蜂窝煤成型机设计【全套设计含CAD图纸+三维建模]
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中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 1 页 翻译部分 英文原文 is an of of of s is to 1st a as a in an is to of so it a It be is an in of to is of of at is no as of 20000r/0,000 at 5 up 0m/is to be to be is a 1992. . in 2th on of 国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 2 页 as . in of to be is is of to or is to of At in to of NC By a in We be in is of is In or a In on in to we of is at to be a is of In to of DN of on of DN of N To an of to In of 国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 3 页 of in is of to By to at as by In of of up in of of no of of is is a a in of of a of up to By or of up to up G of of up 0 or 2002 of 0 m / 00 m / 2 g 0000 r / 0 of up 0 m, 25 m is of a n of of in 国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 4 页 is to or or of is of of is be as 000 m / as a of 1st It is to is in so At of 5000m/a In to of is to is of of of If in or on of It is is to is an is a as a at In of it of of it be a of 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 5 页 of of of 0 to of be a 0 0 m / as 20 m / is of of to to be of If a is of o to of of we to of in to be of be to to be To by of to of to be as as is a in of to NC is up in an of a to of TC to to to in a 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 6 页 At of of or a In be of to / 10 a of a of of of to of of to 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 7 页 中文译文 高速切削加工的发展及需求 高速切削加工是当代先进制造技术的重要组成部分，拥有高效率、高精度及高表面质量等特征。本文介绍此 技术的定义、发展现状、适用领域以及中国的需求情况。 高速切削加工是面向 21 世纪的一项高新技术，它以高效率、高精度和高表面质量为基本特征，在汽车工业、航空航天、模具制造和仪器仪表等行业中获得了愈来愈广泛的应用，并已取得了重大的技术经济效益，是当代先进制造技术的重要组成部分。 高速切削是实现高效率制造的核心技术，工序的集约化和设备的通用化使之具有很高的生产效率。可以说，高速切削加工是一种不增加设备数量而大幅度提高加工效率所必不可少的技术。高速切削加工的优点主要在于：提高生产效率、提高加工精度及降低切削阻力。 有关高速切削加工的含义，目前尚无统一的认识，通常有如下几种观点：切削速度很高，通常认为其速度超过普通切削的 5；机床主轴转速很高，一般将主轴转速在 10000上定为高速切削；进给速度很高，通常达 15高可达 90m/于不同的切削材料和所釆用的刀具材料，高速切削的含义也不尽相同；切削过程中，刀刃的通过频率(近于“机床刀具工件”系统的主导自然频率 (， 可认为是高速切削。可见高速切削加工是一个综合的概念。 1992 年，德国 业大学的 H. 