一、 设计题目
根据学号,选择三号题目带式运输机方案1。
带式运输机设计原始数据
轴承座最短工方案
Pm/kW nm/r/min nw/r/min iv 中心高作年限度L/y H/mm 3年3工作环境 1 2.2 1420 120 2.3 160 班 室外
二、设计工作量
1、设计计算齿轮高速轴以及轴系部件; 2、绘制轴承部件装配图一张; 3、编写计算说明书一份;
三、选择电动机
根据方案3已知数据,Pm?2.2kW,nm?1420r/min,由参考资料3,P164表15.1, 选用Y100L1-4型三相异步电机。
四、设计计算说明
1、选择材料
由于所设计之轴所传递功率不大,并且对质量以及结构尺寸没有特殊要求,因此选用常用材料45#钢,调质处理即可。
2、初算轴径
I
对于转轴,按扭转强度初算轴径,对于弯矩的影响用降低许用应力的办法来考虑。其计算公式为:
dmin?39.55?1060.2[?]Pn?C3P,式中, (1) nP——转轴传递功率,kW;
n——转轴轴速,r/min;
[?]——转轴材料许用扭剪应力,MPa; C——转轴材料许用扭剪应力确定的系数;
由设计原始数据,
P?Pm?v?2.2?0.94?2.068kW n?nm/iv?1420/2.3?617r/min
所选转轴材料为45#钢,由参考资料2,P193表10.2,查得C?118~106;考虑轴端弯矩小于转矩,因此C取小值,C?106;
代入以上数据于(1)式,则得,
dmin?C3P2.068?106??15.9mm n617由于此截面与带轮轮毂相配合,开有键槽,所以,
dmin?15.9?(1+5%)=16.7mm
因为轴端传动件为带轮,需要考虑起工作状况,修正传递名义功率,应以设计功率计算,所以以上设计还不足以完全确定最小轴径。
设计功率,
式中, (2) Pd?KAP,
KA——工作状况系数,修正名义功率;
由参考资料1,P102表7.6查得,KA?1.3;代入(2)式,则得,
Pd?KAP=1.3?2.068=2.6884kW
将Pd代入(1)式代替P,再考虑键槽影响,最终可得,dmin?18.2mm,考虑安全储
II
存以及圆整标准,此取dmin?20mm。
3、结构设计
3.1轴承部件结构形式
为了方便轴承部件的拆装,,减速器机体采用分离式结构;由于传递功率小,齿轮减速器效率高、发热小,估计轴长不大,因此轴承部件的固定形式采用两端固定。至此,便可按轴上零件的安装顺序,从dmin处开始设计。
3.2带轮与轴段1
3.2.1带轮结构设计
由于上次作业只设计了小带轮,而未设计大带轮,所以这里需要重新设计带轮。由带式运输机——V带传动设计大作业,V带带型为A型,大带轮基准直径dd2?224mm。大带轮转速不高,因此材料选用HT200铸铁,铸造成型;大带轮基准直径dd2?224?300,因此结构采用腹板式;由经验公式,可得其他结构尺寸。
d?20mm; C=10mmdk?(1.8~2)d?(36~40),dk?40mm ds?dd?2(he+?),ds?188mmL?(1.5~2)d=(30~40),L=40mmB?(z?1)e?2f,B?50mm3.2.2轴段1设计
轴段1的直径即为2处所得dmin,由于已于带轮配合,因此d1?d?20mm;轴段1的长度应比带轮轴毂长度L略短1~2mm,因此l1?38mm;轴与带轮间的连接选用B型平键。
3.3密封圈与轴段2
由于带轮固定依靠轴肩;由经验公式h?(0.07~0.1)d,代入d1,可得
h?(0.07~0.1)d1=(1.4~2)mm;从而,d2?d1?2h?(22.8~24)mm;再者由于其与密
封圈配合,而密封圈均已标准化,因此轴段2的直径最终需由密封圈确定。由参考资料3,P156表14.2,选用标准FZ/T92010-1991,轴径d?25mm毡圈油封,那么轴段2的直径
d2?25mm。
III
3.4轴承与轴段3、7
齿轮减速器啮合齿轮为直齿圆柱齿轮,因此其轴向力可忽略不计,轴承类型选用深道滚球轴承。轴段3直径应既便于轴承安装,又满足轴承内径系列。暂选轴承型号为6306,由参考资料3,P138表12.1,查得轴承内径d?30mm,外径D?72mm,宽度B?19mm,定位轴肩直径da?37mm,轴上定位端面的圆角半径ra?1mm;因此轴段3直径,长度l3?B?19mm;轴段6的尺寸与轴段3尺寸相同,d6?30mm,d3?d?30mml6?19mm。
3.5密封盖与轴段4、6
轴承依靠轴肩固定,轴承定位轴肩直径da?37mm,因此轴段4直径d4?da=37mm;轴段6直径与轴段4直径相等,d6?d4?37mm。密封盖采用嵌入式密封盖,配合密封圈一起使用;由于密封圈已经标准化,因此其宽度尺寸由与其配合的密封圈确定。由参考资料3,P156表14.2,选用标准FZ/T92010-1991,轴径d?35mm的毡圈油封,从而密封盖的宽度应为B?12mm。
3.6齿轮与轴段5
3.6.1齿轮结构设计
由于上次作业只设计了大齿轮,而未设计小带轮,所以这里需要重新设计齿轮。由带式运输机——齿轮传动大作业,齿轮模数m?2.0mm,小齿轮齿数z1?19,小齿轮齿宽
b1?50mm。从而,
da?d+2ha?mz1?2m(h*a?x1??y) (3)
* df?d-2hf?mz1-2m(h*a?c?x1) (4)
以上两式中,
d——小齿轮分度圆直径,mm;
da——小齿轮齿顶圆直径,mm; df——小齿轮齿根圆直径,mm;
*——齿顶高系数,对于标准齿轮,h*haa?1;
IV