319 钢坯火焰清理机的钢坯输送系统(SW三维建模)

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第一章 总体方案设计
驱动式滚筒运输机的原动机选用电动机。因为滚筒的转速为：n5=V/πD （D 为滚 筒直径），初步选取滚筒直径为 D=380mm，滚筒长度 L=4150mm，滚筒间的间距为 l=630mm， 因为驱动式滚筒运输机共 5m 长，故滚筒共 8 根。 故 n5=51.0 r/min 。
= 0.98×0.99×0.96×0.98×0.95=0.28
（2）、查文献[4]表 1-8 得：
f = 0.5；
μ1 = 0.002；
μ= 0.3。
（3）、滚筒选用热轧无缝钢管，其理论重量为：（取壁厚 7.5mm）G0=20.99Kg/m ，∴滚
筒重量为 G1=20.99×4.15≈87Kg
∴ q0′≈ G1 = 87 Kg
查文献[3]边 12-1 （JB3074-82）可得： 选用 Y180L-4，其额定功率为 P=22kw，额定转速为 n1=1470 r/min 最大转矩为 2.2
电动机外形安装尺寸如下表，
尺 型号
H A B C DE G
寸
（mm）
K b b1 b2 h AA BB HA L1
Y132M 180 279 279 121 48 110 42.5 15 355 285 180 430 65 349 20 710
g)、计算模数 m
m=d1/Z1=50.6/20=2.53mm
2、 按齿根弯曲强度计算：
由式 10­15 得弯曲强度的设计公式为： m=3√2KT1YSαYFα/（ΦdZ12[σ]F） 1）、确定公式的各数据值
a)、由图 10­20d 查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限
бFE1=бFE2=600Mpa
b)、由图 10-18 查得弯曲疲劳强度寿命系数
模数：mt= d1t / z1=42.73 / 20=2.1365(mm)
齿高：h=2.25mt=2.25×2.1365=4.81(mm)
b/t=38.457/4.81=8
e）、计算载荷系数
① 根据 V=1.71m/s 7 级精度，由图 10­8 查得载荷系数 Kv=1.07
② 直齿轮假设 KAFt/b≥100N/mm，由表 10­3 查得 KHα=KFα=1.1
I adopted the triangle tape to spread to move ,and the cylinder wheel gear
decelerate the machine and subulate wheel gear to spread to move.
Keywords:
Electrpmotor. gear wheel. Reducer. Axletree. Platen.
③ 由表 10-2 查得使用系数
KA=1.5
④ 由表 10-4 查得
KHβ=1.223
⑤ 由图 10-13 查得
KFβ=1.18
故载荷系数 K=KAKvKαKHβ=1.5×1.07×1.1×1.223=2.16
f)、按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，有式 10-10a 得：
d1≥d1t √K/Kt=42.73 3√2.16/1.3=50.6mm
mm
2420
值 Lp 内周长 Lj
计算中心距 a
a=a0+LP—LOP/2
6Hale Waihona Puke Baidu0
mm
主带轮包角α1 α1=180º-（D2-D1）/a ×60º≥ 139.4º
120º
单根胶带传动功率 P0
由表 8­5 选取 P0
4.11
Kw
单根胶带传递功率增 量△P0
由表 8­7 查 Kb 由表 8­8 查 Ki △P0=Kbn0（1­1/Ki）
摘要
摘要内容：
本次设计的主要内容有：传动方案的总体设计、电动机的选择、三角胶带传动设计、
减速器的设计、联轴器的设计、锥齿轮传动设计及滚筒运输架等的设计。本次设计我采
用了三角胶带传动，圆柱齿轮减速器及锥齿轮传动。
关键词：
电动机.
齿轮. 减速器. 轴承. 滚筒.
