畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 專用精壓機(jī)機(jī)組設(shè)計(jì)

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專用精壓機(jī)機(jī)組設(shè)計(jì)畢業(yè)論文姓 名: 黃廣壇系 （部）： 機(jī)械工程系班 級:09 機(jī)械制造與自動化（1）班 學(xué) 號: 090402131指 導(dǎo) 老 師: 何秋梅I目 錄目錄 I第一章 緒論 11.1 專用精壓機(jī)總體介紹 .11.2 上料機(jī)器人 .21.3 精壓機(jī) .2第二章 專用精壓機(jī)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 72.1 專用精壓機(jī)主體單元機(jī)構(gòu)示意圖的繪制 .72.2 專用精壓機(jī)主體單元機(jī)構(gòu)自由度分析計(jì)算 .8第三章 機(jī)械動力與傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 103.1 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)內(nèi)容 .103.2 電動機(jī)類型選擇 .103.3 電動機(jī)額定功率的選擇 .103.4 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇 .113.5 傳送裝置的總傳動比及分配 .11第四章 帶傳動和鏈傳動 134.1 引言 134.2 帶傳動設(shè)計(jì)與分析 134.3 鏈傳動設(shè)計(jì)與分析 20第五章 精壓機(jī)齒輪傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 255.1 引言 .255.1 精壓機(jī)圓柱齒輪減速器中的齒輪傳動設(shè)計(jì) .255.2 開式齒輪設(shè)計(jì) 285.3 精壓機(jī)圓錐齒輪傳動設(shè)計(jì) .315.4 鏈板輸送機(jī)中的蝸桿傳動設(shè)計(jì) 33第六章 機(jī)械聯(lián)接 366.1 引言 366.2 大帶輪與減速器高速軸的鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)與計(jì)算 .366.3 連桿蓋與連桿體之間的螺紋聯(lián)接 .37第七章 軸系零部件設(shè)計(jì)與分析 387.1 精壓機(jī)主機(jī)所用的減速器高速軸軸系零部件的設(shè)計(jì)與分析 .387.2 高速軸上的滾動軸承校核計(jì)算 .447.3 曲軸連桿處滑動軸承校核計(jì)算 .45第八章 沖壓機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì) 468.1 原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求 .468.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 .468.3 設(shè)計(jì)方法與步驟 .46第九章 送料凸輪機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì) 479.1 設(shè)計(jì)要求 479.2 設(shè)計(jì)過程 .47設(shè)計(jì)總結(jié) 49致謝 50參考文獻(xiàn) 511第一章 緒論1.1 專用精壓機(jī)總體介紹本論文介紹的專用精壓機(jī)機(jī)組用于薄壁鋁合金制件的靜壓深沖生產(chǎn)，它的功能是將薄壁鋁板沖壓成為深筒形。薄壁鋁板是坯料，深筒形鋁筒是成品。薄壁鋁板捆扎成一定高度，由其他車間運(yùn)至靜壓機(jī)機(jī)組一側(cè)，等待沖壓。精壓機(jī)機(jī)組由三個機(jī)械單元組成：其一為上料機(jī)器人；其二為精壓機(jī)，是機(jī)組的主單元；其三為鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)。三個單元的布置如圖 1.1 所示：圖 1.1 精壓機(jī)總體布置圖1．專用精壓機(jī)機(jī)組的設(shè)計(jì)要求與原始數(shù)據(jù)（1） 沖壓執(zhí)行構(gòu)件具有快速接近工件、等速下行拉延和快速返回的運(yùn)動特性。（2） 精壓成形制品生產(chǎn)率約每分鐘 50 件（3） 上模移動總行程為 280mm，其拉延行程置于總行程的中部，約 100mm（4） 行程速比系數(shù)（沖頭回收行程平均速度與沖頭下沖平均速度之比）K≥1.3。（5） 沖頭壓力為 60KN。（6） 送料機(jī)構(gòu)的送料推板的推力為 30N，推送距離為 150mm，推送時(shí)間為 0.5s；頂料機(jī)構(gòu)的頂桿推力為 10N，頂送距離為 80mm，頂料時(shí)間為 0.3s。以上推力已考慮了自重。（7） 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù) δ 為 0.05。（8） 板鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)運(yùn)行速度為 0.32m/s，輸送物品最大質(zhì)量為 20kg/m2。2．精壓機(jī)機(jī)組的工藝動作（1） 先由上料機(jī)器人將捆扎好的薄鋁板坯料放到精壓機(jī)主單元工作平臺的料槽中。（2） 由精壓機(jī)的送料機(jī)構(gòu)將料槽中的薄鋁板坯料推送到精壓機(jī)的下模待沖壓位置。（3） 精壓機(jī)的送料機(jī)構(gòu)回縮以后，其沖壓機(jī)構(gòu)的上模（沖頭）開始沖壓薄鋁板，使之鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī) 精壓機(jī)主體上料機(jī)器人鋁板原料2成形。（4） 沖壓成形后，由精壓機(jī)的頂料機(jī)構(gòu)將成品頂出模腔。（5） 精壓機(jī)的送料機(jī)構(gòu)又開始推送薄鋁板坯料，同時(shí)將已沖壓好的成品推送到精壓機(jī)的工作平臺的斜槽，再由斜槽滑向鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)。（6） 由鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)再將成品運(yùn)至指定地點(diǎn)。3．精壓機(jī)主單元運(yùn)動傳遞路線精壓機(jī)主單元的運(yùn)動傳遞路線如圖 1.2 所示。圖 1.2 精壓機(jī)主單元的運(yùn)動傳遞路線1.2 上料機(jī)器人上料機(jī)器人及其組成如圖 1.3 所示。上料機(jī)器人由機(jī)座、大轉(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)、小轉(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)、螺旋提升機(jī)構(gòu)、抓去機(jī)構(gòu)組成。