计算实例

计算实例

例1核算表摩擦轮结构中图6所示的洗涤机的摩擦轮传动。已知12个有钢丝垫层的橡胶摩擦轮中,6个由2台电机拖动,每台电机使用功率P1=18.2kW,洗涤筒总重力FG=300000N,摩擦轮半径R1=300mm,宽度b=200mm,洗涤筒半径R2=1200mm,转速n2=6r/min,工作环境潮湿,每天工作8h,估定KA=1.1

(1)滑动安全系数核算

每个摩擦轮传递的功率为KAP1×103/3=Ftυ1,υ1≈υ2=2πR2n2/6×104=0.754m/s,故

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由图可知,每个摩擦轮的法向力为

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有效摩擦因数为

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由表摩擦副材料查得潮湿环境fp=0.3>f,故可满足滑动安全系数的要求

(2)强度核算

由表摩擦副材料橡胶摩擦轮的许用法向力Fnp=R1bCp,对B型轮从表设计计算步骤中图可得Cp=0.8MPa,故Fnp=48000N,大于实际工作的Fn=32600N。说明橡胶轮强度足够

例2试设计一驱动运输机的圆柱摩擦轮传动。传动功率P1=4kW,n1=1000r/min,n2=350r/min,i=2.85

为了进行比较,选择三种计算方案,取不同的材料组合,但ψa均取0.3,电机驱动,按中等冲击,从表工况系数KA可得KA=1.5

计算内容

方案Ⅰ

方案Ⅱ

方案Ⅲ

1.选择材料及润滑状况

淬硬钢/淬硬钢

合成润滑油

ZG230-450/Q275

无润滑,干摩擦面

层压塑料/灰铸铁

无润滑

2.确定许用摩擦因数

由表摩擦因数曲线中图1,取fmax=0.09,取滑动安全系数SR=1.7,则由式(SR=fmax/fp≥1.4~2.0)

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由表摩擦因数曲线中图2,取fmax=0.23,仍取SR=1.7,则

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无合适的摩擦因数曲线时,直接从表摩擦副材料可得

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3.由强度计算初定中心距(公式见表摩擦轮传动的设计与计算)

由表摩擦副材料查得σHp=1800MPa,E=2.1×105MPa,代入表摩擦轮传动的设计与计算相应公式

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由表摩擦副材料查得σHp=500MPa,E=2.1×105MPa,代入表摩擦轮传动的设计与计算相应公式

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由表摩擦副材料查得Kp=1.0MPa,代入表摩擦轮传动的设计与计算金属轮/非金属轮相应公式

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4.主要几何尺寸计算(公式见表摩擦轮传动的设计与计算)

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由表摩擦因数曲线中图1,与f=0.053相应的滑动率ε=0.25%

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由表摩擦因数曲线中图2,当f=0.135时,相应的ε≈0.4%

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表摩擦副材料,当f=0.25时相应的ε=3.5%

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5.压紧力计算

按表摩擦轮传动的设计与计算相应公式

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按表摩擦轮传动的设计与计算相应公式

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按表摩擦轮传动的设计与计算相应公式

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比较分析:方案Ⅰ结构最紧凑,寿命最长,但压紧力很大,滚动体材料及热处理和加工费用均较高;方案Ⅲ所占体积最大,但压紧力最小;方案Ⅱ的体积及压紧力介于Ⅰ及Ⅲ之间。可根据具体使用场合诸因素进一步确定