批量生产。
计算及说明。
一、选择电动机。
1) 选择电动机的类型。
按工作要求和条件,选用三相笼式式异步电动机,封闭式结构,电压380v,y型。
(2) 选择电动机的容量。
电动机所需功率计算工式为:(1)p= kw,(2) p= kw
因此p= kw
所以由电动机至卷筒的传动总功率为:
式中:,,分别为带传动、轴承、齿轮传动、连轴器和卷筒的传动效率。
取=0.96(带传动), 0.98(滚子轴承),=0.97, =0.99, =0.94. 则:
又因为: v =1.1m/s
所以p===3.48 kw
(3) 确定电动机的转速。
卷筒轴工作转速为。
n =r/min
按表1推荐的传动比合理范围,取一级齿轮传动的传动比=2~4,二级圆柱齿轮减速器的传动比=8~40,则总的传动比范围为=16~160 ,所以电动机转速的可选范围为: =n = 16~160) 52.55= 841~8408 r/min
符合这一范围的同步转速有: 1000r/minr/minr/min
根据容量和转速,由机械设计课程设计手册查出有三种适用的电动机型号,因此有四种传动比方案,如下表:
选用y112m-2电动机:
低转速电动机的级对数多,外廓尺寸用重量都较大,**较高,但也以使传动装置总传动比减小,使传动装置的体积、重量较小;高转速电动机则相反。因此综合考虑,分析比较电动机及传动装置的性能,尺寸、重量、极数等因素,可见方案1比较合适。所以,选定电动机型号为 y112m -2
二、确定传动装置的总传动比和分配传动比。
由电动机的的型号y112m-2 ,满载转速。
(1)总传动比。
(2)分配传动装置传动比。
式中表示滚子链传动比,i 表示减速器传动比。
初步取=2.5 ,则减速器传动比为:
(3)分配减速器的各级传动比。
按展开式布置。考虑润滑条件,为使两级大齿轮直径相近,可由图12展开式。
线查得=5.8, 则: 。
三、计算传动装置的运动和动力参数。
为了进行传动件的设计计算,要推算出各轴的转速和转矩。如将传动装置各轴由高速至低速依次为i 轴、ii 轴、iii轴……,以及。
为相邻两轴间的传动比;
为相邻两轴间的传动效率;
为各轴的输入功率(kw);
为各轴的输入转矩(nm);
为各轴的转速(r/min);
(1) 各轴的转速。
i轴r/min
ii轴 r/min
iii轴 r/min
卷筒轴 r/min
(2) 各轴输入功率。
i轴。ii轴。
iii轴。卷筒轴
各轴输出功率。
i轴。ii轴
iii轴 卷筒轴
(3) 各轴输入转矩。
电动机轴输出转矩为:
i轴 ii轴
iii轴 卷筒轴
各轴输出转矩。
i轴。ii轴。
iii轴。卷筒轴
运动和动力参数计算结果整理于下表:
四、减速器的结构。
铸铁减速器机体结构尺寸表:
五、传动零件的设计计算。
第一对齿轮(高速齿轮)
1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。
(1)按卷扬机传动方案,选用直齿圆柱轮传动;
(2)精度等级选7级精度(gb10095-86)
(3)材料选择。由表10-1(常用齿轮材料及其力学特性)选择小齿轮为40cr(调质),硬度为280hbs,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240hbs。
(4)选小齿轮齿数为=20,大齿轮齿数。
其中i=u2、按齿面接触强度设计。
公式如下:(1)确定公式内的各值计算。
1)、试选=1.3
4)、计算小齿轮传递的转矩。
5)、由表10-7选取齿宽系数=1
6)、由表10-6查得材料的弹性影响系数=189.8
7)、由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限=600,大齿轮的接触疲劳强度极限=550
8)、由式(10-30) n=60j 计算应力循环次数。
9)、由图10-19查得接触疲劳寿命系数=0.95, =0.98
10)、计算接触疲劳许用应力。
取失效概率为1%,安全系数s=1,由式(10-12)得:
(2) 计算。
1)、试算小齿轮分度圆直径。
40.230 mm
2)、计算圆周速度。
2.43 m/s
3)、计算齿宽b及模数。
140.230=40.230 mm
2.012 mm
h=2.25=2.252.012=4.53mm
b/h=40.230/4.53=8.88
4)、计算载荷系数k
已知使用系数。根v=2.43 m/s ,7级精度,由图10-8查得动载荷系数=1.10。由表10-4用插入法查得7级精度的小齿轮相对支承非对称布量时=1.417
由图10-13查得=1.33
由表10-3查得=1.0 ,所以载荷系数
6)、按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式(10-10)得:
42.742mm
7)、计算模数。
mm3 按齿根弯曲强度设计。
(1)确定计算参数。
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