【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 計(jì)手冊(cè)和考慮實(shí)際生產(chǎn)條件，取帶傳動(dòng)效率為 ，則所需電動(dòng)機(jī)的功 11 率為： / kw?? 考慮電動(dòng)機(jī)的效率問(wèn)題和意外情況， 初選電動(dòng)機(jī)為 Y132M4 電動(dòng)機(jī)的參數(shù)如下： 型號(hào)： Y2160L4 功率： 電流： 轉(zhuǎn)速： 1460r/min 效率： 87% 功率因數(shù)： 重量： 84 12 第 5 章 主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 ，設(shè)計(jì)皮帶輪 由上述可知，電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為 1460r/min,額定功率為 15KW，傳動(dòng)比 ? =，一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間大于 10h。 （ 1） .設(shè)計(jì)功率 機(jī)器每天工作小時(shí)數(shù) ? 16h，載荷變動(dòng)較大，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 6111 AK 得=。 . K P? ? ? ? （ 2） .選定帶型 根據(jù) dP =21kw 和 1n =1460r/min，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖 613得： 選擇 B帶型 （ 3）傳動(dòng)比 21211460 1 .5970ppdni nd? ? ? ? 其中 : 2n 為大帶輪的轉(zhuǎn)速 1pd 為小帶輪節(jié)圓直徑 2pd 為大帶輪節(jié)圓直 徑 （ 4）小帶輪基準(zhǔn)直徑 1pd 為了提高 V帶的壽命在結(jié)構(gòu)允許條件下，宜選較大的基準(zhǔn)直徑。 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 6122和表 6123 選定 1 mind dd ? mind =125mm 所以取 1d =200mm (5) 大帶輪基準(zhǔn)直徑 2d 2d =i 1d ==300mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 6122 得： 2d =315mm （ 6）帶速 V 13 11 3 . 1 4 2 0 0 1 4 6 0 1 5 . 3 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0ddnV m s? ? ??? ? ??? max 25 ~ 30V ? 符合要求 說(shuō)明：一般 V不要低于 5m/s，為了充分發(fā)揮 V帶的傳動(dòng)能力，應(yīng)使 V? 20m/s (7) 初定軸間距 0a （ 1d + 2d ） ? 0 1 22( )dda ?? ? 0a ? 1030 初選軸間距 =600（視具體結(jié)構(gòu)而定） （ 8）所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 0dL 22100 012 ()2 ( )24 ddd dd dda aL d d? ?? ? ? ? =2( 3 1 5 2 0 0 )2 6 0 0 ( 2 0 0 3 1 5 )2 4 6 0 0? ?? ? ? ? ? =2021 由表 6119選擇帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 dL =2021mm (9) 實(shí)際軸間距 a 00 2 0 0 0 2 0 1 56 0 0 5 9 2 . 522ddLLaa ? ?? ? ? ? ? （ 10）小帶輪包角 1? 211 1 8 0 5 7 .3 1 6 9dddda? ?? ? ? ? ? ? ? 一般 1? ? 120? ，最小不低于 90? ，如果 1? 較小，應(yīng)增大或用張緊輪 （ 11）單根 V帶的基本 額定功率 1P 根據(jù)帶的型號(hào)， 1pd 和 1n 普通 V 帶查表得 1P = 單根普通 V帶額定功率的增量 1P? = 14 ? ? ? 于是 11()r LP P K KP ?? ? ? ? ? ( ) kw? ? ? ? ? （ 12） V帶的根數(shù) Z 21 3 .7 9 3 .85 .5 4drPPZ ? ? ?? 取 4 跟皮帶 （ 13）單根 V帶的預(yù)緊力 0F 20 2 .55 0 0 ( 1 ) dPF m vK ZV?? ? ? = 22 . 5 2 15 0 0 ( 1 ) 0 . 1 7 1 5 . 30 . 9 8 3 . 8 0 . 1 7? ? ?? 