卷曲傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、 摘 要 鋼鐵工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志，鋼鐵發(fā)展直接影響著與其相關(guān)的國(guó)防工業(yè)及建筑、機(jī)械、造船、汽車、家電等行業(yè)。軋鋼機(jī)械的設(shè)計(jì)是鋼鐵生產(chǎn)中的一個(gè)最重要的環(huán)節(jié)，近年來(lái)，熱軋和冷軋技術(shù)日趨完善，特別是冷軋技術(shù)，代表著鋼鐵行業(yè)的前沿技術(shù)，在世界各地迅速發(fā)展，我國(guó)雖取得一定得成績(jī)，但與世界先進(jìn)水平相比差距還很大。推進(jìn)我國(guó)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，是當(dāng)代大學(xué)生特別是我們機(jī)械專業(yè)的大學(xué)生義不容辭的責(zé)任。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要包括傳動(dòng)方案分析選擇，電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)選擇，二級(jí)斜齒傳動(dòng)齒輪的計(jì)算和校核，軸的設(shè)計(jì)校核，軸承的選擇和校核，軸上鍵的選擇校核，以及減

2、速箱箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要綜合運(yùn)用以前所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、材料力學(xué)等專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和數(shù)據(jù)處理，把所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要首先考慮開卷機(jī)的綜合性能，傳動(dòng)的合理性是開卷機(jī)正常工作的前提，也是軋鋼產(chǎn)品的質(zhì)量保障。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，可以達(dá)到具備對(duì)各種常用的通用機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)和選用的能力，進(jìn)而達(dá)到獨(dú)立設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)械的能力。 關(guān)鍵詞: 齒輪； 軸； 軸承； 鍵 Abstract Iron and steel industry is an

3、 important foundation for national industries，is the level of the national economy and an important indicator of overall national strength，iron and steel development associated with a direct impact on the defense industry and construction, machinery, shipbuilding, automobiles, home appliances, etc。T

4、he design of rolling mill machinery is one of the most important aspect of steel production 。In recent years，hot-rolled and cold-rolling technology are maturing，cold-rolling technology in particular, represents the cutting-edge technology of iron and steel industry，The rapid development around the

5、world，although Chinas achievements must be made，however, compared with the gap between the worlds advanced level is still very great。Promote the development of Chinas steel industry is the contemporary college students, especially college students, we machinery duty-bound to professional responsibil

6、ity. The design of transmission include transmission analysis of choice，motor selection, helical Gear II calculation and check, check-axis design, bearing selection and verification, the choice of key axis calibration, as well as the slowdown in the structural design of cabinet boxes, etc。The desig

7、n process to study the integrated use of the previous mechanical design, mechanical principles of mechanics of materials, such as expertise,empirical estimation and data processing,to study the theoretical knowledge and professional practice。Drive system design would be the first to consider the com

8、prehensive performance uncoiler，drive uncoiler rationality is a prerequisite for normal work,rolling is to protect the quality of the product。Graduation Project is the comprehensive application of knowledge,can be achieved with the various commonly used general-purpose machinery design and selection

9、 of parts and components of capability,to achieve an independent capacity of simple machinery。 Keywords: Gear; shaft; Bearing; Bond 目 錄 1 緒論 5 1.1 選題背景 5 1.2 選題的意義和目的 7 2 傳動(dòng)方案分析設(shè)計(jì) 9 2.1傳動(dòng)方案分析 9 2.1.1 傳動(dòng)方案的要求 9 2.1.2 傳動(dòng)方案的分析 9 2.2 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 10 3 選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù) 11 3.1 卷取張力的選擇 11 3

10、.2 卷取機(jī)卷筒傳動(dòng)功率計(jì)算 12 3.3 選擇電動(dòng)機(jī)的功率 15 3.4 確定卷筒傳動(dòng)比和電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 15 3.5 傳動(dòng)比分配 16 3.5.1 傳動(dòng)比分配 16 3.5.2 核驗(yàn)工作機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速誤差 16 3.6 減速器各軸轉(zhuǎn)速，功率，轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 17 3.6.1 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)效率 17 3.6.2 各軸功率計(jì)算 17 3.6.3 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 17 3.6.4 各軸轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩 17 3.6.5 與電機(jī)聯(lián)接的聯(lián)軸器的選擇 18 4 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 18 4.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 18 4.1.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)

11、材料及齒數(shù) 18 4.1.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 19 4.1.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 20 4.1.4 幾何尺寸計(jì)算 22 4.1.5 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸 22 4.1.6 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 4.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 24 4.2.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)材料及齒數(shù) 24 4.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 25 4.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 27 4.2.4 幾何尺寸計(jì)算 28 4.2.5 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸 28 4.2.6 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 5 軸的設(shè)計(jì) 31 5.1 中間軸的設(shè)計(jì) 31 5.1.1

12、選擇軸的材料 31 5.1.2 軸的結(jié)構(gòu)尺確定 31 5.1.3 按許用彎曲應(yīng)力校核軸 31 5.1.4 軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 35 5.2 高速軸的設(shè)計(jì) 35 5.2.1 選擇軸的材料 35 5.2.2 軸的結(jié)構(gòu)尺寸確定 35 5.2.3 按許用彎曲應(yīng)力校核軸 35 5.2.4 軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 38 5.3 低速軸的設(shè)計(jì) 38 5.3.1 選擇軸的材料 39 5.3.2 軸的結(jié)構(gòu)尺寸確定 39 5.3.3 按許用彎曲應(yīng)力校核軸 39 5.3.4 軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 42 6 軸承的校核計(jì)算 42 6.1 高速軸軸承的校核計(jì)算 42 6

