1_【毕业设计论文】钉磨机床设计-说明书【有对应的CAD图】

XX 大学 毕业设计(论文) 毕业设计（论文）题目 所 在学 院 专业 班级 姓名 学号 指 导老 师 年月日 声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计是我在导师的指导下独立进行研究本人郑重声明：所呈交的毕业设计是我在导师的指导下独立进行研究 所取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以注明引用的内容外，本所取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以注明引用的内容外，本 设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本设计设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本设计 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明，并表示了的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明，并表示了 谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年作者签名：日期：年 月月 日日 毕业设计版权使用授权书 本设计作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计的规定，同意学院本设计作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计的规定，同意学院 保留并向国家有关部门或资料库送交毕业设计的纸质版和电子版，允许毕保留并向国家有关部门或资料库送交毕业设计的纸质版和电子版，允许毕 业设计进入学院图书馆被查阅和借阅，本人授权闽南理工学院可以将我的业设计进入学院图书馆被查阅和借阅，本人授权闽南理工学院可以将我的 毕业设计的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、毕业设计的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或者扫描等复制手段保存和汇编本毕业设计。缩印或者扫描等复制手段保存和汇编本毕业设计。 保密保密在年解密后适用本授权书；在年解密后适用本授权书； 本设计属于：本设计属于： 不保密不保密。 （请在以上相应的方框内打（请在以上相应的方框内打“” ） 作者签名：日期：年月日作者签名：日期：年月日 指导教师签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日 毕业设计答辩小组成员名单 姓名职称单位备注 机械设计服务(有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 组长 注：样稿，论文不完整，勿抄袭 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计说明书 钉磨机床设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 摘要 为了把报废轮胎进行回收利用，加工成农业机械用的实心轮胎 。 而设计了钉磨机床 ，钉磨机床是属于专用机床，它是实心轮胎加工 中的其中一道工序 。据统计 ，目前全世界每年有 1 5亿条轮胎报废 ， 其中北美大约 4亿条，西欧近 2亿条，日本 1亿条 1 5 。如何将 废旧轮胎资源化、减量化、无害化，不仅关系到环境保护这个重要 的社会问题，而且还关系到持续发展这一全球性的战略问题 。所以 对为了把废旧轮胎进行回收加工的机械进行优化设计是有重大意义 的，国外例如美国等国家关于类似的机床设计挺多的他们关于废轮 胎回收利用的企业挺多的。 关键字：报废轮胎 蜗杆传动部分 带传动部分 压辊部分 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 A b s t r a c t F o r p r o c e e d s t o d i s c a r d s t h e t i r e t h e r e c o v e r y m a k e s u s e o f , p r o c e s s i n g t h e s o l i d t i r e t h a t f a r m m a c h i n e r y u s e . B u t d e s i g n t h e w h e t s t h e m a c h i n e b e d , t h e w h e t s t h e m a c h i n e b e d i s a n a m o n g t h e m a w o r k t o b e l o n g t o t h e a p p r o p r i a t i o n m a c h i n e b e d , i t i s , i n t h e s o l i d t i r e t h a t p r o c e s s p r e f a c e . A c c o r d i n g t o t h e c o v a r i a n c e , t h e c u r r e n t w h o l e w o r l d r e a c h e s a n n u a l l y 2 , 2 0 0 , 0 0 0 , 0 0 0 a b o u t 4 o f h u n d r e d m i l l i o n , W e s t e r n E u r o p e i s n e a r 2 o f h u n d r e d m i l l i o n , 1 o f h u n d r e d m i l l i o n ： J a p a n 1 5 o f . H o w t o w i l l d i s c a r d t h e o l d t i r e r e c y c l i n g a n d r e d u c e 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 t h e d e a l t u r n s , h a r m l e s s t u r n , n o t o n l y r e l a t e t o t h e t h i s i m p o r t a n t a n d s o c i a l p r o b l e m i n e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n , b u t a l s o s t i l l r e l a t e t o k e e p o n d e v e l o p p i n g t h i s w o r l d s t r a t e g y p r o b l e m . S o t o f o r p r o c e e d s t o d i s c a r d r e c o v e r y t h a t