25250N? （ 14）作用在軸上的力（或稱壓軸力） QF 102 sin 2Q FZF ?? ? ? (15)帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 設(shè)計(jì)Ｖ帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝性好，無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，輪槽工作面要精細(xì)加工（表面粗糙度一般應(yīng)為 ） ,以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。 帶輪上帶速 25 /N m s? ，所以選用 HT150 材料制作。 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 6122： 小帶輪的直徑為 207mm 帶輪的直徑為 322mm 查手冊(cè)表 6127得： 選小帶輪的孔徑 0d =50 則小帶輪為實(shí)心輪 大帶輪的孔徑 0d? =55 帶輪寬度的選擇： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 6121 得，對(duì)于 B槽型 基準(zhǔn)寬度 ? 基準(zhǔn)線上槽深 min ? 取 ah =4 15 基準(zhǔn)線下槽深 minfh = 或 取 fh =14 槽間距 e=19? 取 e= 槽邊距 min ? 取 minf =14 最小輪緣厚 mint = 取 t=9 帶輪寬 B=（ Z1） xe+2f=(41)+2x14= 所以小帶輪的直徑為： 111 2 208daa hdd ??? 大帶輪的直徑為 ： 122 2 3 2 3ada hdd ??? 小帶輪直接與電動(dòng)機(jī)相連，無(wú)較大載荷 0 50d? 的孔徑可以安全工作 大帶輪的的重量 mg? 2hr ?? = =52371N 初步計(jì)算軸的直徑 根據(jù)強(qiáng)度扭轉(zhuǎn)發(fā)初步估算軸的直徑 30 PdAN? P= n=970r/min 式中Ｐ為軸傳遞的功率， kw。 n 為軸的轉(zhuǎn)速， r/min。 0A 為由軸的材料和受載情況確定的系數(shù)。軸用 45號(hào)鋼材料， 0A 取 120。 計(jì)算得最小直徑為 mind =22mm 有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大 5%~7% ，于是 mind = 軸端接在大帶輪上，考慮到軸上打有螺孔和上面查表得到的參考值取軸的最小值 mind=55mm 16 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)取定的最小值和各配件的安裝，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)裝配圖軸的結(jié)果設(shè)計(jì)。根據(jù)滾筒的長(zhǎng)度和其它零件的安裝，初步計(jì)算得軸的長(zhǎng)度有 3 米，這在實(shí)際中很難加工出來(lái)，不利于機(jī)器的大批量生產(chǎn)制造，故采用實(shí)心軸套空心軸的方式，這樣不僅僅節(jié)省材料，減輕整機(jī)的重量，也易于制造安裝，軸的兩端裝有圓錐滾子軸承。 根據(jù)定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 （ 1）實(shí)心軸的設(shè)計(jì) 實(shí)心軸零件圖從左至右起第 1段端部裝有大帶輪，軸上開(kāi)有鍵槽， 考慮安裝方便，此段長(zhǎng)度取 110mm，直徑為軸最小直徑 55mm 第 2 段上安裝有軸承，軸承安裝在軸承座里面，通過(guò)氈圈密封，軸承座通過(guò)螺栓固定在機(jī)架上，此段周長(zhǎng)去 145mm,直徑為 60mm。 第 3 段上裝有螺旋推進(jìn)器和破碎物料用的破碎槳葉，此段軸大部分位于滾筒里面，考慮到夾持器的軸肩定位，此軸的長(zhǎng)度取 968mm,直徑為 74mm，在距離此段左端 632mm處有凸臺(tái)，用于破碎槳葉的定位。 第 4 段插入空心軸以便與之相連，軸上開(kāi)有一個(gè) 10mm 的螺栓孔，用于連接實(shí)心軸和空心軸 ,此段的直徑去為 40mm，全軸長(zhǎng)度為 1426mm （ 2）空心軸的設(shè)計(jì) 空心軸開(kāi)有 1662mm 的空心孔，這樣能節(jié)省材料也減輕機(jī)身重量，如裝配圖空心軸所示 從左至右第一段的長(zhǎng)度為 1498mm，此段裝有夾持器，直徑為 70mm，空心部分直徑為 40mm 第二段上也裝有夾持器，考慮到有軸肩定位，此段長(zhǎng)度取 493，直徑為 63mm 第三段裝有軸承，有軸肩定位，此段長(zhǎng)度取 82mm，直徑為最小直徑 55mm (1)實(shí)心軸與大帶輪的連接采用平鍵連接，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 521 普通平鍵的型式和尺寸 (GB/T109679),d=55mm 所選用的鍵 bh? 