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[P]?4.3.2 挤压强度计算
?d2[?]4???502?100MPa4?1962KN 式(4.5)
在外力作用下,孔与销轴直接接触,接触面上的应力称为挤压应力。当挤压应力过大时,在孔和销接触的局部区域内,将产生明显的塑性变形,导致影响孔,销间的正常配合。最大根据实验分析结果得知:
挤压应力?bs发生在该表面的中部。挤压应力为Fbs,销或孔的直径为d ,耳片的厚度为t ,
图4-1 轴销受力示意图
?bs?FtdTd表示受压圆柱面在相应径向平面上的投影；
b 式(4.6)
?bs表示最大挤压应力,数值上与径向截面的平均压应力相等。
由上述分析可知,为了防止挤压造成破坏,最大挤压应力?bs不得超过连接件的许用
压应力[?bs],即要求
?bs?[?bs] 式(4.7)
[?bs]表示连接件的挤压极限应力除以安全系数。
因此，从挤压强度考虑, 接头的许用载荷是
[P]?td[?bs]=40?30?300=360KN 式(4.8)
4.3.3 稳定性的校核
当作用在细长杆上的轴向力达到或超过一定限度的时候，杆件可能会突然产生弯曲，即失稳现象。因此，对于轴向受压杆件，除了应考虑它的强度和刚度问题外，还应考虑它的稳定问题。
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1）临界载荷的计算
该连杆为两端铰支细长压杆，根据材料力学中公式可知，它的临界载荷为：
Pcr?2）校核
?2El2??d464??3Ed464l2??3?206?103?50464?3752?4428KN 式(4.9)
45#钢的屈服应力?s?350MPa，所以，连杆压缩屈服所需的轴向压力为
PS??d2?S4???502?3504?6860KN 式(4.10)
由以上的分析可以得知,为了保证压杆在轴向压力的作用下不被导致失稳,必须满足下面的稳定条件：
P?Pcrnst?[Pst] 式(4.11)
式中：nst代表稳定安全系数； [Pst]代表稳定许用压力。 工况为一般的中度冲击条件,所以nst取4
KNP?1450N?4428?1107KN 式(4.12) 4上述计算表明，细长杆的承压能力是由稳定性的要求确定的。
5 减速器的设计
减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要，在某些场合也用来增速，称为增速器。
选用减速器时应根据工作机的选用条件，技术参数，动力机的性能，经济性等因素，
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比较不同类型、品种减速器的外廓尺寸，传动效率，承载能力，质量，价格等，选择最适合的减速器。减速器是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。
5.1 电动机的选择
5.1.1 选择电动机类型和机构形式
电动机是常用的原动机，并且是标准化和系列化的产品。机械设计中要根据工作机的工作情况和运动，动力参数等，选择合适的电动机类型，结构形式，传递的功率和转速,再根据这些确定电动机的型号。
电动机有交流电动机和直流电动机之分,工业上常采用交流电动机。交流电动机有异步电动机和同步电动机两类，异步电动机又分为笼型和绕线型两种，其中普通笼型异步电动机在平时应用最广泛。在一般的设计中，优先选用Y系列笼型三相异步电动机，因为它具有高效，噪音小，振动小，节能，安全可靠的特点,而且安装尺寸和功率等级符合国际标准,适用于那些无特殊要求的各种机械设备。
根据所给条件中工作场地的要求:每天二班制工作，载荷中有中度冲击，工作环境清洁，室内，三相交流电源。所以选择电动机为Y系列380V 三相笼型异步电动机。
5.1.2 功率的计算
电动机在功率方面的选择是否合适将直接影响到电动机在工作性能和经济性能方面的体现。如果选用的电动机额定功率小于工作机所要求的功率,那么工作机就不能正常工作, 而且容易是电动机因为长期过载而导致过早损坏,如果选用的电动机额定功率大于工作机所要求的,那么相比于电动机的价格，没有得到充分的应用，而导致浪费。
在设计过程中,由于工件传输机一般为长期连续运转,载荷不变或很少变化的机械,并且传递功率较小，故只需使电动机的额定功率Ped等于或梢大于电动机的实际输出功率Pd ,即Ped?Pd。这样电动机在工作时就不会过热,一般不需要对电动机进行热平衡计算和校核启动力矩。
5.1.3 电动机功率计算
wP?电动机所需工作功率为d?aP
式中：Pw工作机所需工作功率,指工作机主动端运输带所需功率。
?a由电动机至工作机主运动端运输带的总效率。
工作机所需工作功率,应由机器工作阻力和运动参数计算求得.