13、.1.1 作用在軸承上的負(fù)荷 42 6.1.2 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 42 6.1.3 驗(yàn)算軸承壽壽命 43 6.2 中間軸軸承的校核計(jì)算 43 6.2.1 作用在軸承上的負(fù)荷 43 6.2.2 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 43 6.2.3 驗(yàn)算軸承壽壽命 44 6.3 低速軸軸承的校核計(jì)算 44 6.3.1 作用在軸承上的負(fù)荷 44 6.3.2 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 44 6.3.3 驗(yàn)算軸承壽壽命 45 7 鍵的校核 45 7.1 高速軸鍵的校核 45 7.2 中間軸鍵的校核 46 7.3 低速軸鍵的校核 46 8 減速器箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 46 9 畢

14、業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 48 參考文獻(xiàn) 49 致謝 50 1 緒論 1.1 選題背景 現(xiàn)代冷軋薄板生產(chǎn)通常的生產(chǎn)工藝是：酸洗、冷軋、電解清洗、罩式爐退火、平整、精整（橫切、縱剪、重卷）、成品（板、卷）包裝。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了一種新的生產(chǎn)工藝，它把冷軋后的電解清洗、罩式退火、鋼卷冷卻、調(diào)制軋制（平整）和精整檢查等5個(gè)單獨(dú)的生產(chǎn)工序聯(lián)結(jié)成一條生產(chǎn)機(jī)組，用立式的連續(xù)爐代替間歇式的罩式爐，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)。這種連續(xù)生產(chǎn)線稱作連續(xù)退火機(jī)組，簡(jiǎn)稱CAPL。圖1.1為一種冷軋連續(xù)機(jī)組示意圖。其主要性能是：生產(chǎn)能力83000t/月；帶厚0.2~1.6mm;帶寬6

15、00~1600mm；作業(yè)線速度：入口段540m/min、中心段400m/min、傳送段560m/min；作業(yè)線長(zhǎng)度：合計(jì)276m、爐子120m. 圖 1.1 這種“五合一”的連續(xù)退火新工藝于分批退火（罩式爐退火）相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)： （1） 以帶鋼狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)熱處理課得到性能均勻、表面光潔的產(chǎn)品。 （2） 控制爐內(nèi)張力，可改善帶鋼板形，帶鋼平直度好。 （3） 沒有粘結(jié)和砂粒壓入缺陷，鋼板收得率高，且平整效率高、質(zhì)量好。 （4） 作業(yè)線將清洗、退火、平整、表面自動(dòng)檢查、涂油、重卷或剪切一次完成，減少了多次

16、鋼卷處理，減少許多因此而產(chǎn)生的廢品，提高了收得率。 （5） 生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單合理、管理方便、生產(chǎn)出成品的時(shí)間由成批退火的10天縮短為10min。交貨迅速，生產(chǎn)過(guò)程貯備料也可大大減少。 （6） 車間布置緊湊、占地面積小，省掉許多輔助設(shè)備，建設(shè)費(fèi)用降低，勞動(dòng)定員大幅度減少，而且節(jié)省能源。具體比較見表 1-1 表1-1 連續(xù)退火與罩式退火工藝比較 序 號(hào) 項(xiàng) 目 名 稱 連續(xù)退火/% 罩式退火/% 1 投資 （不包括軟件費(fèi)） 設(shè)備費(fèi) 占地面積 74 35 100 100 2 固定成本 人工費(fèi) 維修費(fèi) 27 35

17、 100 100 3 生產(chǎn)時(shí)間 1 100 4 切損等耗費(fèi) 35 100 5 可變資本 能耗 軋輥（平整機(jī)）費(fèi) 其他生產(chǎn)材料費(fèi) 79 38 77 100 100 100 正是由于上述這些優(yōu)點(diǎn)，自從20世紀(jì)70年代初日本新日鐵公司成功地開發(fā)出CAPL以來(lái)，全世界鋼鐵界對(duì)連續(xù)退火工藝給予了極大的關(guān)注，并迅速開發(fā)了適應(yīng)各種產(chǎn)品要求的新工藝技術(shù)設(shè)備。全世界目前已建設(shè)50多條連續(xù)退火線。日本用連續(xù)退火生產(chǎn)的冷軋板產(chǎn)量已達(dá)全部冷軋板產(chǎn)量的20%左右，其中川崎達(dá)60%，新日鐵達(dá)50%。用連續(xù)退

18、火爐既可以生產(chǎn)普通級(jí)別的沖壓成形冷軋薄板，也可以生產(chǎn)深沖壓成形的汽車用冷軋板和烤漆硬化鋼板；既能生產(chǎn)硬紙的鍍錫原板，也能生產(chǎn)軟質(zhì)的鍍錫原板；既能生產(chǎn)一般強(qiáng)度級(jí)別的冷軋板，又能生產(chǎn)微合金化合金鋼、雙向鋼等高強(qiáng)和超強(qiáng)度冷軋板?？梢赃@樣說(shuō)，到現(xiàn)在為止凡是罩式退火爐能生產(chǎn)的產(chǎn)品，連續(xù)退火機(jī)組都可以生產(chǎn)，故連續(xù)退火發(fā)展很快。 鋼鐵工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志，鋼鐵發(fā)展直接影響著與其相關(guān)的國(guó)防工業(yè)及建筑、機(jī)械、造船、汽車、家電等行業(yè)。隨著國(guó)際產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移和中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國(guó)鋼鐵工業(yè)取得了巨大成就。 　 中國(guó)鋼產(chǎn)量由1978年的3717萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2007年的

