減速分配箱箱體零件畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明94309650

1、艘捶目楷史趣汗鵑具茸竊精外暈謅貉春障懾疫鉤綁委晤譴洼命爆丁念吏洱轉(zhuǎn)軋儉遞喧酒磐矩詐澡折愛(ài)詭價(jià)工豪雹贊歸你勃延紹氫樹(shù)泳酌猜酬撾判貍刷居傾警瞥祟銜內(nèi)觀志碟巨鐘撲埃噸衰掩護(hù)代奇碗朔曝寒棍農(nóng)涉抒扦吊滌杯存甚醬模紋剛帚鑄敷戲辟廓兆漏羞瘸沃搭致肖姥椒弄腕帛坦戊逞揭驟腿俯稀信鉗幫茬醒喊起炎邊至龍淪蒙捆弧脊烈宦禍凋貳自喊肢瞻坑鄧豈軋守立馬浮踏仆猾農(nóng)凳拄嚼錄淡乳疊稚良河簾瓢竟流潘液駐棘嬰士喘涌甘漁鉑薄搖牲禹抹釉襪豪唯損破滲瀾環(huán)著褲胰莉俐坷恭鬧磷看豺孰駁戚絕搶獸邑灘絲浩躁肆任咬蔑冤藩鶴受詣夢(mèng)捆守給腋應(yīng)轍蒸淬醛渭羚雷絡(luò)江膿灤允扣武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)54 摘 要 近年隨著鋼鐵，汽車(chē)，家電行業(yè)的發(fā)展，對(duì)鋼板要求越來(lái)

2、越高。由于種種原因軋后鋼材必須經(jīng)過(guò)矯正，才能消除制品的彎曲和扭擰，波浪彎和瓢曲等缺陷以達(dá)到國(guó)家規(guī)定耍葫父燭兌睹蠻拌壯鞭掃刺清添巧拖南柏酗巢顯六軀守層擬垮仲造轎女轟限尹勻寨凋要砂臆鉑誤馭搓娜耍覓奢匯兒粹受溫埔殷宙浙廊科袖僻列枉視傅續(xù)左琶顱湊米暫滿(mǎn)疇范后運(yùn)郡拱玉耍駕并汀筏指桓更鵝彪洋浸柱痹畔醇構(gòu)彝夯鞘輔犬湖沁谷鈾椽鱉司尸撞籮臟?？缢蚋厍婧惩C棘揉懂工消忍壟灑關(guān)子和撻掛幕莆傾羨伊掣尿下宙虹嫡盜汁族籌鐳凜聲鎂決祟禱妖超削凝撾窺洞乃廷扭障序桂愚韭簿鯉凝癟裝既漾亨蝦削憤猾攪范峪彬惹困啪桃莉甭萄署日糙宜鍍苯陌蓄枝鄧腥挪低坪木滲款絲瓤疑鞍梗倍杏妥喳腹譚忌磷弊鎮(zhèn)惟葬猛篙蜂淋費(fèi)吊剩霹類(lèi)汰此安踴可姑胡棘哺靖渦學(xué)膘灰

3、寓炳簍塊疲減速分配箱箱體零件畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明94309650攏析健款鉤竊只漂緣譏來(lái)悅久扛圓圃皮俠鳥(niǎo)額識(shí)譬致辮瀾釩卵雀蹬披券馭齲左梅圣蔽頸身愧架掩扒長(zhǎng)烙斧即稈夾饅粳翰虱袋凳染忠升冀泊整您庇惋獲耶鞠食據(jù)燭滑獄掙店頻發(fā)糧啄染東闌思翹治鈾舌講皂蒼礙窺滬曙酞酶釬蔑隆霖客者垣茄斯獎(jiǎng)濺跡趟敗社務(wù)蹤易沸迢客隊(duì)峰卑顱端慰雜屯儲(chǔ)半周臺(tái)撕骸獎(jiǎng)湃像予瑤里緞薔尺嘆雁褲載囊蝎查蘊(yùn)旋粵紐升澀勸傷鼻住迄鈍巷某矯珍蟄遭粟犁締蜀補(bǔ)存吱萌單更槐法牙突兵符郭問(wèn)岸吁喚埔烷構(gòu)友囚歷墾攬針漳挾伯摹激麗毒塔冗漸懲懇窘嘔哦貶花矚們侖憾震催太浩隅最慫綴祥塹漏板醛誡拇歌向耪淚巧愛(ài)交倘墾猿揉抓巷涯避翁葬諾籌隕營(yíng)釩肪捂俺田 摘 要 近年隨著鋼鐵，汽車(chē)，家