授在 提出了高速切削加工的概念及其涵盖的范围，如图 1 所示。认为对于不同的切削对象，图中所示的过渡区 (为通常所谓的高速切削範围，这也是当时金属切削工艺相关的技术人员所期待或者可望实现的切削速度。 高速切削加工对机床、刀具和切削工艺等方面都有一些具体的要求。下面分别从这几个方面阐述高速切削加工技术的发展现状和趋势。 现阶段，为了实现高速切削加工，一般釆用高柔性的高 速数控机床、加工中心，也有釆用专用的高速铣、钻床。这些设备的共同之处是：必须同时具有高速主轴系统和高速进给系统，才能实现材料切削过程的高速化。高速中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 8 页 切削与传统切削最大的区别是，“机床刀具工件”系统的动态特性对切削性能有更强的影响力。在该系统中，机床主轴的刚度、刀柄形式、刀长设定、主轴拉刀力、刀具扭力设定等，都是影响高速切削性能的重要因素。 在高速切削中，材料去除率 (即单位时间内材料被切除的体积，通常受限于“机床 工件”工艺系统是否出现“颤振”。因此， 为了满足高速切削加工的需求，首先要提高机床动静刚度尤其是主轴的刚度特性。现阶段高速切削之所以能够成功，一个很关键的因素在于对系统动态特性问题的掌握和处理能力。 为了更好地描述机床主轴的刚度特性，工程上提出新的无量纲参数 以评价机床的主轴结构对高速切削加工的适应性。所谓 即“主轴直径与每分钟转速之积”。新近开发的加工中心主轴 大都已超过 100万。为了减轻轴承的重量，还釆用了比钢制品要轻得多的陶瓷球轴承；轴承润滑方式大都釆用油气混合润滑方式。在高速切削加工领域，目前已开发空气轴承和磁轴承以及由 磁轴承和空气轴承合并构成的磁气 /空气混合主轴。 在机床进给机构方面，高速切削加工所用的进给驱动机构通常都为大导程、多头高速滚珠丝槓，滚珠釆用小直径氮化硅（ 瓷球，以减少其离心力和陀螺力矩；釆用空心强冷技术来减少高速滚珠丝槓运转时由于摩擦产生温升而造成的丝槓热变形。 近几年来，用直线电机驱动的高速进给系统问世，这种进给方式取消了从电动机到工作台溜板之间的一切中间机械传动环节，实现了机床进给系统的零传动。由于直线电机没有任何旋转元件，不受离心力的作用，可以大大提高进给速度。直线电机的另一大优点是行 程不受限制。直线电机的次极是一段一段连续铺在机床的床身上。次极铺到哪里，初极工作台就可运动到哪里，而且对整个进给系统的刚度没有任何影响。釆用高速丝槓或直线电机，能够大大提高机床进给系统的快速响应。直线电机最高加速度可达 2为重力加速度 )，最大进给速度可达 60更高。 2002 年举世瞩目的上海浦东磁悬浮列车工程中的磁浮轨道钢梁加工，釆用沈阳机床控股有限公司集团中捷友谊公司厂生产的超长进给系统高速大型加工 中心实现。该机床的进给系统为直线导轨和齿轮齿条传动，工作台最大进给速度 60m/速行程 100m/速度 2g，主轴最高转速20000r/电机功率 80 X 轴的行程长达 30m，切削 25m 长的磁浮轨道钢梁误差小于 磁悬浮列车工程的顺利竣工提供了有力的技术保证。 此外，机床的运动性能也将直接影响加工效率和加工精度。在模具及自由曲面的高速切削加工中，主要釆用小切深大进给的加工方法。要求机床在大进给速度条件下，应具有高精度定位功能和 高精度插补功能，特别是圆弧高精度插补。圆弧加 工是釆用立铣刀或螺纹刀具加工零部件或模具时，必不可少的加工方法 。 刀具材料的发展：高速切削技术发展的历史，也就是刀具材料不断进步中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 9 页 的历史。高速切削的代表性刀具材料是立方氮化硼（ 端面铣削使用 切削速度可高达 5000m/要用于灰口铸铁的切削加工。聚晶金刚石（ 具被称之为 21 世纪的刀具，它特别适用于切削含有 这种金属材料重量轻、强度高，广泛地应用于汽车、摩托车发动机、电子装置的壳体、底座等方面。目前，用聚晶金刚石刀具端面铣削铝合金时， 5000m/切削速度已达到实用化水平，此外陶瓷刀具也适用于灰口铸铁的高速切削加工； 涂层刀具： 金刚石刀具尽管具有很好的高速切削性能，但成本相对较高。釆用涂层技术能够使切削刀具既价格低廉，又具有优异性能，可有效降低加工成本。现在高速加工用的立铣刀，大都釆用 的复合多层涂镀技术进行处理，如目前在对铝合金或有色金属材料进行干式切削时， 层刀具就受到极大的关注，预计其巿场前景十分可观； 刀具夹持系统：刀具的夹持系统是支撑高速切削的重要技术，目前使用最为广泛的是 两面夹紧式工具系统。已作为商品正式投放巿场的两面夹紧式工具系统主要有： 系统。 在高速切削的情况下，刀具与夹具回转平衡性能的优劣，不仅影响加工精度和刀具寿命，而且也会影响机床的使用寿命。