设计说明书样本
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一、、传动方案的拟定 电动机带传动 减速器联轴器
运输带联轴器
Ⅰ
Ⅱ滚筒
轴承
二、选择电动机 1、类型:Y系列的三相异步电动机 2、功率的计算和额定功率的选择 电动机所需工作功率:Pd=Pw/ηa kw 由电动机至运输带的传动总效率为: ηa=η1*η2³*η3*η42*η5 式中:η1,η2,η3,η4,η5分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器、卷筒的传动效率取η1=0. , η2=0. ,η3=0. ,η4=0. , η5=0.96 则ηa = 由Pw=FV/1000ηw kw 取ηw=100% 所以:Pw=FV/1000=3200*1.25/1000=4 根据 Pd>=Pw 取 Pw=4 kw Pd=Pw/ηa=4/0.82=4.88 KW
3、选择电动机的转速 卷筒工作: nw=60*1000v/(πD) r/min V=1.25 m./s 已知 .D=300 mm nw=60*1000*1.25/(3.14*300) =79.62 r/min 则 推算 nd= nw *(2-4)*(3-6)= 79.62 * (6-24) =477~1910 r/min 1
符合条件的是 nd=750,1000,1500 r/min 方案 型号 额定功率(kw) 电动机转速(n)r/min
同步 满载 1 Y132S-4 5.5 1500 1440 2 Y132M2-6 5.5 1000 960 3 Y132M2-8 5.5 750 720 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,选用电动机型号为Y132M2-6。
Y132M2-6 额定功率(kw) 启动转矩 额定转矩 最大转矩 额定转矩 5.5 2.0 2.0
4、计算传动装置总传动比及其分配,各级传动比 总传动比:I总=Nm/n=960/79.62=12.06 分配传动装置传动比: I总=i0*i1=12.06 V带传动比io=2~4,取io=3,又取i1=4.02
三、传动系统参数的计算 η1,η2,η3,η4,η5分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器、卷筒的传动效率取
η1=0.96,η2=0.98,η3=0.97,η4=0.99, η5=0.96
1、各轴的输入功率及输出功率: (1)输入功率 电动机轴输出功率:Pd=4.88kw 轴Ⅰ(小齿轮轴):P1= Pd*η1*η4=4.88*0.96*0.99=4.64 kw 轴Ⅱ(大齿轮轴):P2= P1*η2*η3=4.64*0.98*0.97=4.41 kw 滚筒轴:P3= P2*η2*η4=4.41*0.98*0.99=4.28kw (2)输出功率 各轴的输出功率则分别为输入功率乘轴承效率0.98. 轴Ⅰ(小齿轮轴):P1输出= P1*η2=4.64*0.98=4.55 kw 轴Ⅱ(大齿轮轴):P2输出= P2*η2=4.41*0.98=4.32 kw 滚筒轴:P3输出= P2输出*η2=4.32*0.98=4.23kw
2、各轴转速 电动机轴:nm=960 r/min 轴Ⅰ:n1=nm/i0=960/3=320 r/min 轴Ⅱ:n2=n1/i1=320/4.02=79.60r/min 2
3、各轴的输入转矩和输出转矩 (1) 输入转矩 电动机轴输出转矩:Td=9550×Pd/nm=9550*4.88/960=48.55 N.m 轴Ⅰ:T1=Td*i0*η1*η4=48.55 *3*0.96*0.99=138.43 N.m 轴Ⅱ:T2=T1*i1*η2*η3=138.43*4.02*0.98*0.97=529.00N.m 滚筒轴输入转矩:T3=T2*η2*η4=529*0.98*0.97=502.88N.m (1) 输出转矩 各轴的输出转矩则分别为输入转矩乘轴承效率0.98 轴Ⅰ(小齿轮轴):T 1输出= T 1*η2=138.43*0.98=135.66 kw 轴Ⅱ(大齿轮轴):T 2输出= T 2*η2=529.00*0.98=518.42kw 滚筒轴输出转矩:T3输出=T2输出*η2*η4=518.42*0.98*0.97=492.81N.m
轴名 功率P(kw) 转矩T(N.m) 转速n(r/min) 传动比i 效率η 输入 输出 输入 输出 电动机轴 4.88 48.55 960 轴Ⅰ 4.64 4.55 138.43 135.66 320 3 0.96 轴Ⅱ 4.41 4.32 529 518.42 79.60 4.02 0.95 滚筒轴 4.28 4.23 502.88 492.81 79.60 1 0.97