圖 1.3 上料機(jī)器人1.3 精壓機(jī)精壓機(jī)是專用精壓機(jī)機(jī)組的主體單元。精壓機(jī)及其組成如圖 1.4、圖 1.5 和圖 1.6 所示，精壓機(jī)由傳動系統(tǒng)、沖壓機(jī)構(gòu)送料機(jī)構(gòu)、頂料機(jī)構(gòu)、機(jī)架組成。電動機(jī) 帶傳動頂料機(jī)構(gòu)（圓柱凸輪機(jī)構(gòu)）單級圓柱齒輪減速器開式圓柱齒輪傳動沖壓機(jī)構(gòu)（連桿機(jī)構(gòu)）送料機(jī)構(gòu)（凸輪機(jī)構(gòu)） 鏈傳動錐齒輪機(jī)構(gòu)3圖 1.4 精壓主體 圖 1.5 精壓機(jī)的構(gòu)成圖 1.6 精壓機(jī)的組成（1）傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)及其組成如圖 1.7 和 1.8 所示。它由電動機(jī)及 V 帶傳動、一級斜齒圓柱齒輪傳動、一級開式直齒圓柱齒輪傳動（大齒輪兼作飛輪，圖中未畫出）及一級開式直齒圓錐齒輪傳動四部分組成。電動機(jī)帶動 V 帶傳動機(jī)構(gòu)， V 帶傳動通過一級斜齒圓柱齒輪傳動將動力分別傳給一對開式直齒圓柱齒輪和一對開式直齒圓錐齒輪傳動。開式直齒圓柱齒輪傳動將動力傳給沖壓機(jī)構(gòu)，開式直齒圓錐齒輪傳動將動力傳給一根立軸，立軸上裝有凸輪與小鏈輪，分別為送料傳動系統(tǒng)頂料機(jī)構(gòu)機(jī)架送料機(jī)構(gòu)沖壓機(jī)構(gòu)4機(jī)構(gòu)和頂料機(jī)構(gòu)提供動力。1.電動機(jī)及 V 帶傳動 2.錐齒輪傳動 3.斜齒圓柱齒輪傳動 4.直齒輪圓柱齒輪傳動 圖 1.7 傳動系統(tǒng) 圖 1.8 傳動系統(tǒng)的組成（2）沖壓機(jī)構(gòu)沖壓機(jī)構(gòu)及其組成如圖 1.9 所示。沖壓機(jī)構(gòu)是一個曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲軸 6 是曲柄，連桿由連桿蓋 4、連桿體 12 及連接它們的雙頭螺柱及螺母 11 構(gòu)成，連桿通過下端的是球形頭與滑塊 13 相連，滑塊的下端裝有上模 14；曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動力由齒輪 8 傳入。螺釘 2的作用是將軸承 1 固定在機(jī)架上；軸瓦 3 的作用是支承曲軸 6；軸端擋圈 9 的作用是齒輪8 進(jìn)行軸向固定；油嘴 5 的作用是加潤滑油潤滑軸承。1.滑動軸承座；2.螺釘；3.軸瓦；4.連桿蓋；5.油嘴；6.曲軸；7.鍵；8.齒輪（兼作飛輪） ；9.軸端檔圖； 10.螺釘；11.雙頭螺柱及螺母；12.連桿體；13.滑塊；14.上模圖 1.9 沖壓機(jī)構(gòu)的組成（3）送料機(jī)構(gòu)5送料機(jī)構(gòu)如圖 1.10 所示。送料機(jī)構(gòu)是一個凸輪機(jī)構(gòu)（凸輪 5、直動滾子推桿 2） 。立軸 6 帶動凸輪 5 轉(zhuǎn)動，凸輪 5 推動推桿 2，推桿 2 推動橫梁組件 1，橫梁組件 1 上裝有推料板 7 及導(dǎo)向桿 9。導(dǎo)向桿 9 的作用是防止推料板 7 產(chǎn)生偏移。兩個彈簧 4 的作用是讓直動滾子推桿 2 與凸輪 5 保持接觸，使推料板 7 能連續(xù)往復(fù)運(yùn)動，完成推送坯料的動作。兩個華東支承 3 固定在機(jī)架上，分別支承著直動滾子推桿 2 和導(dǎo)向桿 9。1.橫梁組件；2.推桿；3.滑動支承；4.彈簧；5.凸輪；6.立軸；7.推料板；8 滑動架；9.導(dǎo)向桿圖 1.10 送料機(jī)構(gòu)（4）頂料機(jī)構(gòu)頂料機(jī)構(gòu)如圖 1.11 所示。頂料機(jī)構(gòu)由一個鏈傳動機(jī)構(gòu)與圓柱凸輪機(jī)構(gòu)組合而成。小鏈輪 5 裝在立軸 1 上，小鏈輪 5 通過鏈條 6 帶動大鏈輪 4，大鏈輪與一圓柱凸輪組合為一體，由此帶動圓柱凸輪轉(zhuǎn)動，圓柱凸輪推動直動滾子推桿 2，使其進(jìn)行上、下往復(fù)運(yùn)動，完成頂料的動作。滑動支承 3 固定在機(jī)架上，它的作用是支承直動滾子推桿 21.立軸；2.推桿；3.滑動支承；4.大鏈輪圖柱凸輪組合；5.小鏈輪；6.料條6圖 1.11 頂料機(jī)構(gòu)1． 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)及其組成如圖 1.12 所示。圖 1.12 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)7第二章 專用精壓機(jī)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析專用精壓機(jī)的各機(jī)構(gòu)中應(yīng)用了許多運(yùn)動副，如下圖所示。圖 2.1 專用精壓機(jī)主機(jī)中的低副圖 2.2 專業(yè)精壓機(jī)主機(jī)中的高副2.1 專用精壓機(jī)主體單元機(jī)構(gòu)示意圖的繪制專用精壓機(jī)主體單元由沖壓機(jī)構(gòu)，送料機(jī)構(gòu)、頂料機(jī)構(gòu)、傳動系統(tǒng)組成。傳送系統(tǒng)由電動機(jī)、V 帶傳動、單極圓柱齒輪減速機(jī)、一級開式齒輪傳動（兼作飛輪）組成；沖壓機(jī)構(gòu)由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)組成；送料機(jī)構(gòu)為一凸輪機(jī)構(gòu)；頂料機(jī)構(gòu)由鏈傳動與凸輪機(jī)8構(gòu)組成。為了表達(dá)各個機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動的傳遞情況和構(gòu)造特征，可繪制其機(jī)構(gòu)示意圖。專用精壓機(jī)主體單元是一個復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，各機(jī)構(gòu)又呈空間配置，難以選出對各個機(jī)構(gòu)都合適的視圖平面，但應(yīng)能使主要機(jī)構(gòu)表達(dá)充分、清楚。專用精壓機(jī)主體單元機(jī)構(gòu)示意圖如圖 2.3 所示。1-電動機(jī)；2-V 帶傳動；3-減速器；4-齒輪傳動（大齒輪兼作飛輪） ；5-曲軸；6-連桿；7-上模沖頭；8-頂料桿；9 頂料凸輪；10-傳動鏈；11-推料板；12-凸輪直動推桿13-盤形凸輪；14 立軸；15-圓錐齒輪傳動圖 2.3 精壓機(jī)主體單元機(jī)構(gòu)示意圖2.2 專用精壓機(jī)主體單元機(jī)構(gòu)自由度分析計(jì)算為了簡單地說明問題，下面僅取傳動機(jī)構(gòu)和沖壓機(jī)構(gòu)這部分進(jìn)行自由度計(jì)算，如圖2.4 所示。有三處屬于轉(zhuǎn)動副重復(fù)，A、B、C 轉(zhuǎn)動副重復(fù)，只計(jì)算一個；F、G 轉(zhuǎn)動副重復(fù)，只計(jì)算一個；I、K 轉(zhuǎn)動副重復(fù)，只計(jì)算一個。無局部自由度，無復(fù)合鉸鏈。