因此，在选择工具系统时，应尽量选用平衡性能良好的产品。 高速加工的切削速度为常规切速的 10 倍左右。为了使刀具每齿进给量基本保持不变，以保证零件的加工精度、表面质量和刀具的耐用度，则进给量也必须相应提高 10 倍左右，达到 60m/上，有的甚至高达 120m/此，高速切削 加工通常是釆用高转速、大进给和小切深的切削工艺参数。由于高速切削的切削余量往往很小，所形成的切屑很薄很轻，把切削时产生的热量很快带走；若釆用全新耐热性更好的刀具材料和涂层，釆用干切削工艺也是高速切削加工的理想工艺方案。 用高速加工中心组成高效率的柔性生产线 ( 具有小型化、柔性突出以及易于变更加工内容等显着特点。图 2 为上汽集团某发动机公司利用该生产线加工发动机机体、汽缸盖、滤清器座等工件的实例。 为了尽快适应新车型的需要，汽车车身覆盖件模具和树脂防冲挡的成形模具等，均必须缩短制作周期和降低生产 成本，因此，必须下大力推进模具生产高速化的进程。上汽集团所属各公司认为：与过去的精加工相比，进一步实现高精度化；同时必须满足表面粗糙度、弯曲度的精度要求，为此应施以适当的手工精修加工，由于切削速度的极大提高，与过去的精加工工序相比，加工周期应大幅度缩短。 为了发挥以车削加工中心和镗铣类加工中心为代表的高速切削加工技术和自动换刀功能的优势，提高加工效率，对复杂零件的加工应尽可能釆用集中工序的原则，即要求在一次装夹中实现多道工序的集中加工，淡化传统的车、铣、镗、螺纹加工等不同切削工艺的界限，充分发挥设备和刀具的 高中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 10 页 速切削功能，是当前提高数控机床效率、加快产品开发的有效途径。为此，对刀具提出了多功能的新要求，要求一种刀具能完成零件不同工序的加工，减少换刀次数，节省换刀时间，以减少刀具的数量和库存量，有利于管理和降低制造成本。较常用的有多功能车刀、铣刀、镗铣刀、钻铣刀、钻铣螺纹倒角等刀具。与此同时，在批量生产线上，使用针对工艺需要开发的专用刀具、复合刀具或智能刀具，可以提高加工效率和精度，减少投资。在高速切削条件下，有的专用刀具可将零件的加工时间降至原来的 1/10 以下，效果十分显着。 高速切削具有相当多的好处，例如 ：有大量材料需要切除的工件，具有超细、薄结构的工件，传统上需要花相当长的机动工时加工的工件以及设计变更快速、产品周期短的工件，均能显示出高速切削所带来的优点。 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 11 页 致谢 此次毕业设计忙碌了三个多月的时间。在此期间，指导老师不辞辛劳为 我们 悉心指导，使我学到了很多知识。在此，我非常感谢指导老师。 这次的毕业设计，既锻炼了我综合运用所学专业知识的能力，也让我学到了很多书本上学不到的知识。此外，我也十分感谢中国矿业大学以及各位老师四年对我的悉心栽培。使我在毕业后走向社会 能成为一名真正对社会有 用之人。 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 1 页 绪论 随着机械化采煤程度的提高，产生了大量的粉煤。粉煤的市场价值很低，造成大量的积压。市场对型煤的需求量较大，型煤技术有很大的市场空间。同时生产型煤的原料煤的质地不受限制。 成型设备是型煤生产中的关键设备 ,选择成型设备应以原煤的特性，型煤的用途及成时压力等诸多因素为基础。 目前工业上应用最广的是对辊式成型机 。 另外 ,还有冲压式成型机 ,环式成型机和螺旋式成型机等 对辊成型机可用于成型、 压块 和 颗粒的高压破碎，它的给料系统和辊面的设计要根据使用要求来 设计。下面就对辊成型机在成型方面的应用进行描述。 对辊成型机主要包括以下几个主要部件： 动系统 对辊成型机的同步齿轮传动系统由包括两个同步齿轮在内的减速器，安全联轴器等组成。安全联轴器是一个能自动复位的机构，它可以在正 常工作时驱动转距的 范围内调整。 最主要的是，同步齿轮和齿轮联轴器的连接保证了提供给型 辊完全均匀的线速度。 对辊成型机的最主要部分是型辊。由于成型压力大，直径大，所以采用八块型板拼装的方式，辊芯由铸钢材料铸造而成，型板由强度高的耐磨材料制造。 液压 加载 系统用于提供压力迫使浮辊向被压实的物料和固定辊靠近。为满足特殊的工作需要，压力的高低和大小可以自由调整。压力的梯度随间距的变化而升高，通过改变液压储能器中氮的分压可以在很大范围内调整压力的梯度。在 其他尖硬 物料被压入压辊的间隙时液压系统也用作安全装置。 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 2 页 择电动机 择电动机的类型和结构形式 按工作条件和要求，选用一般用途的 卧式封闭结构。 