四、传动零件的设计计算 计 算 及 说 明 结 果 1、带传动设计 设计要求:电动机输出功率P=4.88kw,主动带轮转速n1=960r/min,从动带轮转速n2=320 r/min,两班制工作,小批量生产,单向连续运转,载荷平稳,室内工作,有粉尘,寿命6年,每年工作300天,大修期两年。中等规模机械制造厂,运输带速度允许误差3%,带传动中心距a≈500mm。 设计步骤: (1)计算功率Pc 由表5-9查得kA=1.2 故Pc=kA•P=1.2×4.88=5.86 kw (2)选取普通V带型号 根据Pc=3.6kw, n1=960 r/min,由图5-10,确定选用A型。 (3)小带轮基准直径d1及大带轮基准直径d2 由图5-10, d1=112~140mm 由表5-4,取d1=125mm 由式5-9得d2= d1 * n1 *(1-ε)/ n2=125* 960* (1-0.02)/320=367.5mm 由表5-4取d2=375mm 实际从动轮转速:n2′= n1*(d1/d2)=960*(125/375)=320 转速误差:(n2-n2′ )/ n2=(320-320)/320=0<0.05,允许
1、小带轮基准直径d1=125mm 2、大带轮基准直径 d2=375mm 3、带速: ν=6.28m/s 4、带的基准长度Ld=1800mm 5、实际中心距 a=492 mm 6、小带轮包角α=150.88o 7、V带根数 3
计 算 及 说 明 结 果 (4)验算带速ν ν=π*d1* n1 /(60*1000)=3.14*125*960 /(60*1000)=6.28 m/s, 在5~25m/s范围内,带速合适。 (5)确定带长和中心距 0.7(d1+d2)< a0 <2(d1+d2) 0.7(125+375)mm< a0 <2(125+375)mm 350mm< a0 <1000mm 初步选取中心距a0=500 mm, 由式5-15得带长 L0=2a0+1.57 (d1+d2) +(d2-d1)²/4a0
=2*500+1.57* (125+375) +(375-125)²/(4*500)
=1816.25mm 由表5-2,对A型带选用基准长度Ld=1800mm, 再由式5-16计算实际中心距: a≈a0+(Ld-L0)/2 =500+(1800-1816.25)/2 = 492 mm (6)小带轮包角α 由式5-17得 α1=180°-(d2-d1) /a * 57.3° =180°-(375-125) /492*57.3° ≈150.88°>120°,合适 (7)V带根数z 由表5-5查得P1=1.38kw 由表5-6查得∆P1=0.11kw 由表5-7查得Ka=0.92 由表5-8查得KL=1.01 由式5-12得 z =Pc / (( P1+ΔP1)*Ka *KL ) =5.86/((1.38+0.11)*0.92*1.01 = 4.23 故取 z = 5 (8)作用在带轮轴上的压力FQ 查表5-1得q=0.10kg /m 由式5-18得单根V带的初拉力为 F0=500*Pc*(2.5/Kα-1)/(z*v)+qv² =500*5.86*(2.5/0.92-1)/(5*6.28)+0.1*6.28² =164.2N 作用在轴上的压力FQ=2z*F0*sin(α1/2)=2*5*164.2*sin(150.88°/2)=1589.27N (9)带轮结构设计 采用碳素钢45#,轮副式式带轮 2.齿轮传动设计计算 z=5 7、作用在带轮轴上的压力FQ=1589.27N 4
计 算 及 说 明 结 果 设计要求:传递功率P=4.55kw(I轴输出功率),小齿轮转速n1=320r/min,传动比i = 4.02,小齿轮相对轴承对称布置,两班制工作,小批量生产,单向连续运转,载荷平稳,室内工作,有粉尘,寿命6年,每年工作300天。 设计步骤: 1)选择齿轮材料及精度等级 采用闭式软齿面齿轮传动,选择小齿轮的材料为40Cr,调质处理,齿面硬度为HBS=240~260,大齿轮选用45#钢,调质,齿面硬度为220HBS(表6-6)。由表6-12选7级精度,要求齿面粗糙度Ra≤1.60 ~ 3.2 μm 。 因两齿轮均为钢制齿轮,所以由《机械设计基础》P138 6—45公式得 d1≥76.43321][)1(HduukT 2)按齿面接触疲劳强度设计 (1)齿数z和齿宽系数d 取小齿轮齿数z1=30,则大齿轮齿数z2=i*z1=4.02*30=120.6,圆整z2=120 实际传动比i0= z2/ z1=120/30= 4 传动比误差:(i-i0)/i=(4.02-4)/4.02=0.5%< 2.5% 可用。 齿数比:u = i0=4 由表6-10 取d=1.1(对称布置) (2)转矩T1 T1=135.66N.m=1.36*105mm(I轴输出转矩) (3)载荷系数K 由表6-7 取K=1.1 (4)许用接触应力[H] [H]=Hlim*ZNT/SN
1、小齿轮齿数z1=30 2、大齿轮齿数z2=120 3、模数m=2.5mm 4、压力角=20