1000mm電動卷板機結構設計

畢業(yè)設計(論文)PAGE圖書分類號：密級：畢業(yè)設計(論文)1000mm電動卷板機結構設計STRUCTUREOFTHE1000mmELECTRICBENDINGMACHINEDESIGN學生姓名班級學院名稱專業(yè)名稱指導教師`學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進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的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。論文作者簽名：日期：年月日學位論文版權協(xié)議書本人完全了解關于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，即：本校學生在學習期間所完成的學位論文的知識產(chǎn)權歸所擁有。有權保留并向國家有關部門或機構送交學位論文的紙本復印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱?？梢怨紝W位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。論文作者簽名：導師簽名：日期：年月日日期：年月日摘要本設計所選課題是電動卷板機設計，通過對其發(fā)展狀況和特點的描述最終選擇三輥式卷板機設計。本設計卷板機結構簡單緊湊，易于操作，工作效率高。設計前半段是對其電動機的選擇確定，通過其傳動的計算選擇減速器的類型選擇三級齒輪減速，由于該卷板機要求傳動的精確性，本設計選用的是齒輪傳動。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?？紤]到齒輪及箱體需要很高的強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行淬火調(diào)質(zhì)處理，同時，對鍵，軸，軸承，齒輪的校核以保證設計的可實施性。關鍵詞：卷板機；減速器；齒輪；電動機AbstractTheprojectofthisdesigniselectricbendingmachinedesign.throughthedevelopmentandcharacteristicsdescribingthefinalselectionofthree-rollerbendingmachinedesign.Themachineischaracterizedbysimplestructure,easyoperation,highworkefficiency.Thefirstwasthemotorselected,throughthecalculationofthetransmissionchoiceselectthree-stagegearreducertype,duetotheaccuracyofthemachinerequirestransmission,thisdesignusingageardrive.Upperrollerliftduetotheneedofchoosinglargerreductionratiowormgeardrive.Takingintoaccountthegearsandcasinghighstrengthandstiffnessrequirementsofgearsusing40Cr,boxselectionofcastiron.Atthesametime,forimprovingthequenchingandtemperinghardnessofgear,key,shaft,bearing,gearchecktoensurethatthedesigncanbeimplemented.Keywords:RollingmachineMotorDeceleratorGear全套圖紙外文文獻扣扣1411494633目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 IIAbstract III1緒論 11.1卷板機的研究背景及意義 11.2卷板機的發(fā)展現(xiàn)狀 11.3設計內(nèi)容及要求 22卷板機整體結構方案設計 32.1方案1四輥卷板機 32.2方案2三輥卷板機 32.3方案3兩輥卷板機 