1000mm電動(dòng)卷板機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)PAGE圖書分類號(hào)：密級：畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)1000mm電動(dòng)卷板機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)STRUCTUREOFTHE1000mmELECTRICBENDINGMACHINEDESIGN學(xué)生姓名班級學(xué)院名稱專業(yè)名稱指導(dǎo)教師`學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書本人完全了解關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸所擁有。有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進(jìn)行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：年月日日期：年月日摘要本設(shè)計(jì)所選課題是電動(dòng)卷板機(jī)設(shè)計(jì)，通過對其發(fā)展?fàn)顩r和特點(diǎn)的描述最終選擇三輥式卷板機(jī)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)卷板機(jī)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，易于操作，工作效率高。設(shè)計(jì)前半段是對其電動(dòng)機(jī)的選擇確定，通過其傳動(dòng)的計(jì)算選擇減速器的類型選擇三級齒輪減速，由于該卷板機(jī)要求傳動(dòng)的精確性，本設(shè)計(jì)選用的是齒輪傳動(dòng)。上輥的升降由于需要較大的減速比所以選擇蝸輪蝸桿傳動(dòng)?？紤]到齒輪及箱體需要很高的強(qiáng)度及剛度要求齒輪選用40，箱體選用鑄鐵。為提高硬度可對齒輪進(jìn)行淬火調(diào)質(zhì)處理，同時(shí)，對鍵，軸，軸承，齒輪的校核以保證設(shè)計(jì)的可實(shí)施性。關(guān)鍵詞：卷板機(jī)；減速器；齒輪；電動(dòng)機(jī)AbstractTheprojectofthisdesigniselectricbendingmachinedesign.throughthedevelopmentandcharacteristicsdescribingthefinalselectionofthree-rollerbendingmachinedesign.Themachineischaracterizedbysimplestructure,easyoperation,highworkefficiency.Thefirstwasthemotorselected,throughthecalculationofthetransmissionchoiceselectthree-stagegearreducertype,duetotheaccuracyofthemachinerequirestransmission,thisdesignusingageardrive.Upperrollerliftduetotheneedofchoosinglargerreductionratiowormgeardrive.Takingintoaccountthegearsandcasinghighstrengthandstiffnessrequirementsofgearsusing40Cr,boxselectionofcastiron.Atthesametime,forimprovingthequenchingandtemperinghardnessofgear,key,shaft,bearing,gearchecktoensurethatthedesigncanbeimplemented.Keywords:RollingmachineMotorDeceleratorGear全套圖紙外文文獻(xiàn)扣扣1411494633目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 IIAbstract III1緒論 11.1卷板機(jī)的研究背景及意義 11.2卷板機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 11.3設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 22卷板機(jī)整體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 32.1方案1四輥卷板機(jī) 32.2方案2三輥卷板機(jī) 32.3方案3兩輥卷板機(jī) 42.4方案的確定 43卷板機(jī)傳動(dòng) 