螺旋输送机计算

0 1 1 行星齿轮传动的符号行星齿轮传动的符号 在行星齿轮传动中较常用的符号如下 n 转速 以每分钟的转数来衡量的角速度 r min 角速度 以每秒弧度来衡量的角速度 rad s 齿轮 a 的转速 r min a n 一一内齿轮 b 的转速 r min b n 转臂 x 的转速 r min x n 行星轮 c 的转速 r min c n a 轮输入 b 轮输出的传动比 即 ab i ab i b a z z 在行星齿轮传动中 构件 A 相对于构件 c 的相对转速与构件 B 相 C AB i 对构件 C 的相 对转速之比值 即 C AB i AC BC nn nn 在行星齿轮传动中 中心轮 a 相对于转臂 x 的相对转速与内齿轮 b x ab i 相对于转臂 x 的相对转速之比值 即 x ab i ax bx nn nn 根据原始条件可以确定所需用的输入功率为 1 6 5 6 8 0 98 0 980 98 0 98 P PKW 入 至此 可以确定所用的电动机的型号 Y160M 6 行星轮数 3 p n 1 配齿计算配齿计算 2 2 传动比条件传动比条件 在行星齿轮传动中 各轮齿数的选择必须确保实现所给定的传动比的 p i 大小 例如 2z x A 型行星传动 其各轮齿数与传动比的关系式为 p i 1 1 b ax i x ab i b a z z 可得 1 b z b ax i a z 若令 Y 则有 Y a z p i b z a z 式中 给定的传动比 且有 p i p i b ax i Y 系数 必须是个正整数 中心轮 a 的齿数 一般 a z a z min Z 3 3 邻接条件邻接条件 4 4 同心条件同心条件 在此讨论的同心条件只适用丁渐开线圆柱齿轮的行星齿轮传动 所谓同 心条件就是出中心轮 a b 或 e 与行星轮 c 或 d 的所有啮合齿轮副的实际中 心距必须相等 对于 2Z X A 型行星齿轮传动 其同心条件为 accb aa 在一般情况下 齿数和都不是的倍数 当齿轮 a 和 b 的轮齿对称 a z b z p n 线及行星轮 1 的华而 Q1 与直线 O 重合时 行星轮 2 的平面 Q 2 与直线 O 的夹角为如果转臂 x 固定 当中心轮 a 按逆时方向转过时 则行星轮 2 C C 按顺时针方向转过角 而内齿轮 b 按顺时针方向转过角 C C 当个行星轮在中心轮周围均匀分布时 则两相邻行星轮间 p n 2 的中心角为 现设已知中小轮 a 和 b 的节圆直径和 其齿距 2 p n a d b d 为 在中心角内 中心轮 a 和 b 具有的弧长分别为 和 ab ppp 2 p n a p d n b p d n 对于弧长 一般应包含若干个整数倍的齿距 p 和一个剩余弧段 a p d n 同理 对于弧长 也应包含有若干个整数倍的齿距 p 和一个剩 aa p b p d n 余弧段 可得 bb 12 aabb abp p zzncc p 显然 等式左边等于整数 要使等式右边也等于整数 其必要和充分的 条件是 aabb 公式表明 两中心轮 a 和 b 的齿数和 应为行星轮数的倍数 ab zz p n 就是2Z X A 型行星传动的安装条件 5 5 2Z X A 2Z X A 型行星传动型行星传动 据 2Z X A 型行星齿轮传动的传动比公式 1 b p a z ip z 式中 P 是行星齿轮的特性参数 应该指出 在对 b 轮齿数进行圆整后 此时实际的 p 值与给定的 p b z 值稍有变化 但必须控制在其传动比误差范围内 一般其传动比误差 4 p p ii i i 3 据同心条件可求得行星轮 c 的齿数为 2 22 p ba ca i zz zz 显然 由上式所求得的适用于非变位的或高度变位的行星齿轮传动 c z 如果采用角度变位的传动时 行星轮 c 的齿数应按如下公式计算 即 c z 2 ba