42.4方案的確定 43卷板機傳動 53.1傳動方案分析 53.1.1齒輪的傳動 53.1.2皮帶的傳動 53.1.3方案確定 53.1.4副傳動系統(tǒng)的確定 64下輥驅動系統(tǒng)的設計 74.1已知設計參數(shù) 74.2確定卷板機的基本參數(shù) 74.3主電機的功率確定 74.3.1主電機的功率確定 85傳動方案的分析和擬定 125.1減速器傳動設計 125.1.1總的傳動比 125.1.2各級傳動比 125.2傳動中各軸的設計 125.2.1轉速N 125.2.2功率P 135.2.3轉矩T 135.3齒輪傳動設計 145.3.1第一級傳動設計 145.3.2第二級傳動設計： 185.3.3第三級齒輪傳動設計 215.4蝸輪、蝸桿的傳動設計 245.5軸的設計校核計算 265.5.1軸的結構設計 265.5.2校核計算 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減速器箱體的結構設計 335.8.1箱體參數(shù) 335.9齒輪、軸承的潤滑 33結論 35致謝 36參考文獻 371緒論卷板機是一種重要的工業(yè)機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械設備。依據(jù)三點成圓的理論,利用棍子的滾動和棍子位置不同來使鋼板變形成不同的曲率,進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，由剛開始的機械原型機到液壓控制再到,數(shù)控控制的發(fā)展歷程。卷板機初始階段采用的是機械傳動，到目前為止其技術已經(jīng)很成熟,由于機械驅動的卷板機結構簡單，能滿足大多數(shù)中小企業(yè)對卷板的精度要求，再加上其造價比較低廉，所以現(xiàn)階段仍有很多企業(yè)使用。因此在技術和精度上對卷板機的要求越來越高?，F(xiàn)在已廣泛應用于重型，輕型工業(yè)等各個領域。1.1卷板機的研究背景及意義隨著時代的進步，產(chǎn)品對卷板機的精度要求不斷提高，逐漸的有一些企業(yè)采用液壓傳動的卷板機，但最普遍的還是以機械為主要驅動的卷板機。采用機械驅動的優(yōu)點是性能可靠,結構緊湊，方便對其速度的調(diào)節(jié)來適應不同工況對精度的要求。而且機械卷板機工作比較穩(wěn)定，相對來說更容易對其實行自動化控制。所以更深入的對機械類卷板機的設計及其傳動系統(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。本課題就是結合國內(nèi)外現(xiàn)狀利用自己所學知識對卷板機的設計做一些基本的研究。本課題涉及CAD繪圖、機械原理，工藝設計等專業(yè)知識,把這些理論知識付諸于實踐對我們對個人能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的訓練都起到了十分重要的作用。卷板機發(fā)展初始階段一直用的是機械傳動因為其相對同等規(guī)格的卷板機它的效率更高，性能更好，控制簡單，最重要的是幾個比較低廉。因為這些特性機械類卷板機在市場上仍是中小企業(yè)首選的產(chǎn)品。而且在轉速低扭矩高的這類卷板機上，因為其體積過大，對電機規(guī)格的要求較高，瞬時啟動制動的電網(wǎng)波動比較劇烈，所以大部分企業(yè)會采取液壓傳動。當然由于工況需要或者產(chǎn)品要求，近年來液壓傳動的卷板機開始被使用，但是這些仍然是以機械傳動為主的混合動力的卷板機，當然純以液壓傳動的卷板機也是有的。1.2卷板機的發(fā)展現(xiàn)狀隨著科技的發(fā)展，國與國技術交流日益密切，卷板機技術也在飛速發(fā)展，作為工業(yè)生產(chǎn)中一個不可或缺的機械產(chǎn)品，就目前統(tǒng)計來看，截至4年前，我國對卷板機的需求量位居世界第二位，僅僅次于USA。因而作為一個比較成熟的產(chǎn)業(yè)國家對卷板機設備的投資也會不斷擴大，與此同時產(chǎn)品更新?lián)Q代越來越頻繁，也要求我們不斷對卷板機的技術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)的投資項目超千萬元以上的已經(jīng)有上百個，同時對老舊產(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市場上也有著一定的地位。