择电动机的容量 辊子转速： n=810r/子圆周速度： v=s =30 v= r 初计算型辊半径 R = 7 8 m 型球体积 435 0 5 0 3 2 8 1 0 m 每块型煤质量 498 1 0 1 . 3 5 1 0 0 . 1 0 8 k 型辊周向上分布型窝个数 2 4 7 8 545 5 . 5 5 5 . 5 （个） 型辊轴向上分布型窝数 5 8 . 4 1 0 . 0 15 4 0 . 1 0 8S 取整 S=10 型辊长度 B = 5 5 . 5 9 + 5 0 + 3 5 2 + 1 0 = 6 2 9 . 5 m m 取整 B=630 上合力 3 0 6 2 1 8 6 0F p l 力矩 1 8 6 0 5 0 9 3 K N e 工作机所需的功率： P=9550 T =93000 n=10 r/代入上式得 P= 9 3 0 0 0 1 0 9 7 国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 3 页 电动机所需功率： ： = 1 42 83 54 式中 1 = V 带传动效率 2 = 联轴器效率 3= 轴承效率 4 = 齿轮传动效率 代入上式得 = =P=P/ =W 选择电动机额定功率 据传动系统图和推荐的传动比合理范围 2 单级圆柱齿轮传动比 3 所以选择 定功率 160载转速 1480 r/ 算传动装置的总传动比并分配各级传动比 动装置的总传动比 i = 101480 =148 配各级传动比 该传动装置中使用的是三级圆柱齿轮减速器，考虑到以下原则： 1） 使各级传动的承载能力大致等（齿面接触强度大致相等） 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 4 页 2） 使减速器能获得 最小外形尺寸和重量 3） 使各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等，润滑最为简便 分配各级 齿轮 传动比为 i 1 =4。 25 i 2 =4 i 3 =轮的直径为 956辊轮这间的间隙取 1以两辊轮的中心距为957此调节 可初定同步齿轮的传动比为 则 V 带传动的传动比为2。 设计计算 2 1 确定计算功率 根据工作情况 查表 12K 设计功率 1 . 2 1 6 0 1 9 2 K P 2 2 选择带型 根据 192K 和1 1 4 8 0 r/m 选择 25带 (有效宽度制 ) 2 3 确定带轮基准直径 小带轮的基准直径 参考表 1221 335m 传动比 2i 取弹性滑动系数 大带轮基准准直径 21(1 )e 2 3 1 5 (1 0 . 0 2 ) 取标准值 2 6 3 0 m 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 5 页 实际转速 1212(1 )d 310( 1 0 . 0 2 ) 1 4 8 0 625 实际传动比 121480 2 . 0 5 77 1 9 . 4ni n 2 4 验算带的速度 11 3 . 1 4 3 1 0 1 4 8 0 2 4 . 0 2 m / 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 2 5 初定中心距 1 2 0 1 20 . 7 2e e e ed d a d d 00 . 7 ( 3 1 5 6 3 0 ) 2 ( 3 1 5 6 3 0 )a 06 6 1 . 5 m m 1 8 9 0 m 取0 1 2 0 0 m 2 6 确定基准长度 22 1 2 1000( ) ( )224e e e d d 23 . 1 4 ( 6 3 0 3 1 5 ) ( 6 3 0 3 1 5 )2 1 2 0 02 4 1 2 0 0 m m 由表 12 4 0 6 0 m 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 6 页 2 7 确定实际轴间距 00 4 0 6 0 3 9 0 5 . 0 71 2 0 0 1 2 7 7 . 5 m 安装时所需最小轴间距 m i n 0 . 0 1 5 1 2 7 7 . 5 0 . 0 1 5 4 0 6 0 1 2 1 6 . 6 m a L 张紧或补偿伸长所需最大轴间距 m a x 0 . 0 3 1 2 7 7 . 5 0 . 0 3 4 0 6 0 1 3 9 9 . 3 m a L 2 8 验算小带轮包角 211 1 8 0 5 7 . 3 6 3 0 3 1 51 8 0 5 7 . 31 2 7 7 . 