53.1傳動(dòng)方案分析 53.1.1齒輪的傳動(dòng) 53.1.2皮帶的傳動(dòng) 53.1.3方案確定 53.1.4副傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 64下輥驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 74.1已知設(shè)計(jì)參數(shù) 74.2確定卷板機(jī)的基本參數(shù) 74.3主電機(jī)的功率確定 74.3.1主電機(jī)的功率確定 85傳動(dòng)方案的分析和擬定 125.1減速器傳動(dòng)設(shè)計(jì) 125.1.1總的傳動(dòng)比 125.1.2各級傳動(dòng)比 125.2傳動(dòng)中各軸的設(shè)計(jì) 125.2.1轉(zhuǎn)速N 125.2.2功率P 135.2.3轉(zhuǎn)矩T 135.3齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 145.3.1第一級傳動(dòng)設(shè)計(jì) 145.3.2第二級傳動(dòng)設(shè)計(jì)： 185.3.3第三級齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 215.4蝸輪、蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 245.5軸的設(shè)計(jì)校核計(jì)算 265.5.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 265.5.2校核計(jì)算 275.6軸承校核 315.6.1參數(shù)： 315.6.2軸承受到的徑向力 315.6.3軸承使用期限： 325.7鍵的校核 325.8減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 335.8.1箱體參數(shù) 335.9齒輪、軸承的潤滑 33結(jié)論 35致謝 36參考文獻(xiàn) 371緒論卷板機(jī)是一種重要的工業(yè)機(jī)械主要是把金屬板料卷圓成圓筒,錐體或其他形狀的一種鍛壓機(jī)械設(shè)備。依據(jù)三點(diǎn)成圓的理論,利用棍子的滾動(dòng)和棍子位置不同來使鋼板變形成不同的曲率,進(jìn)而得到我們想要的鋼板形狀,通過這些加工來滿足現(xiàn)階段生產(chǎn)的要求，對人力物力的節(jié)省有很大的意義!卷板機(jī)從發(fā)明到現(xiàn)在經(jīng)歷了很大的革命歷程，由剛開始的機(jī)械原型機(jī)到液壓控制再到,數(shù)控控制的發(fā)展歷程。卷板機(jī)初始階段采用的是機(jī)械傳動(dòng)，到目前為止其技術(shù)已經(jīng)很成熟,由于機(jī)械驅(qū)動(dòng)的卷板機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，能滿足大多數(shù)中小企業(yè)對卷板的精度要求，再加上其造價(jià)比較低廉，所以現(xiàn)階段仍有很多企業(yè)使用。因此在技術(shù)和精度上對卷板機(jī)的要求越來越高。現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于重型，輕型工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。1.1卷板機(jī)的研究背景及意義隨著時(shí)代的進(jìn)步，產(chǎn)品對卷板機(jī)的精度要求不斷提高，逐漸的有一些企業(yè)采用液壓傳動(dòng)的卷板機(jī)，但最普遍的還是以機(jī)械為主要驅(qū)動(dòng)的卷板機(jī)。采用機(jī)械驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是性能可靠,結(jié)構(gòu)緊湊，方便對其速度的調(diào)節(jié)來適應(yīng)不同工況對精度的要求。而且機(jī)械卷板機(jī)工作比較穩(wěn)定，相對來說更容易對其實(shí)行自動(dòng)化控制。所以更深入的對機(jī)械類卷板機(jī)的設(shè)計(jì)及其傳動(dòng)系統(tǒng)的研究不僅對我國工業(yè)更對人民生活水平的提高也有著很大的意義。本課題就是結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)狀利用自己所學(xué)知識(shí)對卷板機(jī)的設(shè)計(jì)做一些基本的研究。本課題涉及CAD繪圖、機(jī)械原理，工藝設(shè)計(jì)等專業(yè)知識(shí),把這些理論知識(shí)付諸于實(shí)踐對我們對個(gè)人能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的訓(xùn)練都起到了十分重要的作用。