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消防水带清洗机清洗装置设计【7张图纸】【优秀】

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1.消防水带清洗机清洗装置总装图.dwg

2.消防水带清洗机总装图.dwg

3.消防水带清洗机机箱焊接.dwg

摘要

　　　目前，世界各国在清洗消防水带过程中采用的方法多种多样，有人工清洗、机械清洗、化学清洗、超声波清洗等等。

　　　但发展至今，都倾向于水射流清。水射流清洗由于其独到的优势，现已占清洗份额的80%左右。但在我国，高压水射流清洗发展远远滞后于发达国家，水射流清洗只占清洗份额的10%左右，但发展迅速，每年正以10%的速度增长。将来水射流清洗在我国的清洗业中必将占据主导地位。

　　　我国声场的微小型清洗机，一般压力为410MPa.流量为36L/min。在这种形式下，梳刷式消防水带清洗机以其结构简单、低水耗、操作简单、成本低廉应运而生[1]。

　　　梳刷式清洗机主要由动力部分、传动部分、执行系统、循环系统、卷曲装置及外部框架等6个主要组成部分组成。动力系统包括5.5kw电动机；传动系统包括拖轮、带轮及传动带；执行部分主要由梳刷、梳刷轴、限带轴和喷淋水管组成[2]。

　关键词：清洗；水射流；梳刷式清洗机；设计

　　　摘要III

　　　AbstractIV

　　　目录V

　　　1 绪论

　　　1.1 本课题的研究内容和意义1

　　　1.2 国内外的发展概况1

　　　1.3 本课题应达到的要求1

　　　2 消防水带的参数获取2

　　　2.1 水带的特性2

　　　2.2 水带的结构2

　　　2.3 水带的性能要求3

　　　2.4 水带的日常保养与防护5

　　　3 消防水带清洗机的概述7

　　　3.1 清洗过程中采用的方法7

　　　3.2 水带上附着物的主要成分7

　　　3.3 清洗机的特点7

　　　4 清洗机的主要构成8

　　　4.1 清洗机的组成8

　　　4.1.1 电机的选择9

　　　4.1.2 V带轮减速装置的设计10

　　　4.1.3 电机主动带轮10

　　　4.1.4 毛刷带轮12

　　　4.1.5 水箱12

　　　4.1.7 水泵主动带轮15

　　　4.1.8 托轮与托轮轴16

　　　4.1.9 压辊与压辊轴17

　　　4.1.10 喷淋水管19

　　　4.1.11 毛刷与毛刷轴21

　　　5 锥齿轮的设计24

　　　5.1 齿轮传动特点与分类24

　　　5.2 齿轮传动的主要参数与基本要求24

　　　5.3 主要参数24

　　　5.5 齿轮传动的失效形式25

　　　5.6 确定模数m25

　　　5.7 按接触强度计算d125

　　　5.7.1 计算公式25

　　　5.7.2 计算转矩T125

　　　5.7.3 许用接触应力[σH]26

　　　5.7.4 计算d126

　　　5.8校核齿根弯曲疲劳强度26

　　　5.8.1 确定有关参数和系数26

　　　6 结论与展望31

　　　6.1 结论31

　　　6.2 不足之处及未来展望31

　　　致谢32

　　　参考文献33

　　　1 绪论

1.1 本课题的研究内容和意义

　　　本课题来源于实际需求。

1.消防任务繁重每次发生火灾都需要很多水带，尤其是在大型火灾之后，水带的清洗工作就变得尤其繁重，再加上消防人员身心疲惫，但为了以防万一又不得不将当天用过的水带进行清洗，这样一来势必会增加消防人员额外的工作压力。

2.清洗消防水带耗时、耗人力。一条消防水带长约25 m，如果人工洗涤，每次清洗时仅凭一人是完成不了的，或者说很难完成。这种现状已经持续了很久而未得到解决。

1.2 国内外的发展概况

　　　目前，世界各国在清洗消防水带过程中采用的方法多种多样，有人工清洗、机械清洗、化学清洗、超声波清洗等等。但发展至今，都倾向于水射流清。水射流清洗由于其独到的优势，现已占清洗份额的80%左右。但在我国，高压水射流清洗发展远远滞后于发达国家，水射流清洗只占清洗份额的10%左右，但发展迅速，每年正以10%的速度增长。将来水射流清洗在我国的清洗业中必将占据主导地位。我国声场的微小型清洗机，一般压力为410MPa.流量为36L/min。在这种形式下，梳刷式消防水带清洗机以其结构简单、低水耗、操作简单、成本低廉应运而生[3]。

1.3 本课题应达到的要求

　　　对市场现有产品及需求进行分析对比，使拟定的设计方案不但满足功能要求，而且要结构简单、安全可靠、操作和维护方便等；制造成本合理、方案可实施。在规定时间内完成下列任务要求：

　　　1.消防水带清洗机总装图一张。建议用A0标准图幅。

　　　2.消防水带清洗机清洗装置总装图。建议用A0标准图幅。

　　　3.所有非标准零件图纸。建议用A3标准图幅。

　　　4.设计说明书一份。

　　　5.翻译8000以上外文印刷字符或译出4000汉字以上的有关技术资料或专业文献。 2 消防水带的参数获取

2.1 水带的特性

　　　消防水带是消防现场输水用的软管。按材料可分为有衬里消防水带和无衬里消防水带。其中无衬里消防水带耐压低、阻力大，容易漏水，且易霉腐，寿命较短，适合于建筑物内火场中铺设；有衬里水带耐高压，耐磨损，耐霉腐，经久耐用，且不易渗漏，阻力小，也可任意弯曲折叠，随意搬动，使用方便，适用于外部火场铺设及接通消防车[4]。

　　　有衬里消防水带包括棉质、尼龙衬胶水带、涤纶灌胶水带、麻质涂塑水带。无衬里水带有棉水带、亚麻水带、苎麻水带。按承受工作压力分为0.8MPa、1.0MPa、1.3MPa、1.6MPa四类。按直径分为50、65、80或75、90毫米四类。按编织方式分为平纹水带和斜纹水带两类。每节水带的长度一般规定为20米。

