稱重包裝機(jī)主要零件的計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u16152稱重包裝機(jī)主要零件的計(jì)算案例 1163891.1電機(jī)的設(shè)計(jì)選擇 1205311.2軸的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核 3113831.3V帶的設(shè)計(jì)與校核 8246241.4軸承的選擇與校核 11242351.5鍵的選擇與強(qiáng)度驗(yàn)算 12319241.6振動(dòng)給料器的設(shè)計(jì) 14電機(jī)的設(shè)計(jì)選擇1.選擇電動(dòng)機(jī)類型由于生產(chǎn)單位一般均選用三相交流電?？煽紤]Y系列的三相異步電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，啟動(dòng)性能好。2.電動(dòng)機(jī)容量的選擇工作機(jī)的有效功率為Pw=設(shè)η1、η2、η3η1表示軸承的效率，軸承效率通常0.95~η2表示帶傳動(dòng)的傳遞效率，一般為0.94~0.97，故取η3電機(jī)到最后工作機(jī)的總工作效率為ηP因此選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率P3.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可計(jì)算整個(gè)裝置輸出轉(zhuǎn)速n查表查得帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為i=2~4，單級(jí)圓錐齒輪減速器傳動(dòng)比選取i電機(jī)的適用范圍為n根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速查得所需電動(dòng)機(jī)Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和數(shù)據(jù)如下表電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（kW）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩Y90S-60.7591022.23.計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比總傳動(dòng)比：i電機(jī)輸出的各項(xiàng)參數(shù)PnT軸的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核攪拌器在攪拌肥料程中，由于肥料的電阻較小，所以在選擇馬達(dá)時(shí)，不太需要電力。為了方便使用，選擇使用Y90S-6交流三相異步電機(jī)。其功率為P=750W，轉(zhuǎn)速n=910,同時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)中每個(gè)傳動(dòng)副的效率如下：V帶——0.96彈性聯(lián)軸器——0.99球軸承——0.99攪拌器的轉(zhuǎn)速n1，取確定軸的最小直徑為了保證軸承與軸的配合，所以要對(duì)軸承進(jìn)行淬火加上高溫回火的雙重?zé)崽幚淼姆絹泶_定軸的最小直徑，通過設(shè)計(jì)指導(dǎo)說明書查閱表格之后，符合條件的軸的參數(shù)A取值為115，根據(jù)公式來計(jì)算出軸的最小直徑為15mm到軸的符合條件的直徑為16mm。考慮到軸1是與聯(lián)軸器連接的部分，所以聯(lián)軸器的軸需要與軸1的孔進(jìn)行過渡配合，所以要對(duì)聯(lián)軸器的軸先確定好才能保證軸1的孔與聯(lián)軸器的軸進(jìn)行過渡配合。對(duì)聯(lián)軸器的選擇，通過公式Tca=kT,通過上面的工作情況來看，取K為1.3，根據(jù)公式來計(jì)算Tca=23200，然后查閱聯(lián)軸器的類型參數(shù)選擇的聯(lián)軸器是彈性柱銷聯(lián)軸器，型號(hào)是HL1，根據(jù)聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩再來計(jì)算軸的Tca，與軸1連接的聯(lián)軸器的孔徑是16mm，所以對(duì)于軸1的直徑選取d=16mm。最終由公式：PT=9550?d≥得到軸的初步數(shù)據(jù)如表4-1。表4-1軸的初步數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果P1Td0.71KW178434N.mm16mm（2） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）確定軸上零件的裝配方案2）根據(jù)軸向定位要求來確定好各軸段直徑和長度聯(lián)軸器的軸向定位是根據(jù)軸1端的擋圈來控制的，保證聯(lián)軸器安裝位置的準(zhǔn)確性和安裝的便捷性。