卷板機(jī)發(fā)展初始階段一直用的是機(jī)械傳動(dòng)因?yàn)槠湎鄬ν纫?guī)格的卷板機(jī)它的效率更高，性能更好，控制簡單，最重要的是幾個(gè)比較低廉。因?yàn)檫@些特性機(jī)械類卷板機(jī)在市場上仍是中小企業(yè)首選的產(chǎn)品。而且在轉(zhuǎn)速低扭矩高的這類卷板機(jī)上，因?yàn)槠潴w積過大，對電機(jī)規(guī)格的要求較高，瞬時(shí)啟動(dòng)制動(dòng)的電網(wǎng)波動(dòng)比較劇烈，所以大部分企業(yè)會(huì)采取液壓傳動(dòng)。當(dāng)然由于工況需要或者產(chǎn)品要求，近年來液壓傳動(dòng)的卷板機(jī)開始被使用，但是這些仍然是以機(jī)械傳動(dòng)為主的混合動(dòng)力的卷板機(jī)，當(dāng)然純以液壓傳動(dòng)的卷板機(jī)也是有的。1.2卷板機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀隨著科技的發(fā)展，國與國技術(shù)交流日益密切，卷板機(jī)技術(shù)也在飛速發(fā)展，作為工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)不可或缺的機(jī)械產(chǎn)品，就目前統(tǒng)計(jì)來看，截至4年前，我國對卷板機(jī)的需求量位居世界第二位，僅僅次于USA。因而作為一個(gè)比較成熟的產(chǎn)業(yè)國家對卷板機(jī)設(shè)備的投資也會(huì)不斷擴(kuò)大，與此同時(shí)產(chǎn)品更新?lián)Q代越來越頻繁，也要求我們不斷對卷板機(jī)的技術(shù)工藝及精度不斷的創(chuàng)新和提高。就目前的卷板及前景而言，包括政府和其他企業(yè)的投資項(xiàng)目超千萬元以上的已經(jīng)有上百個(gè)，同時(shí)對老舊產(chǎn)品的改造也是一塊很大的市場；其次，外企公司都把研制的最新型卷板機(jī)投放到我國市場，而且其投資力度，產(chǎn)能也在不斷加大，這些對國內(nèi)市場有著很大的沖擊。但是隨著我國民營企業(yè)的不斷創(chuàng)新以及政府對企業(yè)的支持使他們在卷板機(jī)市場上也有著一定的地位。卷板機(jī)制造業(yè)，其進(jìn)口設(shè)備的60%都用來卷板機(jī)的制造，卷板機(jī)的快速發(fā)展使得其相關(guān)展業(yè)也在不斷發(fā)展，例如焊接，切割，涂裝等行業(yè)。近年來，數(shù)控技術(shù)突飛猛進(jìn)，使得大量有人理控制的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)控制，節(jié)省了大量人力物力，同時(shí)，數(shù)控技術(shù)在卷板機(jī)上的應(yīng)用使得卷板機(jī)的效率和精度有著更大的提高。在以后的機(jī)械工業(yè)產(chǎn)業(yè)中，卷板機(jī)作為機(jī)械類的基礎(chǔ)裝備將會(huì)得到很高的使用。其在彎曲鋼板上的作用將不可代替。作為現(xiàn)時(shí)期對效率和精度要求越來越高的情況下，卷板機(jī)是一個(gè)不可多得的高效機(jī)械。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)水平的提高以及產(chǎn)品精度越來越精密，都將對卷板機(jī)行業(yè)的發(fā)展提供很大的動(dòng)力。1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求設(shè)計(jì)內(nèi)容：本設(shè)計(jì)主要研究卷板機(jī)的運(yùn)動(dòng)及其原理，并對卷板機(jī)機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。運(yùn)用所學(xué)知識(shí)及現(xiàn)有資料對卷板機(jī)的整體機(jī)構(gòu)進(jìn)行多種設(shè)計(jì)，并對其進(jìn)行分析和比較，確定最優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保卷板機(jī)的合理準(zhǔn)確運(yùn)行。擬解決的主要問題(1）卷板機(jī)的卷板的質(zhì)量有很大一部分和機(jī)械輥的穩(wěn)定程度有關(guān)，所以對卷板機(jī)內(nèi)部傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)很重要；(2）在設(shè)計(jì)過程中，振動(dòng)對工件的質(zhì)量影響很大，所以要減小震動(dòng)，這就要對回彈量，縱向很長零件中部凸起有很好的控制。