2.2 水带的结构

　　　接口接口是水带与水带、消防泵、消火栓或移动式水炮连接的接头。主要有水带接口、管牙接口、阀盖、内螺纹固定接口、外螺纹固定接口、异径接口，异型接口等[5]。

　　　1. 使用中应注意：

(1) 使用和存放时，应避免摔、撞和重压，以防变形而使装拆困难。

(2) 连接之前，应认真检查滑槽和密封部位，若有污泥和砂粒等杂物须及时清除，以防装拆困难和密封不良。

(3) 连接内扣式接口时，应将扣爪插入滑槽后再按顺时针方向拧足。在连接水带时，还需将水带理直，以防水带扭转而使接口自行脱开。

(4) 连接插入式接口时，应插至听到雌接口弹簧销伸至雄接口卡槽的声音为止，以确保连接可靠。

(5) 存放时注意避免与酸、碱等化学物品接触，以防金属件腐蚀和橡胶密封圈变质。

　　　2. 分水

　　　分水器是将出水线的水流分出支线水流的连接器具。按所分出的支线数量，有二分水、三分水及四分水之分。

(1) 结构

　　　每个分水器有一个进水口和几个出水口，可供同时使用，也可分别使用，其接口均为内扣式。出水口上均装有截止阀或球阀，可以随时关闭，控制水流，便于增加和调换支线水带。

(2) 使用和保养

使用前，要检查接口密封圈和阀门是否完整好用。严冬季节要设法保温，防止冻结失灵。用后要用清水冲冼干净。

QQ截图20131129221721.gif

消防水带清洗机清洗装置设计.gif

内容简介：: 无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题： 1、题目消防水带清洗机清洗装置设计 2、专题二、课题来源及选题依据本课题来源于实际需求。1、消防任务繁重每次发生火灾都需要很多水带，尤其是在大型火灾之后，水带的清洗工作就变得尤其繁重，再加上消防人员身心疲惫，但为了以防万一又不得不将当天用过的水带进行清洗，这样一来势必会增加消防人员额外的工作压力；2、清洗消防水带耗时、耗人力。一条消防水带长约25 m，如果人工洗涤，每次清洗时仅凭一人是完成不了的，或者说很难完成。这种现状已经持续了很久而未得到解决。三、本设计（论文或其他）应达到的要求：对市场现有产品及需求进行分析对比，使拟定的设计方案不但满足功能要求，而且要结构简单、安全可靠、操作和维护方便等；制造成本合理、方案可实施。在规定时间内完成下列任务要求：消防水带清洗机总装图一张。建议用A0标准图幅。消防水带清洗机清洗装置总装图。建议用A0标准图幅。所有非标准零件图纸。建议用A3标准图幅。设计说明书一份。翻译8000以上外文印刷字符或译出4000汉字以上的有关技术资料或专业文献四、接受任务学生：机械91 班姓名缪科伟五、开始及完成日期：自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任学科组组长研究所所长签名系主任签名 2012年11月12日无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目：消防水带清洗机清洗装置设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0823138 学生姓名：缪科伟指导教师：许文（职称：副教授）（职称：） 2013年11月20日课题来源本课题来源于实际需求。1.消防任务繁重每次发生火灾都需要很多水带，尤其是在大型火灾之后，水带的清洗工作就变得尤其繁重，再加上消防人员身心疲惫，但为了以防万一又不得不将当天用过的水带进行清洗，这样一来势必会增加消防人员额外的工作压力；2.清洗消防水带耗时、耗人力。一条消防水带长约25 m，如果人工洗涤，每次清洗时仅凭一人是完成不了的，或者说很难完成。这种现状已经持续了很久而未得到解决。科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）目前，世界各国在清洗消防水带过程中采用的方法多种多样，有人工清洗、机械清洗、化学清洗、超声波清洗等等。但发展至今，都倾向于水射流清。水射流清洗由于其独到的优势，现已占清洗份额的80%左右。但在我国，高压水射流清洗发展远远滞后于发达国家，水射流清洗只占清洗份额的10%左右，但发展迅速，每年正以10%的速度增长。将来水射流清洗在我国的清洗业中必将占据主导地位。我国声场的微小型清洗机，一般压力为410MPa.流量为36L/min。在这种形式下，梳刷式消防水带清洗机以其结构简单、低水耗、操作简单、成本低廉应运而生。研究内容对市场现有产品及需求进行分析对比，使拟定的设计方案不但满足功能要求，而且要结构简单、安全可靠、操作和维护方便等；制造成本合理、方案可实施。在规定时间内完成下列任务要求： 1. 消防水带清洗机总装图一张。建议用A0标准图幅。 2. 消防水带清洗机清洗装置总装图。建议用A0标准图幅。 3.所有非标准零件图纸。建议用A3标准图幅。 4.设计说明书一份。 5. 翻译8000以上外文印刷字符或译出4000汉字以上的有关技术资料或专业文献。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析根据现实中人工清洗消防水带的原理，将其改造成为机械式洗刷。通过电机带动水带，使水带在水中传动，传动的同时靠分布在水槽里的两个旋转毛刷进行梳刷，两个毛刷分别梳刷水带的上下两边，这样就可以达到一次性清洗水带的目的，并且可以达到预期的清洗效果。水带清洗机是一款以电力驱动，使用水流和毛刷清洗水带的设备，其各组成部为：（一）动力系统该设备使用220V交流电源电动机驱动，电动机功率750W，转速1440转/min。另外，该设备还配有手动摇把，在无电源的情况下可手动清洗。（二）传动系统由离合器、传动齿轮和传动皮带构成，将电动机的驱动力分别传动到卷带轮和清洗刷。配有调节装置，可调节轮轮速度。（三）卷带系统即卷带轮，由传动皮带提供动力，通过旋转带动水带通过清洗毛刷。（四）清洗系统由进出水管、清洗毛刷、排水箱和防溅箱等组成。进水管为25mm内径镀锌管，可外接普通水管或65mm水带，4根出水管钻有4050个出水孔，可从4个方向向水带喷水。上、下两个清洗毛刷可高速旋转刷洗水带。（五）支架由钢板焊接而成，固定设备各个部分，下有万向轮，可随意拖动设备。可行性分析：通过各主要部分系统的确定，主要问题可以解决。细节问题也可以方便的处理，总的来说，此方案的可行性没有问题。研究计划及预期成果研究计划： 2012年11月07日-2012年11月30日：教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。 2012年12月01日-2012年12月18日：完成开题报告，对消防水带清洗机做大体上的结构设计。 2012年12月19日-2012年12月31日：对清洗机设计数据做出具体计算。 2013年01月01日-2013年02月30日：用CAD画出相关图片。 2013年03月01日-2013年04月30日：用CAD画出装配图和零件图。 2013年05月01日-2013年06月31日：写论文，修改论文。预期成果： 1.方案的确定及优化。 2.完成机械部分的设计，包括带轮、电机、齿轮的设计。 3.完成机械整体结构的设计。 