精品中职 机械基础（汽车专业）案例10 螺旋输送器设计.docx

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1、电动机的选择1、电动机类型和结构的选择：选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。2、电动机容量选择：电动机所需工作功率为：式(1)：Pd=PW/a(kw)由电动机至输送机的传动总效率为：n.a=n1n2,345根据机械设计课程设计P1o表2-2式中：n1n2、n3、n八5分别为联轴器1、滚动轴承(一对)、圆柱直齿轮传动、联轴器2和圆锥齿轮传动的传动效率。取nK*20.99,3=0.97,H4=0.99,5=0,93则:IU=(K99X0.99,0.970.990.93

2、=0.85所以：电机所需的工作功率：Pd=PWru=2.6/0.85=3.1(kw)因载荷平稳，电动机额定功率PH略大于Pd即可。3、确定电动机转速输送机工作轴转速为：nW=80r/min根据机械设计课程设计P1O表2-3推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I=36。取开式圆锥齿轮传动的传动比I1二23。则总传动比理论范围为：Ia=II1,二618。故电动机转速的可选范为Nd,=IanW=(6-18)80二4801440r/min则符合这一范围的同步转速有：750、IoOO和1500rmin根据容量和转速，由相关手册查出三种适用的电动机型号：(如下表)方案电动机型号额定功率

3、电动机转速(r/min)电动机重量(N)参考价格传动装置传动比同步转速满载转速总传动比V带传动减速器1Y132S-45.515001440650120018.63.55.322Y132M2-65.51000960800150012.422.84.443Y160M2-85.5750720124021009.312.53.72综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和圆锥齿轮带传动、减速器传动比，可见第2方案比较适合。此选定电动机型号为Y132M2-6,其主要性能:中心高H外形尺寸1(C2+D)XHD底角安装尺寸AXB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DXE装键部位尺寸FXGD13252034531521

4、6X1781228X8010X41电动机主要外形和安装尺寸计算传动装置的运动和动力参数（一）确定传动装置的总传动比和分配级传动比由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n1、可得传动装置总传动比为：ia=nnw=96080=12总传动比等于各传动比的乘积分配传动装置传动比ia=ii（式中iO、i分别为开式圆锥齿轮传动和减速器的传动比）2、分配各级传动装置传动比：根据指导书PIo表2-3,取i=3（圆锥齿轮传动i=23）因为：ia=ii所以：i=ia/i=12/3=4四、传动装置的运动和动力设计：将传动装置各轴由高速至低速依次定为I轴，II轴，以及i,i1为相邻两轴间的传动比01,12,为相

5、邻两轴的传动效率PI,PIh为各轴的输入功率(KW)TI,TII,为各轴的输入转矩(N-m)nI,ni1,为各轴的输入转矩(rmin)可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数。1、运动参数及动力参数的计算(1)计算各轴的转速：I轴：nI=nm=960(rmin)H轴:ni1=nI/i=9604=240rminIII轴：I=ni1螺旋输送机:nIV=nIi0=2403=80r/min(2)计算各轴的输入功率：I轴：PI=PdX01=PdX1=3.1X0.99=3.069(KW)II轴：PII=PIn12=PI23=3.0690.99X0.97=2.95(KW)III轴：PII

6、I=PII23=P1I24二2.95XO.99XO.99=2.89(KW)螺旋输送机轴：PIV=PIIIn2n5=2.89X0.99X0.93=2.66(KW)(3)计算各轴的输入转矩：电动机轴输出转矩为：Td=9550Pdnm=95503.1/960=30.84NmI轴：TI=Tdn1=Tdn1=30.840.99=30.53NmII轴：T1I=TIi12=TIi23=30.5340.990.97=117.3NmIII轴：TI=TII2n4=117.3X0.99X0.99=114.97Nm螺旋输送机轴：TIV=TIIIi25=317.5Nm(4)计算各轴的输出功率：由于II轴的输出功率分别为

7、输入功率乘以轴承效率：故：PI=P1Xn轴承=3.0690.99=3.04KWP,II=P11Xn轴承=2.95P0.99=2.95KWPIII=PIIIXn轴承=2.89P0.99=2.86KWP,IV=PIVXn轴承=2.66X0.99=2.64KW(5)计算各轴的输出转矩：由于II轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率：则：T,I=TIXq轴承二30.53X0.99=30.22NmT,II=TIIn轴承=117.3X0.99=116.INmT,III=Tn1Xn轴承=I14.97X0.99=113.8NmT,IV=T1VXn轴承=317.5X0.99=314.5Nm综合以上数据，得表如下