根據(jù)上面確定好的軸1直徑來確定擋圈的直徑D，擋圈是標(biāo)準(zhǔn)件，通過查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]能夠知道擋圈的直徑D取22mm，而且軸1的長度要比聯(lián)軸器的輪轂長度要小2-3mm,聯(lián)軸器的輪轂長度取值為30mm,所以軸1的長度取值為28mm，這也是為了保證擋圈對(duì)聯(lián)軸器一個(gè)限位的作用，確保聯(lián)軸器能夠在擋圈的作用下，工作時(shí)不輕易發(fā)生移位的作用。連軸器的軸向定位是依靠軸2來進(jìn)行定位的，軸2右邊要高出定位軸肩，所以根據(jù)，根據(jù)查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》來看軸2直徑與軸肩的關(guān)系要符合條件h>0.07d1，計(jì)算得出軸2直徑為19mm。軸2的長度要根據(jù)裝卸要求來設(shè)計(jì)，端蓋的寬度為20mm,所以要保證端蓋能夠裝上，因此軸2長度必須要小于端蓋的厚度，再根據(jù)外端面和聯(lián)軸器右邊的距離是30mm，所以對(duì)軸2的長度選取的是18mm。對(duì)軸3的設(shè)計(jì)要根據(jù)軸承在機(jī)器工作的過程中要受到徑向力和軸向力的要求，對(duì)軸承要先做選擇，軸承的選擇是根據(jù)查閱表格知道，選用的是深溝球軸承，根據(jù)軸段安裝要求，所以軸3的直徑要大于軸2，再根據(jù)選用的深溝球軸承來選類型，選用的是d×D×B=20×47×14，軸3的直徑就確定為20mm，軸3的長度就是按照深溝球軸承的長度來進(jìn)行選取的，深溝球軸承長度通過查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用的類型是14mm，因此，軸3的長度選用的是14mm。軸4的設(shè)計(jì)根據(jù)軸承設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，軸肩高度要比軸2的軸肩選取高度要高一點(diǎn)，因?yàn)榭紤]到軸肩的定位作用，所以對(duì)軸肩的選取是2mm，按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，軸4直徑為24mm，為了滿足設(shè)計(jì)中合理的安裝和拆卸要求，必須要將軸4的長度控制在40mm以內(nèi)，因此確定軸4的長度是40mm。軸5的設(shè)計(jì)要求和軸3是相同的，因?yàn)檫@兩段軸在工作中的受力要求和安裝要求是一致的，所以選擇的軸5是長度為14mm，直徑為20mm。軸6的設(shè)計(jì)是根據(jù)帶輪來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，帶輪要在工作中對(duì)軸6起到軸向定位的作用，所以軸6要滿足帶輪的直徑要求，取軸6的直徑為19mm，再根據(jù)帶輪的行程來確定軸6的長度為16mm。軸7上是需要帶輪的安裝的，根據(jù)帶輪的直徑要求，對(duì)軸7的要求是要大于帶輪的直徑，所以軸7的直徑取值為16mm,長度根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)來看取值為30mm。（2）軸上零部件的軸向定位要求聯(lián)軸器與軸的連接是考慮到軸向的一個(gè)定位，所以選用的鍵的類型并無特殊要求，根據(jù)鍵型表類型，選用的鍵的類型是普通A型平鍵。按照與聯(lián)軸器連接的軸1直徑為16mm,查設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)可以知道，普通A型平鍵的截面尺寸是5×5的，在根據(jù)鍵的長度與過渡配合的公差表表格欄中，選中的鍵的長度為20mm，配合公差選擇的是H7/K6。對(duì)于滾動(dòng)軸承的軸向定位也是需要過渡配合的，所以對(duì)3號(hào)軸和5號(hào)軸的軸段直徑公差為m6.對(duì)于帶輪的軸向定位，通過擰緊螺母，保證帶輪在軸7上的軸向定位，也是為了減小帶輪松動(dòng)對(duì)整個(gè)軸的磨損以及無法裝卸。（3）軸的強(qiáng)度校核1）求軸的載荷把軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出方便對(duì)軸做出合理受力分析，軸的各個(gè)位置受到的應(yīng)力通過作圖可以進(jìn)行直觀分析與計(jì)算。這根軸是垂直安裝的，這就導(dǎo)致了他后期不用擔(dān)心彎矩的問題。所以M=0N.mm,取a=0.3M2)校核軸的強(qiáng)度軸的材料是45號(hào)鋼，對(duì)材料進(jìn)行一定的調(diào)質(zhì)處理。