5 1 6 5 1 2 0 2 9 单根 V 带的基本额定功率 根据1 315m 和1 1 4 8 0 r/m 由表 12得 25N 型窄V 带1 2 8 K 2 10 单根 V 带的 功率增量 考虑传动比的影响，额定功率的增量由表 121 2 11V 带的根数 z 11 由表 12由表 12中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 7 页 192 6 . 5 42 8 . 7 5 3 . 7 8 0 . 9 6 0 . 9 4z 根 取 7根 2 12 单根 V 带的预紧力 20 由表 12轮的结构 带轮的结构 小 带轮采用实心轮结构。 由 轴伸直径 5 ，长度 40 ， 小带轮轴孔直径应取 50 ，毂长应小于 由表 12带轮结构为实心轮 由 27.1i ，对减速器的传动比进行重新分配。 传动装置总传动比 总 148 i 则三级减速器的传动比为 24 4 8 3i 调节不变 ， 2i ，以达到传动比的调节。则 i i 3 8 8 ii 007 届本科毕业设计 第 8 页 3基本参数计算 各轴的转速、传递功率、转矩 轴 1 1480 7 2 1 . 9 5 r / m i 0 5i 1P = 0P d=1 6 0 0 . 9 5 0 . 9 9 1 5 0 . 4 8 K W 1111 5 0 . 4 89 5 5 0 9 5 5 0 1 9 9 1 N 1 . 9 5PT n 轴 1217 2 1 . 9 5 1 6 9 . 8 7 r / m i 2 5nn i 2 1 1 2 1 5 0 . 4 8 0 . 9 9 0 . 9 7 1 4 4 . 5 K 2221 4 4 . 59 5 5 0 9 5 5 0 8 1 2 4 N 9 . 8 7PT n 轴 2321 6 9 . 8 7 4 3 . 7 8 r / m i 8 8nn i 3 2 2 3 1 4 4 . 5 0 . 9 9 0 . 9 7 1 3 8 . 8 K 3331 3 8 . 89 5 5 0 9 5 5 0 3 0 2 7 7 . 3 N . 7 8PT n 轴 3434 3 . 7 8 2 4 . 1 9 r / m i 8 1nn i 4 3 3 4 1 3 8 . 8 0 . 9 9 0 . 9 7 1 3 3 . 3 K 4441 3 3 . 39 5 5 0 9 5 5 0 5 2 6 2 5 . 7 N . 1 9PT n 轴 4542 4 . 1 9 1 0 r / m i 4 2nn i 5 4 4 5 1 3 3 . 3 0 . 9 9 1 3 2 K 5551329 5 5 0 9 5 5 0 1 2 6 0 6 0 N n 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 9 页 4 同步齿 轮 减速 箱 齿轮的设计计算 齿轮设计计算 择齿轮材料 小齿轮 20 渗碳淬火 5662 大齿轮 20 渗碳淬火 5662 齿轮的疲劳极限应力按中等质量（ 求从图 144 M P 502 M P 5 0 02 参考我国试验数据（表 14，将 适当降低： M P 002 定齿轮主要参数 初定齿轮主要参数 考虑载荷有轻微冲击、非对称轴承布置，取载荷系数 K=2 按齿根弯曲疲劳强度估算齿轮尺寸，计算模数 : 按表 14考虑传动比 i ，选用小齿轮齿数 1Z =24， 大齿轮齿数 21 4 . 2 5 2 4 1 0 2Z 取 2Z= 102 按表 14齿宽系数 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 10 页 16m 116 0 . 6 724 1 16 0 . 2 50 . 5 1 0 . 5 4 . 2 5 1 2 4ma 由图 14021 ） 轮的许用弯曲应力 1 2 l i 6 1 . 6 4 0 0 6 4 0 M P F P F P F 由于2211Y ，故按小齿轮的抗弯强度计算模数 3 2 2 0 1 0 4 . 3 51 2 . 5 5 . 1 8 m 2 4 6 4 0m 采用斜齿轮，按表 14标准模数 6。 初取 =13（表 14则齿轮中心距 1 2 4 1 0 2 62 c o s 1 3 由于单件生产，不必取标准中心距，取 388 。 准确的螺旋角 a r c c o s 21 2 4 1 0 2 6a r c c o 8 8 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 11 页 13 2 10 齿轮分度圆直径 2 4 6 c o s 1 3 . 0 3 6 1 0 2 6 c o s 1 3 . 