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文檔簡介
1、1. 按已知工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機2. 工作裝置所需功率:Pw=FwVw/(1000yw)=34000.72/10000.94=2.6KW3. P0=Pw/y(y是電機軸到卷桶的傳動裝置總效率)Y=0.960.970.9950.9950.98=0.9P0=2.9KW4. 工作軸轉速:nw=6x10000/(3.14D)=60000/(3.14x430)=44.4r/min5. 選電動機:選同步轉速1440r/min,額定功率3KW的Y系列三相異步電動機電機型號是Y132M-26. 排速比:總速比i總=1440/44.4=32.4 鏈傳動推薦單級傳動比
2、25 圓柱斜齒輪推薦單級傳動比23 初定i鏈=2 I齒1=I齒2=47.計算各軸轉速:nI=1440r/min nII=360r/min nIII=90r/min n工作=45r/min8.計算各軸轉矩:TI=9550P/nI=20Nm TII=9550P/nII=79.6Nm TIII=9550P/nIII=318Nm T工作=9550P/n工作=640.9Nm9.估算軸徑;各軸選材料45鋼,調質處理 僅估算低速軸(其余軸轉矩小,只需不比低速軸細即安全) 10高速級斜齒圓柱齒輪的設計計算:有以上計算得,輸入功率Pi=3kw,小齒輪轉速n1=360r/min齒數(shù)比u=2.選精度等級、材料及齒數(shù)
3、 1) 材料及熱處理; 選擇小齒輪材料為40Cr(調質),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調質),硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS。 2) 精度等級選用7級精度; 3) 試選小齒輪齒數(shù)z1=24,大齒輪齒數(shù)z2=z1*u=24*2.3=56取Z282齒輪; 2按齒面接觸強度設計 因為低速級的載荷大于高速級的載荷,所以通過低速級的數(shù)據(jù)進行計算 按式(1021)試算,即 dt 確定公式內的各計算數(shù)值 (1) 試選Kt=1.5(2)計算小齒輪的轉矩。T1=5.81076*104NM.(3) 由表107選取尺寬系數(shù)d=1 (4) 由表106查得材料的彈性影響系數(shù)ZE189.8Mp
4、a (5) 由圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限Hlim1=650MPa;大齒輪的解除疲勞強度極限Hlim2=550MPa; (6) 由式1013計算應力循環(huán)次數(shù) (8年,每天兩班制,1年按300天計算) N1=60n1jLh=60473.331(283008)=1.09055108 N2=N1/u=1.09055108/3.678=2.965107(7) 由圖1019查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN10.948;KHN20.99 (8) 計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為1,安全系數(shù)S1,由式(1012)得 H=10.948650MPa616.2MPa H20.99550MPa54
5、4.5MPa = (H+ H)/2=(616.2+544.5)/2=580.36Mpa2) 計算 (1) 試算小齒輪分度圓直徑d1t d1t = 43.469mm(2) 計算圓周速度 v= = =1.0733m/s (3) 計算齒寬b及其模數(shù)mnt b=d*d1t=143.469mm=43.469mmmnt1.7574h=2.25mnt=2.25*1.7574mm=3.9542mmb/h=43.469/3.9542=10.993(4)計算重合度。(5) 計算載荷系數(shù)K 已知載荷平穩(wěn),所以取KA=1 根據(jù)v=1.0773m/s,7級精度,由108查得動載系數(shù)KV=1.05; KH=KH=1 查表