至此，該機(jī)構(gòu)共有 6 個運(yùn)動機(jī)構(gòu)，7 個低副（在 A、F、I、J、L、N 處均為轉(zhuǎn)動副，M處為移動副） ，3 個高副，故根據(jù)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式可以求得機(jī)構(gòu)的自由度為F=3n-2p1-ph=3 6-2 7-3=1?該機(jī)構(gòu)有一個原動件，原動件的數(shù)目等于自由度，故該機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動。9圖 2.4 傳動機(jī)構(gòu)和沖壓機(jī)構(gòu)10第三章 機(jī)械動力與傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)包括：①精壓成形制品生產(chǎn)率約 50 件/min 。②上模沖頭移動總行程為 280 mm，其拉延行程置于總行程的中下部，值 s 為 100 mm 。③沖頭壓力 F=60 kN 。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：選擇電動機(jī)類型、功率、轉(zhuǎn)速，計(jì)算傳送裝置的運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)等。3.2 電動機(jī)類型選擇本案例屬小型壓力機(jī)，對動力無特殊要求。按工作要求和工作條件，并考慮經(jīng)濟(jì)性和可維護(hù)性，選用一般用途的 Y 系列三相異步電動機(jī)（IP44 ） 。3.3 電動機(jī)額定功率的選擇精壓機(jī)連續(xù)工作，所選電動機(jī)的額定功率稍大于所需電動機(jī)的輸出功率即可。（1）工作機(jī)所需要功率 Pw 的計(jì)算按工作循環(huán)的總能量與工作循環(huán)的時(shí)間計(jì)算總能量來選擇電動機(jī)，由題意知生產(chǎn)率約50 件/min，則每秒生產(chǎn)：50/60=0.83 件 。整個沖壓工作循環(huán)時(shí)間為 t=（ 1/0.83）s =1.2 s ?？梢哉J(rèn)為，工作循環(huán)的總能量主要集中在沖壓裝置，沖壓過程的能量又主要集中在拉延行程，所以工作循環(huán)的平均能量：A=Fs=60 000 100 0.001 J =6000 J?因此 =Fv/1000=FS/（1000t）=6000/（1000 1.2）kW = 5 kWwP（2）電動機(jī)額定功率的選擇從電動機(jī)至滑塊，主傳送系統(tǒng)示意圖如圖 3.1 所示。圖 3.1 主傳動系統(tǒng)示意圖11其效率按串聯(lián)計(jì)算，可得3hdkcbc2gzv · · ηηηηηη ?7.09.47.09.5???分別為傳送過程中帶傳動、滾動軸承、閉式齒輪、開式齒hd kc b gz vηηηηη 、、、、輪、曲軸與機(jī)架，曲軸與連桿、連桿與滑塊的滑動軸承的傳送效率?？傻?kWP49.67.05wd??η考慮推、送料機(jī)構(gòu)需要加上 10%，則負(fù)載平均功率為 7.1 kW 。參照資料，選取標(biāo)準(zhǔn)值： k.ed3.4 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇生產(chǎn)率約 50 件/min，則工作機(jī)最后的轉(zhuǎn)速，查表參數(shù)，可估算電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速的范圍：精壓機(jī)工作轉(zhuǎn)速一般，故采用同步轉(zhuǎn)速為 1500 r/min 的電動機(jī)。有表可查得：同步轉(zhuǎn)速為 1500 r/min、額定功率為 7.5 kW 時(shí)，電動機(jī)型號為 Y132M-4，額定轉(zhuǎn)速 。min/r140n?3.5 傳送裝置的總傳動比及分配（1）計(jì)算總傳送比（2）傳送比分配為了使傳送系統(tǒng)外形尺寸大小、結(jié)構(gòu)緊湊，采用較多的傳送級數(shù)和每級傳送比較小的方式。曲軸剛性大，轉(zhuǎn)速也不低，擬安排曲軸上的大齒輪兼作了飛輪軸?；谏鲜隹紤]，從電動機(jī)至曲軸，安排了 V 帶傳動、閉式齒輪傳送和開式齒輪傳送三級傳送，按表推薦的值，取 V 帶傳動的傳送比為 ，取閉式齒輪傳送的傳送比為 ，則開式齒輪傳5.2iv?3ibc?動的傳送比為（3）計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)①Ⅰ軸（電動機(jī)軸） ， 則r/min140n,kW5.7?IP1vwbck =9n(i)n (24)36()507r/i????～ ～ ～～z1win/=40/528. (r/min)?zkcvb8.i34???7.595 =049. (Nm)1PT???ⅠⅠ Ⅰ12②Ⅱ軸（減速器高速軸）③Ⅲ軸（減速器低速軸）④Ⅳ軸（曲軸） mNnPT rri kWIVIVckIIV ·67.12·5037.6950in/50i/)84/12(/ 3.9 ·gz ???ηηP7.5 09=.125(kW)v????Ⅱ Ⅰ /in14/6 r/minⅡ Ⅰ .98.3(N)T??ⅡⅡ ⅡP7.125 0.97=6.4(k)gzbc????Ⅲ Ⅱ 684950 =32 mn.T??ⅢⅢ Ⅲ 0. (N)1.?ⅢⅢ Ⅲ13第四章 帶傳動和鏈傳動4.1 引言帶傳動和鏈傳動是一種較為常用的、低成本的傳動裝置。它們都是通過撓性傳動件，在兩個或多個傳動輪之間傳遞運(yùn)動和動力。它們具有許多優(yōu)點(diǎn)，如何在具有較大中心距的兩軸間傳遞運(yùn)動和動力而不必?fù)?dān)心機(jī)構(gòu)過于笨重；設(shè)計(jì)人員在布置電動機(jī)的時(shí)，無需精確固定電動機(jī)的空間位置便可以非常自由地選擇合適的安裝位置。在精壓機(jī)的主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，考慮到帶傳動屬于摩擦傳動，傳遞的力矩不能太大，再加上它傳動平穩(wěn)，能緩沖減壓，對機(jī)器有過載保護(hù)作用，因而把傳動放在高速級。精壓機(jī)的頂料機(jī)構(gòu)對運(yùn)動的平穩(wěn)性和精確性要求不高，因此可采用鏈傳動。具體位置如圖 4.1所示。圖 4.14.2 帶傳動設(shè)計(jì)與分析一. 主要失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則V 帶傳動的主要失效形式是打滑和疲勞斷裂。因此， V 帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證帶傳動在不打滑的前提下具有一定的疲勞壽命。二. 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)包含：需要傳遞的功率 P，轉(zhuǎn)速 n1、n2（或傳動比 i）及工作條件。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：選擇帶的型號，確定長度 L、根數(shù) Z、傳動中心距 a、帶輪基準(zhǔn)直徑及結(jié)構(gòu)尺寸等。