0 3 6 工作齿宽 11 0 . 7 1 4 7 . 8 1 0 3 . 5 m 为了保证 1，取 105 。 1 105 0 . 7 11 4 7 . 8d b d 齿轮圆周速度 100060 11 1 4 7 . 8 7 2 1 . 9 56 0 1 0 0 0 s 按此速度查表 14轮精度选用 8 级即可，齿轮精度 8 校核重合度 纵向重合度 （图 14 端面重合度 （图 14 0 . 7 7 0 . 8 7 1 . 6 4 总重合度 1 . 3 1 . 6 4 2 . 9 4 2 . 2 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 12 页 核齿面接触疲劳强度 1 分度圆上的切向力 112000t TF d 2 0 0 0 2 0 1 0 1 4 7 . 8 27199N 由表 14 K 动载荷系数 22121 11001 式中 K K （表 14 齿数比 21102 4 . 2 524 将有关数据代入 算式 222 3 . 9 2 4 5 . 5 9 4 . 2 5 11 0 . 0 0 8 71 . 2 5 2 7 1 9 9 1 0 0 4 . 2 5105 齿向载荷分布系数 442 2 4 41 . 1 7 0 . 1 8 0 . 7 1 4 . 7 1 0 1 0 5 0 . 1 0 8 0 . 7 1 齿向载荷分配系数，根据 1 . 2 5 2 7 1 9 9 3 2 3 . 8 N / m m 1 0 0 N / m b 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 13 页 查表 14 得 节点区域系数，按 13 2 10 和 021 查图 14 得 Z 材料弹性系数 查表 14 得 1 8 9 P 重合度系数 查图 14得 螺旋角系数 查图 14得 由于 可取 1 2 7 1 9 9 4 . 2 5 11 2 . 4 5 1 8 9 . 8 0 . 7 8 0 . 9 8 5 1 . 2 5 1 . 1 1 1 . 3 4 1 . 21 4 7 . 8 1 0 5 4 . 2 5H M P a 计算接触强度强度安全系数 中各系数的确定 计算齿面应力循环数 9116 0 6 0 1 7 2 1 . 5 3 0 0 0 0 1 . 3 1 0LN j n t 9 812 1 . 3 1 0 3 1 04 . 2 5N u 按齿面不允许出现点蚀，查图 14寿命系数 1 2 润滑油膜影响系数 查表 14得 齿面工作硬化系数 按图 14查得 1尺寸系数 按 6nm 查图 14得 1中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 14 页 将以上数据代入 算式 1 1 5 0 0 0 . 8 8 0 . 9 2 1 17 8 5 . 2 2 1 5 0 0 0 . 9 3 0 . 9 2 1 17 8 5 . 2 由表 14一般可靠度要求，选用最小安全系数 1 2大于 故安 全。 齿轮设计计算 择齿轮材料 小齿轮 20 渗碳淬火 5662 大齿轮 20 渗碳淬火 5662 齿轮的疲劳极限应力按中等质量（ 求从图 14图 14 得 M P 502 M P 5 0 02 参考我国试验数据（表 14，将 适当降低： M P 002 定齿轮主要参数 按齿根弯曲疲劳强度估算齿轮尺寸，计算模数 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 15 页 按表 14考虑传动比 i ，选用小齿轮齿数 1Z =26， 大齿轮齿数 21 3 . 8 8 2 6 1 0 0 . 8 8 m mZ i Z 取整 2Z=102 按表 14齿宽系数 18m 118 0 . 6 926 1 18 0 . 2 8 40 . 5 1 0 . 5 3 . 8 8 1 2 6ma 由图 14021 ） 由于轮齿单向受力，齿轮的许用弯曲应力 1 2 l i 6 1 . 6 4 0 0 6 4 0 M P F P F P F 由于2211Y ，故按小齿轮的抗弯强度计算模数 3 2 8 1 2 4 4 . 3 51 2 . 5 7 . 7 m 2 6 6 4 0m 采用斜齿轮，按表 14标准模数 10。 初取 =13（表 14则齿轮中心距 1 2 6 1 0 2 1 02 c o s 1 3 由 于单件生产，不必取标准中心距，取 657 。 准确的螺旋角 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 16 页 a r c c o s 21 2 6 1 0 2 1 0a r c c o 5 6 . 