cc zz zz 当 为偶数时 可取齿数修正量为 1 此时 通过角度变 ba zz a z 位后 既不增 大该行星传动的径向尺寸 又可以改善传动性能 综合上述公 式 则可得 2Z X A 型传功的配齿比例关系式为 2 1 2 pp abcaapaa p ii zzzczzizz n 最后 再按公式 3 7 校核其邻接条件 根据给定的行星齿轮传动的传 动比的大小和中心轮 a 的齿数及行星轮个数 由表 3 2 可查得 2Z p i a z p n X A 型行星齿轮传动的传动比及其各轮齿数 p i 根据以上步骤可以确定其齿数及传动比如下 a z 17 67 151 9 88 c z b z b ax i 4 参数计算参数计算 6 6 标准直齿圆柱齿轮的基本参数标准直齿圆柱齿轮的基本参数 模数 分度圆上的齿距 p 与圆周率 无理数 的比值 即 p m 模数 m 是齿轮的一个基本参数 其单位为 mm 毫米 因齿距 pm 若模数 m 增大 则齿轮的齿距 p 就增大 齿轮的轮齿及各部分尺寸均相应地 增大 为了齿轮的设计 制造和测量等工作的标准化 模数 m 的数值已经标 准化 渐开线圆柱齿轮模数可参见 GB1357 1987 在此应该指出 由于在齿轮的不同圆周上 其齿距不相同 故其模数也 是不同的 只有分度圆上的模数 m 是标准值 因齿轮分度圆的周长为 即可得 两式联立可得齿轮dzp p dz 的分度圆直径 dmz 齿项高系数 按 GBl356 1988 规定 正常齿 1 短齿 a h a h 0 80 a h 顶隙系数 按 GBl357 1988 规定 正常齿 0 25 短齿 c c 0 3 c 一对渐开线圆柱直齿轮的正确啮合条件是 两齿轮的模数 m 相等 分度 圆压力角相等 即 12 mmm 12 齿轮的模数的确定 由公式初算得 5 mm 11 3 3 22 1lim 22 32 2 2 2 1 12 11 71 170 75 300 AFFpFa m dF T K KK Y mK z 根据所设计的题目要求 选定模数 2 5mmm 表 5 2 参数 a c w c b N 模数 m2 52 5 啮合角 20 20 分度圆直径 d 5 167 5 42 22 11 mzd mzd5 377 5 167 2 1 d d 齿顶高 a h 5 2 21 aa hh 375 2 1 15 55 7 1 5 2 2 1 mh h a a 齿根高 f h 125 3 21 ff hh125 3 21 ff hh 全齿高 h 625 5 21 hh 1 2 5 625 5 5 h h 齿顶圆直径 a d 5 172 5 47 2 1 a a d d 75 372 5 172 2 1 a a d d 齿根圆直径 f d 25 161 25 36 2 1 f f d d 384 25 161 2 1 f f d d 基圆直径 b d 4 157 9 39 2 1 b b d d 7 354 4 157 2 1 b b d d 中心距 a105 a105 a 6 受力分析及强度计算受力分析及强度计算 7 7 行星齿轮传动的受力分析行星齿轮传动的受力分析 在已知原动机 电动机等 的名义功率 P 和同步转速 n 的条件下 其输入件 所传递的转矩可按下式计算 即 A T N m 1 1 9550 A P T n 式中 输入件所传递的名义功率 kw 1 p 输入件的转速 r min 1 n 在圆柱齿轮传动中 若忽略齿面间的摩擦力的影响 其法向作用力可 n F 分解为如下的三个分力 即 切向力 N 1 1 2000 t T F d 径向力 N tan cos tn r F F 轴向力 N tan at FF 法向力与切向力的关系式为 n F t F N coscos t n n F F 对于直齿圆柱齿轮传动 由于轮齿的螺旋角 法面压力角 0 n 故其轴向力 0 