6、10-2得 KA=1.0、查表10-4,用插值法查的7級精度,小齒輪相對支撐為非對稱布置時KH=1.418由b/h=10.993, KH=1.418插圖10-13得KF=1.38固載荷系數(shù)為: K=KAKVKHKH=11.0511.418=1.6378(6) 按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑,由式(1010a)得 (取kt=1.2-1.4) d1= =44.7613mm (7) 計算模數(shù)mn mn =3按齒根彎曲強度設計 由式m 1) 確定計算參數(shù)由圖10-20c,查得小齒輪的彎曲疲勞輕度極限FE1=550mpa,大齒輪FE2=400mpa。由圖10-18取疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.92,
7、KFN2=0.98 (3)查表10-28得螺旋角影響系數(shù).根據(jù)。(4)計算當量齒數(shù) (5)計算彎曲疲勞許用應力 取S=1.4 F1= =361.429Mpa F2= =280Mpa (4) 計算載荷系數(shù) K=KAKVKFKF=11.051.11.38=1.5939(5) 查取齒型系數(shù) 由表105查得YFa1=2.6;Yfa2=12.186(6) 查取應力校正系數(shù) 由表105查得Ysa1=1.595;Ysa2=1.787(7) 計算大小齒輪的并加以比較=0.01147=0.01395 大齒輪的數(shù)值大。 2) 設計計算 mn=1.3005mm就近圓整為標準值(第一系列)為mn=1.5 分度圓直徑d
8、1=44.7613mm則z1 =d1cos/mn=44.7613*cos140/1.5=28.954,取z1=28 z2=u*z1=3.678*24=106.662取107齒4幾何尺寸計算 (1)計算中心距a= =105.123mm將中心距圓整為105mm(2)按圓整后的 中心距修正螺旋角。因值改變不多,故參數(shù)等不必修正。(3)計算大小齒輪的分度圓直徑。d1=z1 mn /cos=29*1.5/cos1304345”=44.781mmd 2=z2mn/ cos=107*1.5/ cos1304345”=165.225mm(4)計算齒寬1*44.781=44.781mm圓整后取B2=45mm,B
9、1=50mm.11低速級斜齒圓柱齒輪的設計計算:有以上計算得,輸入功率Pi=2.766kw,小齒輪轉速n1=128.693r/min齒數(shù)比u=i12=3.選精度等級、材料及齒數(shù) 1) 材料及熱處理; 選擇小齒輪材料為40Cr(調質),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調質),硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS。 2) 精度等級選用7級精度; 3) 試選小齒輪齒數(shù)z1=24,大齒輪齒數(shù)z2=z1*u=24*3=72取Z72齒輪; 2按齒面接觸強度設計 因為低速級的載荷大于高速級的載荷,所以通過低速級的數(shù)據(jù)進行計算 按式(1021)試算,即 dt 確定公式內的各計算數(shù)值 (1)
10、試選Kt=1.5(2)計算小齒輪的轉矩。T1=2.0526*105NM.(3) 由表107選取尺寬系數(shù)d=1 (4) 由表106查得材料的彈性影響系數(shù)ZE189.8Mpa (5) 由圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限Hlim1=650MPa;大齒輪的解除疲勞強度極限Hlim2=550MPa; (6) 由式1013計算應力循環(huán)次數(shù) (8年,每天兩班制,1年按300天計算)N1=60n1jLh=60128.691(283008)=2.965108N2=N1/u=2.965108/3=9.883107(7) 由圖1019查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN10.972;KHN20.99 (8)
11、 計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為1,安全系數(shù)S1,由式(1012)得 H=10.972650MPa631.8MPa H20.99550MPa544.5MPa = (H1+ H2)/2=(631.8+544.5)/2=587.75Mpa2) 計算 (1) 試算小齒輪分度圓直徑d1t d1t = 55.974mm(2) 計算圓周速度 v= = =0.3772m/s (3) 計算齒寬b及其模數(shù)mnt b=d*d1t=155.974mm=43.469mm mnt2.263h=2.25mnt=2.25*2.263mm=5.0917mmb/h=55.974/5.0917=10.993(4)計算重合度。
