【《某轮胎切碎机的驱动结构方案设计案例》3200字】

某轮胎切碎机的驱动结构方案设计案例1.1减速器的选择对于轮胎切碎机来说，其驱动部分主要由电动机、联轴器、减速装置及其它零部件组成。驱动机构依靠一定级别的转速转化达到将电力传动成工作运动的目的。为了达到传动稳定和安装便捷等目的，机械设计中通常使用二级减速设备，即展开式圆柱齿轮减速器来达到减速效果及生产成本的平衡。二级圆柱齿轮减速器设置一般原则为：平衡各级传动的承载力，最大限度地提高减速器的库存水平。在保障承载力的前提下，我们将努力降低空间与质量下降的比率。与变速器连接驱动的油浸深度兼容。1.2驱动机构设计1.2.1电动机的选择选用电动机时，我们首先要确定发动机的额定功率，以便符合切碎机工作时所需的基本功率，并且保证额定功率超出轮胎切碎机所需的功率定值，即公式：-切碎机所需额定功率；kw-实际输入切碎机轴的功率；η-由电动机转化为切碎机的功率系数。轮胎切碎机结构的功率系数可以从[3]中得知式中T为切碎机的阻力矩，；为切碎机的转速，；遵循所需数据原则，在选择完全闭合的用380V电压Y自扇冷笼型三项异步电动机时，考虑到了该圆柱齿轮传动效率计算方案＝0.96、轴承传动效率＝0.99和联接传动效率。针对于此，不单纯仅顾及到到轴承传动效率，在此之上还要对圆柱齿轮以及联轴器的传动效率都要顾及到，进而去确定所需数据通过分析可以得到，电机的传递效率可达到。根据所调查的切碎机的通用转速，本次设计方案的工作转速定为300r/min。转子尺寸定为B=500mm，D=400mm，如图3-1所示。图3-1转子图纸设计依据[4]中的转子密度参照值，及转子体积计算公式计算得出此参数下的转子质量为。其受力分析得出结果根据加工过程和进给宽度，截面的切削面积可以按照如下方式计算。；公式中：k为橡胶切削系数，取总力矩：，。电动机同步速度越高，磁极的对比度效果越低，越容易。电动机转速尺寸部分受外部尺寸的影响。外部值越低，速度越高，传输速率越高，价格越高。因此，在权衡其性能与价格的因素后，根据可知电机应选Y132S-4型三相异步电机，其功率为5.5kw,转速1440r/min，最大转矩2.2的电动机进行方案设计。1.2.2传动比计算与分配=1140是本研究选取得电动机该型号的满载转速，=300是它的工作机轴转速，将此数据代入传动装置总传动比的数学公式里面，可以计算得到结果首先，我们已经知道分配传动比的数学计算公式是，同时依据常识选取，得，，通过以上的前期步骤，最终计算出驱动机够运动和动态参数（波浪之间的数据），具体得到设计驱动机构工作结构，即图3-2的结构图。图3-2驱动机构工作结构图在这个驱动机构工作结构中，对应的依次为电动机与高速轴之间的传动效率，紧接着是高速轴与中间轴之间的传动效率，最后是中间轴与低速轴之间的传动效率。电动机与高速轴之间的转动速度是，高速轴与中间轴之间的转动速度是，中间轴与低速轴之间的转动速度是。根据公式3-1计算各轴输入转矩，得：依据参数计算，最终得到下表的汇总结果：表3－1运动和动力参数汇总结果轴名功率转矩转速输入输出输入输出电动机轴4.2428.121440高速轴4.214.1627.9227.631440中间轴41.9561.761.1600低速轴1.81.751211203001.2.3必要激振力力幅及质量矩的计算根据齿轮传动的特点，其传动效率很高。当前传动比是恒定的。紧凑的设计。可靠的工作和长久的使用寿命。广泛的应用范围，以及其传输功率范围最小甚至可以比1W还少，最大甚至可以达到数万千瓦，范围较广。但是在齿轮制造的过程中，需要使用较为特别的机床和相关机床设备，这使得成本较高，而精确度较低，振动和噪音较多。波键的传输距离增加。高速变速器的设计要求和参数。①材料选择：小齿轮用钢调质45#，齿面硬度为250HBS；大齿轮用钢调质45#，齿面硬度为220HBS。②参数计算公式：根据[2]可得参数：，，根据[2]可得参数：，公式中涉及概念：接触强度安全系数；弯曲强度安全系数；接触应力；弯曲应力；试验齿轮的弯曲疲劳极限应力。