19、4.89億噸。2007年中國(guó)生產(chǎn)粗鋼48924.08萬(wàn)噸，比上年增加6625.22萬(wàn)噸，增長(zhǎng)15.66%；生產(chǎn)生鐵46944.63萬(wàn)噸，比上年增加6189.22萬(wàn)噸，增長(zhǎng)15.19%；生產(chǎn)鋼材56460.81萬(wàn)噸（含重復(fù)材），比上年增加10442.84萬(wàn)噸，增長(zhǎng)22.69%，行業(yè)總體呈較快增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2008年我國(guó)鋼產(chǎn)量突破了5億噸，達(dá)到50048.8萬(wàn)噸，占全球鋼產(chǎn)量37.6%，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超過(guò)97%。 　　中國(guó)鋼鐵工業(yè)不僅在數(shù)量上快速增長(zhǎng)，而且在品種質(zhì)量、裝備水平、技術(shù)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能環(huán)保等諸多方面都取得了很大的進(jìn)步，形成了一大批具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的鋼鐵企業(yè)。中國(guó)鋼鐵工業(yè)不僅為中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)

20、展做出了重大貢獻(xiàn)，也為世界經(jīng)濟(jì)的繁榮和世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用。中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，拉動(dòng)了中國(guó)鋼材消費(fèi)的持續(xù)增長(zhǎng)，緩解了全球鋼鐵產(chǎn)能過(guò)剩，改變了世界鋼鐵市場(chǎng)和原料市場(chǎng)的供求關(guān)系，由過(guò)去的供大于求轉(zhuǎn)為供不應(yīng)求，鋼鐵市場(chǎng)由低迷轉(zhuǎn)為興旺，鋼材價(jià)格由長(zhǎng)期的低價(jià)位運(yùn)行轉(zhuǎn)為高價(jià)位運(yùn)行。2001年至2007年，全球鋼鐵業(yè)重新恢復(fù)了活力，國(guó)際鋼鐵市場(chǎng)需求興旺，鋼鐵企業(yè)利潤(rùn)豐厚。 　　2008年，隨著世界經(jīng)濟(jì)危機(jī)的蔓延，全球鋼鐵行業(yè)發(fā)展面臨巨大壓力，中國(guó)鋼鐵行業(yè)下游市場(chǎng)需求減緩，在應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)危機(jī)方面，中國(guó)政府頻頻出臺(tái)政策措施，對(duì)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)生積極作用。截止2008年11月，國(guó)務(wù)院批復(fù)的鐵路投資額已經(jīng)達(dá)

21、到2萬(wàn)億元，其中在建項(xiàng)目的投資規(guī)模超過(guò)了1.2萬(wàn)億；此外交通運(yùn)輸部門正在醞釀一個(gè)未來(lái)3至5年內(nèi)投資5萬(wàn)億元的計(jì)劃，包括在建項(xiàng)目、已經(jīng)規(guī)劃的項(xiàng)目和追加投資，將涉及公路、水路、港口和碼頭建設(shè)等。政府加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將拉動(dòng)鋼材需求。 　　另外，隨著中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)，中國(guó)對(duì)高品質(zhì)鋼鐵產(chǎn)品的需求量也越來(lái)越大。中國(guó)工業(yè)化和城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的加快，也將擴(kuò)大鋼材產(chǎn)品的消費(fèi)。因此，中國(guó)鋼鐵行業(yè)仍有很大的發(fā)展空間。 軋鋼機(jī)械是鋼鐵生產(chǎn)中的一個(gè)最重要的環(huán)節(jié)，近年來(lái)軋鋼機(jī)械的發(fā)展已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，熱軋和冷軋技術(shù)日趨完善，特別是冷軋技術(shù)，代表著鋼鐵行業(yè)的前沿技術(shù)，在世界各地迅速發(fā)展，我國(guó)雖取得一定得成績(jī)，但與世界

22、先進(jìn)水平相比差距還很大。薄板的產(chǎn)量在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家中一般占鋼材產(chǎn)量的50%（美國(guó)>60%，日本約45%），而我國(guó)則尚在20%以下，按2000年規(guī)劃目標(biāo)也只有26%。冷軋薄板在發(fā)達(dá)國(guó)家一般占鋼材產(chǎn)量的25-30%，而我國(guó)在寶鋼兩套新機(jī)組建成以后也只占有4%左右。其中汽車板，硅鋼片和鍍錫板更是短中之短。這三項(xiàng)產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)推進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有深遠(yuǎn)影響。 推進(jìn)我國(guó)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，是當(dāng)代大學(xué)生特別是我們機(jī)械專業(yè)的大學(xué)生義不容辭的責(zé)任，對(duì)于即將進(jìn)入鋼鐵行業(yè)的我們，學(xué)習(xí)熱軋，冷軋技術(shù)，了解軋鋼機(jī)械的原理，工作性能，是我們的必備基礎(chǔ)知識(shí)。 1.2 選題的意義和目的 卷曲傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)過(guò)程中要綜合綜合運(yùn)

23、用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他有關(guān)課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問(wèn)題的能力，并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展。學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和過(guò)程。進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和數(shù)據(jù)處理等。 卷曲機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)是減速箱，主要設(shè)計(jì)的是齒輪傳動(dòng)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中在達(dá)到設(shè)計(jì)要求的同時(shí)還要考慮卷曲機(jī)的運(yùn)行，卷曲機(jī)是冷軋帶鋼生產(chǎn)中對(duì)工作平穩(wěn)性和精度要求非常高的設(shè)備，在傳動(dòng)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮下述幾個(gè)問(wèn)題。 （1）卷取機(jī)的速度控制 卷取機(jī)速度