Summary contents:
Summary
V=πD1n1/（60×1000）≤25 10.77 m/s
实际传动比
i=D2/（1­ε）·D1（ε=0.02） 4.08
初定中心距 a0
a0≈（1~0.95）D2
560~532 mm 取 550
LOP≈2a0+П/2（D1+D2）+（D2
2279
初定胶带节线长度 LOP —D1）²/4a0 按表 8­2 选取标准
1.3、初步计算机械的总功率
由文献[1]式（16­1） 得滚筒运输机械的总功率为：
P′=0.735/75η{[q1×(2f+μ1d)+q0×(μ1d)]L+μG}(kw) 式中数据：
q1：物品分布在 1m 长度上所受的载荷；
q0′：滚筒及其轴的重量；
f：物品在滚筒表面的滚动摩擦系数；
μ1：滚筒轴衬中的滑动系数； d：滚筒的轴径
带轮宽 B
公式及数据 Ft=102 Pca/v F=2FoZ Sin（α1/2） 由表 8­11 查得 e 由表 8­11 查得 f 故 B=（Z­1）e+2f
计算结果 234 712 20 12.5 125
单位 公斤 公斤 mm mm mm
3.2 带轮的几何尺寸的计算： 3.2.1 小带轮的几何尺寸计算：
that decelerate the join shaft ware of design, the subulate wheel gear spread
to move the design and roller the conveyance the design for waiting.This design
（1）、由 Y180L­4 型电动机可得：电动机轴伸直径 D=48mm，长度 L=110mm，带轮 宽：B=（Z­1）+2f=(2­1)*25.5+2*16=57.5mm
（2）、因为小带轮基准直径为 140mm,故可采用实心式结构 轮毂宽：L=（1.5~2）d=1.8d=1.8*48=86.4mm 轮毂外直径：d1 =1.9d=1.9*48= 91.2mm 带轮外径：da=dd+2ha=140+2*4.8=149.6mm 轮毂宽：δ=8mm 基准线下槽深：hf=14.3mm 3.2.2 大带轮的结构的几何尺寸计算 因为基准直径为 560mm，所以选用椭圆轮辐式结构。 带轮宽：B=（Z­1）e+2f=(2­1)*25.5+2*16=57.5mm 轮毂宽：L=（1.5~2）d=1.8d=121.5mm 轮毂外直径：d1=1.9d=236.4mm 带轮外径：da=dd+2ha=560+2*4.8=569.6mm 轮毂宽：δ=10mm 基准线下槽深：hf=10mm
1.99×10­3
1.12
KW
0.307
胶带根数 Z
由表 8­9 查得 Kα
0.95
由表 8­10 查得 K1
0.86
根
Z=Pca/（KαKl（Po+ΔPo）） 5.22 取 6
根
单根胶带的初拉力 Fo
由表 8­39 查得 Fo
380 公斤
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计算项目 有效圆周力 作用在轴上的力 F
c)、由表 10­7 选取齿宽系数Φd=0.9
d)、由表 10-7 查得材料的弹性系数
ZE=189.8 Mpa
e)、由图 10-21 按齿面硬度中间值 45HRC 查得大小齿轮的接触强度极限
б
Hlim1=бHlim2=1100 Mpa
f）、由式 10­13 计算应力循环次数 N1=60 n1jLn=60×536×(15×300×15)=3.1×109
2）、计算
a) 试算小齿轮的分度圆直径 d1t
代入[б]H 中较小值得：d1t=42.73（mm）
b) 计算圆周速度 V
V=Пd1tn/60×1000=31.4×42.37×76.5/60×1000=1.71(m/s)
c) 计算齿宽 b
b=Φd •d1t=0.9×42.73=38.457(mm)
d）、计算齿宽与齿高之比 b/h
g)、由图 10­19 查得接触疲劳强度寿命系数
KHN1=0.88
KHN2=0.90
h)、计算接触疲劳许用应力
取失效率为 1% 安全系数 S=1，由公式 10­12 得：
[б]H1=KHN1•бHlim1/s=968 Mpa [б]H2=KHN2•бHlim2/s=990 Mpa
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The main contents of this design has:Spread to move the choice,triangle
tape that project that total design,electric motor spread move the design,stalk
KFN1=0.88
KFN2=0.90
C)、计算弯曲疲劳安全系数 S=1.4 由式 10-12 得：
[б] F1 = KFN1×бfe1/s=0.88×600/1.4=377.14mpa.