帶傳動鏈傳動14三．設(shè)計(jì)說明精壓機(jī)中的 V 帶傳動載荷變動較大，采用一班制工作。在第 3 章中，確定使用 Y 系列異步電動機(jī)，傳動功率 P=7.5kW,主動帶輪轉(zhuǎn)速 n1=1 440 r/min，傳動比為 i=2.5。1.確定設(shè)計(jì)功率 PcPc=KA P由表 4-1 查得 KA=1.2，故Pc = KA P = 1.2 7.5 = kW = 9 kW?【說明】所用的計(jì)算公式、圖表源自 GB/T13575.1-92。KA 為工作情況系數(shù)，是考慮載荷性質(zhì)和動力機(jī)工作情況對帶傳動能力的影響而引進(jìn)的大于 1 的可靠系數(shù)，其選取詳見表 4.1。在本實(shí)例中，根據(jù)載荷變動比較大，一班制工作，Y 系列異步電動機(jī)的要求，選擇 KA=1.2。表 4-1 工作情況系數(shù) KA原動機(jī)I 類 II 類一天工作時(shí)間/h工作機(jī)＜10 10~16 ＞16 ＜10 10~16 ＞16載荷平穩(wěn)液體攪拌機(jī)；離心式水泵；通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（≤5kW ）；離心式壓縮機(jī)；輕型運(yùn)輸機(jī)1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3載荷變動較小帶式運(yùn)輸機(jī)（運(yùn)送砂石、谷物），通風(fēng)機(jī)（＞7.5kW ）；發(fā)電機(jī)；旋轉(zhuǎn)式水泵；金屬切削機(jī)床；剪床；壓力機(jī)；印刷機(jī)；振動篩1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4載荷變動較大螺旋式運(yùn)輸機(jī)；斗式提升機(jī)；往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)；鍛錘；磨粉機(jī)；鋸木機(jī)和土木機(jī)械；紡織機(jī)械1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6載荷變動很大破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）；球磨機(jī)，棒磨機(jī)；起重機(jī)；挖掘機(jī)；橡膠輥壓機(jī) 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8注：軟啟動類動力機(jī)為工作較平穩(wěn)的動力機(jī)，如普通籠型交流電動機(jī)、同步電動機(jī)。并激直流電動機(jī)。硬啟動類動力機(jī)為工作震動較大的動力機(jī)，如各種非普通籠型交流電動機(jī)、復(fù)激或串激直流電動機(jī)，單缸發(fā)動機(jī)，轉(zhuǎn)速小于 600 r p m 的內(nèi)燃機(jī)等。2. 確定 V 帶的型號考慮到帶傳動是整個機(jī)構(gòu)中的易損壞環(huán)節(jié)，其故障將影響整個機(jī)構(gòu)，而且相對于整個機(jī)構(gòu)而言，帶傳動的成本微不足道，所以本實(shí)例中選用承載能力更高的窄 V 帶。根據(jù) Pc=9kW 幾 n1=1 440 r/min，查表 2-4 確定選用 SPZ 型的窄 V 帶。【說明】（1）表 4-2 為普通 V 帶型號選擇圖。根據(jù) P=Fv 可知，轉(zhuǎn)速一定時(shí)，功率越大，帶中拉力越大，所需選擇的帶型就越大；功率一定時(shí)，轉(zhuǎn)速越大，帶中拉力越小，所需選擇的15帶型越小。表 4-2 單根普通 V 帶的基本額定功率 P0(α1=α2=180°，特定長度，載荷平穩(wěn)) 單位： kW小帶輪轉(zhuǎn)速 min型號小帶輪基準(zhǔn)直徑/mm 200 400 730 800 980 1200 1460 1600 1800 2000 2400 280020 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.03 0.04 0.0425 0.03 0.03 0.03 0.04 0.05 0.05 0.05 0.06 0.0728 0.03 0.04 0.04 0.05 0.05 0.06 0.06 0.07 0.0831.5 0.03 0.04 0.04 0.05 0.06 0.06 0.07 0.07 0.09 0.1035.5 0.04 0.05 0.05 0.06 0.06 0.07 0.07 0.08 0.09 0.1140 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 0.12 0.1445 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.11 0.11 0.12 0.14 0.16Y50 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.11 0.12 0.13 0.14 0.16 0.1850 0.06 0.09 0.10 0.12 0.14 0.16 0.17 0.18 0.20 0.22 0.2656 0.06 0.11 0.12 0.14 0.17 0.19 0.20 0.22 0.25 0.30 0.3363 0.08 0.13 0.15 0.18 0.22 0.25 0.28 0.30 0.32 0.37 0.4171 0.09 0.17 0.20 0.23 0.27 0.31 0.33 0.36 0.39 0.46 0.5080 0.14 0.20 0.22 0.26 0.30 0.36 0.39 0.41 0.44 0.50 0.56Z90 0.14 0.22 0.24 0.28 0.33 0.37 0.40 0.44 0.48 0.54 0.6075 0.16 0.27 0.42 0.45 0.52 0.60 0.68 0.73 0.78 0.84 0.92 1.0080 0.18 0.31 0.49 0.52 0.61 0.71 0.81 0.87 0.94 1.01 1.12 1.2290 0.22 0.39 0.63 0.68 0.79 0.93 1.07 1.15 1.24 1.34 1.50 1.64100 0.26 0.47 0.77 0.83 0.97 1.14 1.32 1.42 1.54 1.66 1.87 2.05112 0.31 0.56 0.93 1.00 1.18 1.39 1.62 1.74 1.89 2.04 2.30 2.51125 0.37 0.67 1.11 1.19 1.40 1.66 1.93 2.07 2.25 2.44 2.74 2.98140 0.43 0.78 1.31 1.41 1.66 1.96 2.29 2.45 2.66 2.87 3.22 3.48A160 0.51 0.94 1.56 1.69 2.00 2.36 2.74 2.94 3.17 3.42 3.80 4.06125 0.48 0.84 1.34 1.44 1.67 1.93 2.20 2.33 2.50 2.64 2.85 2.96140 0.59 1.05 1.69 1.82 2.13 2.47 2.83 