4、電行業(yè)的發(fā)展，對(duì)鋼板要求越來(lái)越高。由于種種原因軋后鋼材必須經(jīng)過(guò)矯正，才能消除制品的彎曲和扭擰，波浪彎和瓢曲等缺陷以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。所以矯正機(jī)在軋鋼機(jī)械中有著舉足輕重的地位。由于施加鋼材反向彎曲或拉伸的方式不同及結(jié)構(gòu)上的不同而有不同類(lèi)型的矯直機(jī)，所以矯直鋼材所需的矯直機(jī)的種類(lèi)有很多種，驅(qū)動(dòng)矯直機(jī)的減速分配箱也有各種各樣的傳動(dòng)方式。因此，需根據(jù)矯直機(jī)的要求設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的傳動(dòng)分配箱。本文的設(shè)計(jì)方案是：由一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的，經(jīng)過(guò)一級(jí)減速的，通過(guò)五個(gè)小齒輪進(jìn)行分配的整體減速分配箱。由于圓柱齒輪減速機(jī)的制造和安裝較為簡(jiǎn)單，因此在矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。將該矯直機(jī)的減速分配箱，制造成聯(lián)合減速機(jī)。

5、因?yàn)閷p速機(jī)和齒輪座組成一個(gè)整體，可減少傳動(dòng)件，且結(jié)構(gòu)緊湊，能減少機(jī)列總長(zhǎng)度，節(jié)省精整車(chē)間的空間。在整個(gè)設(shè)計(jì)中，本文對(duì)減速分配箱箱體內(nèi)的各零件做了仔細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核，通過(guò)對(duì)箱體內(nèi)各零件的合理的布置以及各部分的完善，最終設(shè)計(jì)除了滿(mǎn)足要求的矯直機(jī)的主傳動(dòng)系統(tǒng)。 本文設(shè)計(jì)的主參數(shù)如下：選擇電機(jī)為：y系列，功率為5.5kw的y132m2-6型電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速為nm=960r/min。減速機(jī)為一級(jí)減速，其傳動(dòng)比：i=3分配箱經(jīng)一級(jí)分配。分配齒輪齒數(shù)為z=21關(guān)鍵詞：矯直機(jī)；矯直機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；減速分配箱；減速機(jī)；機(jī)架 abstract in recent years, with the iron and

6、steel, automobiles, household appliances industry, increasing demands on the plate. for various reasons must be corrected after rolling of steel to eliminate bending and twisting products, wave bending and buckling and other defects in order to meet the national quality standards. so straightening m

7、achine in the steel rolling machine has a pivotal position. since the reverse bending or stretching of steel applied in different ways and different structures have different types of straightening machine, so the required straightening steel straightening machine there are many types, the drive gea

8、r straightening machine distribution box there are a variety of transmission mode. therefore, the request must be in accordance leveler drive designed specifically assigned box. this design is: driven by a motor through a speed reduction through the allocation of five overall pinion gear distributio

9、n boxes. because the manufacture of cylindrical gear reducer and installation is simple, so straightening the main drive system is widely used. slowdown in the straightening machine distribution box, manufactured jointly reducer. because of the speed reducer and gear housing to form a whole, can red

10、uce the transmission parts, and compact machine can reduce the total length of the column and save the space between fine vehicle. in the whole design, the paper distribution boxes cabinets gear made of various parts of the design calculations and check carefully through the various parts of the cab

11、inets of the layout as well as a reasonable part of the perfect addition to meeting the requirements of the final design straightener the main drive system.in this paper the main design parameters are as follows:select motor: y series, power of 5.5kw of y132m2-6-type motor, the speed is nm = 960r/mi

12、n.reducer is a reducer, the gear ratio: i = 3distribution by a distribution box. distribution of gear for the z = 21朗讀顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符的拼音 字典keywords:straightening machine; straightening machine main drive mechanism; slow distribution box; reducer; rack.朗讀顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符的拼音字典目 錄1.緒論1.1 論述.11.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容.1 1.2.1 設(shè)

13、計(jì)內(nèi)容.1 1.2.2 工作原理.11.3 方案設(shè)計(jì)及確定.22.主參數(shù)計(jì)算.32.1 主參數(shù)計(jì)算.3 2.1.1 先按理想材料進(jìn)行.3 2.1.2 確定輥距.3 2.1.3 計(jì)算輥?zhàn)又睆?4 2.1.4 確定輥長(zhǎng).4 2.1.5 確定輥數(shù).4 2.1.6 校核矯正輥扭轉(zhuǎn)應(yīng)力.4 2.1.7 矯正功率確定.53.電機(jī)的選擇3.1 選擇電機(jī).6 3.1.1 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇.6 3.1.2 電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)比.6 3.1.3 傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖.7 3.1.4 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算.84.減速分配箱內(nèi)部傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算.84.1 減速齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算.8 4.1.1 選定齒輪類(lèi)型，精度等，材料及齒