4.完成控制系统的设计。特色或创新之处1. 工作高效：清洗机在达到同样刷洗效果的情况下，约是人工刷洗的20倍左右，极大的节约了工作时间。 2.节省劳力：启动清洗机后，只要轻轻地摇动收带卡轴手柄即可，劳动强度大大减轻，特别是在高温、严寒季节，其优越性更为明显。 3.节约用水：自来水在正常水压情况下，只需打开4分水龙头的二分之一即可，用水量约是人工的1/20左右，尤其是缺水地区的首选。 4.清洗干净：清洗机刷洗受力均匀，清洗干净，在正常情况下是人工很难达到的。 5.操作简便：无需培训，使用时只需启动开关，摇动手柄即可。而且机器配有防水和防漏电保护装置，使得运转更加安全可靠。已具备的条件和尚需解决的问题已具备的条件：有充足的图书资源，可以查找相关手册。锥齿轮结构的设计，在机械原理一书中已学习过。已初步确定方案，对于结构设计已有详细的步骤。尚需解决的问题：传动部分也是相当重要的环节，还需要详细研习，才能完成设计。指导教师意见指导教师签名：年月日教研室（学科组、研究所）意见教研室主任签名：年月日系意见主管领导签名：年月日编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：消防水带清洗机清洗装置设计信机系机械工程及自动化专业学号：学生姓名：指导教师：（职称：副教授）（职称：）2013年5月25日III无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）消防水带清洗机清洗装置设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械91 学号： 0823138 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日摘要目前，世界各国在清洗消防水带过程中采用的方法多种多样，有人工清洗、机械清洗、化学清洗、超声波清洗等等。但发展至今，都倾向于水射流清。水射流清洗由于其独到的优势，现已占清洗份额的80%左右。但在我国，高压水射流清洗发展远远滞后于发达国家，水射流清洗只占清洗份额的10%左右，但发展迅速，每年正以10%的速度增长。将来水射流清洗在我国的清洗业中必将占据主导地位。我国声场的微小型清洗机，一般压力为410MPa.流量为36L/min。在这种形式下，梳刷式消防水带清洗机以其结构简单、低水耗、操作简单、成本低廉应运而生1。梳刷式清洗机主要由动力部分、传动部分、执行系统、循环系统、卷曲装置及外部框架等6个主要组成部分组成。动力系统包括5.5kw电动机；传动系统包括拖轮、带轮及传动带；执行部分主要由梳刷、梳刷轴、限带轴和喷淋水管组成2。关键词：清洗；水射流；梳刷式清洗机；设计Abstract At present, methods adopted around the world in the cleaning process of various fire hose, a manual cleaning, mechanical cleaning, chemical cleaning, ultrasonic cleaning, etc. But so far, have a tendency to water jet. Water jet cleaning because of its unique advantages, has accounted for about 80% share of the cleaning. But in our country, the high pressure water jet cleaning development lags far behind the developed countries, water jet cleaning cleaning share accounts for only about 10%, but the rapid development, are rising at an annual rate of 10%. Future water jet cleaning will occupy the leading position in the cleaning industry in china. Miniature cleaning machine in our field, the general pressure for 410MPa. flow 36L/min. In this form, the comb brush fire hose washing machine emerge as the times require for its simple structure, low water consumption, simple operation, low cost. Brush type cleaning machine is mainly composed of a power part, a transmission part, execution system, circulatory system, curling 6 main parts of apparatus and external frame etc. Power system including 5.5kW motor; drive system includes a tug, belt wheel and a driving belt; the main parts of the comb, comb brush shaft, shaft and a spray pipe. Key words:Cleaning; water jet; Comb brush type cleaning machine ; design.目录摘要IIIAbstractIV目录V1 绪论1.1 本课题的研究内容和意义11.2 国内外的发展概况11.3 本课题应达到的要求12 消防水带的参数获取22.1 水带的特性22.2 水带的结构22.3 水带的性能要求32.4 水带的日常保养与防护53 消防水带清洗机的概述73.1 清洗过程中采用的方法73.2 水带上附着物的主要成分73.3 清洗机的特点74 清洗机的主要构成84.1 清洗机的组成84.1.1 电机的选择94.1.2 V带轮减速装置的设计104.1.3 电机主动带轮104.1.4 毛刷带轮124.1.5 水箱124.1.7 水泵主动带轮154.1.8 托轮与托轮轴164.1.9 压辊与压辊轴174.1.10 喷淋水管194.1.11 毛刷与毛刷轴215 锥齿轮的设计245.1 齿轮传动特点与分类245.2 齿轮传动的主要参数与基本要求245.3 主要参数245.5 齿轮传动的失效形式255.6 确定模数m255.7 按接触强度计算d1255.7.1 计算公式255.7.2 计算转矩T1255.7.3 许用接触应力H265.7.4 计算d1265.8校核齿根弯曲疲劳强度265.8.1 确定有关参数和系数266 结论与展望316.1 结论316.2 不足之处及未来展望31致谢32参考文献33III消防水带清洗机清洗装置设计1 绪论1.1 本课题的研究内容和意义本课题来源于实际需求。 