现以蜗杆轴为例,计算其转速,功率和扭矩;轴的三维图如下
电机输出转速为1420r/min,带轮的传动比为i=1,传动到蜗杆轴的转速为n1=1420r/min,电机的输出功率为1.5KW,带轮的传动效率为?=0.94,滚动轴承
PTd?9550d
?Pnm=10.09 (每对)的效率为0=0.98,故1=1.5×0.94×0.98=1.38KW。
N?m,T1=Td×0.94×0.98=9.29 N?m
结构参数确定
当轴的支撑距离未定时,无法由强度确定轴颈,要用初步估算的方法, 即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴颈d,计算公式为:
d? (4-4) 式中:P—轴所传递的功率,KW;
n—轴的转速,r/min;
A—由轴的许用切应力所确定的系数,其值可查相关教材,在此以 A=120,带入公
式,可求得主传动轴的最小轴颈为d?=15.4mm,取主传动轴的最小轴颈为D=16mm,轴的具体结构尺寸由传动要而定。
4.2带轮的计算
4.2.1.V带的设计
已知已选电动机Y90L-4 :功率P=1.5Kw ,满载转速n0=1420r/min ,输送装置工作时有轻微震动,每天工作10-16/h。
(1) 设计功率 pd
根据工作情况由《机械设计实用手册》表8-1-26查得工况系数KA=1.1;
(2) 选择带型 pd=KA.P=1.1?1.5=1.65kw
根据pd=1.5kW和n1=1420r/min由《机械设计实用手册》表8-1-3选定B型。
(3) 计算传动比
根据工作要求,传动的稳定性和安全性,n2=1420,故选择传动比设为 i=1。
(4) 小带轮基准直径dd1
由《机械设计实用手册》表8-1-17和《机械设计实用手册》表8-1-15取小 带轮基准直径dd1=140mm 。
(5) 大带轮基准直径dd2
大带轮基准直径 dd2?idd1(1-?) (4-5) 取弹性滑动率?=0.02
dd2?idd1(1-?)=1?140?(1-0.02)=137.2mm (4-6) 由《机械设计实用手册》表8-1-15 取dd2=140mm
da2=dd2+2h*
a=140+2?3.5=147mm
实际传动比 i?dd2147??1.07 (4-7) dd1(1-?)140?(1-0.02)
n11420??1327.1r/min i1.07
1420?1327.1?0.04542 转速误差?n2?1420 从动轮的实际转速n2?
对于带式输送装置、转速误差在?5%范围是允许的
(6)带速v v??dd1n1
60?1000???140?1420
60?1000?10.41m/s (4-8)
(7)初定轴间距a0
0.7(dd1+dd2)?a0?2(dd1+dd2) (4-9) 0.7(140+140)?a0?2(140+140)
196?a0? 560
取a0=400mm
(8)所需V带基准长度Ld0 (dd2-dd1)2Ld0?2a0?(dd1?dd2)?24a0?
?2?400??
2(140?140)?(140-140)
4?4002 (4-10)
=1385.5mm
查表《机械设计实用手册》8-1-8选取Ld0=1400mm
(9)实际轴间距a a?a0?Ld?Ld01400?1385.5?400??407.25mm (4-11) 22
(10)小带轮包角?1 dd2?dd1?57.5? (4-12) a
180?180?57.5? ?180??4.7.25 ?1?180??
= 180?〉120?
(11)单根v带的基本额定功率P1
根据dd1=140mm和n1=1420r/min由《机械设计实用手册》表8-1-33(d)B 型单根v带的基本额定功率P1
P1=2.47kW
(12)额定功率的增量?P1
根据n1=1420r/min和 i=1由表8-1-33(a)由内插法得Y型v带的 ?P1=0.08kW
(13)v带的根数Z
Z?Pd (4-13) (P1??P1)Ka?KL
根据?1= 180?查表8-1-27得Ka?0.99 根据Ld0=1420 查表 8-1-29得
KL=0.96 Z=Pd3.3??1.36 (P1??P1)Ka?KL(2.47+0.08)?0.99?0.96
取 Z=2根
(14)单根v带的预紧力F0
F0?500(P2.5?1)d?mv2 (4-14) KaZv
由表8-1-28查得B型带m=0.17kg/m
F0?500(P2.5?1)d?mv2 KaZv
2.53.0?1)?0.02?10.412 0.992?10.41 = 500(
= 112N
(15)压轴力FQ a1180?
FQ?2F0Zsin?2?112?2?sin?448N (4-15) 22
4.2.2.V带轮的设计
(1)V带轮的设计内容
根据带轮的基准直径和带轮转速等已知条件,确定带轮的材料,结
形式,轮槽、轮辐和轮翼的几何尺寸、公差和表面粗糙度以及相关技术要求。
(2) 带轮的材料
常用的带轮材料为HT150或HT200。转速较高时可以采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成。小功率时可以用铸铝或塑料。带轮材料选HT200。
(3) 带轮的结构形式