電磁爐爐盤運(yùn)輸傳送帶裝置的設(shè)計含UG三維及9張CAD圖
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電磁爐爐盤運(yùn)輸傳送帶裝置設(shè)計摘 要首先對電磁爐爐盤運(yùn)輸傳送帶作了簡單的概述;接著分析了電磁爐爐盤運(yùn)輸傳送帶的選型原則及計算方法;然后根據(jù)這些設(shè)計準(zhǔn)則與計算選型方法按照給定參數(shù)要求進(jìn)行選型設(shè)計;接著對所選擇的電磁爐爐盤運(yùn)輸傳送帶各主要零部件進(jìn)行了校核。普通型電磁爐爐盤運(yùn)輸傳送帶裝置由六個主要部件組成:傳動裝置,機(jī)尾或?qū)Щ匮b置,中部機(jī)架,拉緊裝置以及尾部組件。關(guān)鍵詞:電磁爐爐盤運(yùn)輸傳送帶裝置,傳送帶,設(shè)計計算,校核34AbstractFirst cooker hob transport conveyor briefly outlined; then analyzes the principle of selection cooker hob transport conveyor and the first conveyor belt to transport the cooker hob briefly outlined; then analyzes the cooker hob transport belt selection principles and calculation methods; and then based on these design criteria and calculation method of selection in accordance with the requirements of a given parameter selection and design; then the selected cooker hob transport belt of the main components were checked. Ordinary cooker hob transport conveyor device consists of six main components: gear, tail or device back into the middle frame, tail assembly and tensioning device.Keywords: cooker hob transport conveyor apparatus, conveyors, design calculations, checking目 錄第1章 緒論1第2章 電磁爐爐盤運(yùn)輸傳送帶裝置的設(shè)計計算22.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件22.2 計算步驟42.2.1 帶速的選擇42.2.2 帶寬的選擇42.2.3 輸送帶寬度的核算62.3 圓周驅(qū)動力62.3.1 計算公式62.3.2 主要阻力計算72.3.3 主要特種阻力計算82.3.4 附加特種阻力計算92.3.5 傾斜阻力計算102.4傳動功率計算102.4.1 傳動軸功率計算102.4.2 電動機(jī)功率計算102.5 輸送帶張力計算112.6 傳動滾筒、改向滾筒合張力計算122.6.1 改向滾筒合張力計算122.6.2 傳動滾筒合張力計算122.7 傳動滾筒最大扭矩計算122.8 拉緊力和拉緊行程計算122.9繩芯輸送帶強(qiáng)度校核計算13第3章 驅(qū)動裝置的選用與設(shè)計143.1 電機(jī)的選用143.2 減速器的選用143.3 漸開線斜齒圓柱齒輪設(shè)計153.4 低速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算表193.5 斜齒輪設(shè)計參數(shù)表24第4章 各個軸的設(shè)計計算254.1 軸的設(shè)計計算254.2 軸的設(shè)計計算274.3 軸的設(shè)計計算29結(jié)論32參考文獻(xiàn)33致 謝34第1章 緒論帶式輸送機(jī)自1795年被發(fā)明以來,經(jīng)過200多年的發(fā)展,已被電力、冶金、煤炭、化工、礦山、港口等各行各業(yè)廣泛采用,特別是第三次工業(yè)技術(shù)革命后新材料、新技術(shù)的采用,帶式輸送機(jī)的發(fā)展步入了一個新紀(jì)元。當(dāng)今,無論從輸送量、運(yùn)距、經(jīng)濟(jì)效益等各方面來衡量,它已經(jīng)可以同火車、汽車運(yùn)輸相抗衡,成為各國爭先發(fā)展的行業(yè)。帶式輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、輸送量大、輸送物料范圍廣泛、運(yùn)距長、裝卸料方便、可靠性高、運(yùn)費(fèi)低廉、自動化程度高等特點(diǎn),它的優(yōu)越性已十分明顯,是國民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。帶式輸送機(jī)因其具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高、噪聲低、使用壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、工作可靠性和密封性好、占據(jù)空間小等特點(diǎn),并能適應(yīng)在各種惡劣工作環(huán)境下工作,包括潮濕、泥濘、粉塵多等,所以它已經(jīng)是國民經(jīng)濟(jì)中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。加之國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化的實現(xiàn),又大大縮短了帶式輸送機(jī)的設(shè)計、開發(fā)、制造、銷售的周期,使它更加具有競爭力。