1.消防任务繁重每次发生火灾都需要很多水带，尤其是在大型火灾之后，水带的清洗工作就变得尤其繁重，再加上消防人员身心疲惫，但为了以防万一又不得不将当天用过的水带进行清洗，这样一来势必会增加消防人员额外的工作压力。 2.清洗消防水带耗时、耗人力。一条消防水带长约25 m，如果人工洗涤，每次清洗时仅凭一人是完成不了的，或者说很难完成。这种现状已经持续了很久而未得到解决。1.2 国内外的发展概况目前，世界各国在清洗消防水带过程中采用的方法多种多样，有人工清洗、机械清洗、化学清洗、超声波清洗等等。但发展至今，都倾向于水射流清。水射流清洗由于其独到的优势，现已占清洗份额的80%左右。但在我国，高压水射流清洗发展远远滞后于发达国家，水射流清洗只占清洗份额的10%左右，但发展迅速，每年正以10%的速度增长。将来水射流清洗在我国的清洗业中必将占据主导地位。我国声场的微小型清洗机，一般压力为410MPa.流量为36L/min。在这种形式下，梳刷式消防水带清洗机以其结构简单、低水耗、操作简单、成本低廉应运而生3。1.3 本课题应达到的要求对市场现有产品及需求进行分析对比，使拟定的设计方案不但满足功能要求，而且要结构简单、安全可靠、操作和维护方便等；制造成本合理、方案可实施。在规定时间内完成下列任务要求：1.消防水带清洗机总装图一张。建议用A0标准图幅。 2.消防水带清洗机清洗装置总装图。建议用A0标准图幅。 3.所有非标准零件图纸。建议用A3标准图幅。 4.设计说明书一份。 5.翻译8000以上外文印刷字符或译出4000汉字以上的有关技术资料或专业文献。 2 消防水带的参数获取2.1 水带的特性消防水带是消防现场输水用的软管。按材料可分为有衬里消防水带和无衬里消防水带。其中无衬里消防水带耐压低、阻力大，容易漏水，且易霉腐，寿命较短，适合于建筑物内火场中铺设；有衬里水带耐高压，耐磨损，耐霉腐，经久耐用，且不易渗漏，阻力小，也可任意弯曲折叠，随意搬动，使用方便，适用于外部火场铺设及接通消防车4。有衬里消防水带包括棉质、尼龙衬胶水带、涤纶灌胶水带、麻质涂塑水带。无衬里水带有棉水带、亚麻水带、苎麻水带。按承受工作压力分为0.8MPa、1.0MPa、1.3MPa、1.6MPa四类。按直径分为50、65、80或75、90毫米四类。按编织方式分为平纹水带和斜纹水带两类。每节水带的长度一般规定为20米。2.2 水带的结构接口接口是水带与水带、消防泵、消火栓或移动式水炮连接的接头。主要有水带接口、管牙接口、阀盖、内螺纹固定接口、外螺纹固定接口、异径接口，异型接口等5。1. 使用中应注意： (1) 使用和存放时，应避免摔、撞和重压，以防变形而使装拆困难。 (2) 连接之前，应认真检查滑槽和密封部位，若有污泥和砂粒等杂物须及时清除，以防装拆困难和密封不良。 (3) 连接内扣式接口时，应将扣爪插入滑槽后再按顺时针方向拧足。在连接水带时，还需将水带理直，以防水带扭转而使接口自行脱开。 (4) 连接插入式接口时，应插至听到雌接口弹簧销伸至雄接口卡槽的声音为止，以确保连接可靠。 (5) 存放时注意避免与酸、碱等化学物品接触，以防金属件腐蚀和橡胶密封圈变质。2. 分水分水器是将出水线的水流分出支线水流的连接器具。按所分出的支线数量，有二分水、三分水及四分水之分。 (1) 结构每个分水器有一个进水口和几个出水口，可供同时使用，也可分别使用，其接口均为内扣式。出水口上均装有截止阀或球阀，可以随时关闭，控制水流，便于增加和调换支线水带。 (2) 使用和保养使用前，要检查接口密封圈和阀门是否完整好用。严冬季节要设法保温，防止冻结失灵。用后要用清水冲冼干净。2.3 水带的性能要求 1. 水带的织物层应编织得均匀，表面整洁；无跳双经、断双经、跳纬及划伤。 2. 水带衬里(或覆盖层)的厚度应均匀，表面应光滑平整、无折皱或其他缺陷。 3. 水带内径的公称尺寸及公差应符合表2-1的规定。 4. 水带的长度及尺寸公差应符合表2-2的规定。 5. 水带的设计工作压力及耐压值应不低于表2-3的规定表2-1 公称尺寸表2-2 长度表2-3 压力 6. 水带的单位长度质量 (1) 设计工作压力为0.8MPa、1.0MPa、1.3MPa、1.6MPa的水带，其单位长度的质量不应超过规定。 (2) 设计工作压力为2.0MPa、2.5MPa的水带，其单位长度的质量不应超过表2-4的规定。表2-4 单位长度质量 7. 设计工作压力为0.8MPa、1.0MPa、1.3MPa、1.6MPa的水带，在设计工作压力下其轴向延伸率和直径的膨胀率不应大于5%。设计工作压力为2.0MPa、2.5MPa的水带，在设计工作压力下其轴向延伸率和直径的膨胀率不应大于8%。 8. 在水压作用下，沿水流方向看，水带不应产生逆时针扭转。在设计工作压力下，扭转度不应大于表2-5的规定。表2-5扭转角 9. 在0.8MPa的水压下，将水带弯成外侧半径如表2-6规定的圆弧，弯曲部分的内侧应无明显折皱。表2-6 弯曲半径 10. 按46进行粘附性试验后，衬里间(或覆盖层间)不应有粘附现象。 11. 按47进行耐低温性能试验后，水带应能立即展开、无卷曲现象，并能再次卷紧，且在设计工作压力下无渗漏。 12. 衬里(或覆盖层)应具备下列物理机械性能。 (1) 附着强度水带织物层与衬里(或覆盖层)之间的附着强度不应低于20N/25mm。 (2)扯断伸长率水带衬里(或覆盖层)的扯断伸长率应大于织物层的扯断伸长率。 (3)热空气老化进行热空气老化试验后，水带的爆破压力和衬里(或覆盖层)的附着强度不应低于老化前测定值的75%。2.4 水带的日常保养与防护1.管理方面要落实专人管理，按质分类，编号造册，及时掌握水带质量和使用情况。建立健全水带保养制度，经常教育全员自觉遵守。2.存放方面应专门设存放地点或贮存室，长期贮存备用水带要选择适温、通风的地方存放，水带应单层卷起立放水带架上，每年翻动两次或交换折边一次。随车水带要避免互相摩擦，必要时要交换折边。3.使用方面铺设时应避免骤然曲折、扭转，充水后避免在地上强行拖拉，避免与油、酸、碱等腐蚀性化学物质接触;在可能有火焰或强辐射热的区域，应采用棉或麻质水带;登高铺设水带时要用水带挂钩;通过铁路时应从铁轨下面穿过，通过道路时，应垫上水带护桥;防止水带与有棱角的硬物体接触，破拆建筑物时，不要向水带上抛木板、钢件等物品;水带用完后应清洗干净;寒冷地区在建筑物外部铺设水带应使用衬里水带。4.修补方面使用时发现漏洞，应及时用包布包扎，以免小孔扩大，并做上记号，用后及时修补。平时应经常检查，发现破损，及时修补。5.清洗、使用后的防护水带清洗，水带使用后，要清洗干净，对输送泡沫的水带，必须细致的洗刷，保护胶层。为了清除水带上的油脂，可用温水或肥皂洗刷，对冻结的水带，首先要使用之融化，然后清洗晾干、没有晾干的水带不应收卷存放。3 消防水带清洗机的概述3.1 清洗过程中采用的方法根据现实中人工清洗消防水带的原理，将其改造为全自动机械式洗刷。通过电动机带动传动轮牵动皮带，使皮带传动，传动的同时靠分布在机箱内的上下两排毛刷进行梳刷，达到清洗的效果。该清洗机分粗、精洗两道工序由两套高压水泵两组八个喷头独立完成，其精洗用水由自来水供给，回水至下置水箱，粗洗用水由下置式水箱供给，回水自流排至机外。