813 13 齿轮分度圆直径 2 6 1 0 c o s 1 3 m m 1 0 2 1 0 c o s 1 3 m 工作齿宽 1 0 . 6 9 2 6 6 . 8 3 9 1 8 4 . 1 2 m 为了保证 1，取 190b 。 1 190 0 . 7 12 6 6 . 8 3 9d b d 齿轮圆周速度 100060 11 2 6 6 . 8 3 9 1 6 9 . 8 76 0 1 0 0 0 s 按此速度查表 14轮精度选用 8 级即可，齿轮精度 8 校核重合度 纵向重合度 （图 14 端面重合度 （图 14 0 . 7 7 0 . 8 8 1 . 6 5 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 17 页 总重合度 1 . 3 1 . 6 5 2 . 9 5 2 . 2 核齿面接触疲劳强度 1 分度圆上的切向力 12000 2 0 0 0 8 1 2 4 2 1 3 . 6 8 7 76036N 由表 14 K 动载荷系数 22121 11001 式中 K K （表 14 齿数比21102 3 . 926 将有关数据代入 算式 222 3 . 9 2 6 1 . 9 5 3 . 9 11 0 . 0 0 8 71 . 2 5 7 6 0 3 6 1 0 0 3 . 9150 齿向载荷分布系数 442 2 4 41 . 1 7 0 . 1 8 0 . 7 4 . 7 1 0 1 5 0 0 . 1 0 8 0 . 7 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 18 页 齿向载荷分配系数，根据 1 . 2 5 7 6 0 3 6 6 3 3 N / m m 1 0 0 N / m b 查表 14 得 1 3 1 4 5 6 和 021 查图 14 得 Z 材料弹性系数 查表 14 得 重合度系数 查图 14得 查图 14得 由于 可取 1 7 6 0 3 6 3 . 9 11 2 . 4 5 1 8 9 . 8 0 . 7 8 0 . 9 8 1 . 2 5 1 . 0 2 1 . 3 5 1 . 22 1 3 . 6 8 7 1 5 0 3 . 9H M P a 990 计算接触强度强度安全系数 中各系数的确定 计算齿面应力循环数 8116 0 6 0 1 1 7 4 . 1 3 0 0 0 0 3 . 1 3 1 0LN j n t 8 712 3 . 1 3 1 0 8 1 03 . 9N u 按齿面不允许出现点蚀，查图 14寿命系数 1 2 润滑油膜影响系数 查表 14得 007 届本科毕业设计 第 19 页 齿面工作硬化系数 按图 14查得 1 按 ，查图 14得 1将以上数据代入 算式 1 1 5 0 0 0 . 9 7 0 . 9 2 1 1990 2 1 5 0 0 0 . 9 8 0 . 9 2 1 1990 由表 14一般可靠度要求，选用最小安全系数 1 2大于 故安全。 齿轮设计计算 择齿轮材料 小齿轮 20 渗碳淬火 5662 大齿轮 20 渗碳淬火 5662 齿轮的疲劳极限应力按中等质量（ 求得 M P 502 M P 5 0 02 参考我国试验数据（表 14，将 适当降低： M P 002 定齿轮主要参数 按齿根弯曲疲劳强度估算齿轮尺寸，计算 模数 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 20 页 按表 14考虑传动比 i ，选用小齿轮齿数 1Z =40， 大齿轮齿数 21 1 . 8 1 4 0 7 2 . 4Z 取2Z72 按表 14齿宽系数 18m 118 0 . 4 540 1 18 0 . 3 2 00 . 5 1 0 . 5 1 . 8 1 1 4 0ma 由图 14021 ） 轮的许用弯曲应力 1 2 l i 6 1 . 6 4 0 0 6 4 0 M P F P F P F 由于2211Y ，故按小齿轮的抗弯强度计算模数 3 2 3 0 2 7 7 4 . 3 51 2 . 5 1 0 . 3 7 m 4 0 6 4 0m 采用斜齿轮，按表 14标准模数 12。 初取 =13（表 14则齿轮中心距 1 4 0 7 2 1 22 c o s 1 3m m 由于单件生产，不必取标准中心距，取 690 。 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 21 页 准确的螺旋角 a r c c o s 21 4 0 7 2 1 2a r c c o 9 0 13 6 57 齿轮分度圆直径 4 0 1 2 c o s 1 3 . 1 1 6 m m 7 2 1 2 c o s 1 3 . 