2卷板機(jī)整體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)一般來說，卷板機(jī)的卷板能力，也就其所能卷曲板材的厚度，隨著技術(shù)的發(fā)展，卷板機(jī)的卷板能力不斷增強(qiáng)。卷板分為熱卷和冷卷，熱卷相對來說比冷卷卷板能力更強(qiáng)按照以往經(jīng)驗(yàn)及卷板機(jī)類型設(shè)計(jì)方案：2.1方案1四輥卷板機(jī)四輥卷板機(jī)有四個(gè)輥?zhàn)?，（如下圖）上輥是驅(qū)動(dòng)輥，下輥可以通過絲杠螺母上下移動(dòng)用來加緊鋼板，當(dāng)工作時(shí)四輥卷板機(jī)的兩測輥可通過斜向的運(yùn)動(dòng)來使鋼板彎曲，他和其他類卷板機(jī)不同的是可以進(jìn)行鋼板的預(yù)彎工作。原理是通過下滾的上升和下降將鋼板夾緊，在通過兩測輥的升降式鋼板彎曲達(dá)到一定曲率要求。圖2-1四輥卷板機(jī)四輥卷板機(jī)通過下輥上將來固定鋼板，而兩側(cè)輥可以起到定位作用防止鋼件卷圓時(shí)滑落，提高鋼件成型精度。在進(jìn)料能使時(shí)鋼板校正，這樣對彎曲橢圓形鋼件，錐形鋼件有很大幫助。但是由于它的兩測輥距離較大所以對鋼板成型的曲率不是很準(zhǔn)確。而且卷圓時(shí)只能沿一個(gè)方向不能調(diào)頭。2.2方案2三輥卷板機(jī)三輥卷板機(jī)相對來說是現(xiàn)階段中小企業(yè)的首選，也是目前廣泛使用的機(jī)器之一。利用其三點(diǎn)成員的原理可把鋼件卷成圓形，弧形等形狀。對稱式三輥卷板機(jī)特點(diǎn)：體積小，結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，價(jià)格便宜，成圓曲率比較準(zhǔn)確。不對稱三輥卷板機(jī)特點(diǎn)：剩余邊小，機(jī)械組成簡單，操作不方便，輥筒受力不均勻，而且相對來說卷板能力有限。（如圖2-2）1.對稱式2.不對稱式圖2-2三輥卷板機(jī)2.3方案3兩輥卷板機(jī)兩輥卷板機(jī)兩個(gè)工作輥其中之一的表面附著一層高彈性復(fù)合材料，使兩根輥處于疊加狀態(tài)，這樣當(dāng)鋼板放入兩輥之間可利用其擠壓力使鋼板彎曲。雙輥卷板機(jī)優(yōu)點(diǎn)：因只需兩個(gè)輥，所以其造價(jià)低廉，結(jié)構(gòu)簡單。因其不用把板料預(yù)彎成型故它的生產(chǎn)效率很高。缺點(diǎn)：因該卷板機(jī)用的高彈性材料故不使用硬度較高的板材，所以不適用多品種；因結(jié)構(gòu)比較簡單，卷圓的曲率精度不高。1.上輥2.工件3.下輥圖2-3雙輥卷板機(jī)工作原理圖2.4方案的確定雙棍卷板機(jī)在卷板機(jī)中算是結(jié)構(gòu)最簡單的了，由于輥筒材料的限制雙輥卷板機(jī)只能卷制一些厚度比較薄的板材，而且精度不高。所以只適于小批量生產(chǎn)。四輥卷板機(jī)相對來說所需的機(jī)械零件比較多而且比較貴。進(jìn)過上述對卷板機(jī)方案的論證，結(jié)合市場現(xiàn)狀最后決定本設(shè)計(jì)為12x1000mm對稱式三輥卷板機(jī)。3卷板機(jī)傳動(dòng)當(dāng)上輥。，還起到調(diào)整擠壓的作用。：、、、等。當(dāng)其工作時(shí)，，使螺桿和上輥軸承座作升降運(yùn)動(dòng)。它的兩下輥筒可通過調(diào)整方向的運(yùn)動(dòng)使金屬板料發(fā)生變形，再通過上輥壓緊使板料固定，進(jìn)而加工出我們想要的工件。3.1傳動(dòng)方案分析根據(jù)目前使用比較普遍的卷板機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)主要有兩大形式：3.1.1齒輪的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)傳出的扭距通過聯(lián)軸器，然后傳人，通過減速器減速，然后經(jīng)過連軸器傳人開式齒輪副，來帶動(dòng)工作輥工作。（其傳動(dòng)系統(tǒng)圖如下圖3-1齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)3.1.2皮帶的傳動(dòng)該傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)比較穩(wěn)定，而且價(jià)格低廉，但是容易打滑且傳動(dòng)比不精確。對于一般傳動(dòng)來說可作為傳動(dòng)的最佳選擇，然而本設(shè)計(jì)要求傳動(dòng)比比較精確，卷圓曲率易于調(diào)整，故皮帶傳動(dòng)相對來說不適于本設(shè)計(jì)。3.1.3方案確定鑒于上述傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)我們，圖圖3-2主傳動(dòng)系統(tǒng)3.1.4副傳動(dòng)系統(tǒng)的確定及上輥升，由上輥電機(jī)通，,用以調(diào)整升降螺母的運(yùn)動(dòng)以及上輥的上下調(diào)整，安裝離合器保證上下輥軸線的平行，卷板機(jī)工作時(shí)關(guān)閉離合器，通過蝸輪蝸桿的傳動(dòng)帶動(dòng)升降螺母調(diào)節(jié)上輥間距。