12、(5) 計算載荷系數(shù)K 已知載荷平穩(wěn),所以取KA=1 根據(jù)v=0.3772m/s,7級精度,由圖108查得動載系數(shù)KV=1.03; KH=KH=1.1 查表10-4,用插值法查的7級精度,小齒輪相對支撐為非對稱布置時由b/h=10.993, KH=1.4206插圖10-13得KF=1.399固載荷系數(shù)為: K=KAKVKHKH=11.031.11.42.6=1.6095(6) 按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑,由式(1010a)得 (取kt=1.2-1.4) d1= =57.303mm (7) 計算模數(shù)mn mn =3按齒根彎曲強度設計 由式m 1) 確定計算參數(shù)1.由圖10-20c,查得
13、小齒輪的彎曲疲勞輕度極限FE1=550mpa,大齒輪FE2=400mpa。2.由圖10-18取疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.969,KFN2=1 3.查表10-28得螺旋角影響系數(shù).根據(jù)。4 計算當量齒數(shù) (5)計算彎曲疲勞許用應力 取S=1.4 F1= =380.679Mpa F2= =285.714Mpa 5 計算載荷系數(shù) K=KAKVKFKF=11.031.11.399=1.585(6) 查取齒型系數(shù) 由表105查得YFa1=2.6;Yfa2=2.236(7) 查取應力校正系數(shù) 由表105查得Ysa1=1.595;Ysa2=1.734(8) 計算大小齒輪的并加以比較=0.01089=0.01
14、357 大齒輪的數(shù)值大。 2) 設計計算 mn=1.982mm就近圓整為標準值(第一系列)為mn=2 分度圓直徑d1=57.303mm則z1 =d1cos/mn=57.303*cos140/2=27.8,取z1=31 z2=u*z1=3*31=93取93齒4幾何尺寸計算 (1)計算中心距a= =127.8mm將中心距圓整為128mm(2)按圓整后的 中心距修正螺旋角。因值改變不多,故參數(shù)等不必修正。(3)計算大小齒輪的分度圓直徑。d1=z1 mn /cos=31*2/cos1402141”=64mmd 2=z2mn/ cos=93*2/ cos1402141”=192.010mm(4)計算齒寬
15、1*64=64mm圓整后取B2=65mm,B1=70mm.12.鏈傳動設計小鏈輪齒數(shù)(自定)Z1=23傳動比i=3大鏈輪齒數(shù)Z2=23x2=46(2)選取鏈節(jié)距初定中心距 =32p鏈節(jié)數(shù) = 136傳動功率(根據(jù)機械零件)鏈節(jié)距 根據(jù) 由機械零件圖14.17查出選用08A滾子鏈 取p=12.7mm(3) 確定實際中心距中心距 =412mm(4)計算作用軸上載荷鏈速有效拉力軸上載荷 (是08A單排鏈極限位伸載荷)故此鏈輪為單排式結構(5)鏈輪直徑大鏈輪直徑小鏈輪直徑(6)頂潤滑方式潤滑方式 根據(jù)v , p可查出是油浴潤滑根據(jù)機械零件鏈傳動的傳動功率一般小于100kw,速度小于15m/s,傳動比小
16、于8。選用此08A單排滾子鏈輪輸入功率為1.7kw,速度為0.08m/s,傳動比為7.5。故合格。(二)、軸的強度校核1、齒輪的力分析計算: III軸:圓周力Ft =徑向力Fr =軸向力 2、各力方向判斷如下圖:3、支座反力分析:(1)、定跨距測得:;(2)、水平反力:(3)、垂直反力: 4、當量彎矩:(1)、水平彎矩:(2)、垂直面彎距:(3)、合成彎矩:當轉矩T=300000N;取得:當量彎矩: 5、校核強度:按扭合成應力校核軸的強度。由軸的結構簡圖及當量彎矩圖可知截面C處當量彎矩最大,是軸的危險截面。進行校核時,只校核軸上承受最大當量彎矩的截面的強度,則由1P339得軸的強度校核公式12-3 其中: 因為軸的直徑為d=45mm的實心圓軸,故取 因為軸的材料為45鋼、調質處理查1P330取軸的許用彎曲應力為:=60Mpa 6、結論: 故軸強度足夠、安全。(三)、滾動軸承、根據(jù)軸承型號6208查4P383表8-23取軸承基本額定動載荷為:C=29500N;基本額定靜載荷為:因為: 根據(jù)的
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