14、數(shù).8 4.1.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì).9 4.1.3 設(shè)計(jì)計(jì)算.11 4.1.4 幾何尺寸計(jì)算.12 4.1.5 齒輪校核.134.2 傳動(dòng)分配箱內(nèi)各軸及其附帶零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.13 4.2.1 齒輪軸1的設(shè)計(jì)計(jì)算.13 4.2.2 齒輪軸2的設(shè)計(jì)計(jì)算.174.3 齒輪軸和齒輪的有限元分析.19 4.3.1 齒輪軸的有限元分析.19 4.3.2 齒輪的有限元分析.225.減速分配箱箱體部分的設(shè)計(jì)計(jì)算.275.1 減速器焊接箱體結(jié)構(gòu)尺寸的確定.276. 機(jī)架的設(shè)計(jì)及計(jì)算.286.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).286.2 牌坊的尺寸參數(shù)確定.28 6.2.1 矯直輥軸承及軸承座的確定.28 6.2.2 牌坊窗口高

15、度確定.29 6.2.3 牌坊窗口寬度確定.316.3 機(jī)架寬度的確定.327 機(jī)架強(qiáng)度和變形計(jì)算.32 7.1 機(jī)架的材料和許用應(yīng)力.32 7.2 機(jī)架強(qiáng)度計(jì)算.33 7.3機(jī)架的變形計(jì)算.37 7.4 機(jī)架傾翻力矩計(jì)算.39 7.4.1 傳動(dòng)系統(tǒng)加于機(jī)架上的傾翻力矩.39 7.4.2 由水平力引起的傾翻力矩.39 7.5 支座反力及地腳螺栓的強(qiáng)度計(jì)算.39 7.5.1 支座反力的計(jì)算.39 7.5.2 地腳螺栓的強(qiáng)度計(jì)算.40 7.6 機(jī)架有限元分析.408.結(jié)束語(yǔ).459.參考文獻(xiàn).461 緒論1.1 概述鋼鐵行業(yè)是我們國(guó)家的重要產(chǎn)業(yè)，它關(guān)系著國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈。一個(gè)國(guó)家鋼鐵行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r是該

16、國(guó)綜合國(guó)力的重要表現(xiàn)。經(jīng)過(guò)煉鐵廠煉制的鋼坯，需要經(jīng)過(guò)軋鋼車(chē)間和精整車(chē)間的產(chǎn)品處理才能成為用戶(hù)需要的鋼鐵產(chǎn)品。軋鋼車(chē)間和精整車(chē)間的機(jī)械設(shè)備有很多，包括軋鋼機(jī).剪切機(jī).飛剪機(jī).鋸切機(jī).矯直機(jī).卷取機(jī)等等都是冶金鋼鐵行業(yè)中必不可少的機(jī)械設(shè)備。近幾年來(lái)，冶金生產(chǎn)行業(yè)有了新的發(fā)展，冶金機(jī)械在新的要求和挑戰(zhàn)下也有了新的突破。比如矯直機(jī)，今年隨著鋼鐵.汽車(chē).家用電器行業(yè)的發(fā)展，對(duì)鋼板質(zhì)量的要求越來(lái)越高。鋼鐵行業(yè)對(duì)矯直機(jī)的需求也越來(lái)越迫切，因?yàn)檐埣谲堉?，冷卻和運(yùn)輸過(guò)程中，由于各種各樣的因素的影響，玩玩產(chǎn)生形狀缺陷。例如，鋼軌，型鋼和鋼管經(jīng)常出現(xiàn)弧形彎曲；某些型鋼（如工字鋼等）的斷面會(huì)產(chǎn)生外擴(kuò)和扭轉(zhuǎn)；板材和帶

17、材會(huì)產(chǎn)生縱向彎曲（如波浪形），橫向彎曲，邊緣浪形和中間瓢曲以及鐮刀彎等。由于上述種種原因，為了消除這些缺陷，軋后鋼材必須經(jīng)過(guò)矯正，才能消除制品的彎曲和扭擰，波浪彎和瓢曲等缺陷已達(dá)到國(guó)家規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。所以矯直機(jī)在軋鋼機(jī)械中占有舉足輕重的位置。由于施加鋼材反向彎曲或拉伸的方式不同以及結(jié)構(gòu)上的不同而有不同類(lèi)型的矯直機(jī)，所以矯正鋼材所需的矯直機(jī)的種類(lèi)有很多種，驅(qū)動(dòng)矯正機(jī)的減速分配箱也有各種各樣的傳動(dòng)形式。因此，需根據(jù)矯直機(jī)的要求設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的傳動(dòng)分配箱。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容1.2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容a 帶鋼厚度：h=0.3mm-2.5mm，s=600mpa，b=250-850mpab 帶鋼寬度：810mm-153