计算项目
公式及数据
计算结 单位 果
计算功率 pca
由表 8­4 选取 KA Pca=KAP
1.3
28.6
kw
选取胶带型号 主动轮节圆直径 D1
根据 Pca 和 n1 由图 8­1 选取 由表 8­6 和表 8­12 选取
C
140
mm
从动轮节圆直径 D2
D2=iD1 按表 8­12 圆整
560
mm
带速 V
（3）选取精度等级，因采用表面淬火，齿轮变形不大，不需磨削，故初选 7 精度
（GB10095­88）；
（4）选小齿轮数 z1=20，大齿轮齿数为 Z2= iz1=7×20=140 1、 按齿面接触强度设计
由公式（10­9a）进行试算，即：
1)确定公式内的各计算值，
a)、试选载荷系数 Kt=1.3。
b)、计算小齿轮传递转矩 T1 T1=95.5×10P2/n2=95.5×10×7.2/765=0.9×105 N•mm
为了使电动机转速减为 n5 ,故驱动装置与电动机之间必有减速器，为使各滚筒同时 转动，各滚筒由锥齿轮带动。电动机与减速器之间由带轮联接，减速器与锥齿轮由联轴 器联接。
1.1、初步画出机械传动图， （图 1）
滚筒
滚筒架
木料运送方向
锥齿轮
图1
联轴器 减速器
电动机 带轮
1. 2、初定各级传动比为：
取带轮传动比为 i1=1.88，减速器传动比为 i2=549，锥齿轮传动比为 i3=1.5。因带轮 传动比为 i1=1.88≤2，选用三角胶带传动。
设计过程：（以下过程均参照文献[2]P221-224，所用的表，图也由文献[2]中查得）。 4.1.1、选择齿轮类型，精度等级，材料及齿数。
（1）按照图 1 的传动方案图，上述查文献所得选直齿圆柱齿轮传动；
（2）考虑到此减速器的功率太大，大小齿轮的材料均选用 45 号钢，并经调质及表
面淬火，表面硬度为 40~50HRC；
D：滚筒直径；
μ：滚筒表面与物品的滑动磨擦系数 η：机械传动的
总功率。
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（1）、首选滚动轴衬效率η1=0.98（共 34 个）。
联轴器效率η2=0.99
三角 V 带效率η3=0.9
直齿圆齿轮减速器η4=0.98
锥齿轮 η5=0.95（8 个）
∴η=η1×η2×η3
×η4×η5
图2
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三 、三角带传动设计
3.1、三角带的选择，设计计算
已知：选择的电动机型号 Y180L-4，额定功率 P=22kw，转速 n1=1470 r/min，选择三角
带的传动比为 i1=4，一天运转的时间为 10~15 小时，工作有轻微振动。
三角带传动计算（表中数据由文献[6]中查取）
（4）、因滚柱间距为 630mm，钢坯最小宽度为 1850mm，钢坯最大重量为 2400 Kg，所以
每个滚筒的最大所受的载荷为 q1=2400/3=800 Kg
（5）、计算 P′=19 kw
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第二章 电动机的选择
由于运输机的功率 P′=19 kw，可知电动机的功率为 P>P′。又根据其工作条件， 选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，额定电压为 380V，Y 型。 根据机械的各级传动比，可得电动机转速为： n1′=n5(i1 ×i2 ×i3) n1′=1470 r/min
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第四章 减速器的设计
由文献[3]表 1­12 查得，减速器的传动比为 i2=7，选用单级圆柱齿轮减速器。
4.1、齿轮传动设计
[已知]减速器输入轴的功率为 P2=Pη3=22×0.96=21.12 kw；小齿轮转速为 n2=n1/ i1=1470/2.74=536r/min。每天工作 15 小时，使用年限 15 年，（每年以 300 工作日算）， 有较长的冲击。转向不变。