目前,帶式輸送機(jī)已經(jīng)成為運(yùn)輸系統(tǒng)中重要的組成部分。為了更好的研究帶式輸送機(jī)的工作組成原理,發(fā)現(xiàn)及改進(jìn)其不足之處,本課題所研究的是大傾角、下運(yùn)帶式輸送機(jī)。此次研究的主要問題在于系統(tǒng)的驅(qū)動件布置、軟啟動和制動問題。帶式輸送機(jī)向下運(yùn)送物料時,其驅(qū)動電動的運(yùn)行工礦有別于一般的帶式輸送機(jī)。由于運(yùn)轉(zhuǎn)上的需要,在結(jié)構(gòu)上有特點(diǎn),控制上有特殊需求。下運(yùn)帶式輸送機(jī)的制動裝置及其控制技術(shù)尤為關(guān)鍵。如何實現(xiàn)制動與自動張緊,逐漸向智能化、自動化、人性化方向發(fā)張,是目前帶式輸送機(jī)的發(fā)展方向,也是本課題的研究目的和意義所在。相信隨著課題的不斷深入,對帶式輸送機(jī)將會有更深入的了解,為以后的學(xué)習(xí)也能打下夯實的基礎(chǔ)。第2章 電磁爐爐盤運(yùn)輸傳送帶裝置的設(shè)計計算2.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件原始參數(shù)和工作條件1電磁爐爐盤參數(shù)(參考)電磁爐磁芯重量: 50g ; 30g 電磁爐磁芯尺寸:5x12x63電磁爐爐盤尺寸:另附圖紙、尺寸(JYC-21E電磁爐,網(wǎng)上查尺寸)電磁爐底盤重量:約200gJYC-21E電磁爐外形尺寸 電磁爐爐盤尺寸直徑:17cm2機(jī)械手機(jī)構(gòu)設(shè)計參數(shù):(參考)自由度數(shù): 3機(jī)械手坐標(biāo)型式: 圓柱坐標(biāo)手指開合角度: 50(最大速度為50度每秒)支座旋轉(zhuǎn)角度: 90(最大速度為90度每秒)手臂運(yùn)動參數(shù):伸縮行程:100mm伸縮速度:80mm/s升降行程:200mm升降速度:80mm/s磁芯定位精度:0.03mm驅(qū)動方式:氣壓傳動控制方式:點(diǎn)位程序控制(采用PLC)3設(shè)計方法要求(參考)采用現(xiàn)代設(shè)計方法,進(jìn)行必要的方案優(yōu)化設(shè)計;關(guān)鍵零件的可靠性設(shè)計、有限元設(shè)計;技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與價值分析等。2.2 計算步驟2.2.1 帶速的選擇1.輸送量大,輸送帶較寬時,應(yīng)選擇較高的帶速。2.輸送距離越短,帶速應(yīng)越低。較長的水平輸送機(jī),應(yīng)選較高的帶速3.物料易滾動、粒度大、磨琢性強(qiáng)的,或易揚(yáng)塵的以及環(huán)境衛(wèi)生條件要求高的,宜選用較低的帶速。4.一般用于給料時,帶速可取0.81m/s,或根據(jù)物料特性和工藝要求決定。5.人工配料稱重時帶速不應(yīng)大于1.25 m/s。 6.有計量稱時,帶速應(yīng)安自動計量稱的要求而定。7.輸送成件物品時,帶速一般小于1.25 m/s。根據(jù)本設(shè)計特點(diǎn),應(yīng)選用帶速速度0.0010.01m/s。2.2.2 帶寬的選擇電磁爐爐盤運(yùn)輸傳送帶裝置使用的輸送帶有橡膠帶、塑料帶、鋼帶、金屬網(wǎng)帶等,最常見的是橡膠帶。橡膠輸送帶有棉織芯、合成纖維芯、鋼絲繩芯等多種。塑料輸送帶有層芯和整芯之分。各種芯材和不同的覆蓋膠可組成各種類型的光面或花紋輸送帶。根據(jù)運(yùn)送成品的形狀、尺寸,此處帶寬選為B=500mm。輸送機(jī)的工作傾角=0。查DT電磁爐爐盤運(yùn)輸傳送帶裝置選用手冊或本設(shè)計(表2-1)(此后凡未注明均為該書)得k=1。按給定的工作條件,取堆積角為20。取帶速為2.0m/s。將個參數(shù)值代入上式, 可得到為保證給定的運(yùn)輸能力,帶上必須具有的的截面積AA圖2-2 槽形托輥的帶上物料堆積截面表2-2槽形托輥物料斷面面積A帶寬/mm堆積角/(o)槽角/(o)20253035404550001020300.00980.01420.01870.02340.01200.01620.02060.02520.01300.01800.02220.02660.01570.01960.02360.02780.01730.02100.02470.02870.01860.02200.02560.029365001020300.01840.02620.03420.04270.02240.02990.03770.04590.02600.03320.04060.04840.02940.03620.04330.05070.03220.03860.04530.05230.03470.04070.04690.053450001020300.02790.04050.05360.06710.03440.04660.05910.07220.04020.05180.06380.07630.04540.05640.06720.07930.05000.06030.07100.08220.05400.06360.07360.0840100001020300.04780.06740.08760.10900.05820.07710.09660.11700.06770.08570.10400.12400.07630.09330.11100.12900.08380.09980.11600.13400.08980.10500.12000.1360查表2-2或礦井運(yùn)輸提升表3-17, 輸送機(jī)的承載托輥槽角35,物料的堆積角為0時,帶寬為500 mm的輸送帶上允許物料堆積的橫斷面積為0.0427,此值大于計算所需要的堆積橫斷面積,據(jù)此選用寬度為500mm的輸送帶能滿足要求。