卷板機制造業(yè)，其進口設備的60%都用來卷板機的制造，卷板機的快速發(fā)展使得其相關展業(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)控技術突飛猛進，使得大量有人理控制的產(chǎn)業(yè)轉變?yōu)樽詣涌刂疲?jié)省了大量人力物力，同時，數(shù)控技術在卷板機上的應用使得卷板機的效率和精度有著更大的提高。在以后的機械工業(yè)產(chǎn)業(yè)中，卷板機作為機械類的基礎裝備將會得到很高的使用。其在彎曲鋼板上的作用將不可代替。作為現(xiàn)時期對效率和精度要求越來越高的情況下，卷板機是一個不可多得的高效機械。隨著科學技術的進步，經(jīng)濟水平的提高以及產(chǎn)品精度越來越精密，都將對卷板機行業(yè)的發(fā)展提供很大的動力。1.3設計內(nèi)容及要求設計內(nèi)容：本設計主要研究卷板機的運動及其原理，并對卷板機機的結構進行設計。運用所學知識及現(xiàn)有資料對卷板機的整體機構進行多種設計，并對其進行分析和比較，確定最優(yōu)的結構設計，確保卷板機的合理準確運行。擬解決的主要問題(1）卷板機的卷板的質(zhì)量有很大一部分和機械輥的穩(wěn)定程度有關，所以對卷板機內(nèi)部傳動系統(tǒng)的設計很重要；(2）在設計過程中，振動對工件的質(zhì)量影響很大，所以要減小震動，這就要對回彈量，縱向很長零件中部凸起有很好的控制。2卷板機整體結構方案設計一般來說，卷板機的卷板能力，也就其所能卷曲板材的厚度，隨著技術的發(fā)展，卷板機的卷板能力不斷增強。卷板分為熱卷和冷卷，熱卷相對來說比冷卷卷板能力更強按照以往經(jīng)驗及卷板機類型設計方案：2.1方案1四輥卷板機四輥卷板機有四個輥子，（如下圖）上輥是驅動輥，下輥可以通過絲杠螺母上下移動用來加緊鋼板，當工作時四輥卷板機的兩測輥可通過斜向的運動來使鋼板彎曲，他和其他類卷板機不同的是可以進行鋼板的預彎工作。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到一定曲率要求。圖2-1四輥卷板機四輥卷板機通過下輥上將來固定鋼板，而兩側輥可以起到定位作用防止鋼件卷圓時滑落，提高鋼件成型精度。在進料能使時鋼板校正，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確。而且卷圓時只能沿一個方向不能調(diào)頭。2.2方案2三輥卷板機三輥卷板機相對來說是現(xiàn)階段中小企業(yè)的首選，也是目前廣泛使用的機器之一。利用其三點成員的原理可把鋼件卷成圓形，弧形等形狀。對稱式三輥卷板機特點：體積小，結構簡單，易于制造，價格便宜，成圓曲率比較準確。不對稱三輥卷板機特點：剩余邊小，機械組成簡單，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2.3方案3兩輥卷板機兩輥卷板機兩個工作輥其中之一的表面附著一層高彈性復合材料，使兩根輥處于疊加狀態(tài)，這樣當鋼板放入兩輥之間可利用其擠壓力使鋼板彎曲。雙輥卷板機優(yōu)點：因只需兩個輥，所以其造價低廉，結構簡單。因其不用把板料預彎成型故它的生產(chǎn)效率很高。缺點：因該卷板機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；因結構比較簡單，卷圓的曲率精度不高。1.上輥2.工件3.下輥圖2-3雙輥卷板機工作原理圖2.4方案的確定雙棍卷板機在卷板機中算是結構最簡單的了，由于輥筒材料的限制雙輥卷板機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)。四輥卷板機相對來說所需的機械零件比較多而且比較貴。進過上述對卷板機方案的論證，結合市場現(xiàn)狀最后決定本設計為12x1000mm對稱式三輥卷板機。3卷板機傳動當上輥。，還起到調(diào)整擠壓的作用。：、、、等。當其工作時，，使螺桿和上輥軸承座作升降運動。它的兩下輥筒可通過調(diào)整方向的運動使金屬板料發(fā)生變形，再通過上輥壓緊使板料固定，進而加工出我們想要的工件。