洗车传送带设计

1、洗车传送带设计1 传送带的选用传送带是整个隧道式自动洗车系统运行的基础。主要包括减速器、电机动、传动轴、支撑轴、同步齿型带、带轮以及其他辅助设备。电动机输出原动力，经过减速器和一对圆柱啮合齿轮将动力传递给传动轴，由传动轴带动两个驱动带轮旋转，由驱动带轮拖动同步齿型带运动，使汽车在传送带上缓慢前进完成自动清洗的每个环节。汽车主要参数一览见 表-1 ：车辆长度(mm)宽度(mm)高度(mm）重量（kg)轴距(mm)轮胎(mm）轮距（mm）凌渡45981826142513652656225/50 R17雅阁49301845147014952775215/60 R161585朗逸46051765146

2、012652610195/65 R15捷达44871706147011202603175/70 R14速腾46551780145313002651205/55 R16福克斯43681823148312822648205/60 R161544帕萨特48701834147214352803215/60 R16 表-1利用以上参数，可对汽车自动清洗系统做传送部分进一步设计。2 电动机的选择本机构电源为三相交流电，没有其他特殊要求，故选用三相异步电动机的Y系列电动机。该系列电机适用范围广，可在不易爆，不易燃，无腐蚀性气液体环境工作。电机安装在洗车隧道内，有水气，故采用封闭式电动机。（1） 确定电动机型

3、号根据所需功率初步确定电机：为满足在15 m的洗车带上以1min/辆的速度完成洗车，设定传送带速度为V = 0.25m/s ,滚筒驱动半径 R=0.1m由 V = 2nR / 60 故得 n = 23.88r/min以质量最大的雅阁轿车为例，雅阁汽车整备质量约为1500kg，传送带约重1000kg，以摩擦系数=0.45计算，摩擦力矩为：T f = 2500× 10 ×0.45 ×0.15 = 1687.5 N·m 以T f = 1700 N·m计算。滚动驱动功率 P滚 = T f × n / 9550 = 1700 × 23

4、.88 /9550 = 4.25 Kw取滚筒、同步齿型带效率 1 = 0.98 滚动轴承效率 2 =0.98 齿轮啮合传动效率 3 = 0.98 联轴器效率 4 = 0.99故传动部分总效率 0 =1·24·32·42 = 0.98 ×0.984 × 0.982 × 0.992 = 0.85电机理论功率 P理 = P滚 / 0 = 4.25 / 0.85 = 5.0 Kw电机启动时需要足够大启动转矩使滚筒快速到达额定转速故 P电 = （11.3） P理综上 P电 = 1.2 * 5 Kw = 6 Kw 已知电机额定功率 P电 6 Kw

5、 ，选用Y系列三相异步电机 Y160M1-8，参数表如图：型号额定功率(Kw)满载转速(r/min)同步转速(r/min)外形尺寸(长×宽×高mm)Y160M1-84720750600× 417.5× 3853 总传动比i = n m / n w = 满载转速 / 工作转速 = 720 r/min /÷23.88 r/min = 30.24 传动比分配及减速器级数确定 已知总传动比 i = 30.2，且两级展开式圆柱齿轮减速器传动比范围： i = 8 60 （机械设计表 2-2 ）按 图示意的传动方式设计： 图对于两级卧式圆柱齿轮减速器，设高速

6、轴为轴1，中间轴为轴2，低速轴为轴3。为使两级齿轮有相近的浸油深度，高速级齿轮传动比i12和低速级传动比i23按下列方法分配 ：i 12 = （1.1 1.5）i 23取 i 23 = 5，i 12 = 30.2÷5=6.03 ，即 i 12 = 1.2 i 23 传动比分配总传动比电机满载转速高速轴中间轴中间轴低速轴滚筒转速i = 44.6720 r/mini 12 =7.53i 23 = 615.92 r/min5 计算传动装置的运动和动力参数 各轴转速电动机转轴为0轴，减速器高速轴为轴1，中间轴为轴2，低速轴为轴3。各轴转速为：n0 = n1 =720 r/minn2 = n1

7、 / i 12 =710 / 7.53 = 95.62r/minn3 = n2 / i 23 = 95.62 / 6 =15.92 r/min 各轴输入功率按电动机额定功率 P电 计算各轴输入功率，即P 1 = P电·4 = 4 × 0.99 = 3.96 KwP 2 = P 1·3·2 = 3.96 × 0.98 × 0.98 = 3.8 KwP 3 = P 2·3·2 = 3.8 × 0.98 × 0.98 = 3.65 Kw 各轴输入转矩 T1=9550=9550× N·

8、;m = 52.53 N·m T2=9550=9550× N·m = 379.52 N·m T3=9550=9550× N·m = 2189.54 N·m6 减速器齿轮设计其中高速轴齿轮为齿轮1，中间轴小齿轮为齿轮2a，中间轴大齿轮为齿轮2，低速轴齿轮为齿轮3；现设计高速轴传动齿轮1-2组的设计。 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1） 如图传动方案，确定选用直齿圆柱齿轮2） 滚筒为一般工作机器，传动齿轮选用 7 级精度（GB 10095 - 88）3） 材料选择。由机械设计表 10 - 1，选用齿轮1材料 为 40 Cr（