24、控制要同時(shí)考慮一下兩個(gè)因素：為適應(yīng)機(jī)組速度變化而調(diào)整卷取速度時(shí)，不應(yīng)影響電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩；為適應(yīng)卷徑變化而調(diào)整卷筒轉(zhuǎn)速時(shí)，不應(yīng)引起張力的波動(dòng)。一般卷取機(jī)都同時(shí)采用調(diào)壓（恒力矩）和調(diào)磁（恒功率）兩種調(diào)速方法，分別適應(yīng)上述兩種情況，以充分利用電機(jī)的容量。 （2）卷筒電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速必須與計(jì)算轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。如果卷曲取帶材的厚度范圍大，工藝上又要求多種速度制度，卷筒傳動(dòng)可考慮多級(jí)速比切換，滿足工藝要求。 式中 - 最大卷取線速度，； - 最大帶卷半徑，m。 沒有減速機(jī)時(shí)，。需要減速機(jī)時(shí)，其速比為 （3）為實(shí)現(xiàn)在卷取過(guò)程中張力不發(fā)生波動(dòng)，卷筒的電機(jī)

25、的弱磁調(diào)速范圍應(yīng)滿足下列要求 故 (4) 卷取帶材所需要的傳動(dòng)功率應(yīng)由帶材的張力、塑性彎曲變形、卷取的速度和加速度及摩擦阻力等因素確定。由于塑性變形彎曲和摩擦的影響遠(yuǎn)小于張力，故初選電機(jī)時(shí)額定功率可用下式近似計(jì)算 - 塑性彎曲及摩擦影響系數(shù)，取1.1-1.2； T - 卷取張力，N； V - 線速度； - 傳動(dòng)效率 ，取0.85-09之間。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是本專業(yè)最重要的實(shí)踐性教育環(huán)節(jié)，是學(xué)生在完成全部的基礎(chǔ)課和專業(yè)課的學(xué)習(xí)之后，畢業(yè)離校之前的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，它包括畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在教師的指導(dǎo)

26、下，通過(guò)調(diào)查研究，方案分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，完成機(jī)電設(shè)備或某個(gè)裝也課題的部分的技術(shù)設(shè)計(jì)、圖形繪制以及計(jì)算機(jī)編程等全套技術(shù)文件，其目的是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生接受工程師的基本訓(xùn)練，并且使學(xué)生在計(jì)算機(jī)繪圖及編程，資料檢索及外文資料翻譯等方面的到鍛煉與提高，同時(shí)也是對(duì)學(xué)生大學(xué)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用與考察，因此這對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一次很好的鍛煉機(jī)會(huì)。 當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)突飛猛，知識(shí)經(jīng)濟(jì)已見端倪，綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)，歸根結(jié)底是科技與人才的競(jìng)爭(zhēng)。鄧小平同志早已明確指出:科技是現(xiàn)代化的關(guān)鍵而教育是基礎(chǔ)?？萍?、生產(chǎn)、生活等各領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的各種機(jī)械是怎樣設(shè)計(jì)、制造出來(lái)的，這是一個(gè)系統(tǒng)工程問(wèn)題。從大

27、的方面分析，一是設(shè)計(jì)，二是制造。通過(guò)本設(shè)計(jì)對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，可以達(dá)到具對(duì)各種常用的通用機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)和選用的能力，進(jìn)而達(dá)到獨(dú)立設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)械的能力。這也是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的最終目的。 2 傳動(dòng)方案分析設(shè)計(jì) 2.1傳動(dòng)方案分析 卷取機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位于電動(dòng)機(jī)和卷曲機(jī)之間，用以傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力或者改變運(yùn)動(dòng)形式，傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)的是否合理，對(duì)整個(gè)機(jī)械的工作性能、尺寸、 重量和成本更影響很大， 因此傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。 2.1.1 傳動(dòng)方案的要求 合理的傳動(dòng)的方案，首先應(yīng)滿足工作機(jī)的功能要求，其次還應(yīng)滿足工作可靠、傳動(dòng)效率高 、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、重量輕、成本低廉、工藝性好、

28、使用和維護(hù)方便等要求，設(shè)計(jì)時(shí)要統(tǒng)籌兼顧，滿足最主要的和最基本的要求。 2.1.2 傳動(dòng)方案的分析 對(duì)主要的傳動(dòng)形式進(jìn)行分析比較 <1> 蝸桿傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，尺寸緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，但效率較低，適用于中、小功率的場(chǎng)合。采用錫青銅為蝸輪材料的蝸桿傳動(dòng)，由于允許齒面有較高的相對(duì)滑動(dòng)速度，可將蝸桿傳動(dòng)布置在高速級(jí)，以利于形成潤(rùn)滑油膜，可以提高承載能力和傳動(dòng)效率. <2> 斜齒輪傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)比精確，工作可靠、效率高、壽命長(zhǎng)，使用的功率、速度和尺寸范圍大。例如傳遞功率可以從很小至幾十萬(wàn)千瓦；速度最高可達(dá)300m/s；齒輪直徑可以從