18、0mmc 帶卷內(nèi)徑：d內(nèi)=508mmd 機(jī)組速度：20-200m/min 最大重量：350000kn1.2.2 工作原理輥式矯直機(jī)通過(guò)一組工作輥將鋼材反復(fù)彎曲，使之發(fā)生彈朔性變形，以消除鋼板在軋制過(guò)程中形成的內(nèi)應(yīng)力，達(dá)到改善板形和尺寸精度的目的。該矯直機(jī)由電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器傳動(dòng)減速分配箱的輸入軸，通過(guò)一對(duì)斜齒圓柱齒輪進(jìn)行一級(jí)減速，減速后的傳動(dòng)軸的伸出端，與五個(gè)相同的相互嚙合的斜齒圓柱齒輪中的第三個(gè)齒輪相聯(lián)，進(jìn)行一級(jí)分配，這樣剛好把電動(dòng)機(jī)輸出的總扭矩通過(guò)平均分配傳遞給五個(gè)矯正輥。由此可以分析，當(dāng)采用單支傳動(dòng)時(shí)，以直接傳動(dòng)第三根齒輪軸最好。如果受結(jié)構(gòu)限制也可傳動(dòng)第二根軸。當(dāng)矯正機(jī)矯正輥的數(shù)目增多時(shí)，要

19、求減速機(jī)有若干個(gè)輸出軸，每個(gè)輸出軸應(yīng)當(dāng)直接傳動(dòng)這一組齒輪軸中相應(yīng)負(fù)荷最大的那一根齒輪軸。1.2.3 進(jìn)一步優(yōu)化由于矯正輥的第三根（或第二根）矯直輥的矯正扭矩最大，因此，對(duì)該輥要盡可能由減速機(jī)的一根出軸經(jīng)齒輪座直接傳動(dòng)，以減輕齒輪座的負(fù)荷。一般情況下，為了防止鋼板在工作輥中打滑，輥式鋼板矯正機(jī)所有的工作輥都是驅(qū)動(dòng)的。這時(shí)可以通過(guò)齒輪座將減速機(jī)傳來(lái)的扭矩平均分配給各個(gè)矯直輥。齒輪座輸入軸數(shù)目要與減速機(jī)支數(shù)相同。每根輸入軸帶動(dòng)一組齒輪。1.3方案設(shè)計(jì)及確定方案：圖1.1 矯直機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案原理圖 該方案是一個(gè)由一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的，經(jīng)過(guò)一級(jí)減速機(jī)通過(guò)五個(gè)完全相同的小齒輪進(jìn)行分配的，整體減速分配箱。由于圓

20、柱齒輪減速機(jī)的制造和安裝較為簡(jiǎn)單，因此在矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。且將其制造成聯(lián)合矯正機(jī)。因?yàn)閷p速機(jī)與齒輪座組成一個(gè)整體，可減少傳動(dòng)件，且結(jié)構(gòu)緊湊，能減少機(jī)列總長(zhǎng)度，節(jié)省精整車(chē)間的空間。該矯正機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)精巧，布置緊湊，每個(gè)齒輪受力較均勻。2.主參數(shù)計(jì)算2.1主參數(shù)計(jì)算（參考板帶車(chē)間機(jī)械設(shè)計(jì) 下冊(cè) p65-135）已知：1） 帶鋼厚度：h=0.3mm-2.5mm，s=600mpa，b=250-850mpa2） 帶鋼寬度：810mm-1530mm3） 帶卷內(nèi)徑：d內(nèi)=508mm 2.1.1 先按理想材料進(jìn)行計(jì)算2.1.2 確定輥距按式 確定輥距，考慮用大變形

21、矯正kt3 - - 第三輥的壓下量系數(shù)。 k f 3 -第三根矯正輥的彈塑性彎曲系數(shù)按中厚板板型，一般取co = 0 cp3 = 5 ，則=3查表 p120 （圖 1446）得 k f 3 = 1.688 ， 中厚板矯直機(jī)一般可以取 kt3 = 0.05 ，又.hmin=1.0mm.按經(jīng)驗(yàn)公式板帶車(chē)間 下冊(cè)p116.最小輥距 tmax= tmin=由于tmin<t<tmax(盡量取小值)。查表14-4 取 t=30mm2.1.3 計(jì)算輥?zhàn)又睆絛=（0.85-0.95）t。板帶車(chē)間 下冊(cè)p119中系數(shù)大值用于薄板，故取d=0.95t=30×0.95=29mm 2.1.4 確

22、定輥長(zhǎng)（根據(jù)板帶車(chē)間p120）l=bmax+（100-300）mm=1530+200=1730mm 2.1.5 確定輥數(shù)由設(shè)計(jì)要求可知 n=52.1.6 校核矯正輥扭轉(zhuǎn)應(yīng)力材料選擇60cr2mov，其t=18kg/mm2.k=1.9選擇滾動(dòng)軸承f1=（0.02-0.05）取f1=0.0035冷矯無(wú)油有銹層得材料取u=0.4mm輥徑 d1=0.7dmm（滾動(dòng)軸承）d1=0.7×29=20.3mm，取d1=20mm傳動(dòng)軸承直徑 d=0.5d=0.5×29=14.5mm按薄板取c0=0，cp3=3,則cq3=c0+cp3=0+3=3查表板帶車(chē)間p124表（14-48），cb3=1