3.00 3.23 3.42 3.70 3.85160 0.74 1.32 2.16 2.32 2.72 3.17 3.64 3.86 4.15 4.40 4.75 4.89180 0.88 1.59 2.61 2.81 3.30 3.85 4.41 4.68 5.02 5.30 5.67 5.76200 1.02 1.85 3.06 3.30 3.86 4.50 5.15 5.46 5.83 6.13 6.47 6.43224 1.19 2.17 3.59 3.86 4.50 5.26 5.99 6.33 6.73 7.02 7.25 6.95250 1.37 2.50 4.14 4.46 5.22 6.04 6.85 7.20 7.63 7.78 7.89 7.14B280 1.58 2.89 4.77 5.13 5.93 6.90 7.78 8.13 8.46 8.60 8.22 6.80200 1.39 2.41 3.80 4.07 4.66 5.29 5.86 6.07 6.28 6.34 6.02 5.01224 1.70 2.99 4.78 5.12 5.89 6.71 7.47 7.75 8.00 8.06 7.57 6.08250 2.03 3.62 5.82 6.23 7.18 8.21 9.06 9.38 9.63 9.62 8.75 6.56280 2.42 4.32 6.99 7.52 8.65 9.81 10.47 11.06 11.22 11.04 9.50 6.13315 2.86 5.14 8.34 8.92 10.23 11.53 12.48 12.72 12.67 12.14 9.43 4.16C355 3.36 6.05 9.79 10.46 11.92 13.31 14.12 14.19 13.73 12.59 7.98 —16（2）當(dāng)工況位于兩種型號分界線附近時(shí)，可分別選擇這兩種型號進(jìn)行計(jì)算，擇優(yōu)選擇。若選用截面較小的型號，則根數(shù)較多，傳動尺寸相同時(shí)可獲得較小的彎曲應(yīng)力，帶的壽命較長；選截面較大的型號時(shí)，帶輪尺寸、傳動中心值會有所增加，帶根數(shù)則較少。（3）如果小帶輪直徑選太大，則帶傳動結(jié)構(gòu)尺寸不緊湊；選太小則帶承受的彎曲應(yīng)力過大。彎曲應(yīng)力是引起疲勞損壞的重要因素，所以必須按推薦的數(shù)據(jù)選取。3. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 dd1、dd2（1）確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd1根據(jù)表 4-2 選取 dd1=125mm （2）驗(yàn)算帶速 v106??nVd?)/(42.925sm5 m/s＜v＜25 m/s 帶速合適 根據(jù)表 4-2 選取 dd2=315mm 4.確定帶的基準(zhǔn)長度 Ld 和實(shí)際中心距 a （1) 初取中心距 ： 0.7（d d1+ dd2）≤a 0≤2（d d1+ dd2）得 308≤≤880， 根據(jù)精壓機(jī)的總體布局情況 初選 =800 mm（2）確定帶的基準(zhǔn)長度; Ld0表 4-3 普通 V 帶的基準(zhǔn)長度系列及長度系數(shù)長度系數(shù)基準(zhǔn)長度mm Y Z A B C D E200 0.81224 0.82250 0.84280 0.87315 0.87355 0.89400 0.96 0.87450 1.00 0.89500 1.02 0.912d 2 1d 0d 1 20()πL=2()4a?23580530.4m8???????17560 0.94630 0.96 0.81710 0.99 0.82800 1.00 0.85900 1.03 0.87 0.811000 1.06 0.89 0.841120 1.08 0.91 0.861250 1.11 0.93 0.881400 1.14 0.96 0.901600 1.16 0.99 0.92 0.831800 1.18 1.01 0.95 0.862000 1.03 0.98 0.882240 1.06 1.00 0.912500 1.09 1.03 0.932800 1.11 1.05 0.95 0.833150 1.13 1.07 0.97 0.863550 1.17 1.09 0.99 0.894000 1.19 1.13 1.02 0.914500 1.15 1.04 0.93 0.905000 1.18 1.07 0.96 0.925600 1.09 0.98 0.956300 1.12 1.00 0.977100 1.15 1.03 1.008000 1.18 1.06 1.029000 1.21 1.08 1.0510 000 1.23 1.11 1.0711 200 1.14 1.1012 500 1.17 1.1214 000 1.20 1.1516 000 1.22 1.18查表 4-3 取 Ld = 2240 mm4.計(jì)算實(shí)際中心距 a mLad768243.00????5.校驗(yàn)小帶輪包角 18??????1208.653.57121?ad?6.計(jì)算 V 帶的根數(shù) z??LCKP?0???根據(jù) dd1= 125mm ，n=1440r/min，查表 4-2，用內(nèi)插法得 P0=3.24KW由查表 4-4 查得；31042.???bK表 4-4 單根普通 V 帶 i≠1 時(shí)額定功率的增量 ΔP0 單位：kW小帶輪轉(zhuǎn)速 min型號傳動比200 400 730 800 980 1200 1460 1600 1800 2000 2400 28001.19～1.24 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.011.25～1.34 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.011.35～1.51 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.021.52～1.99 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02Y≥2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.021.19～1.24 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.03 0.031.25～1.34 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.03 0.031.35～1.51 0.00 0.00 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.03 0.041.52～1.99 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.03 0.04 0.04Z≥2 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.03 0.04 0.04 0.04 0.041.19～1.24 