T?m?40rad/sPw?1000kW?560N?0.125kW?2.8kW 式(5.1) 1000?aT—工作机的阻力矩 ?—工作机的角速度
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5.1.4 传动效率
传动装置的总效率应为组成传动装置的各部分运动副效率之乘积,???1??2??3…?n 其中:分别为每一传动副,每对轴承,每个连轴器的效率.传动副的效率数值可按下列选取,轴承及连轴器效率的概略值为: 滚动轴承0.98-0.995 滑动轴承0.97-0.99 弹性连轴器0.99-0.995 齿轮连轴器0.99 万向连轴器0.97-0.98
5.1.5 确定电动机转速
容量相同的同类电动机,有几种不同的转速系列供使用者选择,如三相异步电动机常用的有四种同步转速,即3000,1500,1000,750r/min(相应的电动机定子绕组的极对数为2,4,6,8)。同步转速为由电流频率与极对数而定的磁场转速,电动机空转时才可能达到同步转速,负载时的转速都低于同步转速。
为了合理的设计传动装置，根据工作机的主轴转速要求和各传动比范围，可推算出电动机装速的可选范围，其中包括电动机可选转速范围，传动装置总传动比的合理范围，以及工作机主轴转速。
选定电动机类型,结构,对电动机可选的转速进行比较,选定电动机转速并计算出所需容量后,即可在电动机产品目录中查出所要的电动机。根据工况和计算所选电动机见下表5-1。
型号 额定功 率kW 3 表5-1 电动机参数表 满载时 起动电流 额定电流 6.5 起动转矩 额定转矩 2.5 最大转矩 额定转矩 2.8 YR132M1-6 转速 960r/min 电流 8.2 效率 80.5 功率因素 0.69 5.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比
5.2.1 总传动比
由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速,可得到传动装置的总传动比为
ia?nmn
其中nm为选择电动机的满载转速,n为工作机主动轴转速。该设计中nm为960r/min,n为40r/min。所以
ia?i0，i1分别为减速器各级传动比。
nmnr/min?96040r/min?24 式(5.2)
总传动比为各级传动比i1,i2,i3…in的乘积，即ia?i0?i1
5.2.2 分配减速器的各级传动比
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按转开式布置，考虑润滑条件,为使两级大齿轮直径相近,可由二级圆柱齿轮减速器传动比分配图资料查得i0?6.2，则i1?i/i0?24/6.2?3.87。
5.3 计算传动装置的运动和动力参数
为进行传动件的设计计算,要推算出各轴的转速和转矩(或功率)。如将传动装置各轴由高速至低速依次定为Ⅰ,Ⅱ轴，分别为：
i0，i1 --相邻两轴间的传动比；
?01，?12--相邻两轴间的传动效率；
P?,P? --各轴的输入转矩(N·m)； n?，n? --各轴的转速(r/min )；
则可按电动机至工作机运动传递路线推算,得到各轴的运动和动力参数。
5.3.1 各轴转速
n??nml0r/min?9606.2r/min?154.8r/min 式(5.3)
式中nm为选择电动机的满载转速，i0为电动机至I轴的传动比。
n??n?i??nmi0?i?r/min?96024r/min?40r/min 式(5.4)
5.3.2 各轴输入功率
P??Pd??01KW?2.8?0.99?2.772KW， ?01??1 式(5.5)
P??P???12?Pd??01??12KW?2.8?0.99?0.98?0.98?2.689KW,?12??2??3 式(5.6) 式中?1，?2，?3分别为连轴器，轴承，齿轮的传动效率。
5.3.3 各轴输入转矩
T??Td?i0??01N?m 式(5.7)
其中Td为电动机的输出转矩，按下列计算：
Pd2.8Td=9550nN?m?9550?N?m?27.85N?m 式(5.8) 960mT??Td?i0??01N?m?27.85?1?0.99N?m?27.58N?m 式(5.9)
T??T??i2??23N?m?165.87?3.87?0.98?0.97N?m?610.22N?m 式(5.10)
同一根轴的输出功率与输入功率数值不同，需要精确计算时应取不同的数值。
5.4 减速器结构的设计
5.4.1 机体结构
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