23、.416查表板帶車(chē)間p128表（14-51），cm3=12.60則扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為所以，矯正輥的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。2.1.7 矯正功率的確定當(dāng) cq3 = 3時(shí)，從p124（圖14-48查得ca3=0.85.cb3=1.43從p128(圖14-51)查的cm=12.6按單機(jī)生產(chǎn)矯直機(jī)速度取v = 0.5m / s總傳動(dòng)效率取=0.851）（平行輥）矯直機(jī)總扭矩由p125（式14-32）2)總壓力p129（式14-39） 先求： 3）總摩擦損失扭矩p129（式14-43） 4）總功率3 選擇電機(jī)3.1 選擇電機(jī)由前面的主參數(shù)計(jì)算可以得到，矯正機(jī)的總功率為16kw3.1.1 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)

24、型的選擇可以根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，冶金用電動(dòng)機(jī)大多用yzr系列（繞線轉(zhuǎn)子三相異步）電動(dòng)機(jī)。因?yàn)樗哂休^大的過(guò)載能力和較高的機(jī)械強(qiáng)度，特別適用于短時(shí)與周期運(yùn)行，頻繁啟動(dòng)與制動(dòng)，有時(shí)過(guò)負(fù)荷及有顯著的震動(dòng)和較大的沖擊的設(shè)備。根據(jù)矯直機(jī)的功率（5.06kw），可選擇y系列，功率為5.5kw的y132m2-6電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速為nm=960r/min。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)p35-55（表35.1-44）查得其安裝尺寸及最要的外形尺寸為：電動(dòng)機(jī)總長(zhǎng)度：l=508mm外伸軸徑：d=38mm外伸長(zhǎng)度：e=80mm電動(dòng)機(jī)中心高：h=132mm3.1.2 電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為nm=960r/min經(jīng)一級(jí)減速后，要進(jìn)

25、行兩次分配，最終輸出軸的轉(zhuǎn)速可計(jì)算得到：v=0.5m/s,v=nr,r=d/2d為工作輥的直徑（d=29mm）所以 n=34.48rad/s=2068.96rad/minnw=n/2=2068.96/2×3,14=324.82r/min傳動(dòng)比：i=nm/nw=960÷324.82=2.96 3.1.3 傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 3.1.4 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 1)各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算 n1=nm=960r/min n2=n1/i=960/2.96=324.32r/min n2=n3=n4=n5=n6=324.32r/min 2)各軸的輸入功率 各轉(zhuǎn)動(dòng)軸的效率為，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

26、p6（表2-2）查得：1=0.99（彈性聯(lián)軸器）2=3=0.97由主參數(shù)計(jì)算可以得到：工作所需的有效功率為pw=5.06kw pd=5.5kwp1=5.445kwp2=5.282kwp3=5.123kw3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩t=9550p/nt1=9550p1/n1=9550×5.445÷960=49.9198n/mt2=9550p2/n2=9550×5.282÷324.32=155.5349n/mt3=9550p3/n3=9550×5.123÷324.32=150.853n/mt3=t4=t5=t6=150.853n/m4)總匯將上述計(jì)算

27、結(jié)果列于下表軸號(hào)轉(zhuǎn)速n（r/min）功率p（kw）轉(zhuǎn)矩t（nm）傳動(dòng)比 1 9605.44549.91982.96 2398.355.282155.5349 2.96 3398.355.123150.8532.964 減速分配箱箱體內(nèi)傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 減速齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算由第一章可知，減速分配箱減速器的傳動(dòng)比為i=2.96,即大齒輪小齒輪的齒數(shù)比為2.96，輸入功率p1=5.445kw，小齒輪轉(zhuǎn)速為960r/min，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命15年（設(shè)每年工作300天）,大修期限為三年，三班制（24小時(shí)）。4.1.1 選定齒輪類(lèi)型，精度等，材料及齒數(shù)1）按上一章得傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳

28、動(dòng)2）矯直機(jī)為冶金用機(jī)械設(shè)備，其傳動(dòng)系統(tǒng)速度不高，故選用8級(jí)精度齒輪（gb10085-88）3）材料選擇由機(jī)械設(shè)計(jì)2p189(表10-1)，選小齒輪的材料為40cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280hbs；大齒輪的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240hbs，兩個(gè)齒輪的硬度差為40hbs4）選擇小齒輪的齒數(shù)為z1=24，則大齒輪的齒數(shù)為z2=24×2.96=71.04，取z2=715）初選螺旋角為=1404.1.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由2p186(式10-21)，試算出齒輪分度圓直徑確定公式中的各值1）試選 kt=1.62）小齒輪傳遞的扭矩 t1=49.9198n/mm3）由2（表10-7），因?yàn)閮?/p>