0.01 0.03 0.05 0.05 0.06 0.08 0.09 0.11 0.12 0.13 0.16 0.191.25～1.34 0.02 0.03 0.06 0.06 0.07 0.10 0.11 0.13 0.14 0.16 0.19 0.231.35～1.51 0.02 0.04 0.07 0.08 0.08 0.11 0.13 0.15 0.17 0.19 0.23 0.261.52～1.99 0.02 0.04 0.08 0.09 0.10 0.13 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 0.30A≥2 0.03 0.05 0.09 0.10 0.11 0.15 0.17 0.19 0.21 0.24 0.29 0.341.19～1.24 0.04 0.07 0.12 0.14 0.17 0.21 0.25 0.28 0.32 0.35 0.42 0.491.25～1.34 0.04 0.08 0.15 0.17 0.20 0.25 0.31 0.34 0.38 0.42 0.51 0.591.35～1.51 0.05 0.10 0.17 0.20 0.23 0.30 0.36 0.39 0.44 0.49 0.59 0.691.52～1.99 0.06 0.11 0.20 0.23 0.26 0.34 0.40 0.45 0.51 0.56 0.68 0.79B≥2 0.06 0.13 0.22 0.25 0.30 0.38 0.46 0.51 0.57 0.63 0.76 0.891.19～1.24 0.10 0.20 0.34 0.39 0.47 0.59 0.71 0.78 0.88 0.98 1.18 1.371.25～1.34 0.12 0.23 0.41 0.47 0.56 0.70 0.85 0.94 1.06 1.17 1.41 1.641.35～1.51 0.14 0.27 0.48 0.55 0.65 0.82 0.99 1.10 1.23 1.37 1.65 1.921.52～1.99 0.16 0.31 0.55 0.63 0.74 0.94 1.14 1.25 1.41 1.57 1.88 2.19C≥2 0.18 0.35 0.62 0.71 0.83 1.06 1.27 1.41 1.59 1.76 2.12 2.4719根據(jù)傳動比 i=2.5，查表 4-4 得 Ki=1.1199 則kWnKPib219.0 19.4012.)(3? ??????????????????（1） 、確定包角系數(shù) Ka本實(shí)例 a1 = ，由表 4-5 可得；08.65??956.051.2)(2. 18/2.61/ ?????aK表 4-5 包角系數(shù) Kα包角 70 80 90 100 110 120 130 1400.56 0.62 0.68 0.73 0.78 0.82 0.86 0.89包角 150 160 170 180 190 200 210 2200.92 0.95 0.96 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20（2） 、確定帶長系數(shù) KL由表可得 SPZ 型號 V 帶的計(jì)算系數(shù)C1 = 0.2473 ，C2 = 0.1870 ，當(dāng) Ld = 2240mm 時(shí)，046.12473.087.01???CLd得帶根數(shù):??)(5.2.96.1.2根Z取 z=3 根 【說明】帶的根數(shù) Z 越多，各根帶的帶長、帶的彈性和帶輪輪尺寸形狀間的誤差越大，受力越不均勻，因而產(chǎn)生的帶的附加載荷越大，所以 Z 不宜過大，一般 Z 小于或等于 7。當(dāng) Z 過大時(shí)，應(yīng)改選帶輪基準(zhǔn)直徑或改選帶型，重新計(jì)算。7、確定初拉力 F0215.qvKavPC?????????式中：Pc 為計(jì)算功率（kW） ；v 為帶的根數(shù)；q 為單位長度的質(zhì)量（kg/m ） 。對 SPZ 型 V 帶，由表可查得 q = 0.07 kg/m。則： NF 08.2594.907196.05234.50 ??????? ???????????【說明】F0 為初拉力。初拉力的大小是保證帶傳動正常的重要因素。初拉力過小，則摩擦力小，20容易發(fā)生打滑；初拉力過大，則帶壽命低，軸和軸承承受的壓力大。所計(jì)算的初拉力既能發(fā)揮帶的傳動能力，又能保證有較長的壽命。8、計(jì)算帶輪所受的壓力 Q2sin10aZF?式中：Z 為帶的根數(shù)；F0 為初拉力（N)；a1 為小帶輪的包角。則：NQ57.1382.65sin08.3290????【說明】 帶輪軸所受的壓力將作為后續(xù)軸和軸承設(shè)計(jì)的依據(jù)。按照上面的設(shè)計(jì)方法可以用 Pro/ENGINEER 設(shè)計(jì)出下面的三維圖型小帶輪 大帶輪皮帶 皮帶帶輪裝配圖214.3 鏈傳動設(shè)計(jì)與分析一、設(shè)計(jì)要求:一般設(shè)計(jì)鏈傳動時(shí)的已知條件為：傳動的用途和工作情況，原動機(jī)的類型，需要傳遞的功率，主動輪的轉(zhuǎn)速，傳動比以及外廓安裝尺寸等。設(shè)計(jì)計(jì)算一般包括：確定滾子鏈的型號、鏈節(jié)距、鏈節(jié)數(shù)，選擇鏈輪的齒數(shù)、材料、結(jié)構(gòu)、繪制鏈輪工作圖并確定傳動的中心距。在精壓機(jī)機(jī)組中，套筒滾子鏈傳動用于頂出機(jī)構(gòu)的傳動系統(tǒng)中，由減速機(jī)低速軸通過一對錐齒輪把動力傳給一根立軸，立軸上安裝小鏈輪，其轉(zhuǎn)速為 n1=90 r/min，大鏈輪與頂出凸輪做成一體，轉(zhuǎn)速 n2=45r/min，大鏈輪所需傳遞的功率 p=0.5kw，考慮潤滑不良，按2kw 計(jì)算。載荷變動較大，一班制工作，Y 系列異步電動機(jī)驅(qū)動，鏈傳動中心距不應(yīng)小于1000mm，要求中心距可調(diào)整。二、 設(shè)計(jì)內(nèi)容選擇鏈的型號、確定長度 L、傳動中心距 a、鏈輪基準(zhǔn)直徑及結(jié)構(gòu)尺寸等三、 設(shè)計(jì)步驟、結(jié)果及說明1. 選擇鏈輪齒數(shù)估算鏈輪 v 在 0.6 到 3m/s 之間，由此選小齒輪 Z1= 17。鏈傳動比：i = n1 /n2 = 90/45 =2。大齒輪齒數(shù) Z2 = iZ1 = 17*2 = 34，Z2 小于 20?！菊f明】（1）在選 z1 時(shí)，小鏈輪齒數(shù)需要根據(jù)鏈輪的線速度 v 選取。所以，先要估計(jì)一個線速度鏈速 v。若計(jì)算結(jié)果與估計(jì)相同則計(jì)算通過，否則需要重算。（2）一般來說，v=0.6 到 3m/s 之間時(shí)，z1 在 17 到 20 之間；v 在 3 到 8m/s 之間時(shí)，z1 在 21 帶 24 之間；當(dāng) v 在 8 到 25m/s 之間時(shí)，z1 在 25 到 34 之間；當(dāng) v 大于 25m/s 時(shí)，z1 大于或等于 35?？紤]到均勻磨損的問題，鏈輪齒數(shù)最好選用質(zhì)數(shù)。（3）選較少的鏈輪齒數(shù) z1 可減小外廓尺寸。