木锚杆机的研制

【摘 要】本文叙述了木锚杆机的结构、传动系统和工作原理。根琚负载条件对电动机进行了选择,计算了保证安全生产的合理进料速度。校核了Ⅰ轴的强度。分析了木锚杆机投产后产生的经济效益和社会效果。

【关键词】木锚杆机；方案设计；经济分析

木锚杆机方案设计

1、传动系统及工作原理

如图1所示：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。

2、电动机的选择

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。

3、进料速度的计算

（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=0.93۰

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＝＝0.19 m/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

如图3所示 ：

)＝－108 N.m

如图9所示：T1＝237 N.m

(6)轴的当量弯矩计算 如图10所示：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 = 65 N/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＜65 N/mm2 （式中d=40mm）

所以满足要求。