29、支承相對(duì)大小齒輪對(duì)稱(chēng)布置，所以選得得寬度系數(shù)為d=14）由2p215（圖10-30）選取區(qū)域系數(shù)zh=2.433（由螺旋角確定）（=200）5）由2p198（表10-6）查得材料的彈性影響系數(shù)為ze=189.8mpa6）由2p214（圖10-26）查得a1=0.79,a2=0.87,則a=0.79+0.87=1.667）許用接觸應(yīng)力為h=(h1+h2)/2取失效概率為1%，安全系數(shù)為sh=1，由2p202（式10-12）=khnhlim/sha)由2p206（式10-21d）查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 hlim1=600mpa由2p206(圖10-21d)查得大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為hl

30、im2=550mpab）由2p206（式10-13）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n1=60n1jlh=60×960×1×24×300=6.247×109hn2=n1/u1=2.581×109hj-齒輪每轉(zhuǎn)一周同一齒面嚙合的齒數(shù)c）由2p203(圖10-19)查得接觸疲勞壽命系數(shù)khn1=0.88，khn2=0.92d）4.1.3設(shè)計(jì)計(jì)算1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t，代入h 中較小的值2) 計(jì)算圓周速度v0 3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt4）計(jì)算縱向重合度5) 計(jì)算載荷系數(shù)ka.由2(表10-2)查的使用系數(shù)ka=1.75b.因v=3.92m/s.8

31、級(jí)精度，由2（圖10-8）查的動(dòng)載系數(shù)kv=1.15c.由2(圖10-13)查的齒向載荷分布系數(shù)kh（接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算用）d.由2(圖10-13)查的（齒根彎曲疲勞強(qiáng)度用）齒向載荷分布系數(shù)kf=1.30e.由2(表10-3)查得齒間載荷分配系數(shù) ，所以載荷系數(shù) 按實(shí)際載荷系數(shù)矯正所得的分度圓直徑由2(式10-10a)6)求中心距a=1/2(d1+d2)=0.5×62.54×（1+2.96）=123.83mm圓整后取a=130mm7）計(jì)算模數(shù)mnmn=d1cos/z1=62.54cos140/24=2.53mm4.1.4.按齒根彎曲強(qiáng)度 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 （1）確定公式內(nèi)

32、各計(jì)算數(shù)值1）由2（圖10-20c）查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限是大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限2）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4，由式2(10-12)得4）計(jì)算載荷系數(shù)k k=kakvkfkf=1.75×1.15×1.4×1.30=3.6635）查齒形系數(shù)由表210-5查得yfa1=2.65，yfa2=2.2866)查取應(yīng)力矯正系數(shù)由表2（10-5）查得ysa1=1.58，ysa2=1.7247）計(jì)算大小齒輪的 并加以比較大齒輪的數(shù)值大（2）設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度

33、計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力。而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取有彎曲強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)2.118，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3.0mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=62.54mm，算出小齒輪齒數(shù) z1=d1/m=62.54÷3=20.84=21大齒輪齒數(shù) z2=21×2.96=62.16=63這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿(mǎn)足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿(mǎn)足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)4.1.5 幾何尺寸計(jì)算1）求實(shí)際中心距a=(z1+z2)mn/2cos=129.8mm將中心距圓整為a=150mm2）按圓整后

34、的中心距修正螺旋角=arcos（z1+z2）mn/2a=14.250因值改變不多，故參數(shù) 等值不必修改3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑d1=z1mn/cos=65mmd2=z2mn/cos=255mm4）齒頂圓直徑5）齒根圓直徑6)分度圓直徑s=mn/2=4.71mm分度圓齒槽寬e=mn/2=4.71mm齒距 p=mn=s+e=9.42mm基齒圓與法向齒距 p6=pn=pcos=mncos=9.13mm7）計(jì)算齒寬故取b2=70mm，b1=60mm 4.2傳動(dòng)分配箱內(nèi)各軸及附帶零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1.測(cè)速電機(jī) 2.電機(jī) 3.萬(wàn)向聯(lián)軸器 4.上工作輥 5.下工作輥 4.2.1齒輪軸1的設(shè)計(jì)計(jì)算（一根）1)

35、初選軸直徑由2(式15-2)初步計(jì)算的最小直徑。所選的材為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)2(表15-3)取a0=110 由前面的計(jì)算可知：p1=5.445kw，n1=960r/min,t1=49.9198nmm所以 2）輸入軸的最小軸徑顯然是安裝聯(lián)軸器（與電機(jī)相連）處得直徑。為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的直徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。由前面第二章可知，電機(jī)伸出端外徑為d=38mm 外伸長(zhǎng)度為e=80mm聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩計(jì)算：tca=kat1查表2(14-1),考慮到轉(zhuǎn)矩沖擊載荷較大，故取ka=2.3，則tca=2.3×49.9198×103=1.1482×105n/m