但齒數(shù)過少，將會導(dǎo)致傳動的不均勻性和動載荷增大；鏈條進(jìn)入和退出嗤合時(shí)，鏈節(jié)間的相對轉(zhuǎn)角增大，鉸鏈磨損加?。绘渹鲃拥膱A周力也將增大，從而加速了鏈條和鏈輪的損壞。由于本實(shí)例的鏈傳動功率很小，對傳動的要求也很低，所以在此取較少的齒數(shù)。（4）增加小鏈齒輪數(shù)對傳動有利，但鏈輪的齒數(shù)不宜過大，否則，除增大了傳動的尺寸和質(zhì)量外；還會因鏈條節(jié)距的伸長而發(fā)生脫鏈，導(dǎo)致降低壽命。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鏈輪的最大齒數(shù)小于 20。2. 計(jì)算功率 Pc由表 4.1，根據(jù)“載荷變動較大，電動機(jī)驅(qū)動”的要求差得工作情況系數(shù) KA=1.3。由式（4-38 ）得Pc = KA *P=1.3 2 kW =2.6 kW?3. 初定中心距 a0，取定鏈節(jié)數(shù)(1) 初定中心距a0 = ( 30 ~ 50 ) p去中間值：a0 = 40P。（2）取定鏈節(jié)數(shù)22鏈節(jié)數(shù) Lp 可根據(jù)幾何關(guān)系求出：L p = + a0202121)(apzz???故 L p = pp 4732472???????取 Lp = 106 節(jié)（取偶數(shù)） 。【說明】? 中心距的大小對傳動有很大影響。中心距小時(shí)，鏈節(jié)數(shù)少，鏈速一定時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)每一鏈節(jié)的應(yīng)力變化次數(shù)和屈伸次數(shù)增多，因此，鏈的疲勞和磨損增加。中心距大時(shí)，鏈節(jié)數(shù)增多，吸振能力高，使用壽命長。但中心距 a 太大時(shí)，有會發(fā)生鏈的顫抖現(xiàn)象，使運(yùn)動的平穩(wěn)性降低。設(shè)計(jì)時(shí)如無結(jié)構(gòu)上的特殊要求，一般可初定中心距 a0 = (30~50) p，最大中心距可取 a = 80 p.? 鏈節(jié)數(shù)通常取偶數(shù)。只有這樣，鏈條連成環(huán)形時(shí)，才正好使外鏈板與內(nèi)鏈板相連接。而當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為基數(shù)時(shí)，必須用 帶有彎板的過渡鏈節(jié)進(jìn)行連接。彎板在鏈條受拉時(shí)要受附加彎矩作用，強(qiáng)度比普通鏈板降低 20%左右，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免奇數(shù)鏈節(jié)的鏈條。4. 確定鏈節(jié)距 p 1.計(jì)算鏈傳動所需額定功率 P0 ? 此實(shí)例中，鏈速不高，假設(shè)鏈板疲勞破壞：Kz = = 0.89.??08.19/z? 由 = 106, = 。pLLK??2.1/166.0?? 有表 4.16 選單排鏈， = 1.0 。p由式（4.39）得kWkWKPLZC 86.20.189.0620 ???【說明】（1）鏈速不高時(shí)，鏈傳動的承載能力取決于鏈板的疲勞強(qiáng)度。隨著鏈輪轉(zhuǎn)速的增高，。鏈傳動的運(yùn)動不均勻性增大，傳動能力取決于滾子河套筒的沖擊疲勞強(qiáng)度，由于本論文中的鏈速不高，故假設(shè)鏈板疲勞破壞。（2）選擇滾子鏈型號n1 = 90 r/min， P0 = 2.86 時(shí)，由圖 4.23 選擇滾子型號為 16A，且可得原估計(jì)鏈工作在功率曲線左側(cè)（鏈板疲勞破壞）為正確。5.確定鏈長 L 和中心距 a由表 4.10 查得型號為 16A 的滾子鏈，鏈節(jié)距 p = 25.4mm。所以，鏈長 L = 。mP4.269.5106???鏈傳動的理論中心距 a 可根據(jù)幾何關(guān)系求出：?????? ???????????????????????212121 84?zzLzp23故ma 30.1227348170623417064.25 ??????? ?????????????????????????符合設(shè)計(jì)要求。取中心距減小量Δa = （0.002~0.004 ）a故Δa = （0.002~0.004） 1020.03 mm = 2.04~4.08 mm?實(shí)際安裝中心距 = a Δa = [1020.03 (2.04~4.08)] mm = (1018.26~1016.22) mm'??取= 1018 mm'【說明】? 一般的鏈傳動設(shè)計(jì)中，為了保證鏈條松邊有一個合適的安裝垂度，實(shí)際中心距應(yīng)比理論中心距小一些。計(jì)算中心距減小量 Δa 的式（4.43）為經(jīng)驗(yàn)公式。? 在本實(shí)例中，由于鏈輪轉(zhuǎn)速較低，傳力不大，加上結(jié)構(gòu)的限制，所以采用特殊額布置方法（鏈輪平面水平布置） ，為防止脫鏈，鏈條應(yīng)盡拉緊些。5.驗(yàn)算鏈速 v（4.44）601pzn?故smsv/65.0/4.2579??與原假設(shè) v = 0.6~3 相符。sm/6.驗(yàn)算小鏈輪孔直徑 kd根據(jù)齒數(shù) 17、節(jié)距為 25.4 mm，由表 4.12 查得小鏈輪孔許用最大直徑 = 74 maxkdmm，大于立軸的軸徑 D = 50 mm，故合適。8 鏈傳動的呀軸力 F（4.45）eFPK??式中：Fe 為鏈傳遞的有效圓周力， 為壓軸力系數(shù)，對于水平傳動 ，對15.?FPK于垂直傳動 。本例中 Fe = 1 000Pc/v = 1 000 2.6 0.65N；按水平布置取壓軸力05.1?FPK?/系數(shù) 。故N4205.4??9、選擇潤滑方式根據(jù)鏈速 v = 0.65m/s，鏈接距 p = 25.4，按下面的方法來潤滑。潤滑時(shí)，應(yīng)設(shè)法將油注入鏈活動關(guān)節(jié)間的縫隙中，并均勻分布于鏈寬上。潤滑油應(yīng)該加在松邊上因此時(shí)鏈節(jié)處于松弛狀態(tài)，潤滑油容易進(jìn)入各摩擦面之間，鏈傳動使用的潤滑油的運(yùn)動粘度在運(yùn)轉(zhuǎn)溫度下約為 20 到 40 之間。只有轉(zhuǎn)速很慢又無法供油的地方，sm/224才可以用油脂代替。對于開式傳動和不易潤滑的鏈傳動，可定期拆下鏈條，先用油清洗干凈，干燥后再浸入 70 到 80 攝氏度潤滑油中片刻（銷軸垂直放入油中） ，盡量排盡鉸鏈中的空氣，待吸滿油后取出冷卻，擦去表面潤滑油后，安裝繼續(xù)使用。根據(jù)上面的參數(shù)，用 Pro/ENGINEER 設(shè)計(jì)出下面的大小鏈路輪的三維圖 圖為齒數(shù)為 17 的小鏈輪 圖為齒數(shù)是 34 的大鏈輪 圖為與大小鏈輪相傳動的鏈條 圖為大小鏈輪的裝配圖25第五章 精壓機(jī)齒輪傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 引言齒輪傳動用來傳遞兩軸間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動和動力，是機(jī)械傳動中應(yīng)用最為廣泛的一種傳動形式。