木锚杆机方案设计

 

　　1、传动系统及工作原理

 

　　电动机1带动皮带轮2和13转动，皮带轮13以1：5的减速比（矿山固定机械手册p494实际传动比i=D2/D1(1-ε)D2＞D1，实现一级减速。轴经过直齿圆锥齿轮12以1：3的减速比传至Ⅱ轴(n12/n11=51/17=3，3为减速比)实现二级减速。Ⅱ轴经过链轮8和链轮9以1：2的减速比（n8/n9=z9/z8=30/15=2，2为传动减速比）传至Ⅲ轴，实现三级减速。Ⅲ轴旋转使被加工的木锚杆毛坯木料在上下两个滚子中间经切削刀具7，完成木锚杆成形的初加工任务。Ⅲ轴上的链轮10以1：1的传动比传至Ⅶ轴上的链轮14带动Ⅶ轴旋转。Ⅶ轴上的链轮15以1：1的传动比传至Ⅵ轴，Ⅵ轴上的链轮16带动Ⅵ轴转动。Ⅵ轴、Ⅶ轴旋转带动其轴上的光木锚杆滚轮17、18（也驱动滚轮17、18上方对应的两个压滚同时转动）转动，使夹在上下滚子之间的木锚杆向前做直线运动，完成木锚杆表面压光和加工任务。

 

 

　　鉴于木锚杆机运行环境木屑飞扬的特点，并考虑其工作负载较小且平稳无冲击的使用条件，选用一台鼠笼型三相异步电动机。型号及参数如下：

 

　　型号：Y132M-4；额定功率：7.5千瓦；额定电压：380伏；额定转速：1450转/分。

 

 

　　（1）确定传动装置的效率

 

　　三角带19传动的效率：η1=0.96

 

　　轴上滚动轴承的传动效率：η2=0.99

 

　　圆锥齿轮11、12传动的效率：η3=0.93

 

　　链轮8、9的传动效率：η4=0.96

 

　　Ⅲ轴的滑动轴承20的传动效率：η5=0.97

 

　　(2)Ⅰ轴输入功率的计算：

 

　　PⅠ＝P电η1＝7.5×0.96＝7.2kw

 

　　（3）减速比的分配

 

　　为了使传动系统结构紧凑，将减速比分配为：

 

　　皮带轮：{13和2的减速比为：i=5；3和4的减速比为：i=5

 

　　圆锥齿轮11和12的减速比为：i=3

 

　　链轮：{9和8减速比为：i=2；3和4的减速比为：i=1

 

　　（4）各轴转速的计算

 

　　首先：I轴的转速比为输出转速，系统13和2的传动比为i13.2=5，电动机的转速为输入转速，系统有：i=输入转速/输出转速。

 

　　输出转速=输入转速/i13.2=n电动机/5＝＝290转/分即I轴转速

 

　　I轴转速为：nⅠ=290转/分

 

　　Ⅱ轴的转速为：nⅡ==96.7转/分(i=z11/z12=51/17=3，z为齿轮齿数)

 

　　Ⅲ轴的转速为：nⅢ＝＝48.4转/分(i=z9/z8=30/15=2，且i与齿数成反比)

 

　　（5）进料速度

 

　　V＝＝0.19m/s=11.4米/分

 

　　式中D—进料轴滚子的直径，D＝75mm。

 

　　实践证明，该速度是保证安全生产的进料速度。

 

　　4、校核Ⅰ轴强度

 

　　)＝－108N.m

 

       T1＝237N.m

 

　　(6)轴的当量弯矩计算：该轴单向旋转，扭矩按脉动循环考虑。轴材料选取为45号钢(HB＝220)

 

　　M1C=[M2C+（αT1）2]1/2=264.8N.m（α=1参考）

 

　　查（《机械零件》人民教育出版社，许镇宇、邱宣怀主编）书（15－2）表，45号钢的[σ-1]b=65N/mm2，[σ0]b(7)校核计算

 

　　①由当量弯矩图可见B点的当量弯矩最大，该处的当量弯曲应力为：

 

　　σB==34.6N/mm2＜65N/mm2（式中d=50mm）

 

　　所以满足要求。式中W——弯曲时轴的剖面模量(mm3)；

 

　　②D处的轴径最小，该处的弯曲应力为：

 

　　σ1D==22N/mm2＜65N/mm2（式中d=40mm）

 

　　所以满足要求。