經(jīng)如上計算,確定選用帶寬B=500mm,初選輸送帶NN100,輸送帶層數(shù)為6層,查表1-6得,輸送帶各參數(shù)如下:NN100型煤礦用輸送帶的技術(shù)規(guī)格:扯斷強(qiáng)度100N/(mm層)每層帶厚1mm,輸送帶第層質(zhì)量等于1.02kg/m上膠厚3mm下膠厚=1.5mm每毫米膠料質(zhì)量為1.19kg/m膠帶每米質(zhì)量=布層數(shù)每層質(zhì)量(kg/m)+(上膠厚(mm)+下膠厚(mm)第層膠帶質(zhì)量(kg/m))帶寬(mm)=61.02+(3.0+1.5) 1.19 0.8=9.18 kg/m輸送帶質(zhì)量:=帶長(m) =9.18600 =5508kg輸送帶厚度可按下式計算或查運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊表1-6輸送帶度(mm)=布層數(shù)每層厚度(mm)+上膠厚(mm)+下膠厚(mm) =61+3+1.5 =10.5mm2.2.3 輸送帶寬度的核算輸送大塊散狀物料的輸送機(jī),需要按(2-2)式核算,再查表3-3 (2-2) 式中最大粒度,mm。表2-3不同帶寬推薦的輸送物料的最大粒度mm帶寬B500650500100012001400粒度篩分后100130180250300350未篩分150200300400500600故,輸送帶寬滿足輸送要求。2.3 圓周驅(qū)動力2.3.1 計算公式 1)所有長度(包括L80m) 傳動滾筒上所需圓周驅(qū)動力為輸送機(jī)所有阻力之和,可用式(2-3)計算: (2-3)式中主要阻力,N;附加阻力,N;特種主要阻力,N;特種附加阻力,N;傾斜阻力,N。五種阻力中,、是所有輸送機(jī)都有的,其他三類阻力,根據(jù)輸送機(jī)側(cè)型及附件裝設(shè)情況定,由設(shè)計者選擇。2)對機(jī)長大于80m的電磁爐爐盤運(yùn)輸傳送帶裝置,附加阻力明顯的小于主要阻力,可用簡便的方式進(jìn)行計算,不會出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤。為此引入系數(shù)C作簡化計算,則公式變?yōu)橄旅娴男问剑?=C (2-5)式中C與輸送機(jī)長度有關(guān)的系數(shù),在機(jī)長大于80m時,可按式(2-6)計算,或從表查取 (2-6)式中附加長度,一般在70m到100m之間;C系數(shù),不小于1.02。C查DT(A)型電磁爐爐盤運(yùn)輸傳送帶裝置設(shè)計手冊表3-5 既本說明書表2-4,取C為1.12表2-4附加阻力系數(shù)CL(m)80100150200300400500600C1.921.781.581.451.311.251.201.17L(m)70050090010001500200025005000C1.141.121.101.091.061.051.041.032.3.2 主要阻力計算輸送機(jī)的主要阻力是物料及輸送帶移動和承載分支及回程分支托輥旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生阻力的總和??捎檬剑?-7)計算: (2-7)式中模擬摩擦系數(shù),根據(jù)工作條件及制造安裝水平?jīng)Q定,一般可按表查取。查表2-30;輸送機(jī)長度(頭尾滾筒中心距),m;重力加速度;初步選定托輥為槽形托輥DT03c121,查表2-42,上托輥間距1.2m,下托輥間距 m,上托輥槽角35,下托輥槽角。直徑D89mm,長度L315mm,軸承為4G204。承載分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量,kg/m,用式(2-8)計算 (2-8)其中承載分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分重量,kg;承載分支托輥間距,m;托輥已經(jīng)選好,知 計算:=20.25 kg/m回程分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量,kg/m,用式(2-9)計算: (2-9)其中回程分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量回程分支托輥間距,m;查運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊表2-50選擇平行托輥,直徑D89mm,托輥長L=950mm,kg計算:=5.267 kg/m每米長度輸送物料質(zhì)量55.6kg/m每米長度輸送帶質(zhì)量,kg/m,=9.18kg/m=0.0456009.1820.25+5.267+(29.18+55.6)cos35=22783N 運(yùn)行阻力系數(shù)f值應(yīng)根據(jù)表2-5選取。取=0.045。表2-5 阻力系數(shù)f輸送機(jī)工況工作條件和設(shè)備質(zhì)量良好,帶速低,物料內(nèi)摩擦較小0.020.023工作條件和設(shè)備質(zhì)量一般,帶速較高,物料內(nèi)摩擦較大0.0250.030工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大,設(shè)備質(zhì)量較差,托輥成槽角大于350.0350.0452.3.3 主要特種阻力計算主要特種阻力包括托輥前傾的摩擦阻力和被輸送物料與導(dǎo)料槽攔板間的摩擦阻力兩部分,按式(2-10)計算:+ (2-10)按式(2-11)或式(2-12)計算:(1) 三個等長輥子的前傾上托輥時 (2-11)(2) 二輥式前傾下托輥時 (2-12)本輸送機(jī)沒有主要特種阻力,即=02.3.4 附加特種阻力計算附加特種阻力包括輸送帶清掃器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等部分,按下式計算: (2-13) (2-14) (2-15)式中清掃器個數(shù),包括頭部清掃器和空段清掃器;A一個清掃器和輸送帶接觸面積,見表清掃器和輸送帶間的壓力,N/,一般取為3 N/;清掃器和輸送帶間的摩擦系數(shù),一般取為0.50.7;刮板系數(shù),一般取為1500 N/m。