與其他形式的機(jī)械傳動相比，主要優(yōu)點(diǎn)是能傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動和動力，瞬時(shí)傳動比恒定，傳動效率高，工作壽命長，可靠性較高，適用的圓周速度和功率范圍廣；主要缺點(diǎn)是制造及安裝精度高，成本較高，不適用于遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動。在精壓機(jī)傳動系統(tǒng)及鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的傳動系統(tǒng)中，使用了多種形式的齒輪傳動。 圖(a) 圖(b)(a)1—開式錐齒輪傳動；2—閉式斜齒圓柱齒輪傳動；3—開式直齒圓柱齒輪傳動(b)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)中的蝸桿傳動 5.1 精壓機(jī)圓柱齒輪減速器中的齒輪傳動設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)內(nèi)容有第三部分可知，該齒輪傳動的傳動比 i=3，中等沖擊減速器高速軸所需傳遞的功率P=7.125kW；由前面部分可知， V 帶傳動的傳動比由 2.5 變成了 2.52，則減速器高速軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速也將改變，由 576r/min 變成了 5.71.43r/mim。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：選擇個齒輪材料及熱處理方法、精度等級；確定其主要參數(shù)及集合尺寸及結(jié)構(gòu)等。由于斜齒圓柱齒輪傳動的平穩(wěn)性和承載能力都優(yōu)于直齒圓柱齒輪傳動，在此傳動類型選擇斜齒圓柱齒輪傳動；無特殊要求，選擇軟齒面。2.按閉式軟齒面斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)（1）選擇齒輪精度、材料及熱處理方式一般要求，由表，初選 8 級精度。小齒輪選用 40Cr，調(diào)質(zhì)，硬度為 241~286HBS，取 270HBS。大齒輪選用 AG35SiMn，調(diào)質(zhì)，硬度 197~248HBS，取 220HBS。（2）計(jì)算許應(yīng)力26①由表 2.18.球強(qiáng)度極限 σFlim 1、 σHlim 1σHlim 1=366.7+1.33HBS1=（366.7+1.3 ×270）MPa=725.8MPaσFlim 1=140+0.4HBS1=（140+0.4×270）MPa=248MPaσHlim 2=290+1.3HBS2=（290+1.3×220）MPa=576MPaσFlim 2=140+0.4HBS2=（150+1.3×220）MPa=240MPa②有表 5.19，取安全系數(shù)：S H=1.25；S F=1.6。③[σ H1]= σHlim 1/ SH=(725.8/1.25) MPa=580.64 MPa[σ H2]= σHlim 2/ SH=(576/1.25) MPa=460.8 MPa[σ F1]= σHlim 1/ SF=(248/1.6) MPa=155 MPa[σ F2]= σHlim 2/ SF=(240/1.6) MPa=240 MPa（3）該傳動為閉式軟齒面，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)①確定載荷系數(shù) K：查表，按較大沖擊，取中間值 K=1.7。②確定齒寬系數(shù) ψa：由表，輕型傳動，對稱布置，取 ψa=0.35。③計(jì)算小齒輪上的轉(zhuǎn)矩：T1=9.55×106P/n1=9.55×106×7.125/571.43N·mm=1.19×105 N·mm④確定齒數(shù)：選小齒輪齒數(shù) Z1=27，則大齒輪齒數(shù) Z2=i ·Z1=3×27=81。⑤由表 5.16 中的式初算中心距：??????muKTaHa 13.78.46035.97344 25321 ?????????⑥計(jì)算法面模數(shù)：初取螺旋角 ，由表可知??mzmn 19.38127cos3.cos21 ????由表取 。n4⑦確定中心距：，取mzan 62.315cos2)87(cos)(1 ???????a24?⑧確定螺旋角：???.1524)87(ars)(ars21zmn⑨計(jì)算分度圓直徑： mzdn 9.134.5cos711 ?????i 7.912?⑩計(jì)算齒寬 、 ：b2274.78235.0???mab?取 ， 。8281（4）校對齒根彎曲疲勞強(qiáng)度①確定符合齒形系數(shù)：計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)，由式（5.12）得10.34.5cos27331????zv .9.8332zv則由式（5.51）可得15.4)8.01.326.0/(1)4.069./(11 ??????vvFSzzY 399822②按表 5.16 中的式（5.39）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： MPaPa MPaYzbmKTFSnF15][48.37 15.427403.cos1.6.cos16512??? ??????PaYFSF 0][.3.48372122 ?????故安全（5）計(jì)算齒輪的圓周速度smsndv /35./604.5719.106?????對照表 5.15 選取，8 級精度合適。（6）幾何尺寸計(jì)算名稱 計(jì)算公式 小齒輪尺寸 大齒輪尺寸分度圓直徑 ?coszmdn? 111.99mm 335.97mm基圓直徑 tt?101.49mm 304.46mm28齒頂圓直徑 )2cos(*annahzmd???119.99mm 343.97 mm齒根圓直徑 *nanf c?101.99mm 325.97 mm齒頂高 ah*?4mm齒根高 nnfmc)(?5mm全齒高 a2* 10mm中心距 ?cos)(1nz??224mm（7）齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪：選取齒輪軸大齒輪：選取腹板式根據(jù)上面的參數(shù)，用 Pro/ENGINEER 設(shè)計(jì)出下面的大小齒輪的三維圖圖 5.1 閉式斜齒輪 5.2 開式齒輪設(shè)計(jì)開式齒輪常用于低速級，采用直齒，將由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的模數(shù)增大10%-20%，在此要用耐磨材料。已知 =576r/min, n =192r/min =3.84; T =49.74× N.mm2n32i140選擇材料.熱處理,齒輪精度等級和齒數(shù).查表得,選擇小齒輪材料 38SiMnMo 鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度 260~290HBS, 8 級精度；大齒輪材料為 ZG42SiMn 調(diào)質(zhì)處理硬度 220~240HBS 8 級精度。