9、调质），硬度为 280HBS； 齿轮2a 材料为 45 钢（调质），硬度为 240HBS，二者硬度差 40HBS4） 选齿轮1齿数 Z1 = 19 ，齿轮2齿数 Z2 = Z1 * i12 = 19 × 7.53 = 143.07 ,取 Z2 = 144 按齿面接触强度设计（其中公式图表均来自机械设计第八版）齿面接触强度计算公式 （1） 确定公式内各计算数据1）试选载荷系数 Kt = 1.22）计算齿轮1传递转矩 T1 = 9550·P1 / n1 =9550·3.96 / 720 = 52.53 N·m3)由表 10-7 选取齿宽系数 4） 由表10-

10、6查得材料的弹性影响系数5） 由图10-21d按齿面硬度差得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限6） 由式10-13计算应力循环次数 N1 = 60 n1jLH= 60 ×720 × 1 ×(360 × 8 × 2 × 5)= 1.24 × 109 N2 = 60 n2jLH= 1.65 × 1087） 由图 10-19 取接触疲劳寿命系数 KHN1 = 0.92， KHN2 = 0.988） 计算接触疲劳许用应力9） 取失效概率为1%，安全系数S=1，由式 10-12 得： （2）计算1）试算小齿轮

11、分度圆直径，代入中较小的值2）计算圆周速度v 3）计算齿宽b 4）计算齿宽与齿高之比 模数： 齿高： 5）计算载荷系数 根据，7级精度，由图10-8差得动载系数； 直齿轮，； 由表10-2查得使用系数； 由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承对称布置时， 由，查图10-13得；故载荷系数 6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式10-10a得 7）计算模数m mm按齿根弯曲强度设计由式10-15得弯曲强度的设计公式为：(1)确定公式内的各计算值1）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ； 大齿轮弯曲强度极限 ；2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数；3）计算弯曲疲劳许用

12、应力取弯曲疲劳安全系数S=1.5，由式10-12得 4）计算载荷系数K 5）插曲齿形系数由表10-5查得；6）查取应力校正系数由表10-5查得；7）计算大、小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值大（2）设计计算 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数5.4并就近圆整为标准值m=6 mm，按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数大齿轮齿数：这样设计的齿轮传动既满足齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度。

13、 几何尺寸计算（1）计算分度圆直径 （2）计算中心距 （3）计算齿轮宽度 取，（4）结构计算 齿顶高ha=m=2mm齿根高hf=1.25m=1.25×2=2.5mm全齿高h=ha+hf=2+2.5=4.5mm顶隙c=hf-ha=2.5-2=0.5mm齿顶圆直径 da1=d1+2ha=48+2×2=52mm da2=d2+2ha=168+2×2=172mm齿根圆直径 df1=d1-2hf=48-2×2.5=43mm df2=d2-2hf=168-2×2.5=163mm绘制齿轮零件图见零件绘图汇总5 减速器轴的设计设轴 为高速轴，轴 为低速轴计算各

14、轴转速 n1 = 1400 r/min n2 = 400r/min 各输入轴功率 P1 = P电 ·3 = 0.55 Kw×0.99 = 0.545 Kw P2 = P1 ·12 = 0.545Kw×0.99×0.97 = 0.523 Kw 各输入转矩 T1=9550=9550× N·m =3.75 N ·m T2=9550=9550× N·m =12.49 N · m故减速器采用开式单级圆柱式直齿齿轮减速器。4 减速器齿轮设计减速器结构示意图如图 ：其中大齿轮为齿轮2，小齿轮为齿轮1

15、，两轮居中放置，高速轴为轴1，低速轴为轴2；已知齿轮1 转速 n1 = n电×3 = 1400 r/min × 0.99 = 1386 r/min 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数5） 按图 传动方案，确定选用直齿圆柱齿轮6） 滚筒为一般工作机器，传动齿轮选用 7 级精度（GB 10095 - 88）7） 材料选择。由机械设计表 10 - 1，选用齿轮1材料 为 40 Cr（调质），硬度为 280HBS； 齿轮2 材料为 45 钢（调质），硬度为 240HBS，二者硬度差 40HBS8） 选齿轮1齿数 Z1 = 19 ，齿轮2齿数 Z2 = Z1 * i = 19 × 3.5 = 66.5 ,取 Z2 = 67 按齿面接触强度设计（其中公式图表均来自机械设计第八版）齿面接触强度计算公式 （2） 确定公式内各计算数据1）试选载荷系数 Kt = 1.22）计算齿轮1传递转矩 T1 = 9550·P1 / n1 =9550·0.55·10 3·0.99 / 1386 = 3.75 N·m3)由表 10-7 选取齿宽系数 10） 由表10-6查得材料的弹性影响系数11） 由图10-21d按齿面硬度差得小齿轮的接触疲劳强度极限；