1 1 6 m 工作齿宽 1 0 . 4 5 4 9 2 . 8 5 7 2 2 1 . 7 8 5 m 为了保证 1，取 230 。 1 230 0 . 4 74 9 2 . 8 5 7d b d 齿轮圆周速度 100060 11 4 9 2 . 8 5 7 4 3 . 7 86 0 1 0 0 0 s 按此速度查表 14轮精度选用 8 级即可，齿轮精度 8 校核重合度 纵向重合度 （图 14 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 22 页 端面重合度 （图 14 0 . 8 2 0 . 8 8 1 . 7 0 总重合度 1 . 3 1 . 7 0 3 2 . 2 核齿面接触疲劳强度 1 分度圆上的切向力 12000 2 0 0 0 3 0 2 7 7 4 9 2 . 8 5 7 122863N 由表 14 K 动载荷系数 22121 11001 式中 K K （表 14 齿数比2172 1 . 840 将有关数据代入222 3 . 9 4 0 1 . 1 2 1 . 8 11 0 . 0 0 8 71 . 2 5 1 2 2 8 6 3 1 0 0 1 . 8230 齿向载荷分布系数 442 2 4 41 . 1 7 0 . 1 8 0 . 4 5 4 . 7 1 0 2 3 0 0 . 1 0 8 0 . 4 5 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 23 页 齿向载荷分配系数，根据 1 . 2 5 1 2 2 8 6 3 6 6 8 N / m m 1 0 0 N / m b 查表 14 得 13 6 57 和 021 查图 14 得 Z 材料弹性系数 查表 14 得 1 8 9 P 重合度系数 查图 14得 查图 14得 可取 1 7 8 8 8 0 3 . 7 11 2 . 4 5 1 8 9 . 8 0 . 7 8 0 . 9 9 1 . 2 5 1 . 0 1 1 . 3 9 1 . 2 M P 4 . 6 8 1 1 6 0 3 . 7H 计算接触强度强度安全系数 中各系数的确定 计算齿面应力循环数 811 0 0 7812 图 14寿命系数 查表 14得 007 届本科毕业设计 第 24 页 齿面工作硬化系数 按图 14查得 1 按 10，查图 14得 Z 将以上数据代入 算式 9 11 0 01 9 11 0 02 由表 14一般可靠度要求，选用最小安全系 数 1 2大于 故安全。 齿轮设计计算 小齿轮 20 渗碳淬火 5662 大齿轮 20 渗碳淬火 5662 齿轮的疲劳极限应力按中等质量（ 求得 M P 502 M P 5 0 02 参考我国试验数据后，将 适当降低： M P 002 定齿轮主要参数 按齿根弯曲疲劳强度估算齿轮尺寸，计算模数 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 25 页 按表 14考虑传动比 i ，选用小齿轮齿数 1Z =24， 大齿轮齿数 21 2 . 4 2 4 5 7 . 6 m mZ i Z 取2Z58 按表 14齿宽系数 18m 118 0 . 7 524 1 18 0 . 4 40 . 5 1 0 . 5 2 . 4 1 2 4ma 由图 14021 ） 轮的许用弯曲应力 1 2 l i 6 1 . 6 4 0 0 6 4 0 M P F P F P F 由于2211Y ，故按小齿轮的抗弯强度计算模数 3 2 5 2 6 2 5 4 . 3 51 2 . 5 1 4 . 7 9 m 2 4 6 4 0m 采用斜齿轮，按表 14标准模数 16。 初取 =13（表 14则齿轮中心距 1 2 4 5 8 1 62 c o s 1 3m 由于单件生产，不必取标准中心距，取 674 。 准确的螺旋角 a r c c o s 21 中国矿业大学 2007 届本科毕业设计 第 26 页 2 4 5 8 1 6a r c c o 7 4 1 3 1 6 1 5 齿轮分度圆直径 77 c o 2 4 1 6 c o s 1 3 . 2 7 1 m m 88 c o 5 8 1 6 c o s 1 3 . 2 7 1 m m 工作齿宽 7 0 . 7 5 3 9 4 . 5 3 6 2 9 5 . 9 0 2 m 为了保证 1，取 300 。 7 300 0 . 7 63 9 4 . 5 3 6d b d 齿轮圆周速度 7460 1000 3 9 4 . 5 3 6 2 4 . 1 96 0
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