從表格可以查看σb=650N/㎡,則[σb]=0.09—0.1軸的計(jì)算應(yīng)力為σ根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，查閱資料后，進(jìn)行比較說明軸的強(qiáng)度是符合力學(xué)要求的。圖4-1軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖最終可得軸的結(jié)構(gòu)如圖4-2：圖4-2軸的結(jié)構(gòu)V帶的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算項(xiàng)目及說明結(jié)果1）功率KA功率Pc=K2）帶型由Pc=0.9KW和n=910r/min,可知選A型V帶型號(hào)3）帶輪基準(zhǔn)的直徑小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1,查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得傳動(dòng)比i=取彈性滑動(dòng)系數(shù)ε=大帶輪基準(zhǔn)直徑d查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》取標(biāo)準(zhǔn)值dn2=()ndd1/dd2=(0.02)×910×10/2654)驗(yàn)算帶速V=πdn帶速范圍在5—25m/s，符合條件。5）心距0.7(d262.5≤aLdLdLd查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取相近的基準(zhǔn)長度7）中心距a≈aminamax8）小帶輪包角a19）確定v帶的根數(shù)VP單根V帶功率增量?V帶根數(shù)z=10)單根v帶的預(yù)拉力查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》V帶每米長度質(zhì)量q=0.12F11）確定壓力軸FrFKPA型V帶di=2.39dnv=5.24m/s取aLd=1120mma=265.5mmaa1145120Z=1根q=0.12FF軸承的選擇與校核L式中： P——當(dāng)量動(dòng)載荷，NL——軸承的額定壽命，r——壽命指數(shù)，對(duì)球軸承，?=3；對(duì)滾子軸承，10/3查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得，f查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得，f因軸承選用的是深溝球軸承6204，其尺寸為d×D×B=20×47×14，根據(jù)查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)可得，Cr=12.8KN，所以：當(dāng)量動(dòng)載荷 Pr=XFr+YFa，可取X=0.6,Y=0.5;則：Pr=0.6Fr+0.5Fa又因Fa=0N,Fr=300N∴P0r=0.6Fr<Fr取P即L所以，通過計(jì)算以分析出軸承的使用壽命是足夠的。鍵的選擇與強(qiáng)度驗(yàn)算聯(lián)軸器與軸的連接是考慮到軸向的一個(gè)定位，所以選用的鍵的類型并無特殊要求，根據(jù)鍵型表類型，選用的鍵的類型是普通A型平鍵。按照與聯(lián)軸器連接的軸1直徑為16mm,查設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)可以知道，普通A型平鍵的截面尺寸是5×5的，在根據(jù)鍵的長度與過渡配合的公差表表格欄中，選中的鍵的長度為20mm，配合公差選擇的是H7/K6。再根據(jù)鍵的尺寸對(duì)鍵的強(qiáng)度進(jìn)行核對(duì)。σk——鍵與輪轂槽的接觸高度，k=h/2,(k=2.5mm)h——鍵高；b——鍵寬；l——鍵的工作長度，A型：l=L－b;B型：l=L;C型：l=L－b/2.σp取σp=110/根據(jù)配合輪轂孔長為30mm,選取L=20mm,b=5mm,故：l=L－b=20－5=15mm∴σp通過計(jì)算可知鍵的強(qiáng)度是足夠的。如圖4-3所示：圖4-3鍵的選用振動(dòng)給料器的設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)原始資料（1） 輸送物料 物料密度ρ=610kg/（2） 輸送長短 方向水平，L=0.4m。（3） 輸送量 Q=3600kg/?。（4） 工作時(shí)長 八小時(shí)工作制。2. 運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的選擇與計(jì)算（1） 振動(dòng)頻率 取f=50Hz（2） 機(jī)械指數(shù) 取K=6。（3） 槽體傾角α=0（4） 振動(dòng)方向角β=24（5）振幅 由下式計(jì)算得A=