则可得 a F 切向力 N 1 1 2000 t T F d 径向力 N tan rt FF 法向力 N cos t n F F 7 式中 啮合齿轮副中小齿轮传递的转矩 N m 1 T 斜齿轮分度圆上的螺旋角 小齿轮分度圆直径 mm 1 d 分度圆压力角 通常 20 8 8 行星齿轮传动行星齿轮传动 首先应计算输入件中心轮 a 在每一套中 即在每个功率分流上 所承受的 输入转矩为 1 1 1 9550 a pp TP T nn n 式中 中心轮 a 所传递的转矩 N m a T 行星轮数目 p n 按照上述提示进行受力分析计算 则可得行星轮 c 作用于中心轮 a 的切 向力为 1 1 1 6 8 9550955022 32 970 3 a pp TP TN m nn n 2000 1050 17 a ca pa T FN n d 1050 17 acca FFN 1050 17 bcac FFN 22100 34 xcac FFN 3 105 2100 34661 607 xp xcx Tn r FN m 1050 17 cbbc FFN 594 66 2000 b bpcb d Tn FN m 9 9 行星轮支承上和基本构件轴上的作用力行星轮支承上和基本构件轴上的作用力 圆柱中心轮与行星轮相啮合时 8 行星轮上的切向力可按如下公式计算 即 ic F N 2000 i ic pi T F n d 例如 在 2Z X A 型行星齿轮传动中 中心轮 a 作用于行星轮 c 上的切 向力 ac F 公式 6 10 计算 即 N 2000 a ac pa T F n d 对于钢制行星轮 c 其材料密度 行星轮的相对体 63 7 8 10 kg mm 积 2 4 x c c d Vb 将和的关系式代入公式 则可得 2Z X A 型传动行星轮的离心力 x c V 为 L F 1122 6 37 10 Lcx x Fd bn r 式中 行星轮 c 的分度圆直径 mm c d b 行星轮的宽度 mm 行星轮的折算系数 相对于转臂 x 转动的行星轮及其轴 承的质量直径为 宽度为 b 的实心钢制圆柱体质量之比值的系数 c d 当滚动轴承安装在行星轮内时 当滚动轴承安装转臂 x 内0 5 0 7 时 1 1 3 1010 箱体的结构及各个尺寸的计算数值如下箱体的结构及各个尺寸的计算数值如下 1 箱体的材料为 HT200 采用铸造 机体的结构采用卧式不剖分机体 2 尺寸系数 33 400217 1 47 10001000 DB K 式中 D 机体内壁直径 9 B 机体宽度 故 其值在 1 25 1 6 之间 壁厚大于 10 13 根据实际情况取为K 12mm 机体壁厚 12mm 前机盖厚度 1 10mm 后机盖厚度 2 12mm 机体法兰凸缘厚度 31 1 2515dmm 加强筋厚度 4 12mm 加强筋斜度 2 机体和机盖紧固螺栓直径 1 12dmm 轴承端盖螺栓直径 21 0 810ddmm 地脚螺栓直径 4 3 11216 D dTmm 机体底座凸缘厚度 1 1 5 24hdmm 地脚螺栓孔的位置的位置 1 2 1 2 5 8 26 5 8 22 cdmm cdmm 10 1111 螺旋周长的计算螺旋周长的计算 螺旋外周长 222222 0 40 41 318 LDSm 螺旋内周长 222222 1 0 080 40 47234 LdSm 0 4 0 04 25252 dD rm 0 4 20 2 22 D DRRm 0 20 040 16 RcrcRrm 1212 螺旋机的输送量螺旋机的输送量 根据所给的原始条件可以计算出螺旋机的输送量 Q 因为是水平布置的 H 0 0 计算得 0 367367 6 5 41 4 3 2 15 1 2 P Qt h LK 入 1313 螺旋直径螺旋直径 螺旋直径 D 可以通过以下公式求得 2 5 2 5 41 4