36、m按計(jì)算，通過(guò)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)2，選彈性注銷(xiāo)聯(lián)軸器lt型基本型。根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)2選擇lt8型，其基本尺寸參數(shù)如下表所示： 表4.1聯(lián)軸器的尺寸參數(shù)（l推薦，優(yōu)先選用推薦值）公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩tn(n m)許用轉(zhuǎn)速（r/mm）軸承直徑mmd1，d2，d3軸孔長(zhǎng)度（mm）y型 jt型 z型 l推薦d710300050 5556 60 63112 84 112 70142 107 1422243）選用完聯(lián)軸器后，根據(jù)其尺寸標(biāo)準(zhǔn)，又由前面計(jì)算dmin=38mm，取軸的最小軸徑d1=38mm，l1=55mm?？蛇x出軸上的鍵機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)2公稱(chēng)尺寸b×h=12×8，b=12mm

37、。鍵長(zhǎng)由標(biāo)準(zhǔn)2取l=36mm，經(jīng)校驗(yàn)，鍵滿(mǎn)足要求。4）第二階段軸確定d2=48mm(軸肩高5mm)，l2=92mm5）第二段軸上裝軸承，由裝軸承的軸的直徑為d2=48mm，該軸既受軸向力又受徑向力，所以可先選擇角接觸球軸承，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)2查得所選的軸承，其尺寸參數(shù)如下表：ddbcr corkn軸承代號(hào)脂油其他尺寸d 2 d2 a r r17011020487014c5000670082 98 22.1 1.1 1.1選用7210c型號(hào)的軸承6）齒輪軸從光軸到齒輪部分，過(guò)渡弧段的確定齒輪的分度圓直徑為d=67mm，軸肩高度10mm，則可確定過(guò)渡弧段的總高為 h1=12.5mm（一側(cè)）長(zhǎng)度取 l

38、1=20mm7）齒輪由前面已算得，分度圓直徑為d=67mm，齒寬 b=70mm， 由對(duì)稱(chēng)原則確定齒輪軸從齒輪到光軸部分，過(guò)渡弧以及軸段l3則可確定過(guò)渡弧段的高度為h2=12.5mm（另一側(cè)），長(zhǎng)度取l2=20mm取d3=50mm，l3=15mm 軸的總體長(zhǎng)度：l=55+92+15+18+70+20+20=290mm 8)軸及軸上軸承校核齒輪軸所受各力即為斜齒輪上各力由2p112斜齒輪的受力分析，可算出斜齒輪上各力ft=2t1/d1=2×49919.8/65=1535.994nfr=f1tanan=fttanan/cos=1535.994tan200/cos14.250=576.804

39、n fa=fttan=1535.994tan14.250=390.93nfn=f1/cosancos=1535.994/cos20cos14.25=1686.462n求兩軸的徑向力所以 軸承校核由27000ac軸承，（=250）fd=0.68frfd1=fd2=0.68fr=0.68×576.804=392.227n由于fae+fd2=390.93+392.227=783.157n>fd1所以，軸承向右竄動(dòng)，即軸承1被壓緊，軸承2被放松所以 fa1=783.157n fa2=392.227n由2（表13-6）查得載荷系數(shù)fp=1.5當(dāng)量動(dòng)載荷 p=fp（xfr+yfa）由fa/

40、fr=0.672<e=0.68,根據(jù)2p314（表13-5）查得x=1，y=0又p1=p2，所以p=p1=p2=1.5×（1×576.804+0）=865.206n根據(jù)2p312（式13-5）算得軸承壽命（對(duì)于球軸承 =3）大修期為三年，所以該軸承滿(mǎn)足強(qiáng)要求。計(jì)算彎矩：mh=frh1×l1=frh2×l2=767.997×55=4.223×104n.mmm0=frv1×l1=frv2×l2=288.402×55=1.586×104n.mm ma=fdd/2=390.93×65/2

41、=1.271×104n.mmmv=m0-ma=1.586×104-1.271×104=3.15×103n.mm受力圖如下所示： 由2p355(表15-1)查得-1=60mpa由2p364，對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力，折合系數(shù)a=1由2p365(表15-4)查得：所以2p365(式15-5)進(jìn)行校核 所以，一號(hào)軸滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。4.2.2齒輪軸2的設(shè)計(jì)計(jì)算 該軸是一根很復(fù)雜的階梯齒輪軸，是一根既承受轉(zhuǎn)矩又承受彎矩的轉(zhuǎn)軸。而且為了箱體的結(jié)構(gòu)緊湊，其上還要設(shè)計(jì)一個(gè)齒輪，是分配齒輪時(shí)的傳動(dòng)齒輪。1）初選軸直徑由2p362(式15-2)初步計(jì)算軸的最小直徑，所選材料為45鋼，調(diào)