3.1傳動方案分析根據(jù)目前使用比較普遍的卷板機的傳動系統(tǒng)主要有兩大形式：3.1.1齒輪的傳動電動機傳出的扭距通過聯(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，來帶動工作輥工作。（其傳動系統(tǒng)圖如下圖3-1齒輪傳動系統(tǒng)3.1.2皮帶的傳動該傳動具有結構簡單，傳動比較穩(wěn)定，而且價格低廉，但是容易打滑且傳動比不精確。對于一般傳動來說可作為傳動的最佳選擇，然而本設計要求傳動比比較精確，卷圓曲率易于調(diào)整，故皮帶傳動相對來說不適于本設計。3.1.3方案確定鑒于上述傳動系統(tǒng)的特點我們，圖圖3-2主傳動系統(tǒng)3.1.4副傳動系統(tǒng)的確定及上輥升，由上輥電機通，,用以調(diào)整升降螺母的運動以及上輥的上下調(diào)整，安裝離合器保證上下輥軸線的平行，卷板機工作時關閉離合器，通過蝸輪蝸桿的傳動帶動升降螺母調(diào)節(jié)上輥間距。圖3-3副傳動系統(tǒng)4下輥驅動系統(tǒng)的設計4.1已知設計參數(shù)最大卷板厚度mm；滾筒與板料間的滾動摩擦系數(shù)：；板材屈服極限300MPa；截面系數(shù)：；強化系數(shù)：；滑動摩擦系數(shù)：；彈性模量：MPa；寬度mm。4.2確定卷板機的基本參數(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主電機的功率確定卷板機電機的功率對卷板機所需電動機類型的選擇以及卷板機驅動系統(tǒng)的確定都有很大影響，所以通過對卷板機受力分析來確定其驅動系統(tǒng)對卷板機的設計很重要。4.3.1主電機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，因而計算電動機的主功率對卷板機的設計很重要。(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）額定轉矩式（4.19）：所要加工板材總重:式(4.20）(8）機器不工作時的轉矩:：[1]:用，：:式（4.21）(9）卷板機工作時金屬原件穩(wěn)定的條件：式（4.22），所以是合理的。(10）激勵功率：式（4.23）表4-3計算結果總匯直徑曲率半徑)(5)確定電機類型：有上述表可知道第一次卷制時所需要的電動機功率最大，綜和工種工況和工作環(huán)境的考慮選取電動機的功率為kw。因YZ型電動機機械強度高，抗過載能力強，對于頻繁啟動制動，短時周期運行有很大的適應能力等等，由于卷板機對所選電機的要求很高所以相比較之后我選取型電機。；；；。上輥的升降采用系列三相異步電動機，上輥的電機要求低速，而且由于對上輥升降要求不高?？捎糜茫瑓?shù)如下：；；。5傳動方案的分析和擬定通過上述計算可看出卷板機對電機功率要求最大的時候是電動機通過減速器的第一級傳遞，為了減少兩個下輥的相互干涉，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速與輸出轉速的比值，而卷板機輥子轉速一般很慢故傳動比比較大，在滿足使用要求和價格低廉的前提下，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減速器傳動設計5.1.1總的傳動比，，5.1.2各級傳動比式(5.1)為減小減速箱箱體體積，取兩傳動齒輪直徑大體相同：Ⅰ5.2傳動中各軸的設計5.2.1轉速Nr/min5.2.2功率P：：：Ⅰ軸：Ⅱ軸：Ⅲ軸：Ⅳ軸：5.2.3轉矩T輸入轉矩：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()轉矩轉速傳動比轉化率輸入軸ⅠⅡⅢⅣ5.3齒輪傳動設計卷板機的工作特點是功率高，低速，高負荷，所以對其材料的選用應該有很好的韌性和強度，所以選用性能比較優(yōu)異的合金結構鋼40Cr。5.3.1第一級傳動設計1擬定齒輪類型及參數(shù)(1）根據(jù)設計要求擬定用圓柱直齒齒輪。(2）齒輪材料：因為卷板機工作負載較高，傳遞的功率相對較大，所以對齒輪材料的硬度要求很高，所以要進行淬火處理。由于工作要求齒輪必須選取剛度和強度比較高的，本設計采用40cr,為提高表面耐磨性可對其進行調(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鑒于因而本設計選取斜齒齒輪2）計算所選齒輪尺寸[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度極限[13]：.