29、幾毫米至二十多米。但是制造齒輪需要有專門的設(shè)備，嚙合傳動(dòng)會(huì)產(chǎn)生噪聲。 <3> 圓錐齒輪傳動(dòng) 圓錐齒輪加工較困難，特別是大直徑、模數(shù)大的圓錐齒輪，只有在需要改變軸的布置方向時(shí)采用，并盡量放在高速級(jí)和限制傳動(dòng)比，以減小圓錐齒輪的直徑和摸數(shù)。 <4> 鏈?zhǔn)絺鲃?dòng) 鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻，有沖擊，不適于高速傳動(dòng)，應(yīng)布置在低速級(jí)。 綜合以上幾種方案，考慮到開卷機(jī)工作環(huán)境，工作性能以及布置形式，采用閉式斜齒傳動(dòng)。 2.2 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 原始數(shù)據(jù)：帶鋼重量10000kg，帶鋼厚度：1.0～2.5mm，帶鋼寬度：650～1250mm，機(jī)組速度：360m/mi

30、n，帶鋼材質(zhì)：Q235。 傳動(dòng)系統(tǒng)布置形式如下圖所示： 附圖2.1 傳動(dòng)裝置布置圖 1 - 電動(dòng)機(jī) 2 - 聯(lián)軸器 3 - 二級(jí)展開式齒輪減速箱 4 - 聯(lián)軸器 5 - 驅(qū)動(dòng)卷筒 3 選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù) 3.1 卷取張力的選擇 卷取機(jī)在卷繞帶鋼時(shí)，必須具有一定的卷曲張力。卷曲張力值大小取決于卷曲機(jī)工作狀態(tài)和產(chǎn)品規(guī)格。不合適的張力數(shù)值會(huì)直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。過(guò)大的卷取張力數(shù)值會(huì)影響產(chǎn)品內(nèi)部金相組織，以及使設(shè)備電機(jī)容量增大；反之，過(guò)小的卷取張力數(shù)值亦會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量以及出現(xiàn)帶鋼跑偏。可見，卷曲張力數(shù)值過(guò)大或過(guò)小，均會(huì)直接影響到卷取機(jī)正常工作。因此，張

31、力數(shù)值應(yīng)該慎重。 卷曲張力T由公式，（,公式2-1） 確定 其中——單位張力，； ——帶鋼厚度，1.0； ——帶鋼寬度，1000； （1） 對(duì)于連續(xù)機(jī)組，可按下表選?。ǎ?-3） 表中為帶鋼屈服極限， 表3-1 連續(xù)機(jī)組采用的單位張力值 機(jī)組名稱 ， 酸洗機(jī)組 0.03～0.05 退火機(jī)組 0.03～0.06 準(zhǔn)備機(jī)組 0.03～0.05 張力矯直機(jī)組 0.06～10.5 （2）對(duì)于連續(xù)機(jī)組的單位張力值還可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： （,公式2-2） 式中——帶鋼厚度，； ——帶鋼的屈服極限，； ——系數(shù)，由卷取機(jī)工作情況來(lái)決定，即不

32、同機(jī)組有不同數(shù)值，按下表選取。（資料（1），表2-4） 表3-2 由卷取機(jī)工作情況決定的系數(shù)值 機(jī)組名稱 值 機(jī)組名稱 值 重卷機(jī)組 0.5 電解清洗機(jī)組 0.2 電鍍機(jī)組 0.5 縱切機(jī)組 0.6 連續(xù)退火機(jī)組 0.5 張力矯直機(jī)組 0.8 由（1）選取的單位張力=0.06，=235 ∴ =0.06235=14.1 由（2）選取的單位張力=0.5（0.141.0＋0.02）235 ∴ =18.8 或者 =0.5（0.331.0＋0.02）235 ∴ =41.1 故選擇=18.8 ∴卷取張力=18.81.01000=18.8 3

33、.2 卷取機(jī)卷筒傳動(dòng)功率計(jì)算 按卷筒上靜力矩來(lái)決定電動(dòng)機(jī)功率 卷筒上靜力矩為 （,2-145） 其中 （1）——形成帶鋼張力所需的力矩，設(shè)為 式中：——帶鋼卷取張力，18800 ——鋼卷半徑（在始卷時(shí)等于卷筒半徑，終卷時(shí)等于鋼卷半徑）； 始卷時(shí)：=0.25 m, =18800 , ∴==188000.25=4700 終卷時(shí)：=0.616 m, =18800 ， ∴==188000.616=11580.8 （2）——彎曲被卷取帶鋼所需的彈塑性力矩，設(shè)為。 其值可按公式 = = （式1-26） 決定。 其中，，為帶鋼彈性模量； 式中：=

34、235 ，=210 。 ∴始卷時(shí)：==0.56 ， ===451.3 ， 終卷時(shí)：==1.38 ， ===412.5 （3）——卷筒軸承中的摩擦力矩，設(shè)為 式中——包括卷筒自重，帶卷重及卷取張力在卷筒軸承處所引起的反力，， ——卷筒軸承的摩擦系數(shù)，0.0025； ——卷筒軸承直徑，340； 卷筒自重=20000 ,帶卷重=100000 ，卷筒受力如下圖： 圖3-1 卷筒受力圖 始卷時(shí)：因則 ===20000 終卷時(shí)：=＋ 由圖3-1，得 ∴ =

35、 = =159344 ∴始卷時(shí)：=200000.0025=8.5 終卷時(shí)：=1593440.0025=67.721 （4）驅(qū)動(dòng)卷取機(jī)卷筒的功率P由 (，式2-146) 決定 式中 ——卷取機(jī)帶材的線速度，6 ； ∴始卷時(shí)的功率P： () 終卷時(shí)的功率P： 3.3 選擇電動(dòng)機(jī)的功率 根據(jù)前面的傳動(dòng)卷筒的功率可知，始卷時(shí)的傳動(dòng)功率大，應(yīng)按始卷時(shí)選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率。因卷取機(jī)交替工作，所以 =0.7137.6=96.32 據(jù)此選擇=90 因