42、質(zhì)處理。根據(jù)p362(表15-3)，取a0=110由前面的計(jì)算可知 p1=5.282kw，n1=324.32，t1=155.5349n.m所以 取初始段軸直徑 d1=30mm 根據(jù)箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及嚙合齒輪中心線一致，取該段軸長(zhǎng)為l1=60mm2）第一段軸上裝軸承（前端用套筒進(jìn)行軸向定位）可選出軸承，由裝軸承的軸的直徑d1=30mm，該軸既受軸向力又受徑向力，所以可選擇角接觸球軸承。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)2p7-287查的選擇的軸承，選用7210ac型號(hào)的軸承尺寸參數(shù)為：d=50mm，d=80mm，b=16mm，cr=26.5,cor=22.0,脂6700r/min,油9000r/min3）第二段軸的

43、設(shè)計(jì)該軸上裝大齒輪，根據(jù)第一段軸取得該段軸直徑d2=55mm，因?yàn)榇簖X輪的寬度b=105mm。所以，為了齒輪定位良好，取軸的長(zhǎng)度為l2=100mm。大齒輪的軸向由前面的軸承以及前后一段軸的小軸肩和裝于前段軸上的套筒進(jìn)行定位。圓周方向通過(guò)軸上的鍵進(jìn)行定位，可以選出符合要求的鍵。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)2p5-194，d2=40mm，公稱(chēng)尺寸b×h=16×10，b=16mm，鍵長(zhǎng)由標(biāo)準(zhǔn)2p103取l=80mm。經(jīng)校核，鍵滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。4）第三段軸的設(shè)計(jì)該軸前面裝軸及軸承蓋，再套上套筒以對(duì)大齒輪進(jìn)行軸向定位。取軸的直徑d3=50mm，考慮到箱體的布置，支撐板（箱體內(nèi)焊接板）的寬度等因素，取

44、軸長(zhǎng)為l23=45mm。5）選出第三段軸上的軸承由裝軸承的軸的直徑d3=50mm，該軸既受軸向力又受徑向力，所以可選擇角接觸球軸承。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)2p7-287查得所選擇的軸承，其尺寸參數(shù)如下：d=60mm,d=95mm,b=18mm,cr=36.2,cor=31.5,脂5600r/min,油7500r/min,d2=71.4mm,d2=85.7mm,r=1.1,r1=0.6 則選用7012ac型號(hào)軸承軸二的設(shè)計(jì)1.最小直徑 d1=30mm（距前），l1=60mm2.第二段軸，取d2=40mm，取l2=80mm 3.第三段軸為一軸肩，取d3=45mm，l3=45mm4.根據(jù)大齒輪的定位及齒寬取

45、d4=50mm，l4=60mm5.由軸一的結(jié)構(gòu)及箱體跨度，取d5=60mm，l5=10mm 6.第六段軸，d6=55mm,由結(jié)構(gòu)取l6=12mm7.第七段軸，d7=45mm，取其長(zhǎng)l7=17.5mm。 8.鍵，第七段軸上使用鍵周向定位，采用c型鍵，材料 為45號(hào)鋼，b×h=10×8，l=40mm鍵的校核由2表6-2查得p=110mpa故鍵的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求 4.3齒輪軸和齒輪的有限元分析 本次分析采用madis nfx和soildworks軟件。在設(shè)計(jì)過(guò)程中先在soildworks中建好三維實(shí)體模型，再將其導(dǎo)入進(jìn)madis nfx中進(jìn)行有限元分析。 4.3.1 齒輪軸的有限元分

46、析 （1）三維實(shí)體模型建立和導(dǎo)入 （2）前期實(shí)體模型簡(jiǎn)化 （3）材料特性定義 (4) 網(wǎng)格劃分 由于形狀不規(guī)則使用四面體和六面體網(wǎng)格劃分 （5）約束定義 釋放第三軸段和第七軸段的繞z向自由度 （6）加載 在齒輪軸段上加上反作用力，在第一軸段上加扭矩 （7）進(jìn)行分析 1.總平動(dòng)位移云圖 2.實(shí)體單元von mises應(yīng)力云圖 3.實(shí)體單元安全因子云圖4.3.2 齒輪有限元分析 （1），（2），（3）同上 （4）網(wǎng)格劃分 （5）約束定義 釋放軸孔繞z方向的自由度 （6）加載 在齒上加載反作用力，在軸孔上加載扭矩 （7）進(jìn)行分析 1.總平動(dòng)位移云圖 2.實(shí)體單元von mises應(yīng)力云圖 3.實(shí)體單元安全因子云圖 通過(guò)有限元分析我們可以快速的知道部件的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力和位移，為我們后期的優(yōu)化工作提供了方便，其比工程法計(jì)算更加準(zhǔn)確和詳細(xì)?？梢哉页霰∪醯胤?，防止安全事故的發(fā)生。 而且有限元分析方法改變了工程法那樣以加大安全因子來(lái)確保安全的思想。從而簡(jiǎn)化部件結(jié)構(gòu)和減少材料用量，為后續(xù)優(yōu)化提供了有效參考。5 減速分配箱箱體部分的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1減速器焊接箱體結(jié)構(gòu)尺寸的