圖3-3副傳動(dòng)系統(tǒng)4下輥驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1已知設(shè)計(jì)參數(shù)最大卷板厚度mm；滾筒與板料間的滾動(dòng)摩擦系數(shù)：；板材屈服極限300MPa；截面系數(shù)：；強(qiáng)化系數(shù)：；滑動(dòng)摩擦系數(shù)：；彈性模量：MPa；寬度mm。4.2確定卷板機(jī)的基本參數(shù)規(guī)格：121000厚度：=12mm寬度：B=1000mm屈服極限：=300下輥中心矩：=144~480mm=400mm式（4.1）上輥直徑：=310~360mm=330mm式（4.2）下輥直徑：=260~297mm=280mm式（4.3）上輥軸直徑：=165~198mm=180mm式（4.5）下輥軸直徑：~168mm=150mm式（4.6）最小卷圓直徑：400mm式（4.7）筒體回彈前內(nèi)徑：=506.607mm式（4.8）4.3主電機(jī)的功率確定卷板機(jī)電機(jī)的功率對卷板機(jī)所需電動(dòng)機(jī)類型的選擇以及卷板機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的確定都有很大影響，所以通過對卷板機(jī)受力分析來確定其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對卷板機(jī)的設(shè)計(jì)很重要。4.3.1主電機(jī)的功率確定在板材的卷制過程中，板材成型需要不同的功率，因而計(jì)算電動(dòng)機(jī)的主功率對卷板機(jī)的設(shè)計(jì)很重要。(1）板料變形為的基本參數(shù)式（4.9）R'式（4.10）式（4.11）(2）金屬板的初始彎曲彎距M式（4.12）板彎曲部分模量式（4.13）(3）絕對最大彎矩=(1.5+)式（4.14）輥柱軸上：式（4.15）輥柱軸下：式（4.16）(4）卷板機(jī)用于抵消摩擦力矩式（4.17）=(5）卷制過程中摩擦阻力矩式（4.18）(6)過程中(7）額定轉(zhuǎn)矩式（4.19）：所要加工板材總重:式(4.20）(8）機(jī)器不工作時(shí)的轉(zhuǎn)矩:：[1]:用，：:式（4.21）(9）卷板機(jī)工作時(shí)金屬原件穩(wěn)定的條件：式（4.22），所以是合理的。(10）激勵(lì)功率：式（4.23）表4-3計(jì)算結(jié)果總匯直徑曲率半徑)(5)確定電機(jī)類型：有上述表可知道第一次卷制時(shí)所需要的電動(dòng)機(jī)功率最大，綜和工種工況和工作環(huán)境的考慮選取電動(dòng)機(jī)的功率為kw。因YZ型電動(dòng)機(jī)機(jī)械強(qiáng)度高，抗過載能力強(qiáng)，對于頻繁啟動(dòng)制動(dòng)，短時(shí)周期運(yùn)行有很大的適應(yīng)能力等等，由于卷板機(jī)對所選電機(jī)的要求很高所以相比較之后我選取型電機(jī)。；；；。上輥的升降采用系列三相異步電動(dòng)機(jī)，上輥的電機(jī)要求低速，而且由于對上輥升降要求不高?？捎糜?，參數(shù)如下：；；。5傳動(dòng)方案的分析和擬定通過上述計(jì)算可看出卷板機(jī)對電機(jī)功率要求最大的時(shí)候是電動(dòng)機(jī)通過減速器的第一級傳遞，為了減少兩個(gè)下輥的相互干涉，最終選用對稱式減速器由于減速器的減速比是減速器的轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速的比值，而卷板機(jī)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速一般很慢故傳動(dòng)比比較大，在滿足使用要求和價(jià)格低廉的前提下，選取展開式減速器。（減速器參數(shù)表如附表）圖5-1減速器5.1減速器傳動(dòng)設(shè)計(jì)5.1.1總的傳動(dòng)比，，5.1.2各級傳動(dòng)比式(5.1)為減小減速箱箱體體積，取兩傳動(dòng)齒輪直徑大體相同：Ⅰ5.2傳動(dòng)中各軸的設(shè)計(jì)5.2.1轉(zhuǎn)速Nr/min5.2.2功率P：：：Ⅰ軸：Ⅱ軸：Ⅲ軸：Ⅳ軸：5.2.3轉(zhuǎn)矩T輸入轉(zhuǎn)矩：式(5.2)Ⅰ軸：Ⅱ軸：Ⅲ軸：Ⅳ軸：表5-1減速器參數(shù)表軸功率P()轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比轉(zhuǎn)化率輸入軸ⅠⅡⅢⅣ5.3齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷板機(jī)的工作特點(diǎn)是功率高，低速，高負(fù)荷，所以對其材料的選用應(yīng)該有很好的韌性和強(qiáng)度，所以選用性能比較優(yōu)異的合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr。5.3.1第一級傳動(dòng)設(shè)計(jì)1擬定齒輪類型及參數(shù)(1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求擬定用圓柱直齒齒輪。(2）齒輪材料：因?yàn)榫戆鍣C(jī)工作負(fù)載較高，傳遞的功率相對較大，所以對齒輪材料的硬度要求很高，所以要進(jìn)行淬火處理。由于工作要求齒輪必須選取剛度和強(qiáng)度比較高的，本設(shè)計(jì)采用40cr,為提高表面耐磨性可對其進(jìn)行調(diào)職處理，齒輪硬度選取50~70HR(3）齒輪精度的選擇：級。(4）輪齒數(shù)目的擬定：,：u=6鑒于因而本設(shè)計(jì)選取斜齒齒輪2）計(jì)算所選齒輪尺寸[13]式（）(1)指定上式的參數(shù).載荷系數(shù)：.扭矩：.齒寬系數(shù)[13]：彈性影響系數(shù)[13]：取°式（）.依據(jù)齒輪適用范圍查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限[13]：.選取齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：.根據(jù)文獻(xiàn)對齒輪接觸疲勞壽命系數(shù)[13]校核：.對齒輪的接觸疲勞許用應(yīng)力[13]校核：齒輪安全系數(shù)(2）擬定齒輪尺寸.齒輪分度圓直徑：式（）.齒輪圓周速度：式（5.6）.齒寬：式（5.7）.：齒輪模數(shù)：式（）齒高：式（）齒高之比：式（）.設(shè)定載荷系數(shù)：，選用等級級輪齒動(dòng)載荷系數(shù)[13]：使用系數(shù)：由上計(jì)算可得載荷系數(shù)：式（）.依據(jù)卷板機(jī)齒輪實(shí)際負(fù)荷對其分度圓直徑進(jìn)行校核：取：.擬定模數(shù)：式（）3）查表得齒根彎曲強(qiáng)度[13]式(）(1)匯總尺寸所用數(shù)值.彎曲疲勞強(qiáng)度極限[13]：.彎曲疲勞使用期限的系數(shù)：.彎曲疲勞許用應(yīng)力：齒輪安全系數(shù)式（）式（）.載荷系數(shù)K：式().輪齒的齒形系數(shù)[13]：.齒輪應(yīng)力校正系數(shù)[13]：.對比設(shè)計(jì)齒輪的：通過上式可看出大齒輪的比較小擬定模數(shù)通過齒輪疲勞強(qiáng)度限定可選擇，取整。通過校核確定齒輪的分度圓直徑可選擇。齒數(shù)、：取擬定：取(4）齒輪尺寸擬定.大小齒輪分度圓直徑擬定：.齒輪中心距擬定：.齒寬計(jì)算：所以：，。（5）校核通過計(jì)算得出之前擬定的之輪參數(shù)是合理的5.3.2第二級傳動(dòng)設(shè)計(jì)：1）擬定齒輪尺寸及參數(shù)：選用圓柱直齒傳動(dòng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求擬定用圓柱直齒齒輪(2）齒輪材料：因?yàn)榫戆鍣C(jī)工作負(fù)載較高，傳遞的功率先對較大，所以對齒輪材料的硬度要求很高，所以要進(jìn)行淬火處理。由于工作要求齒輪必須選取剛度和強(qiáng)度比較高的，本設(shè)計(jì)采用,為提高表面耐磨性可對其進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，齒輪硬度選取(3）齒輪等級擬定：7級擬定小齒輪齒數(shù)：,=.取：根據(jù)齒輪疲勞強(qiáng)度確定分度圓直徑指定上式各參數(shù).載荷系數(shù)：.扭矩：.齒寬系數(shù)[13]：彈性系數(shù)：.接觸疲勞強(qiáng)度最大值[13]：應(yīng)力循環(huán)次數(shù)式（5.17）.接觸疲勞壽命系數(shù)[13:.接觸疲勞許用應(yīng)力[13]：齒輪安全系數(shù)式（5.18）(2)上述結(jié)果代入公式分度圓直徑：式（5.19）.圓周速度V：式（5.20）.齒寬b：式（5.21）.：模數(shù)：式（5.22）齒高：式（5.23）：.載荷系數(shù)：動(dòng)載荷系數(shù)[13]：確定載荷系數(shù)式（5.24）.根據(jù)卷板機(jī)工作時(shí)所受實(shí)際負(fù)載對其分度圓直徑校核：取.確定模數(shù):式（5.25）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1)查表得下列參數(shù).彎曲疲勞強(qiáng)度極限[13]：.彎曲疲勞的使用期限系數(shù)[13]：.彎曲疲勞許用應(yīng)力[13]：齒輪安全系數(shù)式（5.26）.