表2-6導(dǎo)料槽欄板內(nèi)寬、刮板與輸送帶接觸面積帶寬B/mm導(dǎo)料欄板內(nèi)寬/m刮板與輸送帶接觸面積A/m頭部清掃器空段清掃器5000.3150.0050.0086500.4000.0070.015000.4950.0080.01210000.6100.010.01512000.7300.0120.01814000.8500.0140.021查表2-6得 A=0.008m,取=10N/m,取=0.6,將數(shù)據(jù)帶入式(2-14)則 =AP =0.008100.6=480 N擬設(shè)計的總圖中有兩個清掃器和一個空段清掃器(一個空段清掃器相當(dāng)于1.5個清掃器)=0由式(2-13) 則 =3.5480=1680 N2.3.5 傾斜阻力計算傾斜阻力按下式計算: (2-14)式中:因為是本輸送機(jī)水平運(yùn)輸,所有H=0=0由式(2.4-2)得傳動滾筒上所需圓周驅(qū)動力為=1.1222783+0+1680+0=27197N2.4傳動功率計算2.4.1 傳動軸功率計算傳動滾筒軸功率()按式(2-15)計算: (2-15)54.39kw2.4.2 電動機(jī)功率計算電動機(jī)功率,按式(2-16)計算: (2-16)式中傳動效率,一般在0.850.95之間選??;聯(lián)軸器效率;每個機(jī)械式聯(lián)軸器效率:=0.98液力耦合器器:=0.96;減速器傳動效率,按每級齒輪傳動效率.為0.98計算;二級減速機(jī):=0.980.98=0.96電壓降系數(shù),一般取0.900.95。多電機(jī)功率不平衡系數(shù),一般取,單驅(qū)動時,。根據(jù)計算出的值,查電動機(jī)型譜,按就大不就小原則選定電動機(jī)功率。由式(2-15)=54390W由式(2-16)得電動機(jī)功率:=2=65300W65.3KW選電動機(jī)型號為YB255S-4,額定功率P=37 KW,數(shù)量1臺。2.5 輸送帶張力計算輸送帶張力在整個長度上是變化的,影響因素很多,為保證輸送機(jī)上午正常運(yùn)行,輸送帶張力必須滿足以下兩個條件:(1)在任何負(fù)載情況下,作用在輸送帶上的張力應(yīng)使得全部傳動滾筒上的圓周力是通過摩擦傳遞到輸送帶上,而輸送帶與滾筒間應(yīng)保證不打滑;(2)作用在輸送帶上的張力應(yīng)足夠大,使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。輸送帶不打滑條件校核:圓周驅(qū)動力通過摩擦傳遞到輸送帶上(見圖2-3)圖2-3作用于輸送帶的張力如圖4所示,輸送帶在傳動滾簡松邊的最小張力應(yīng)滿足式(28)的要求。傳動滾筒傳遞的最大圓周力。動載荷系數(shù)1.21.7;對慣性小、起制動平穩(wěn)的輸送機(jī)可取較小值;否則,就應(yīng)取較大值。取1.5傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù),見表2-7表2-7 傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)工作條件摩擦系數(shù)光面滾筒膠面滾筒清潔干燥0.250.030.40環(huán)境潮濕0.100.150.250.35潮濕粘污0.050.20取1.5,由式 =1.527197=40795.5N對常用C=0.083該設(shè)計取=0.035;=420。=0.08340795.5=3386N2.6 傳動滾筒、改向滾筒合張力計算2.6.1 改向滾筒合張力計算根據(jù)計算出的各特性點(diǎn)張力,計算各滾筒合張力。頭部180改向滾筒的合張力:=29522+3099860520N 尾部180改向滾筒的合張力:=9069+952318592N2.6.2 傳動滾筒合張力計算根據(jù)各特性點(diǎn)的張力計算傳動滾筒的合張力:動滾筒合張力:=4943+31015=35958N2.7 傳動滾筒最大扭矩計算單驅(qū)動時,傳動滾筒的最大扭矩按式(2-32)計算: (2-32)式中D傳動滾筒的直徑(mm)。 雙驅(qū)動時,傳動滾筒的最大扭矩按式(2-33)計算: (2-33)初選傳動滾筒直徑為500mm,則傳動滾筒的最大扭矩為:=31015+494335958N=8.98KN/m 2.8 拉緊力和拉緊行程計算1)、拉緊裝置拉緊力按式(2-34)計算 (2-34)式中拉緊滾筒趨入點(diǎn)張力(N);拉緊滾筒奔離點(diǎn)張力(N)。由式(2-34)+=5000+5250+5593+587321716N =21.71KN查煤礦機(jī)械設(shè)計手冊初步選定鋼繩絞車式拉緊裝置。2)、拉緊行程:L()L(0.01+0.001)6006.6m式中:輸送帶彈性伸長率和永久伸長率,由輸送廠家給出,通常帆布帶為0.010.015; 拉緊后托輥間允許的垂度,一般取0.001 L輸送機(jī)長度。2.9繩芯輸送帶強(qiáng)度校核計算 繩芯要求的縱向拉伸強(qiáng)度按式(2-35)計算; (2-35)式中靜安全系數(shù),一般=710。運(yùn)行條件好,傾角好,強(qiáng)度低取小值;反之,取大值。在此選為7。輸送帶的最工作張力:Smax: (N) =68571N式中:B帶寬,mm; 輸送帶縱向扯斷強(qiáng)度,N/(mm層)見運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊表1-6,100N/(mm層)。由式(2-35)得599.9N/mm可選輸送帶為NN100N/(mm層),6層的即600N/mm大于??蓾M足要求。第3章 驅(qū)動裝置的選用與設(shè)計電磁爐爐盤運(yùn)輸傳送帶裝置的負(fù)載是一種典型的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,而且不可避免地要帶負(fù)荷起動和制動。