選取齒輪的應力循環(huán)次數(shù)：.根據(jù)文獻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（）.設定載荷系數(shù)：，選用等級級輪齒動載荷系數(shù)[13]：使用系數(shù)：由上計算可得載荷系數(shù)：式（）.依據(jù)卷板機齒輪實際負荷對其分度圓直徑進行校核：?。?擬定模數(shù)：式（）3）查表得齒根彎曲強度[13]式(）(1)匯總尺寸所用數(shù)值.彎曲疲勞強度極限[13]：.彎曲疲勞使用期限的系數(shù)：.彎曲疲勞許用應力：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]：.齒輪應力校正系數(shù)[13]：.對比設計齒輪的：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：.齒寬計算：所以：，。（5）校核通過計算得出之前擬定的之輪參數(shù)是合理的5.3.2第二級傳動設計：1）擬定齒輪尺寸及參數(shù)：選用圓柱直齒傳動根據(jù)設計要求擬定用圓柱直齒齒輪(2）齒輪材料：因為卷板機工作負載較高，傳遞的功率先對較大，所以對齒輪材料的硬度要求很高，所以要進行淬火處理。由于工作要求齒輪必須選取剛度和強度比較高的，本設計采用,為提高表面耐磨性可對其進行調(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)：,=.?。焊鶕?jù)齒輪疲勞強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)：.接觸疲勞強度最大值[13]：應力循環(huán)次數(shù)式（5.17）.接觸疲勞壽命系數(shù)[13:.接觸疲勞許用應力[13]：齒輪安全系數(shù)式（5.18）(2)上述結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)：動載荷系數(shù)[13]：確定載荷系數(shù)式（5.24）.根據(jù)卷板機工作時所受實際負載對其分度圓直徑校核：取.確定模數(shù):式（5.25）按齒根彎曲強度設計(1)查表得下列參數(shù).彎曲疲勞強度極限[13]：.彎曲疲勞的使用期限系數(shù)[13]：.彎曲疲勞許用應力[13]：齒輪安全系數(shù)式（5.26）.由上述參數(shù)計算載荷系數(shù)：.齒形系數(shù)[13]：式(5.27).應力校正系數(shù)[13]：.大小齒輪的擬定：所以大齒輪的結果比較大。(2)模數(shù)擬定所以依據(jù)彎曲強度算得，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，通過計算算選齒輪合理5.3.3第三級齒輪傳動設計：1擬定齒輪類型及參數(shù)(1）根據(jù)設計要求擬定用圓柱直齒齒輪。(2）齒輪材料：因為卷板機工作負載較高，傳遞的功率先對較大，所以對齒輪材料的硬度要求很高，所以要進行淬火處理。由于工作要求齒輪必須選取剛度和強度比較高的，本設計采用40cr,為提高表面耐磨性可對其進行調(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度極限[13]：.擬定應力循環(huán)周期：式（5.29）.接觸疲勞壽命系數(shù)[15]：.接觸疲勞許用應力[13]：齒輪的安全系數(shù)式（5.30）式（5.31）所以(2)計算分度圓直徑：.計算圓周速度：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)：動載荷系數(shù)[13]：使用系數(shù)：故載荷系數(shù)：.根據(jù)齒輪實際的負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果更大。