使用时，打开清洗仓门将水带连接器可靠的放入牵引器，并依次将水带放入回旋槽内，关闭清洗仓门；按启动按钮，清洗开始，定时清洗结束并自动切断电源，再打开清洗仓门，将水带取出，清洗完成，有效的工作时间约2分钟。同时，该清洗机用水由自来水供给，其流量不少于40升/分钟。3.2 水带上附着物的主要成分水带上一般多泥沙附着在表面。3.3 清洗机的特点 1. 安全性好：由于消防水带在清洗工作过程中的运行速度比较平缓，且周围机箱坚固防腐，所以不会出现人员受伤的情况。2. 操作方便：当水带放到指定位置以后，操作人员就可以站在一边等待，整个清洗过程全部由消防水带清洗机自动完成，而且整个操作过程中仅需一名操作人员。3. 机动性好：由于水带清洗机底部装有轮子和把手，既可人力推动，也可以车载运输。4. 低噪声：为了增强清洗效果，可以适量地使用清洗剂。同时，该清洗机采用皮带传动，且转速比较低，从而可以大大降低噪声。5. 低消耗：内置水循环系统，清洗机粗加工用水主要靠精洗用水后的回水置下置水箱，粗洗用水由下置式水箱供给，回水自流排至机外。合理利用水源，节约水资源。6. 效率高：全自动操作，水带清洗机带有牵引器，将水带链接器放入牵引器，同时清洗机带有卷曲装置，可将清洗干净的水带自动盘好，省时省力。4 清洗机的主要构成4.1 清洗机的组成梳刷式清洗机主要由动力部分、传动部分、执行系统、循环系统、卷曲装置及外部框架等6个主要组成部分组成。动力系统包括5.5kw电动机；传动系统包括拖轮、带轮及传动带；执行部分主要由梳刷、梳刷轴、限带轴和喷淋水管组成。清洗机长1080mm，宽525mm，高1040mm。整个清洗机组成如图4-1所示。1- 电机 2- 电机主动带轮 3- 梳刷带轮 4- 水箱 5- 水泵主动带轮 6- 水泵 7- 托轮、托轮轴 8压辊、压辊轴 9- 喷淋水管 10- 毛刷、毛刷轴 11- 压辊、压辊轴 12- 卷曲轴图4.1 清洗机的主要组成借鉴人工清洗水带的原理，即人工用刷子梳刷水带以达到清洗水带的目的，梳刷式水带清洗机的工作过程是：电动机1带动主动带轮2，主动带轮2通过皮带带动梳刷传动带轮3旋转，驱动上梳刷转动，上梳刷通过链轮带动下梳刷。水带从托轮7被伸展拉平后自两排毛刷之间穿过，配合喷淋水管9的喷淋，从而达到清洗水带的目的，同时，在清洗过程中在上方可以通过手柄摇动由锥齿轮传动的卷曲装置，把洗好的水带盘好，在这个过程中，前期通过水流进行粗洗，而粗洗使用的水源是经过毛刷和水管配合精洗后的回水，整个过程全部由清洗机自动完成，包括：将水带展开拉平-粗洗-精洗-人工卷曲。4.1.1 电机的选择电动机的选择一般遵循以下三个步骤：4.1.1.1 型号的选择电动机的型号很多，通常选用异步电动机。从类型上可分为鼠笼式与绕线式异步电动机两种。常用鼠笼式的有J、J2、JO、JO2、JO3系列的小型异步电动机和JS、JSQ系列中型异步电动机。绕线式的有JR、JR O2系列小型绕线式异步电动机和JRQ系列中型绕线式异步电动机。10 从电动机的防护形式上又可分为以下几种： 1防护式。这种电动机的外壳有通风孔，能防止水滴、铁屑等物从上面或垂直方向成45以内掉进电动机内部，但是灰尘潮气还是能侵入电动机内部，它的通风性能比较好，价格也比较便宜，在干燥、灰尘不多的地方可以采用。“J”系列电动机就属于这种防护形式。 2封闭式。这种电动机的转子，定子绕组等都装在一个封闭的机壳内，能防止灰尘、铁屑或其它杂物侵入电动机内部，但它的密封不很严密，所以还不能在水中工作，“JO”系列电动机属于这种防护形式。在农村尘土飞扬、水花四溅的地方（如农副业加工机械和水泵）广泛地使用这种电动机。 3密封式。这种电动机的整个机体都严密的密封起来，可以浸没在水里工作，农村的电动潜水泵就需要这种电动机。实际上，农村用来带动水泵、机磨、脱粒机、扎花机和粉碎机等农业机械的小型电动机大多选用JO、JO2系列电动机。在特殊场合可选用一些特殊用途的电动机。如JBS系列小型三相防爆异步电动机，JQS系列井用潜水泵三相异步电动机以及DM2系列深井泵用三相异步电动机。114.1.1.2 功率的选择一般机械都注明应配套使用的电动机功率，更换或配套时十分方便，有的农业机械注明本机的机械功率，可把电动机功率选得比它大10%即可（指直接传动）。一些自制简易农机具，我们可以凭经验粗选一台电动机进行试验，用测得的电功率来选择电动机功率。12 电动机的功率不能选择过小，否则难于启动或者勉强启动，使运转电流超过电动机的额定电流，导致电动机过热以致烧损。电动机的功率也不能选择太大，否则不但浪费投资，而且电动机在低负荷下运行，其功率和功率因数都不高，造成功率浪费。选择电动机功率时，还要兼顾变压器容量的大小，一般来说，直接启动的最大一台鼠笼式电动机，功率不宜超过变压器容量的1/3。13 4.1.1.3 转速的选择选择电动机的转速，应尽量与工作机械需要的转速相同，采用直接传动，这样既可以避免传动损失，又可以节省占地面积。若一时难以买到合适转速的电动机，可用皮带传动进行变速，但其传动比不宜大于3。异步电动机旋转磁场的转速（同步转速）有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min等。异步电动机的转速一般要低2%5%，在功率相同的情况下，电动机转速越低体积越大，价格也越高，而且功率因数与效率较低；高转速电动机也有它的缺点，它的启动转矩较小而启动电流大，拖动低转速的农业机械时传动不方便，同时转速高的电动机轴承容易磨损。所以在农业生产上一般选用1500r/min的电动机，它的转速也比较高，但它的适应性较强，功率因数也比较高。本课题水带电动机选择功率为5.5kw的三相异步电动机。转速n=1440r/min。电机处无需装减速器，主要靠V带配合带轮起减速效果。4.1.2 V带轮减速装置的设计 1.确定计算功率由以上计算可知P=5.5kw，选工作情况系数，由则 2.选定V带带型由、查课本机械原理6图89，选用A型。 3.确定带轮基准直径、取主动轮基准直径从动轮基准直径，根据表8-7，取。则实际的传动比为带的速度，合适。 4.确定V带的基准长度和传动中心距根据有，初选计算带所需的基准长度：选取带的基准长度则 5.验算主动轮上的包角，合适。 6.计算窄V带的根数 z 由，查机械原理6表85c 和表85d得，，查机械原理6课本表88得，查机械原理6课本表82得，代入上式得：取z =2 7.计算预紧力查机械原理6课本表8-4得412.22N 8.计算作用在轴上的压轴力 9.确定带轮的结构尺寸由，采用腹板式结构，，采用腹板式结构。由V带设计可知 z=2根，则由课本机械原理6表8-10可得 e=12mm,f=8mm,=2.0mm则带轮的宽度为小带轮的外径大带轮的外径 4.1.3 电机主动带轮图4.2 电机主动带轮主动带轮与电机轴相连，轴与带轮间采用键连接。选取平键，已知电机轴直径取值为25mm，经查机械制图附表15.。公称直径d2230，键公称尺寸bh=87。键长估算：L（1.4+0.003d）d=（1.4+0.00325）25=36.875mm。参考文献V带轮的设计7画法几何及机械制图8后，通过CAD软件画出凸轮轮廓线及机构简图如下图： D一三角带重心线所在带轮直径，也叫带轮的计算直径。