③根据具体的齿面接触强度设计，我们选取了8级精度制造。依据选用的[2]，可以通过与此得到s该级别的载荷系数，同时确定齿宽系数，在这些基础上计算并得到中心距。依据参数计算得：考虑误差单位量，此处取a=100，m=2进行计算；则取，；实际传动比：；传动比误差：。齿宽：，取，；高速级大齿轮：，高速级小齿轮：，。④对于轮齿弯曲强度的查看的方法来源于[4]，，。取最小齿宽数值进行计算：经核验计算，该齿轮强度满足方案设计要求。⑤齿轮圆周速度计算：因此，８级制造精度的齿轮符合本次设计方案，以及本研究中具体的使用要求。2.针对低速级大小齿轮的方案：①低速齿轮：本研究在对小齿轮选用时候，确定了45#钢调质为本研究的选取材料，其齿面硬度是250HBS；本研究在对大齿轮选用时候，确定了45#钢正火为本研究的选取材料，其齿面硬度是220HBS。②接下来，依据[2]中指导的参数：，带入公式计算可得：，带入公式计算可得：，③选定８级精度齿轮接触强度设计方案得，载荷系数，取齿宽系数。计算得中心距为：依据误差准则，此次取，；则,取，；计算传动比误差：合适。齿宽：；取，；得出：低速级大齿轮：，；低速级小齿轮：，。④检齿轮弯曲强度的相应方式：根据[4]，在该书中提及的计算公式：,按最小齿宽计算：验证结果符合误差需求，故8级精度齿轮满足方案设计的强度要求。⑤齿轮圆周速度计算：依据[2]提供8级精度齿轮圆周参数，可知该齿轮所提供的转速符合实验设计方案。1.2.4传动轴的设计与计算减速器的轴是扭矩传输的主体。本研究通过分析还原装置的运行状态以及传输功率和转矩的参数，验证了高速波和低速轴的方案及假设。高速轴①材料使用了４５#钢调质来完成本研究。同时，引用了[3]中写道的45#钢调质的数学参数，本研究取，。②直径（针对各轴段）：图３－３高速轴引用[3]书中提及的参数，本研究取公式进行参数计算。电动机轴颈为d=38mm，在耦合选择中，设计主要考虑连接零件之间的旋转的速度、负载的电荷、针对旋转速度的平衡点、安装的相对精准度以及最关心的价格等因素。基于此，本研究确定了参数型号，具体是ＹＬ７、ｄ１＝２８ｍｍ、Ｌ１＝５５ｍｍ的联轴器。但是使用联轴器轴向进行确定位置这一流程的时候，我们悬着取，同时针对密封圈进行相关协调工作。依据[3]的内容，选取相应的参数，具体为；段装配轴承，并且要满足，依据[3]的内容，选取相应的参数，确定＝35mm，在方案中通过考虑实际情况，选用了6107轴承。满足。为定位轴承，依据[3]的内容，选取＝40mm。根据箱体内壁线等情况，进行相应的确定，并反复实验。段装配齿轮段直径，依据[3]的内容，考虑齿轮圆直径和轴部分直径，以及他俩之间差异，最终确定齿轮轴为本研究使用的工具：依据[3]的内容，mm得：e=1.2＜6.25。所以，我们最后使用了齿轮轴。图３－４齿轮轴示意图段装配轴承为，；⑶校核该轴表3-1证明驱动轴承扭矩为最大值，因此对该轴进行强度校核。轴由45#钢组成，下面给出了弯曲和拖动的强度条件，以验证轴的强度。①轴的受力分析轴，可以用我们生活中的语言说就是机器模型，它的计算图如图3-6所示。在不相同的速度运转时，有趣的是，齿轮力和轴承的反作用力具有不一样的数值。图3－6力学模型图中取,。②作受力图，弯矩图，扭矩图分析，得出垂直面弯矩为：(3-5)水平面弯矩为：(3-6)根据算出的数据进行轴的受力分析，如图3-7所示。（a）水平面受力（N）(b)水平面剪力（N）(c)水平面弯矩（N·m）(d)垂直面受力（N）(e)垂直面弯矩（N·m）(f)扭矩（N·m）图3-7轴的受力分析图③针对于不同程度的弯曲以及扭转的强强组合，在面对这些强度条件下，校核高速轴强度，并且依据弯矩和转矩图，进行相应的分析。最终，我们将危险截面确定为1-1。同时，在[3]提供的方程式，得到最终的弯矩资料值:其中，可以确定截面扭矩：T=121。④安全系数（校核）弯矩会具有对称周期性，所以延迟波会进行旋转，进而形成了弯曲应力的截面力矩，从而产生脉动周期性弯曲应