(2）模數(shù)擬定因而根據(jù)彎曲疲勞強度設計，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）通過計算得出所選齒輪符合要求5.4蝸輪、蝸桿的傳動設計（1）已知蝸桿輸入功率，轉速，傳動比，同時嚙合的齒對較多，故沖擊載荷小，傳動平穩(wěn)，因蝸桿傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿選用45號鉻，通常要求蝸桿淬火后的硬度為。為了達到表面表面的硬度和磨性達到需要的要求，蝸輪選用鑄錫磷青銅（ZCuSn10Pb1）材料制造。已知蝸輪輸出轉矩為，蝸輪材料為鑄錫磷青銅，估計，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）計算主要尺寸蝸輪分度圓直徑式（5.46）蝸桿導程角式（5.47）中心距式（5.48）（6）驗算相對滑動速度VS和傳動效率，蝸桿分度圓速度式（5.49）齒面相對滑動速度式（5.50）與估計值接近。蝸桿傳動效率：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）蝸桿傳動強度計算蝸輪齒面接觸疲勞強度計算蝸輪齒面的接觸疲勞強度驗算公式為：式（5.51）可得：式中：——蝸輪齒面的接觸應力；——蝸輪齒面的許用接觸應力——載荷系數(shù)，通常設計可取。則有：，即。式（5.51）（8）蝸輪齒根彎曲疲勞強度計算蝸輪齒根彎曲疲勞強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)，按當量齒數(shù)值取，。5.5軸的設計校核計算：5.5.1軸的結構設計：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算可選此軸做齒輪軸。圖5-1軸Ⅰ結構圖軸II：取圖5-2軸Ⅱ結構圖軸結構如圖5-2軸III：取軸III的結構圖5-3圖5-3軸Ⅲ結構圖軸Ⅳ：由材料查表取得：取AB軸Ⅳ的結構簡圖5-4ABⅦⅤⅥ5-4ⅢⅡⅠⅦⅤⅥ5-4ⅢⅡⅠ圖5-4軸Ⅳ結構圖選定聯(lián)軸器，計算聯(lián)軸器轉矩：選用，其公稱轉矩為。5.5.2校核計算：(1)軸的彎矩計算Ⅳ軸選作輸出軸時他的轉速最小，而此時軸的扭矩最大，所以可只對Ⅳ軸進行校核計算。Ⅳ軸的支承跨距。由軸結構圖和彎距的計算得出是軸的危險截面，參照受力圖畫出軸的彎矩圖、扭矩圖和當量彎矩圖。面受力分析：.轉矩：.直徑：.計算圓周力:計算徑向力:.計算支反力：、、、.計算彎矩：.總彎矩：.扭矩：N.計算當量彎矩：式(5.52)圖5-5軸Ⅳ彎扭矩圖FtFt表5-2軸Ⅳ彎扭距計算結果載荷水平面垂直面支反力彎矩總彎矩扭矩當量彎矩(2)軸強度校核[8]式(5.53)，又，所以安全。3)軸疲勞強度校核(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受力最大的那個面進行校核，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，同時截面的損壞幾率更大，所以可只對截面Ⅶ和截面Ⅵ進行校核。(2)截面Ⅶ．抗彎截面系數(shù)：式(5.54)．抗扭截面系數(shù)：．左側彎矩：．扭矩：．彎曲應力：式(5.55)．剪切應力： 式(5.56)．材料為，查文獻[8]得：應力集中系數(shù)：（）材料敏感系數(shù)：尺寸系數(shù)：軸表面質(zhì)量系數(shù)：其表面沒有強化處理時：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)：．右側彎矩：．扭矩：．彎曲應力：式（5.60）．剪切應力：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速很高，由[8]表選擇，如下表5-3軸承參數(shù)軸號型號原始尺寸安裝尺寸額定動載荷額定靜載荷軸I軸II軸Ⅲ．確定軸Ⅳ軸承由于齒輪傳動選用直齒齒輪，可認為只受徑向力的作用，所以，Ⅱ－Ⅲmm，采用型，其尺寸：，。5.6軸承校核因為軸Ⅳ所受的負載最大，所以其損壞的風險最大，經(jīng)對比可只對其配合軸承進行校核。5.6.1參數(shù)：使用時間：；5.6.2軸承受到的徑向力式（5.64），故右側不用校核。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有可能因受力過大會使與鍵相接處的零件表面損壞或碎裂，為避免這種情況，我們應該對零件工作表面受力經(jīng)行強度的校核。因軸Ⅳ受力最大可知對其鍵進行校核許用應力[8]=151