图4.3 带轮带轮外径D外=D+2C 带轮内径D内=D外-2e 带轮轮圆宽度B=（z-1）t+2s z一槽数表4-1 胶带型号已知a=13.1 t=16 =34 e=12.5 根据数据，查找表4-1，选择A型胶带。验证正确。 4.1.4 毛刷带轮图4.4 毛刷带轮因为选取A型胶带取34，a取13.1mm，e取值为12.5mm。选取带轮直径D=230mm。毛刷带轮与轴相连，轴与带轮间采用键连接。选取平键，已知毛刷轴直径取值为23mm，经查机械制图附表15.。公称直径d2230，键公称尺寸bh=87。键长估算：L（1.4+0.003d）d=（1.4+0.00323）23=33.787mm4.1.5 水箱水箱由不锈钢板焊接而成。规格为307mm210mm270mm 图4.5 箱体4.1.6 水泵图4.6水泵 .1一水泵 2一水管图4.7 水泵简易图图4.5为水泵在水带清洗机中示意安装位置。图4.6为水泵简易结构图4.1.6.1 高压柱塞水泵的流量计算选取高压柱塞水泵，使用压力一般应在10MPa100MPa之间。属于容积式泵，它是借助工作腔里容积的周期性变化来达到输送液体的目的。原动机的机械能经泵直接转化为输送液体的压力能。泵的容量只取决于工作腔容积变化值及其在单位时间内的变化次数，理论上与排出压力无关。9泵的理论流量：Qt=ASnZ式中Qt为泵的理论流量；A代表柱塞（或活塞）的截面积；S代表行程；n为曲轴转速（或柱塞的每分钟往复次数）；Z是联数（柱塞或活塞数）。泵的实际流量：Q=QtQ式中Q为泵的流量；Qt代表泵的理论流量；Q是泵的流量损失。造成泵的流量损失的因素有：1. 液体压缩或膨胀造成的容积损失。2. 阀在关闭时滞后造成的容积损失。3. 阀关闭后不严，通过密封面的泄漏造成的容积损失。4. 通过柱塞、活塞杆或活塞环的泄漏造成的容积损失等。4.1.6.2 高压柱塞水泵的功率泵的有效功率：单位时内，被泵排出的液体从泵获得的能量称为有效功率。Ne=PQ 式中 Ne有效功率，P代表压力，Q代表流量。代入单位后公式变为：Ne(千瓦)=1/36.7P(千克力/平方厘米)Q(立方米/小时)考虑到传动装置的效率、机械摩擦、容积效率、介质温升等原因造成的功率损失，选择原动机功率时，对低压往复泵，N=1/(0.850.9)N；对高压往复泵，N=1/(0.750.85)N。往复泵的应用范围柱塞泵主要适用于高压小流量，要求泵的流量恒定或定量、成比例输送各种不同的介质，或者要求吸入性能好，或者要求有自吸性能的场合。柱塞式高压水泵不仅有良好的吸入性能，而且还有良好的自吸性能。因此，对多数往复泵来说，在启动前通常不需灌泵。机器效率较高，且节能。4.1.7 水泵主动带轮图4.8 水泵主动带轮在打开电动机后，叶轮在水泵主动带轮（图4.8）的传动下在泵体内做高速旋转运动。泵体内的液体随着叶轮一块转动，在离心力的作用下液体在出品处被叶轮甩出，甩出的液体在泵体扩散室内速度逐渐变慢，液体被甩出后，叶轮中心处形成真空低压区，液池中的液体在外界大气压的作用下，经吸入管流入水泵内。泵体扩散室的容积是一定的，随着被甩出液体的增加，压力也逐渐增加，最后从水泵的出口被排出。液体就这样连续不断地从液池中被吸上来然后又连续不断地从水泵出口被排出去。水泵主动带轮与轴相连，轴与带轮间采用键连接。选取平键，已知毛刷轴直径取值为23mm，经查机械制图附表15。公称直径d3844，键公称尺寸bh=128。键长估算：L（1.4+0.003d）d=（1.4+0.00338）38=57.532mm4.1.8 托轮与托轮轴图4.9 托轮与托轮轴参考机械设计课程设计指导书10，考虑托轮起托起水带作用，一般水带宽度d150mm，取托轮长度L=160mm,外径d1=50mm,内径d2=24.3mm。托轮轴尺寸：长L=196mm，与托轮套接连部分轴长=180mm。左右两边预留8mm与托轮轴支架配合。托轮装配前一定要注意调整。托轮调整的目的：维持窑筒体中心线为一直线，使窑体沿轴向正常地往复窜动，使各挡轮均衡的承受窑体载荷，这样才能延长窑的安全运转周期、见笑轮带与托轮及轴瓦的磨损。节约大量维修费。原理与方法：改变摩擦系数进行调整。当窑筒体上窜时，在托轮表面涂抹粘度较大的油（齿轮油），减小轮带与托轮表面间的摩擦系数以控制筒体向上窜动；当窑筒体下窜时，在托轮表面涂抹粘度较小的油（柴油），增大轮带与托轮表面间的摩擦系数以控制筒体向下窜动。托轮调整注意事项：1.必须经常细致的对托轮承受正压力，推窑向上力大小及托轮是否错误歪斜作全面检查、准确判断。托轮正压力大小用轮带与托轮接触面的光泽程度来识别，接触面发亮的受力大。托轮推窑向上力的大小，用低端托轮轴肩推力盘的油膜厚薄来识别，油膜少而薄的推窑向上力大。2.有毛病的先调。3.在窑运动中进行调整。4.保持轮带两边托轮中心线的总距离不变。5.保持轮带两边托轮中心线互相平行。并与筒体中心线调歪成一定角度。6.筒体上窜，上推力打的托轮先调。7.筒体临时弯曲不做调整。8.传动装置附近的托轮一般不作调整。9.调整托轮后，应仔细检查观察窑的运转情况，发现异常情况时应重新调整。10.每次调整托轮的全部数据应详细记录，作为技术档案妥善保管，供以后调整时参考。 4.1.9 压辊与压辊轴图4.10 压辊与压辊轴考虑压轮起压平舒展水带的作用，一般水带宽度d150mm，取压轮长度L=150mm,外径d1=40mm,内径d2=20.2mm。压轮轴长度L总=222mm，右半轴L1=150mm用于装配压轮套。L2=15mm，用于装配轴承配合轴转动。L3=222-15-150=57mm。压辊在清洗机中起压平水带的作用，将皱褶的水带铺展压平，从而方便后面的清洗。辊筒的生产主要有辊体初车、初校静平衡、轴头过盈装配焊接、精车和精校动平衡等工序组成。若对形位公差如圆度、圆柱度和直线度等要求在0.2mm以下的，则在精车后需要上外圆磨床或轧辊磨床磨削加工。对表面硬度有要求的，则需要增加热处理工序。辊筒成型后，出于防锈防腐、耐磨和支撑的需要，还需要表面处理或包覆如喷漆、镀锌、TEFLON喷涂、包橡胶、镀铬、陶瓷喷涂和氧化等工序。11辊筒的制作要求：1. 辊筒应具有足够的刚性，确保在重载作用下，弯曲变形不超过许用值。2. 辊筒表面应有足够的硬度，一般要求达到HRC50度以上，具有较强的耐腐蚀能力。镀层具有抗剥落能力，确保辊筒工作表面具有较好的耐磨性及耐腐蚀性。3. 辊筒工作表面应精细加工，保证尺寸精度和表面粗糙度。粗糙度应在Ra0.16以上，不能有气孔或沟纹。辊筒工作表面的壁厚要均匀，否则会使辊面温度不均，影响制品质量。4. 辊筒的材料应具有良好的导热性，通常采用冷硬铸铁，特殊情况采用铸钢或钼铬合金钢，无论是加热还是冷却，均能达到快速均匀。为延长滚筒的使用寿命，必须做好滚筒的保养工作。1. 定期清理滚筒沾上的粉尘等异物。2. 要定期检查滚筒壳与端盖焊接处是否牢固。3. 润滑良好，降低磨损的损失。4. 避免超负荷运转，延长滚筒使用寿命。4.1.10 喷淋水管1一挡圈 2一喷管 3一接头 4一端堵图4.11 喷淋水管如图4.11所示，在水带清洗机中，上下两排喷淋水管在整个清洗过程中主要负责粗洗，首先将水带上的泥沙等大颗粒脏污冲洗干净，同时配合后续的毛刷刷洗进行精洗。