36、此查資料（4）選擇Y系列三相異步電機(jī)Y280M-2 3.4 確定卷筒傳動(dòng)比和電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 卷筒電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速必須與卷取計(jì)算轉(zhuǎn)速相適應(yīng)，計(jì)算轉(zhuǎn)速由 （，式12-10）決定 式中 ——最大卷取速度，6 ； ——最大帶卷半徑，0.616 。 ∴9.306 。 所選電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩=4700+451.3+8.5=5159.8 額定轉(zhuǎn)速由公式得 ， 因此需要減速機(jī)，其轉(zhuǎn)速比（，式12-11） = 3.5 傳動(dòng)比分配 3.5.1 傳動(dòng)比分配 總傳動(dòng)比=18，由得 高速級(jí)傳動(dòng)比 低速級(jí)傳動(dòng)比 3.5.2 核驗(yàn)工作機(jī)驅(qū)動(dòng)

37、卷筒的轉(zhuǎn)速誤差 運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)度： 卷筒的實(shí)際速度 轉(zhuǎn)速誤差合乎要求 3.6 減速器各軸轉(zhuǎn)速，功率，轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 3.6.1 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)效率 彈性聯(lián)軸器的效率 ，軸承效率，7級(jí)精度齒輪傳動(dòng)效率。 3.6.2 各軸功率計(jì)算 高速軸輸入功率 中間軸輸入功率 低速軸輸入功率 3.6.3 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 高速軸的轉(zhuǎn)速 中間軸的轉(zhuǎn)速 低速軸的轉(zhuǎn)速 3.6.4 各軸轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩

38、 高速軸轉(zhuǎn)矩 中間軸轉(zhuǎn)矩 低速軸轉(zhuǎn)矩 各軸運(yùn)動(dòng)動(dòng)力參數(shù)列入下表 表3.3 各軸名稱 轉(zhuǎn)速r/min 功率P KW 轉(zhuǎn)矩T 高速軸 1348.1 4.65 32960 中間軸 278.53 4.468 153200 低速軸 74.89 4.29 547000 3.6.5 與電機(jī)聯(lián)接的聯(lián)軸器的選擇 高速級(jí)的轉(zhuǎn)速較高，選用有緩沖功能的帶有制動(dòng)輪彈性柱銷聯(lián)軸器。由資表6.5查出載荷系數(shù)K=1.5，則 計(jì)算轉(zhuǎn)矩： 由工作轉(zhuǎn)速 n=1348.1r/min。軸徑，電動(dòng)機(jī) d=42mm，由資查表6.9選

39、用聯(lián)軸器為： TLL2 4324-84合乎上述工作要求。 4 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)材料及齒數(shù) 1) 按圖所示的傳動(dòng)方案，選定斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2) 選用7級(jí)精度 3) 材料選擇：由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS. 4) 選小齒輪齒數(shù)Z1=24，大齒輪齒數(shù)Z2=244.82=116 5) 選取螺旋角 4.1.2 按齒面接觸

40、強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由資式（10-21） 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 <1> 試選載荷系數(shù)Kt=1.6 <2> 由資圖10-30選取區(qū)域系數(shù)=2.433 <3> 由資圖10-26查得 <4> 許用接觸應(yīng)力 <5> 由表10-7選取齒寬系數(shù) <6> 由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)=189.8 2) 計(jì)算 <1> 計(jì)算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得 <2> 計(jì)算圓周速度

41、 <3> 計(jì)算齒寬b和模數(shù) b==39.179mm =1.58mm h=2.25=3.555mm <4> 計(jì)算縱向重合度 <5> 計(jì)算載荷系數(shù)K 已知使用系數(shù)=1，根據(jù)v=0.277m/s,七級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)Kv=1.01；由表10—4用插值法查得。查圖10—13得，由表10-3查的。故載荷系數(shù) =11.011.41.388

42、 =1.963 <6> 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，由式（10-10a）得 <7> 計(jì)算模數(shù) 圓整為=2.0mm 4.1.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 <1> 計(jì)算載荷系數(shù) =11.011.41.33 =1.88 <2> 根據(jù)縱向重合度，從圖10

43、-28查的螺旋角影響系數(shù) <3> 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) <4> 查取齒形系數(shù) 由表10—15查得 =2.592， <5> 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10—5查得 Ysa1=1.596 Ysa2=1.812 <6> 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)此計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸就疲

44、勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)小于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(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；而齒面接觸強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒輪的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值=4.0mm，并按接觸強(qiáng)度所取得齒數(shù).這樣設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)，即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊奏，避免了浪費(fèi)。 4.1.4 幾何尺寸計(jì)算 <1> 計(jì)算中心距 將中心距圓整為290mm <2> 按圓整后的中心距修正螺旋角

45、 因?yàn)橹蹈淖儾欢啵蕝?shù)等不必修正 <3> 計(jì)算大，小齒輪的分度圓直徑 =99.43mm =480.57mm <4> 計(jì)算齒輪寬度 取B2=100mm;B1=405mm 4.1.5 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸歸于下表 表4.1 名稱 計(jì)算公式 結(jié)果/mm 法面模數(shù) 4.0 法面壓力角 螺旋角 分度圓直徑 99.43 480.57 齒頂圓直徑

46、 107.43 488.57 齒根圓直徑 89.43 470.57 中心距 a 290 齒寬 105,100 4.1.6 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪由于直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪結(jié)構(gòu)尺寸如下所示 表4.2 代號(hào) 結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算公式 結(jié)果/mm 輪轂處直徑 224 輪轂軸向長(zhǎng)L L= 100 倒角尺寸n n 2 腹板最大直徑 432 板孔分布圓直徑 328 板孔直徑 52 腹板厚C C=0.3B 30 結(jié)構(gòu)草圖