電動機(jī)的起動特性與負(fù)載的起動要求不相適應(yīng)在電磁爐爐盤運(yùn)輸傳送帶裝置上比較突出,一方面為了保證必要的起動力矩,電機(jī)起動時的電流要比額定運(yùn)行時的電流大67倍,要保證電動機(jī)不因電流的沖擊過熱而燒壞,電網(wǎng)不因大電流使電壓過分降低,這就要求電動機(jī)的起動要盡量快,即提高轉(zhuǎn)子的加速度,使起動過程不超過35s。驅(qū)動裝置是整個皮帶輸送機(jī)的動力來源,它由電動機(jī)、偶合器,減速器 、聯(lián)軸器、傳動滾筒組成。驅(qū)動滾筒由一臺或兩臺電機(jī)通過各自的聯(lián)軸器、減速器、和鏈?zhǔn)铰?lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩給傳動滾筒。減速器有二級、三級及多級齒輪減速器,第一級為直齒圓錐齒輪減速傳動,第二、三級為斜齒和直圓柱齒輪降速傳動,聯(lián)接電機(jī)和減速器的連軸器有兩種,一是彈性聯(lián)軸器,一種是液力聯(lián)軸器。為此,減速器的錐齒輪也有兩種;用彈性聯(lián)軸器時,用第一種錐齒輪,軸頭為平鍵連接;用液力偶合器時,用第二種錐齒輪,軸頭為花鍵齒輪聯(lián)接。傳動滾筒采用焊接結(jié)構(gòu),主軸承采用調(diào)心軸承,傳動滾筒的機(jī)架與電機(jī)、減速器的機(jī)架均安裝在固定大底座上面,電動機(jī)可安裝在機(jī)頭任一側(cè)。根據(jù)情況而定。3.1 電機(jī)的選用電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而選定,一般情況下電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不低500r/min,因為功率一定時,電動機(jī)的轉(zhuǎn)速低,其尺寸愈大,價格愈貴,而效率低。若電機(jī)的轉(zhuǎn)速高,則極對數(shù)少,尺寸和重量小,價格也低。本設(shè)計皮帶機(jī)所采用的電動機(jī)的總功率為65.3kw,所以需選用功率為37kw的電機(jī)兩臺。擬采用YB225S4型電動機(jī),該型電機(jī)轉(zhuǎn)矩大,性能良好,可以滿足要求。查機(jī)械設(shè)計實用手冊第二版,它的主要性能參數(shù)如下表: 表3-1 YB225S型電動機(jī)主要性能參數(shù)電動機(jī)型號額定功率kw滿載轉(zhuǎn)速r/min電流A效率功率因數(shù)YB225S-437148069.891.80.87起動電流/額定電流起動轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩重量kg7.01.92.23603.2 減速器的選用已知輸送帶寬為500,查運(yùn)輸機(jī)械選用設(shè)計手冊表277選取傳動滾筒的直徑D為500,則工作轉(zhuǎn)速為:=76.39r/min已知電機(jī)轉(zhuǎn)速為=1480 r/min ,則電機(jī)與滾筒之間的總傳動比為:=19.373.3 漸開線斜齒圓柱齒輪設(shè)計(一)高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算表項目計算(或選擇)依據(jù)計算過程單位計算(或確定)結(jié)果1選齒輪精度等級查1表10-8選用7級精度級72材料選擇查1表10-1小齒輪選用45號鋼(調(diào)質(zhì)處理)硬度為250HBS大齒輪選用45號鋼(調(diào)質(zhì)處理)硬度為220HBS小齒輪250HBS大齒輪220HBS3選擇齒數(shù)Z個913.4584選取螺旋角取14度145按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(1)試選Kt取1.61.6(2)區(qū)域系數(shù)ZH由1圖10-30(3)a由1圖10-26查得a1=0.77 a2=0.871.641.64(4)計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1查表1Nmm(5)齒寬系數(shù)d由1表10-71.0(6)材料的彈性影響系數(shù)ZE由1表10-6(7) 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限由1圖10-21c由1圖10-21550540550540(8)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由1式10-13(9)接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)KHN由1圖10-19KHN1 =1.05KHN2 =1.12KHN1 =1.05KHN2 =1.12(10)計算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力H取失效概率為,安全系數(shù)為S=1,由1式10-12得 =(577.5+604.8)=591.15(11)試算小齒輪分度圓直徑按1式(1021)試算mm=53.03(12)計算圓周速度vm/s1.54(13)計算齒寬BB1=60B2=55mmB1=60B2=55(14)模數(shù)h = 2.25mnt =2.252.14=4.815b/h =53.03/4.815=11.01度mnt =2.14h = 4.815b/h =11.01(15)計算縱向重合度= 0.318dz1tan1.903(16)計算載荷系數(shù)K由1表10-2查得使用系數(shù)根據(jù)v=1.54 m/s,級精度,由1圖查得動載荷系數(shù)1.08由1表查得KH=1.12+0.18(1+0.6d2) d2+0.2310-3b=1.420由1圖查得KF=1.33假定,由1表查得1.4故載荷系數(shù)K=KAKVKHKH=11.081.41.42=2.15K=2.15(17)按實際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑由1式10-1058.52(18)計算模數(shù) mm2.376按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(1)計算載荷系數(shù)KK=KAKVKFKFK=11.081.41.33=2.01K=2.01(2)螺旋角影響系數(shù)根據(jù)縱向重合度= 