图4.12 喷头如图4.12所示，喷头与喷头水管连接，其中，接头3可拆卸，端堵4防止水流溢出。喷嘴种类较多，可供选择的范围较大，一般地说脱脂和水洗工序的喷嘴，可选用冲击力较强的喷射型喷嘴：以V型即扇型喷嘴为例，其喷射角度以60为最佳，具有较大的冲击力量；而磷化工序的喷嘴则可选用雾化好、水粒细密均匀、冲击力较弱的离心喷嘴：以Z型即锥形喷嘴为例，其喷嘴离工件的最佳距离为40cm50cm，具有分散，使液体雾化的喷淋作用。喷嘴在喷管上的排列，可采用并行和交叉两种形式，对通道式，采用垂直交叉排列，喷淋效果较好。在此清洗机中选用喷射型喷嘴。选用喷嘴的因素有流量、压力、喷雾角度、覆盖范围、冲击力、温度、材质、应用等，而这些因素之间往往相互牵连、相互制约。流量与压力，喷雾角度与覆盖范围均成正比关系。任何喷嘴的喷射目的是要维持连续不断使槽液与工件接触，流量这个因素比压力更为重要。液体的温度不会影响喷嘴的喷雾性能，但它影响黏度和比重，同时还影响材料的选择。喷嘴的材料还应根据槽液的化学特性来确定，对非腐蚀性槽液可根据加工的难易，采用青铜铸造或塑料压铸。为防止腐蚀，可采用非金属材料；对硫酸、盐酸等强腐蚀槽液，可采用尼龙塑料；用于磷化槽液的喷嘴材料一般采用耐酸的不锈钢，防止锈蚀的喷嘴也可直接选用不锈钢或尼龙材质制作。具有一定冲击力的喷嘴应选用小角度喷嘴，以液柱流（即射流）为最佳；扇形喷嘴适用于清洗、脱脂、冷却等方面，锥形喷嘴适用于漂淋、表层、磷化、加湿、除尘等方面；在储漆缸、槽体中应安装文丘里搅拌喷嘴，以“H”型即搅拌喷嘴（也称为文丘里喷嘴）为例，槽液经一定压力与引道口被吸入的液体共同以1：4的流量混合后扩散喷射出来，达到溶质无空气混合搅拌的效果，从而防止了沉淀，因为搅动确保了化学溶液均匀的混合。在按工件的外廓尺寸组成的环形管道上按一定的排列安装若干喷嘴，将工件包围，使工件经过喷淋区时，全部表面均能被槽液喷洗，整个喷淋区应均匀布置喷嘴以保证喷洗的工艺时间及效果。喷嘴距工件之间的距离，应在射流最佳扩散射程之内，为此喷管与喷嘴布置要合理。喷管与喷嘴之间的距离为250mm300mm，交叉排布时，喷嘴与工件之间的距离最好不低于250mm。喷嘴的质量检查：喷嘴需要维修，定期检查、清洁甚至更换，以便保证最终产品质量和保持生产过程的经济效益。维修程序的方式和频率取决于用途。影响喷嘴喷雾问题的常见原因有七种：1. 腐蚀和磨损：喷嘴喷口和内流通道表面的物质逐渐变大或变形，进而影响流量、压力和喷雾形状。2. 腐蚀：喷雾液或环境的化学作用引起腐蚀破坏了喷嘴材料。3. 阻塞：液体中的污垢或其它杂质阻塞了喷嘴口部，因而限制了喷嘴的流量和干扰了喷雾形状及其均匀度。4. 黏结：由液体蒸发而引起在喷嘴口边缘内侧或外侧材料上的喷溅、雾气或化学堆积作用，能遗留一层干燥的凝固层，阻塞喷嘴口或内流通道。5. 温度损害：过热对非高温用途设计的喷嘴材料会有一定的损害影响。6. 不正确安装：偏离轴心的垫圈，过度上紧或其它改变位置的问题均能产生不良影响。7. 意外损伤：在安装和清洁中，由于使用不正确的工具可能意外地对喷嘴造成损伤。4.1.11 毛刷与毛刷轴图4.13 毛刷毛刷生产方法：1. 直接植毛这是最传统的一种方式，就是将尼龙丝、磨料丝直接种植在磨辊上。13优点：强度好，制造加工周期短。缺点：植毛成本高，而且无法进行局部更换，是初期无奈的选择。2. 尼龙套优点：制作工艺简单。现为耐高温尼龙丝毛刷辊的主要生产方式。缺点：如果用质量差的尼龙制造，尼龙的热胀冷缩会导致尼龙变长，使辊体两端的尼龙长出磨毛辊而顶住机器也会导致尼龙套胀裂，使整支磨毛辊报废；使用骑马钉种植刷毛，强度不高，容易脱毛；尼龙的强度不高，无法提高种植密度等等。3. 缠绕式优点：从国外引进的一种植毛方式，将磨料丝做成可以缠绕的金属条上，然后缠绕在磨毛辊上，可以根据磨毛辊长短定制，现为磨料丝毛刷辊的主要生产方式。缺点：由于磨料丝是卡在金属条上，所以会导致抽丝（磨料丝被抽出来）的现象，强度不高，而且缠绕后只有两端固定，所以中间很难做的紧，如果一端松掉的话，就会产生事故，新双钢带缠绕较普通缠绕功能改进不少，但成本较大。4. 铝合金刷辊-新型磨毛辊优点：生产的磨毛辊，产用铝合金筒拼接而成，可以定制任意长度的刷辊；高强度铝合金基板可使植毛密度最高，而且产用最前沿的植毛技术，不脱毛，更不会像尼龙产生崩裂，变长的现象；该辊体可以将动平衡精确校验。缺点：制造成本过高，对工人的技术要求比较高，不适合用金属丝作为材料的毛刷辊的制造。按材料可分为马毛刷辊、猪鬃刷辊、羊毛刷辊。剑麻刷辊、不锈钢丝刷辊、塑料丝刷辊、尼龙丝刷辊、磨料丝刷辊等.按毛刷辊的刷丝排列可分为：1为普通毛刷辊，2为异型毛刷辊。按毛刷辊的作用排列可分为：1为清理类毛刷辊，2为清扫类毛刷辊，3为清洗类毛刷辊，4为安全类毛刷辊。图4.14 毛刷轴如图4-14，毛刷轴左端连接毛刷带轮带动轴转动，右端连接毛刷。均采用平键连接。选取平键，已知毛刷轴直径取值为23mm，经查机械制图附表15。公称直径d3844，键公称尺寸bh=128。 5 锥齿轮的设计5.1 齿轮传动特点与分类齿轮传动的适用范围很广，传递功率可高达数万千瓦，圆周速度可达150ms(最高300ms)，直径能做到10m以上，单级传动比可达8或更大，因此在机器中应用很广。14和其他机械传动比较，齿轮传动的主要优点是：工作可靠，使用寿命长；瞬时传动比为常数；传动效率高；结构紧凑；功率和速度适用范围很广等。缺点是：齿轮制造需专用机床和设备，成本较高；精度低时，振动和噪声较大；不宜用于轴间距离大的传动等。1. 按齿线相对于齿轮母线方向分：直齿，斜齿，人宇齿，曲线齿2. 按齿轮传动工作条件分：闭式传动，形式传动，半形式传动3. 按齿廓曲线分：渐开线齿，摆线齿，圆弧齿4. 按齿面硬度分：软齿面(350佃)，硬齿面(350佃)5.2 齿轮传动的主要参数与基本要求齿轮传动应满足两项基本要求:1)传动平稳;2)承载能力高。在齿轮设计、生产和科研中，有关齿廓曲线、齿轮强度、制造精度、加工方法以及热理工艺等，基本上都是围绕这两个基本要求进行的。5.3 主要参数A 基本齿廓。渐开线齿轮轮齿的基本齿廓及其基本参数查阅机械设计11。B 模数。为了减少齿轮刀具种数，规定的标准模数查阅机械设计11。C 中心距。荐用的中心距系列查阅机械设计。D 传动比i、齿数比u。主动轮转速n l与从动轮转速n 2之比称为传动比i。大齿轮的齿数z 2与小齿轮齿数z 1之比称为齿数比u。减速传动时，u=i；增速传动u=1/i。E 标准模数m：斜齿轮及人宇齿轮取法向模数为标准模数，锥齿轮取大端模数为标准模数。标准中优先采用第一系列，括号内的模数尽可能不用。F 变位系数。刀具从切制标准齿轮的位置移动某一径向距离(通称变位量)后切制的齿轮，称为径向变位系数。刀具变位量用X m表示，X称为变位系数。刀具向齿轮中心移动，x为负值，反之为正值。随着x的改变，轮齿形状也改变，因而可使渐开线上的不同部分作为工作齿廓，以改善啮合性质。由变位齿轮所组成的齿轮传动，若两轮变位系数的绝对值相等，但一为正值，另一为负值，即x1=-x2称为“高度变位”，此时，传动的啮合角等于分度圆压力角，分度圆和节圆重合，中心距等于标准齿轮传动中心距，只是齿顶高和齿根高有所变化。