47、如下： 圖4.1 4.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 4.2.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)材料及齒數(shù) 1) 按圖所示的傳動(dòng)方案，選定斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2) 選用7級(jí)精度 3） 材料選擇：由表10—1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS. 4） 選小齒輪齒數(shù)=70，大齒輪齒數(shù)=703.72=260 5） 選取螺旋角 4.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（10-21）

48、 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 <1> 試選載荷系數(shù)Kt=1.6 <2> 由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)=2.433 <3> 由圖10-26查得 <4> 許用接觸應(yīng)力 <5> 由表10-7選取齒寬系數(shù) <6> 由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)=189.8 2) 計(jì)算 <1> 計(jì)算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得 <2> 計(jì)算圓周速

49、 <3> 計(jì)算齒寬b和模數(shù) h=2.25=1.9675mm 32.052 <4> 計(jì)算縱向重合度 <5> 計(jì)算載荷系數(shù)K 已知使用系數(shù)=1，根據(jù)v=0.927m/s,七級(jí)精度，由圖10—8查得動(dòng)載荷系數(shù)Kv=1.05；由表10-4用插值法查得。查圖10-13得=1.38，由表10-3查的。故載荷系數(shù) =11.051.41.422

50、 =2.09 <6> 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，由式（10-10a）得 <7> 計(jì)算模數(shù) 圓整為=1.0mm 4.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 <1> 計(jì)算載荷系數(shù) <2> 根據(jù)縱向重合度從圖10-28查的螺旋角影響系數(shù) <3> 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)

51、 <4> 查取齒形系數(shù) 由表10—15查得 YFa1=2.227 YFa2=2.10 <5> 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10—5查得 Ysa1=1.763 Ysa2=1.90 <6> 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)此計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸就疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)小于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(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)

52、度所決定的承載能力；而齒面接觸強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒輪的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值=3.0mm，并按接觸強(qiáng)度所取得齒數(shù).這樣設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)，即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊奏，避免了浪費(fèi)。 4.2.4 幾何尺寸計(jì)算 <1> 計(jì)算中心距 將中心距圓整為520mm <2> 按圓整后的中心距修正螺旋角 因?yàn)橹蹈淖儾欢?，故參?shù)等不必修正 <3> 計(jì)算大，小齒

53、輪的分度圓直徑 =216.67 =804.76mm <4> 計(jì)算齒輪寬度 取B2=220mm;B1=225mm 4.2.5 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸歸于下表 表4.3 名稱 計(jì)算公式 結(jié)果/mm 法面模數(shù) 3.0 法面壓力角 螺旋角 分度圓直徑 216.67 804.76 齒頂圓直徑 222.67 810.76 齒根圓直徑 209.17 797.26

54、 中心距 a 520 齒寬 225,220 4.2.6 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪由于直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪結(jié)構(gòu)尺寸如下所示 表4.4 代號(hào) 結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算公式 結(jié)果/mm 輪轂處直徑 576 輪轂軸向長(zhǎng)L L= 220 倒角尺寸n n 3 腹板最大直徑 768.1 板孔分布圓直徑 672.1 板孔直徑 48 腹板厚C C=0.3B 66 齒輪的結(jié)構(gòu)草

55、圖如下： 圖4.2 5 軸的設(shè)計(jì) 5.1 中間軸的設(shè)計(jì) 5.1.1 選擇軸的材料 因?yàn)橹虚g軸是齒輪軸，應(yīng)與齒輪的材料一致，故材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），由表查出 5.1.2 軸的結(jié)構(gòu)尺確定 如下圖所示： 圖5.1 中間軸的結(jié)構(gòu)草圖 5.1.3 按許用彎曲應(yīng)力校核軸 1） 軸上的作用力見附圖5.2（a）所示 2） 計(jì)算軸上的作用力 齒輪1： 齒輪2： 3） 計(jì)算支反力 垂直面支反力（XZ平面），參考附圖5.1、附圖5.2 繞支點(diǎn)B力

56、矩和,得 同理，,得 校核得，計(jì)算無(wú)誤 水平平面（XY平面），參考附圖5.2（c） 同樣繞支點(diǎn)B力矩和,得 同理，,得 校核的,計(jì)算無(wú)誤 4） 轉(zhuǎn)矩，繪彎矩圖 垂直面內(nèi)的彎矩圖：附圖5.2（b)所示 C處彎矩: D處彎矩： 水平面彎矩圖：附圖5.2（c） C處彎矩

57、D處彎矩 5) 合成彎矩：附圖5.2（d）所示 C處： D處： 6) 轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩圖：附圖5.2（e） 7） 計(jì)算當(dāng)量彎矩、繪彎矩圖，附圖5.2（f） 應(yīng)力校正系數(shù) C處： D處： 8） 校核軸徑 C刨面： 小于軸上任一段軸徑，強(qiáng)度足夠 D刨面： 小

58、于軸上任一段軸徑，強(qiáng)度足夠 圖5.2 軸的受力及其彎矩圖 5.1.4 軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由表8.4查出鍵槽尺寸bh=3218； 取鍵長(zhǎng)L=88mm（t=11，） 由表4.5查出導(dǎo)向錐面尺寸a=3，=； 由表4.3得砂輪越程槽尺寸； 由表4.6查的各過(guò)渡角尺寸如附圖紙所示： 由資料表9.2得出各表面粗糙度值 5.2 高速軸的設(shè)計(jì) 5.2.1 選擇軸的材料 因?yàn)楦咚佥S是齒輪軸，應(yīng)與齒輪的材料一致，故材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），由表查出 5.2.2 軸的結(jié)構(gòu)