1.903 ,從1圖10-280.880.88(3)計算當(dāng)量齒數(shù)ZV =26.30=90.94(4)齒形系數(shù)YFa由1表YFa1=2.591YFa2=2.198YFa1=2.591YFa2=2.198(5)應(yīng)力校正系數(shù)YSa由1表YSa1=1.597YSa2=1.781YSa1=1.597YSa2=1.781(6)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限由1圖10-20b由1圖10-20c400350400350(7)彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)由1圖10-18利用插值法可得0.900.950.900.95(8)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力F取彎曲疲勞安全系數(shù)S1.3,由式10-12得(9)計算大小齒輪的并加以比較結(jié)論:大齒輪的系數(shù)較大,以大齒輪的計算0.0153(10)齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計計算由1式10-17=1.743mm1.743結(jié)論:對比計算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù),取2 mm,已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度,須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=58.52 mm來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取29,則Z2 = Z1i齒1 =293.59=104.11取Z2 =1043幾何尺寸計算(1)計算中心距a=137.1將中心距圓整為137mma=137(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。度13.88(3)計算齒輪的分度圓直徑dmm59.74214.26(4)計算齒輪的齒根圓直徑dfmm54.74209.26(5)計算齒輪寬度Bb = dd1b=1.059.74=59.74圓整后取:B1 =65B2 =60mmB1 =65B2 =60(6)驗算所以合適3.4 低速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算表項目計算(或選擇)依據(jù)計算過程單位計算(或確定)結(jié)果1選齒輪精度等級查1表10-8選用7級精度級72材料選擇查1表10-1小齒輪選用45號鋼(調(diào)質(zhì)處理),硬度為250HBS大齒輪選用45號鋼(調(diào)質(zhì)處理)硬度為220HBS小齒輪250HBS大齒輪220HBS3選擇齒數(shù)Z個U=2.84選取螺旋角取14度145按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(1)試選Kt取1.61.6(2)區(qū)域系數(shù)ZH由1圖10-30(3)由1圖10-26查得a4=0.88=0.78+0.88=1.661.66(4)計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T查表1Nmm(5)齒寬系數(shù)d由1表10-71.0(6)材料的彈性影響系數(shù)ZE由1表10-6MPa1/2(7) 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限由1圖10-21c由1圖10-21550540550540(8)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由1式10-13(9)接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)KHN由1圖10-19KHN1 =1.08KHN2 =1.14KHN1 =1.08KHN2 =1.14(10)計算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力H取失效概率為,安全系數(shù)為S=1,由1式得H3= 594=604.8(11)試算小齒輪分度圓直徑按1式(1021)試算mm80.53(12)計算圓周速度vm/s=0.65(13)計算齒寬BB3=85B4=80mmB3=85B4=80(14)模數(shù)h = 2.25mnt =2.253.137.04b/h =80.53/7.04=11.44度3.13h 7.04b/h =11.44(15)計算縱向重合度= 0.318dz3tan0.3181.025an14=1.98=1.98(16)計算載荷系數(shù)K由1表10-2查得使用系數(shù)根據(jù)v=0.65s,級精度,由1圖查得動載荷系數(shù)1.1由1表查得KH=1.12+0.18(1+0.6d2) d2+0.2310-3b=1.43由1圖查得KF=1.35假定,由1表查得1.4故載荷系數(shù)K=KAKVKHKH=11.11.41.43=2.20K=2.20(17)按實際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑d3由1式10-1089.55(18)計算模數(shù)=3.48mm=3.486按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(1)計算載荷系數(shù)KK=KAKVKFKFK=1.01.11.41.35=2.079