若x1=-x2；x1+x20，这种齿轮传动称为角度变位齿轮传动。此时，啮合角将不等于分度圆压力角，分度圆和节圆不再重合。5.4 精度等级的选择在渐开线圆柱齿轮和锥齿轮精度标准(GBl0095-88和GBll36589)中，规定了12个精度等级，按精度高低依次为112级，根据对运动准确性、传动平稳性和载荷分布均匀性的要求不同，每个精度等级的各项公差相应分成三个组：第公差组、第公差组和第公差组。5.5 齿轮传动的失效形式齿轮传动的失效形式主要有轮齿折断和齿面损伤两类。齿面损伤又有齿面接触疲劳磨损(点蚀)、胶合、磨粒磨损和塑性流动等。15减速器中齿轮分布如图所示，齿轮的传动形式一般有：1)齿轮传动：按齿根弯曲疲劳强度设计公式作齿轮的设计计算，不按齿面接触疲劳强度设计公式计算，也无需用齿面接触疲劳强度校核公式进行校核。开式齿轮传动，将计算所得模数加大10%-15%（考虑磨损影响。传递动力的齿轮模数一般不小于1.5-2mm（以防意外断齿）。2)齿轮传动：方法一：软齿面闭式齿轮传动传动，接触疲劳点蚀是主要失效形式，计算时先按齿面接触疲劳强度设计公式求出小齿轮直径d1和接触齿宽b，再用齿根弯曲疲劳强度校核公式进行校核。硬齿面闭式齿轮传动计算时先按齿根弯曲疲劳强度设计公式求出模数m和接触齿宽b，再用齿面接触疲劳强度校核公式进行校核。方法二：不论软硬齿面都分别按弯曲疲劳强度设计公式求出模数m,按接触疲劳强度设计公式求出小齿轮分度圆直径d1，再按d1=mZ1调整齿数Z1。与方法一相比，这样设计出的齿轮传动，既刚好满足接触疲劳强度，又刚好满足弯曲疲劳强度，所以结构紧凑，避免浪费。5.6 确定模数m选取齿轮模数m=35.7 按接触强度计算d15.7.1 计算公式5.7.2 计算转矩T1T1=95500P/n=95502.88/568=48.423Nm1. 计算载荷系数K16 K=KAKVK(1) 查表选用系数Ka=1.00(2) 低一级的精度线及Vm选动载荷系数KV=1.15，齿间载荷分配系数Ka=Kha=1(3) 取轴承系数KHe=1.252. 齿向载荷分布系数KH=1.5KHe=1.51.25=1.875(1) 计算K=KAKVKK=11.1511.875=2.1565.7.3 许用接触应力H1. 由课本17P209图10-21查得HlimZ1=560mpa,HlimZ2=530mpa2. 由课本17P206式10-13计算应力循环次数N N1=60njLh=605681163655=9951356000 N2=N1/i=199027200/1.859=535306613. 由课本17图10-19查得接触疲劳的寿命安全系数SH=1所以 H1=KHN1HlimZ1/s=1.03560=576.8mpa H2=KHN2HlimZ2/s=1530=530mpa5.7.4 计算d1 d1=86.8mm齿数：Z1=d1/m=86.8/3=28.8 选小齿轮齿数Z1=30 选大齿轮齿数Z2=565.8校核齿根弯曲疲劳强度由式10-23 5.8.1 确定有关参数和系数分度圆直径：d1=mZ1=330=90mm, d2=mZ2=356=168mm 锥距：齿宽：b=RR=1/395.29=31.76mm 齿形系数Yfa1和应力修正系数Ysa1根据齿数Z1=28，Z2=58查10-5得 YFa1=2.52，Ysa1=1.625, YFa2=2.29，Ysa2=1.725.8.1.1许用弯曲应力F根据式10-12 由图10-18查得：KFN1=KFN2=1，齿根弯曲疲劳强度安全系数SF=1.3 由图10-23c查得：Flim1=310mpa，Flim2=290mpa 将求得的各参数带入式10-23 故齿轮齿根弯曲疲劳强度足够。5.8.1.2 计算齿轮的圆周速度V V=d1n1/601000=3.1486.8568/60000=2.488m/s5.8.1.3 齿轮几何尺寸分析计算分度圆直径：d1=mZ1=330=90mm d2=mZ2=356=168mm 分度圆锥角：锥距 R：R=95.29mm 齿宽 b=R/3=95.29/3=31.76mm,取整为b=32mm 齿顶高 ha1=ha2=ham=13=3mm 齿根高 hf1=hf2=(ha+c)m=1.23=3.6mm 齿顶圆直径：da1=d1+2ha1cos1=90+23cos28.18=95.7mm da2=d2+2ha2cos2=168+23cos61.82=170.8mm 齿根圆直径：df1=d1-2hfcos1=90-23.6cos28.28=83.2mm df2=d2-2hfcos2=168-23.6cos61.82=170.16mm 齿根角：齿顶角：齿顶圆锥角a : a1=1+f2=28.18+2.164=30.384 a2=2+f1=61.82+2.164=63.964 当量齿数ZV：ZV1=Z1/cos1=30/cos28.12=32.2 ZV2=Z2/cos2=56/cos61.82=154.1 分度圆齿厚S：S=m/2=3.143/2=4.71mm 顶隙c： c=cm=0.23=0.6mm 根锥角f：f1=1-f1=23.31-2.164=21.146 f2=2-f2=66.69-2.164=64.526 平均分度圆直径dm：dm1=d1(1-0.5R)=90(1-0.5/3)=75mm dm2=d2(1-0.5R)=168(1-0.5/3)=140mm5.8.1.4 受力分析由课本P225公式：18 图5-1 齿轮受力分析图 Fr1=Ft tancos1 Fa1=Ft tansin1=Fr2 1一齿轮1 2一齿轮2图5.2 锥齿轮图5.3 大小锥齿轮分度圆直径：d1=mZ1=330=90mm d2=mZ2=356=168mm 分度圆锥角：锥距 R：R=95.29mm 齿宽 b=R/3=95.29/3=31.76mm,取整为b=32mm 齿顶高 ha1=ha2=ham=13=3mm 齿根高 hf1=hf2=(ha+c)m=1.23=3.6mm 齿顶圆直径：da1=d1+2ha1cos1=90+23cos28.18=95.7mm da2=d2+2ha2cos2=168+23cos61.82=170.8mm 齿根圆直径：df1=d1-2hfcos1=90-23.6cos28.28=83.2mm df2=d2-2hfcos2=168-23.6cos61.82=170.16mm 齿根角：齿顶角：齿顶圆锥角a : a1=1+f2=28.18+2.164=30.384 a2=2+f1=61.82+2.164=63.964 当量齿数ZV： ZV1=Z1/cos1=30/cos28.12=32.2 ZV2=Z2/cos2=56/cos61.82=154.1 分度圆齿厚S：S=m/2=3.143/2=4.71mm 顶隙c： c=cm=0.23=0.6mm 根锥角f：f1=1-f1=23.31-2.164=21.146 f2=2-f2=66.69-2.164=64.526 平均分度圆直径dm：dm1=d1(1-0.5R)=90(1-0.5/3)=75mm dm2=d2(1-0.5R)=1

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