由上述參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)：.齒形系數(shù)[13]：式(5.27).應(yīng)力校正系數(shù)[13]：.大小齒輪的擬定：所以大齒輪的結(jié)果比較大。(2)模數(shù)擬定所以依據(jù)彎曲強(qiáng)度算得，取整。通過對齒輪校核得其分度圓直徑4。確定齒數(shù)、：取4）尺寸擬定.分度圓直徑的擬定：.齒輪中心距擬定：.擬定齒寬：所以。5)校核：式（5.28）因而，通過計(jì)算算選齒輪合理5.3.3第三級齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)：1擬定齒輪類型及參數(shù)(1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求擬定用圓柱直齒齒輪。(2）齒輪材料：因?yàn)榫戆鍣C(jī)工作負(fù)載較高，傳遞的功率先對較大，所以對齒輪材料的硬度要求很高，所以要進(jìn)行淬火處理。由于工作要求齒輪必須選取剛度和強(qiáng)度比較高的，本設(shè)計(jì)采用40cr,為提高表面耐磨性可對其進(jìn)行調(diào)職處理，齒輪硬度選取50~70HR(3）擬定齒輪等級：級(4）擬定小齒輪齒數(shù)：,：通過對接觸強(qiáng)度校核選取齒輪(1)指定式（）各參數(shù).擬定載荷系數(shù)：.擬定傳遞扭矩：.擬定齒寬系數(shù)[13]：彈性系數(shù)：.依據(jù)齒輪適用范圍查得接觸疲勞強(qiáng)度極限[13]：.擬定應(yīng)力循環(huán)周期：式（5.29）.接觸疲勞壽命系數(shù)[15]：.接觸疲勞許用應(yīng)力[13]：齒輪的安全系數(shù)式（5.30）式（5.31）所以(2)計(jì)算分度圓直徑：.計(jì)算圓周速度：式（5.32）.齒寬：式（5.33）.：模數(shù)：齒高：齒高之比：b/h＝119/9.488＝11.2.載荷系數(shù)：動(dòng)載荷系數(shù)[13]：使用系數(shù)：故載荷系數(shù)：.根據(jù)齒輪實(shí)際的負(fù)載能力對齒輪的分度圓直徑經(jīng)行校正：式（5.37）.模數(shù)：3)根據(jù)齒輪的齒根彎曲強(qiáng)度選擇[13](1)指定公式內(nèi)的參數(shù).大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限[13]：.可知齒輪彎曲疲勞壽命系數(shù)[13]：.擬定齒輪彎曲疲勞許用應(yīng)力[13]：擬定齒輪安全系數(shù)式（5.39）式（5.40）.由上述參數(shù)得載荷系數(shù)：式（5.41）.查表地齒形系數(shù)[13]：.查表得齒輪應(yīng)力校正系數(shù)[13]：.算出兩齒輪的并做對比：所以相比之下小齒輪的結(jié)果更大。(2）模數(shù)擬定因而根據(jù)彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，取整。通過校正得分度圓直徑擬定齒數(shù)、、：4)齒輪尺寸擬定.分度圓直.中心距擬定：式（5.42）.齒寬擬定：故取5)校核式（5.43）式（5.44）通過計(jì)算得出所選齒輪符合要求5.4蝸輪、蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1）已知蝸桿輸入功率，轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比，同時(shí)嚙合的齒對較多，故沖擊載荷小，傳動(dòng)平穩(wěn)，因蝸桿傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿選用45號(hào)鉻，通常要求蝸桿淬火后的硬度為。為了達(dá)到表面表面的硬度和磨性達(dá)到需要的要求，蝸輪選用鑄錫磷青銅（ZCuSn10Pb1）材料制造。已知蝸輪輸出轉(zhuǎn)矩為，蝸輪材料為鑄錫磷青銅，估計(jì)，根據(jù)表6-5查得（2）選擇蝸桿頭數(shù)及蝸輪齒數(shù)根據(jù)i=25，查表得蝸桿頭數(shù)，蝸輪齒數(shù)為（3）確定蝸輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為已知，即（4）確定模數(shù)和蝸桿分度圓直徑因載荷平穩(wěn)，荷系數(shù)取，得：式（5.45）查得：模數(shù)，蝸桿分度圓直徑，直徑系數(shù)。（5）計(jì)算主要尺寸蝸輪分度圓直徑式（5.46）蝸桿導(dǎo)程角式（5.47）中心距式（5.48）（6）驗(yàn)算相對滑動(dòng)速度VS和傳動(dòng)效率，蝸桿分度圓速度式（5.49）齒面相對滑動(dòng)速度式（5.50）與估計(jì)值接近。蝸桿傳動(dòng)效率：按，硬度，蝸輪材料為鑄錫磷青銅，查表得,由（0.95～0.97）,與蝸輪蝸桿功率吻合。