K=2.079(2)螺旋角影響系數(shù)根據(jù)縱向重合度=1.981圖10-280.880.88(3)計算當(dāng)量齒數(shù)ZV=27.3776.63(4)齒形系數(shù)YFa由1表YFa3=2.563YFa4=2.227YFa3=2.563YFa4=2.227(5)應(yīng)力校正系數(shù)YSa由1表YSa3=1.604YSa4=1.763YSa3=1.604YSa4=1.763(6)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限由1圖b由1圖400350400350(7)彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)由1圖0.920.960.920.96(8)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力F取彎曲疲勞安全系數(shù)S1.3,由式得368336(9)計算大小齒輪的并加以比較結(jié)論:大齒輪的系數(shù)較大,以大齒輪的計算=0.0117(10)齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計計算由1式=2.37結(jié)論:對比計算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù),取2.5已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度,須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d3=89.55應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取35 ,則Z4 = Z3i齒2 =35*2。8=98 取Z4 =983幾何尺寸計算(1)計算中心距a將中心距圓整為171mm =171(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。度(3)計算齒輪的分度圓直徑dmm90.00252.00(4)計算齒輪的齒根圓直徑dfmm83.75=245.75(5)計算齒輪寬度Bb = dd3=1.0*90.00=90.00圓整后?。築3 =95B4 =90mmB3 =95B4 =90(6)驗算故合適3.5 斜齒輪設(shè)計參數(shù)表傳動類型模數(shù)齒數(shù)中心距齒寬螺旋角高速級斜齒圓柱齒輪 mmmm低速級斜齒圓柱齒輪 第4章 各個軸的設(shè)計計算4.1 軸的設(shè)計計算1選擇軸的材料及熱處理方法查1表15-1選擇軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45;根據(jù)齒輪直徑,熱處理方法為正火。2確定軸的最小直徑查1的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑的公式:mm再查 1表15-3, 考慮鍵:因為鍵槽對軸的強(qiáng)度有削弱作用,開有一個鍵槽,所以軸的軸徑要相應(yīng)增大mm3確定各軸段直徑并填于下表內(nèi)名稱依據(jù)單位確定結(jié)果mm且由前面的帶輪的設(shè)計可得,帶輪的孔徑為30,mm3030查 2表7-123535因為處裝軸承,所以只要即可,選取7類軸承,查 2表6-6,選取7208AC,故 404046由于是齒輪軸所以等于高速級小齒輪的分度圓直徑:40404選擇軸承潤滑方式,確定與軸長有關(guān)的參數(shù)。查 2(2)“潤滑方式”,及說明書“(12)計算齒輪圓周速度” = 1.54,故選用脂潤滑。將與軸長度有關(guān)的各參數(shù)填入下表名稱依據(jù)單位確定結(jié)果箱體壁厚查 2表11-18地腳螺栓直徑及數(shù)目n查 2表11-1查 2表3-13, 取20,16軸承旁聯(lián)接螺栓直徑查 2表11-1查 2表3-9,取1612軸承旁聯(lián)接螺栓扳手空間、查 2 表11-1軸承蓋聯(lián)接螺釘直徑查 2表11-2查 2表11-10,得當(dāng)取軸承蓋厚度查 2表11-10,小齒輪端面距箱體內(nèi)壁距離查 2 =10軸承內(nèi)端面至箱體內(nèi)壁距離查 2 因為選用脂潤滑,所以10軸承支點(diǎn)距軸承寬邊端面距離a查 2表6-6,選取7208AC軸承,故5.計算各軸段長度。名稱計算公式單位計算結(jié)果由于與大帶輪配合,則:63由公式56由公式32由公式110.5齒輪1輪轂寬度:65由公式40L(總長)365.5(支點(diǎn)距離)197.54.2 軸的設(shè)計計算1選擇軸的材料及熱處理方法查1表15-1選擇軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45;根據(jù)齒輪直徑,熱處理方法為正火回火。2確定軸的最小直徑查1的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑的公式:=(126103) 再查 1表15-3, 3確定各軸段直徑并填于下表內(nèi)名稱依據(jù)單位確定結(jié)果由于和軸承配合,取標(biāo)準(zhǔn)軸徑為: =45由于和齒輪配合,取查 2表1-6,取50=50查 2表1-6,取=60=60與高速級大齒輪配合,?。?45454選擇軸承潤滑方式,確定與軸長有關(guān)的參數(shù)。查 2(二)“滾動軸承的潤滑”,及說明書“六、計算齒輪速度” ,故選用脂潤滑。 將與軸長度有關(guān)的各參數(shù)填入下表名稱依據(jù)單位確定結(jié)果軸承支點(diǎn)距軸承寬邊端面距離a選用7209AC軸承,查 2表6-6得 5.計算各軸段長度名稱計算公式單位計算結(jié)果439310齒輪配合長度:5845.5L(總長)L249.5(支點(diǎn)距離)196.14.3 軸的設(shè)計計算1選擇軸的材料及熱處理方法查1表15-1選擇軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45;根據(jù)齒輪直徑,熱處理方法為正火回火。