8、:轴名.功效率P(KW)转矩T(Nm)转速nr/min传动比i效率n输入输出输入输出电动机轴3.130.8496010.99I轴3.073.0430.5330.229600.964II轴2.952.95117.3116.12400.98In轴2.892.86115113.824030.92输送机轴2.662.64317.5314.580传动零件的设计计算（一）、减速器内传动零件设计（1）、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。螺旋输送机为一般工作机械，齿轮精

9、度初选8级。（2）、初选主要参数Z1=21,u=4Z2=Z1-u=214=84由表10-7选取齿宽系数Od=I（3）按齿面接触疲劳强度计算计算小齿轮分度圆直径d1t32kTxu+（ZeZhYdu.ohJ确定各参数值1) 试选载荷系数K=132) 计算小齿轮传递的转矩T1=9.55106Pn1=9.55IO6X3.04/9603) 材料弹性影响系数由机械设计表10-5取ZE=189.8M4) 区域系数ZH=2.55) 由图10-25d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hiimi=600M;大齿轮的接触疲劳强度极限。Hnm2=5504。6) 由式10-15计算应力循环次数N1=60n1j1h=

10、609601(2830010)=2.764X1O9N2=N14=6.9121087)由图10-23取接触疲劳寿命系数KHN1=O.93；KHN2=0.978)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(1014)得KHN1*oH1=0.93600MPa=558MPaSKHN2*OH2=0.97550MPa=533.5MPaS取两者中较小者作为该齿轮副的接触疲劳需用应力，即oH=oH2=533.5MPa(4)、计算1) 试算小齿轮分度圆直径d1t,代入。用中较小值d1tYNedI%J=213XO2X1O45(2J5189)J1453353-42.66mm计算圆周速度JTd1Dj_I

11、X426960v=60100(1601000=2.1ms计算齿宽b及模数mtb=d*d1t=142.66mm=42.66mm,_4,_426_Oqmt=二=2.03mmz121h=2.25mt=2.25X2.03un=4.568mbh=42.66/4.568=9.3394) 计算载荷系数K已知工作载荷平稳，所以取KA=I,根据v=2.1ms,8级精度，由图108查得动载系数KV=1I1；由表104用插值法查得8级精度，小齿轮相对轴承对称布置时，KH=1.343由图1013查得KFP=128直齿轮KHa=KFa=葭故载荷系数K=KA*KV*KH*KHB=IX1IIXIX1343=1.4915)

12、按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式(1012)得：d1=d1JKKf=4266z149V=44.65mm6) 计算模数m_4_44.65_9iqmmm-2.13nunZ21/1(5)按齿根弯曲强度设计由式(107)得弯曲强度的设计公式为1)2) 确定计算参数A.计算载荷系数3) K=KA*KV*KH*KHB=IX11IXIX1.343=1.491A.查取齿型系数由图1017查得YFa1=2.76；YFa2=2.228B.查取应力校正系数由表1018查得YSaI=156；Ysa2=1762C.计算弯曲疲劳许用应力由图10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限。F1=500Mpa;大齿轮的弯

13、曲疲劳强度极限。F2=380Mpa;由图10-22取弯曲疲劳寿命系数KFN1=O.856,KFN2=0.892取弯曲疲劳安全系数S=14,由式(10-14)oF二处曳得：S。F1=428Mpa。F2=242.I1MPaD.计算大、小齿轮的牛孕并加以比较瓦大齿轮的数值大。(6)、设计计算m邛XW誉把X(Un62；=142mm对比计算结果,可取由弯曲强度算得的模数1.42并就近圆整为标准值m=1m按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=44.65mm,算出小齿轮齿数Z1=d1m=44.65/1=44.65取Z1=45大齿轮齿数Z2=4x45=180(7)、几何尺寸计算a) 计算分度圆直径d1=mZ1-245-90mmd2=mZ2=2180=360mmb) 计算中心距a=m(Z1+Z2)/2=2(45+180)/2=225mmc)计算齿轮宽度b=d1d=90取B2=95mmB1=90mm(8)、结构设计大齿轮采用腹板式，如图10-37(机械设计)减速器外传动件设计(1)、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。直齿圆锥齿轮，小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面，小齿轮：45钢。调质处理，齿面硬度为230HBS；大齿轮：45