（7）蝸桿傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪齒面的接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算公式為：式（5.51）可得：式中：——蝸輪齒面的接觸應(yīng)力；——蝸輪齒面的許用接觸應(yīng)力——載荷系數(shù)，通常設(shè)計(jì)可取。則有：，即。式（5.51）（8）蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的近似校核公式為：式（5.52）式中：——螺旋角影響系數(shù)，，已知，則——蝸輪齒形系數(shù)，按當(dāng)量齒數(shù)值取，。5.5軸的設(shè)計(jì)校核計(jì)算：5.5.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：所選材料：[8]，。I軸：≥104.5=23.538mm擬定軸Ⅰ直徑尺寸，通過前面對齒輪的計(jì)算可選此軸做齒輪軸。圖5-1軸Ⅰ結(jié)構(gòu)圖軸II：取圖5-2軸Ⅱ結(jié)構(gòu)圖軸結(jié)構(gòu)如圖5-2軸III：取軸III的結(jié)構(gòu)圖5-3圖5-3軸Ⅲ結(jié)構(gòu)圖軸Ⅳ：由材料查表取得：取AB軸Ⅳ的結(jié)構(gòu)簡圖5-4ABⅦⅤⅥ5-4ⅢⅡⅠⅦⅤⅥ5-4ⅢⅡⅠ圖5-4軸Ⅳ結(jié)構(gòu)圖選定聯(lián)軸器，計(jì)算聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩：選用，其公稱轉(zhuǎn)矩為。5.5.2校核計(jì)算：(1)軸的彎矩計(jì)算Ⅳ軸選作輸出軸時(shí)他的轉(zhuǎn)速最小，而此時(shí)軸的扭矩最大，所以可只對Ⅳ軸進(jìn)行校核計(jì)算。Ⅳ軸的支承跨距。由軸結(jié)構(gòu)圖和彎距的計(jì)算得出是軸的危險(xiǎn)截面，參照受力圖畫出軸的彎矩圖、扭矩圖和當(dāng)量彎矩圖。面受力分析：.轉(zhuǎn)矩：.直徑：.計(jì)算圓周力:計(jì)算徑向力:.計(jì)算支反力：、、、.計(jì)算彎矩：.總彎矩：.扭矩：N.計(jì)算當(dāng)量彎矩：式(5.52)圖5-5軸Ⅳ彎扭矩圖FtFt表5-2軸Ⅳ彎扭距計(jì)算結(jié)果載荷水平面垂直面支反力彎矩總彎矩扭矩當(dāng)量彎矩(2)軸強(qiáng)度校核[8]式(5.53)，又，所以安全。3)軸疲勞強(qiáng)度校核(1)截面校核通過對軸的受力分析發(fā)現(xiàn)軸截面Ⅱ、Ⅲ受力相對較小，在軸材料，性能相同的情況下可支隊(duì)受力最大的那個(gè)面進(jìn)行校核，由于截面Ⅵ、Ⅶ和孔的配合采用過盈配合，相同情況下該配合所處截面所受力最大，同時(shí)截面的損壞幾率更大，所以可只對截面Ⅶ和截面Ⅵ進(jìn)行校核。(2)截面Ⅶ．抗彎截面系數(shù)：式(5.54)．抗扭截面系數(shù)：．左側(cè)彎矩：．扭矩：．彎曲應(yīng)力：式(5.55)．剪切應(yīng)力： 式(5.56)．材料為，查文獻(xiàn)[8]得：應(yīng)力集中系數(shù)：（）材料敏感系數(shù)：尺寸系數(shù)：軸表面質(zhì)量系數(shù)：其表面沒有強(qiáng)化處理時(shí)：材料特征系數(shù)，式（5.57）式（5.58）則：故安全。(3)截面IV．抗彎截面系數(shù)：式（5.59）．抗扭截面系數(shù)：．右側(cè)彎矩：．扭矩：．彎曲應(yīng)力：式（5.60）．剪切應(yīng)力：MPa式（5.61）．查表可得[8]得：，于是：，．軸用磨削加工，質(zhì)量系數(shù)為[8]：．軸IV右截面的安全系數(shù)：式（5.62）式（5.63）則：故安全。(4)軸承的選擇該零件的選擇可根據(jù)其承載能力大小，對于剛度的要求及安裝環(huán)境等因素選取。．軸I、軸II、軸Ⅲ軸承的選擇由于軸的軸向載荷很小且軸的轉(zhuǎn)速很高，由[8]表選擇，如下表5-3軸承參數(shù)軸號(hào)型號(hào)原始尺寸安裝尺寸額定動(dòng)載荷額定靜載荷軸I軸II軸Ⅲ．確定軸Ⅳ軸承由于齒輪傳動(dòng)選用直齒齒輪，可認(rèn)為只受徑向力的作用，所以，Ⅱ－Ⅲmm，采用型，其尺寸：，。5.6軸承校核因?yàn)檩SⅣ所受的負(fù)載最大，所以其損壞的風(fēng)險(xiǎn)最大，經(jīng)對比可只對其配合軸承進(jìn)行校核。5.6.1參數(shù)：使用時(shí)間：；5.6.2軸承受到的徑向力式（5.64），故右側(cè)不用校核。載荷系數(shù)[8]：。得：式（5.65）5.6.3軸承使用期限：式（5.66）通過計(jì)算選取的軸承是合理的5.7鍵的校核如果選用鍵來作為傳遞扭矩的方式就會(huì)有可能因受力過大會(huì)使與鍵相接處的零件表面損壞或碎裂，為避免這種情況，我們應(yīng)該對零件工作表面受力經(jīng)行強(qiáng)度的校核。因軸Ⅳ受力最大可知對其鍵進(jìn)行校核許用應(yīng)力[8]=151