為 16x10, 鍵槽用鍵槽銑刀加工 ,鍵的長(zhǎng)度取 60mm (2)螺旋輸送采用焊接方式連接在軸上，螺旋槳葉采用軸套套在軸上，左端用開(kāi)口銷定位，右端用凸臺(tái)定位，滾動(dòng)軸承安裝在軸承座里面，軸承座通過(guò)螺栓連接在機(jī)架上 17 定位 參考機(jī)械設(shè)計(jì)書表 152 可知圓角和倒角（ C或 R）大于（ 或 ），取 2 45?? 打漿機(jī)在高速運(yùn)動(dòng)時(shí) ,會(huì)產(chǎn)生較大的 軸向力和徑向力 ,在軸的兩端各安裝一個(gè)圓錐滾子軸承 ,可以抵消軸向力的同時(shí)也能承受較大載荷 ,由于安裝軸承位置的軸徑大小分別為 55mm和 60mm,于是選擇 0基本游隙組、軸承代號(hào)為 30211和 30212的圓錐滾子軸承，它們的基本尺寸 d D T?? 分別為 55 100 ?? 和 60 110 ?? ，成對(duì)安裝在軸承座內(nèi)。 軸承的潤(rùn)滑方式采用脂潤(rùn)滑。 18 第 6 章 主要零件的校核 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 : 395500000 .2T TPTnWd? ?? 39 5 5 0 0 0 0 6 .2 4 1 .8 59 7 0 0 .2 5 5 M P a????? 式中： T? — 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 aMP ； Ｔ — 軸所受的扭矩，單位為 mmN? ； TW — 軸的抗扭截面系數(shù)，單位為 mm3 ； n — 軸的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min； Ｐ — 軸傳遞的功率，單位為ＫＷ； d— 計(jì)算截面處軸的直徑，單位為 mm ??T? — 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 aMP 軸的材料為 45 號(hào)鋼，查機(jī)械設(shè)計(jì)書表 153??T? 的值在 2545 aMP 之間。 可知軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度是合適的 中心轉(zhuǎn)軸承受 4根皮帶的張力和帶輪本身的重量 m ax 0 m ax4F F mg? ? ? 4 299970 52371 1252251 N? ? ? ? 皮帶輪距離軸承的距離 ? 200 則中心軸承受的彎矩： M FL? 12 52 25 1 25 04 50 .2NN? ? ? 大帶輪的孔徑為 55mm 則對(duì)實(shí)心軸的剪力 QP S? 19 22 5 0 4 5 0 .2 61(0 .0 5 5 ) M pa??? 61Mpa ? ? ?1?? =135Mpa 能滿足設(shè)計(jì)要求 根據(jù)軸的受力情況知軸的最大危險(xiǎn)截面在左端軸承截面處 圓筒篩的體積 2V Sh r h?? ? ? m?? ? ? ? 經(jīng)測(cè)算得西紅柿的密度為 33/ 8 10 kg m? 假設(shè)西紅柿全部裝滿圓筒，此時(shí)的重量 : G V g?? ? ? 3 330. 78 10 / k g mm ? ? ?? 9360N? 運(yùn)行時(shí)的最大扭矩為 : m a x 93 60 37 44N m N mT ? ? ? ? 3744 m K N m K N m? ? ? ? ? ? 軸的最大剪應(yīng) 變： max tTw? ? 3380016D?? 23800 ?? ? 53 78 62 7 /Nm? ? 60Mpa??????? 是可以滿 足設(shè)計(jì)要求的。 該扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，取 ? ? 20 22()ca MTW?? ?? = 2232 5 0 4 5 0 .2 ( 0 .3 3 8 0 0 )0 .1 0 .0 6???= 60? aMP 軸的材料為 45 號(hào)鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)書 表 151查得 ? ?1?? ＝ 60 aMP 所以是安全的 軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角 ? 來(lái)表示，階梯軸的計(jì)算公式： ? ＝ 4 115 .7 3 1 0ZPTLLG I??? ??? ? 式中：Ｔ — 軸所受的扭矩，單位為 N mm? Ｇ — 軸的材料的剪切彈性模量，單位為 aMP ，對(duì)于鋼材， Ｇ＝ ? aMP PI — 軸截面的極慣性矩，單位為 mm4 ，對(duì)于圓軸