59、尺寸確定 如下圖所示： 圖5.3 高速軸的結(jié)構(gòu)草圖 5.2.3 按許用彎曲應(yīng)力校核軸 1） 軸上的作用力見附圖5.4（a）所示 2） 計(jì)算軸上的作用力 齒輪1： 3） 計(jì)算支反力 垂直面支反力（XZ平面），參考附圖5.3、附圖5.4 繞支點(diǎn)B力矩和,得 同理，,得 校核得，計(jì)算無(wú)誤 水平平面（XY平面），參考附圖5.4（c） 同樣繞支點(diǎn)B力矩和,得 同理，,得

60、 校核得,計(jì)算無(wú)誤 4） 轉(zhuǎn)矩，繪彎矩圖 垂直面內(nèi)的彎矩圖：附圖5.4（b)所示 C處彎矩: 水平面彎矩圖：附圖5.4（c） C處彎矩 5) 合成彎矩：附圖5.4（d）所示 C處： 6) 轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩圖：附圖5.4（e） 7） 計(jì)算當(dāng)量彎矩、繪彎矩圖，附圖5.4（f） 應(yīng)力校正系數(shù)

61、 C處： 8） 校核軸徑 C刨面： 小于軸上任一段直徑，滿足強(qiáng)度要求 圖5.4 軸的受力及其彎矩圖 5.2.4 軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由表8.4查出鍵槽尺寸bh=128； 取鍵長(zhǎng)L=100mm（t=5.0，） 由表4.5查出導(dǎo)向錐面尺寸a=3，=； 由表4.3得砂輪越程槽尺寸； 由表4.6查的各過(guò)渡角尺寸如附圖紙所示： 由表9.2得出各表面粗糙度值。 5.3 低速軸的設(shè)計(jì) 5.3.1 選擇軸的材料 選擇低速軸材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），由表

62、查出 5.3.2 軸的結(jié)構(gòu)尺寸確定 如下圖所示： 圖5.5 低速軸的結(jié)構(gòu)草圖 5.3.3 按許用彎曲應(yīng)力校核軸 1） 軸上的作用力見附圖5.6（a）所示 2） 計(jì)算軸上的作用力 齒輪： 3） 計(jì)算支反力 垂直面支反力（XZ平面），參考附圖5.5、附圖5.6 繞支點(diǎn)B力矩和,得 同理，,得 校核得，計(jì)算無(wú)誤 水平平面（XY平面），參考附圖5.6（c） 同樣繞支點(diǎn)B力矩和,得

63、 同理，,得 校核得,計(jì)算無(wú)誤 4） 轉(zhuǎn)矩，繪彎矩圖 垂直面內(nèi)的彎矩圖：附圖5.6（b)所示 C處彎矩: 水平面彎矩圖：附圖5.6（c） C處彎矩 5) 合成彎矩：附圖5.6（d）所示 C處： 6) 轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩圖：附圖5.6（e） 7） 計(jì)算當(dāng)量彎矩、繪彎矩圖，附圖5

64、.6（f） 應(yīng)力校正系數(shù) C處： 8) 校核軸徑 C刨面： 該軸為空心軸，經(jīng)轉(zhuǎn)化為實(shí)心軸后，每一段軸徑均大于39.5238mm，故所設(shè)計(jì)軸滿度強(qiáng)度要求 圖5.6 軸的受力及其彎矩圖 5.3.4 軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由表8.4查出鍵槽尺寸bh=8040； 取鍵 L=200mm（t=25，） 由表4.5查出導(dǎo)向錐面尺寸a=4，=； 由表4.3得砂輪越程槽尺寸； 由表4.6查的

65、各過(guò)渡角尺寸如附圖紙所示： 由表9.2得出各表面粗糙度值 6 軸承的校核計(jì)算 6.1 高速軸軸承的校核計(jì)算 選用的軸承型號(hào)為調(diào)心滾子軸承22209/w33,由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表20.6-17查的C=82.0KN，=97.5KN。 6.1.1 作用在軸承上的負(fù)荷 1） 徑向負(fù)荷 A處軸承， B處軸承， 2） 軸向負(fù)荷 6.1.2 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 查表5.12得e=0.27 軸承：，=3.8 當(dāng)量動(dòng)載荷 軸承：， =3.8 當(dāng)量動(dòng)載荷

66、6.1.3 驗(yàn)算軸承壽壽命 因?yàn)?，故只需?yàn)算軸承 軸承預(yù)期壽命為：1（年）300（天）16（小時(shí)）=4800h 軸承實(shí)際壽命： 具有足夠的使用壽命 6.2 中間軸軸承的校核計(jì)算 選用的軸承型號(hào)為調(diào)心滾子軸承22324，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表20.6-17查的C=645KN，=992KN。 6.2.1 作用在軸承上的負(fù)荷 1） 徑向負(fù)荷 A處軸承， B處軸承， 2) 軸向負(fù)荷 6.2.2 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 查表5.12得e=0.37 軸承： ，=1.9 當(dāng)量動(dòng)載荷 軸承： ，=1.9 當(dāng)量動(dòng)載荷 6.2.3 驗(yàn)算軸承壽壽命 因?yàn)?，故只需?yàn)算軸承 軸承預(yù)期壽命為：1（年）300（天）16（小時(shí)）=4800h 軸承實(shí)際壽命：