2確定軸的最小直徑查1的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑的公式:=再查 1表15-3, 考慮鍵:因為鍵槽對軸的強(qiáng)度有削弱作用,開有一個鍵槽,所以軸的軸徑要相應(yīng)增大 3確定各軸段直徑并填于下表內(nèi)名稱依據(jù)單位確定結(jié)果由于與聯(lián)軸器配合,配合軸徑為d1=60mm 60考慮聯(lián)軸器定位:查 2表7-12,取7070為了軸承裝配的方便: ,取符合軸承標(biāo)準(zhǔn)孔徑大小為75考慮軸肩定位,查(1)表1-16,取標(biāo)準(zhǔn)值=8686考慮齒輪的定位:92由于與齒輪配合=80mm=80由于軸承配合:75754選擇軸承潤滑方式,確定與軸長有關(guān)的參數(shù)。查 2(二)“滾動軸承的潤滑”,及說明書“六、計算齒輪速度”, ,故選用脂潤滑。將與軸長度有關(guān)的各參數(shù)填入下表名稱依據(jù)單位確定結(jié)果軸承支點(diǎn)距軸承寬邊端面距離a選用7015AC軸承,查 2表6-6得5.計算各軸段長度名稱計算公式單位計算結(jié)果選聯(lián)軸器軸孔長度為107mm,則:105由公式47由公式39由公式73由公式10配合齒輪4:8851.5L(總長)413.5(支點(diǎn)距離)184.3結(jié)論這次畢業(yè)設(shè)計是機(jī)械設(shè)計的重要的綜合性與實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),是我們進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計這門課程以來的第一次較全面的設(shè)計訓(xùn)練。在本次課程設(shè)計過程中,我通過綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計課程和其他先修課程的知識,分析和解決機(jī)械設(shè)計問題,進(jìn)一步鞏固、加深和拓寬了所學(xué)的知識。通過本次機(jī)械課程設(shè)計實踐,我逐步樹立了正確的設(shè)計思想,增強(qiáng)了創(chuàng)新意識和競爭意識,熟悉掌握了機(jī)械設(shè)計的一般規(guī)律,提高了分析問題和解決問題的能力。通過設(shè)計計算、繪圖以及運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計手冊等有關(guān)資料,我的機(jī)械設(shè)計基本技能得到了全面的培訓(xùn)。在設(shè)計過程中也確實遇到不少困難,但我明確設(shè)計任務(wù),掌握設(shè)計進(jìn)度,認(rèn)真思考設(shè)計,在每個階段完成后認(rèn)真檢查,有錯誤認(rèn)真修改,精益求精,最后比較圓滿的完成本次課程設(shè)計的任務(wù)。 參考文獻(xiàn)1 氣動工程手冊編委會.氣動工程手冊M.北京:國防工業(yè)出版社,19952 吳宗澤等.簡明機(jī)械零件手冊M.北京:中國電力出版社2011.3 張建明等.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計M.北京:北京理工大學(xué)出版社,2008.4 陸鑫盛,周洪.氣動自動化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計M.上海:上??茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,2000.5 馮清秀.機(jī)電傳動控制第五版M.北京:華中科技大學(xué)出版社,20106 周丹丹.基于PLC控制的三自由度氣動機(jī)械手設(shè)計D.上海:上海電機(jī)學(xué)院.20107 岳慶來.可編程控制器M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.8 吳宗澤,羅圣國機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊M.北京:高等教育出版社,2006.9 吳振彪.工業(yè)機(jī)器人M.武漢:華中理工大學(xué)出版社,199710 成大先.機(jī)械設(shè)計手冊M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,200211 周艷瓊,白杉.電磁爐工作原理J廣東:家電檢修技術(shù),2001致 謝在我的畢業(yè)設(shè)計,我的老師和同學(xué),他給了我很大的幫助,在這里我表達(dá)我對他們的由衷的敬意。首先,我要感謝導(dǎo)師老師,通過這種程度,他教會了我如何設(shè)計,如何設(shè)計和最初設(shè)計的,它應(yīng)該指出的是,各種問題。他治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度孜孜不倦地指導(dǎo)我的畢業(yè)設(shè)計,自律,寬以其他人給我留下了深刻的印象。他的熱情,執(zhí)著,但我永遠(yuǎn)不會忘記。這一切都將是我的學(xué)習(xí)和有極大的幫助今后的工作。我也想感謝的畢業(yè)設(shè)計對所有官員和機(jī)械工程系的其他教師的中期審查,他們很快我指出畢業(yè)設(shè)計的缺點(diǎn),并給我多種多樣的設(shè)施,完成設(shè)計。在這篇文章中,導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的畢業(yè)設(shè)計,教授給了我很多幫助,不僅在規(guī)定時間內(nèi)到我的完成項目畢業(yè)我也
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