o l d t i r e t h e m a c h i n e p r o c e s s e s t o p r o c e e d e x c e l l e n t t u r n t h e d e s i g n i s a b u s i n e s s e n t e r p r i s e t o h a v e g r e a t s i g n i f i c a n c e , a b r o a d f o r e x a m p l e t h e U n i t e d S t a t e s e t c . n a t i o n c o n c e r n i n g s i m i l a r m a c h i n e b e d d e s i g n p r e t t y m a n y t h e y c o n c e r n i n g d i s c a r d t i r e r e c o v e r t h e e x p l o i t a t i o n p r e t t y m a n y . K e y w o r d:D i s c a r d i n g t h e t i r e P o l e s p r e a d s t o m o v e t h e p a r t T a k e s t o s p r e a d t o m o v e t h e p a r t P r e s s e s t h e r o l l p a r t 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目录 摘要 I A b s t r a c t I I 第 1章 绪论1 1 . 1 钉磨机床的技术现 状及发展趋势 1 第 2章 钉磨机床的机构方案2 2 . 1 钉磨机床的研究目的和意义 2 2 . 2 钉磨机床的特点 2 2 . 3 钉磨机床的用途和应用领域 2 2 . 4 总体方案确定 2 2 . 5 钉磨机床的结构方案确定 3 2 . 5 . 1 钉磨头部分 4 2 . 5 . 2 蜗杆传动部分 4 2 . 5 . 3 带传动部分 4 2 . 5 . 4 齿轮传动部分 4 2 . 5 . 5 压辊部分 4 第 3章 钉磨头部分的结构方案设计 6 3 . 1 引言 6 3 . 2 钉磨头的结构 方案 6 3 . 2 . 1 钉磨头的结构方案确定 7 第 4章 蜗杆传动部分的设计8 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 4 . 1 蜗杆传动 的类型 8 4 . 2 蜗杆传动的失效形式 9 4 . 3 蜗杆刚度计算和蜗轮轮齿强度计算分析 1 1 4 . 3 . 1 蜗轮齿面接触疲劳强度计算 1 1 4 . 3 . 2 蜗轮齿根弯曲疲劳强度计 算 1 4 4 . 3 . 3 蜗杆传动的刚度计算 1 5 4 . 4 材料选择 ： 1 6 4 . 5 设计计算 ： 1 6 4 . 5 . 1 接触疲劳强度计算： 1 7 4 . 5 . 2 弯曲疲劳强度校核 1 9 第 5章 带传动部分的设计 2 2 5 . 1 概述 2 2 5 . 1 . 1 带传动的特点 2 2 5 . 1 . 2 应用范围 2 2 5 . 1 . 3 带传动中的力分析 2 3 5 . 2 普通 V带传动设计 2 5 5 . 2 . 1 V带传动的具体设计2 5 5 . 2 . 2 带的弹性滑动和打滑 2 8 5 . 3 V带轮结构设计 3 1 5 . 3 . 1 V带轮设计的要 3 1 5 . 3 . 2 带轮的材料 3 1 5 . 3 . 3 结构尺寸 3 1 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第 6章 齿轮传动部分设计 3 3 6 . 1 概述 3 3 6 . 1 . 1 齿轮传动的主要特点 ： 3 3 6 . 2 失效形式 3 4 6 . 3 设计内容 3 4 6 . 3 . 1 按齿面接触强度设计 3 5 6 . 3 . 2 按齿根弯曲强度设计 3 7 6 . 3 . 3 几何尺寸计算 3 9 第 7章 绿色制造技术 4 0 7 . 1 绿色设计的主要内容 4 0 7 . 2 绿色设计的原则 4 1 第 8章 技术经济性分析 4 3 结论 4 4 致谢 4 5 参考文献 4 6 专题 4 8 附录 I 5 9 附录 I I 6 7 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第 1章：绪论 1 . 1 、钉磨机床的技术现状及发展趋势 随着科学技术的进步，对报废轮胎的回收利用方向及领域在不 断地发展和扩展。世界各国纷纷积极开辟废旧轮胎综合利用新途径 。 尤其是近些年来，公众的环境保护意识日益增强，利用废旧资源培 育新型产业，实现经济可持续性发展成了世界各国的共识。跟钉磨 机床的加工原理相似的机床在国外得到很好的利用 ，同时机床的设 计及制造质量也达到了一定的水平。并形成了一定的生产规模。 在国内，首先我国是一个橡胶消费大国，2 0 0 0年汽车轮胎产量 就达到 7 8 2 8万条，废旧轮胎日益增多，已成为亟待解决的问题。勿 庸置疑 ，努力开发各种处理废旧轮胎的新技术、新工艺，对充分利 用再生资源，减少环境污染 ，改善人类的生存环境 。在国内的钉磨 机床主要是国内各个企业自己根据自己的需要而自行设计的所以它 在国内的设计还不够成熟还有待进一步改进。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第 2章钉磨机床的机构方案 2 . 1钉磨机床的研究目的和意义 为了把报废轮胎进行回收利用，加工成农业机械用的实心轮胎 。 而设计了钉磨机床 ，钉磨机床是属于专用机床，它是实心轮胎加工 中的其中一道工序 。据统计 ，目前全世界每年有 1 5亿条轮胎报废 ， 其中北美大约 4亿条，西欧近 2亿条，日本 1亿条 1 5 。如何将 废旧轮胎资源化、减量化、无害化，不仅关系到环境保护这个重要 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 的社会问题，而且还关系到持续发展这一全球性的战略问题 。所以 对为了把废旧轮胎进行回收加工的机械进行优化设计是有重大意义 的，国外例如美国等国家关于类似的机床设计挺多的他们关于废轮 胎回收利用的企业挺多的。 2 . 2钉磨机床的特点 改变了钉磨机床原来加工效率低的不足。同时也对它的结构进 行了优化设计 ，降低了它的制造成本 ，提高了它的利用效率 。 2 . 3钉磨机床的用途和应用领域 钉磨机床主要用于橡胶的加工，例如：磨轮胎的凹型面 。它的 设计结构简单 ，制造成本低 。可以很好的应用于我国各大中小型企 业加工的需要 ，应用领域非常的广泛 ，发展前景十分乐观。 2 . 4总体方案确定 钉磨机床是用来对报废轮胎的切块进行磨削加工的机床 。它的 结构有两种设计方案。 第一种方案 把磨头布置在机架的一边的正中间，且磨头成圆 柱形设计。磨头的两侧用两个压辊压住工件。对于磨头和压辊的空 间位置由两个手柄操作 。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第二种方案 把磨头布置在机架一边的右侧端。磨头设计成为 成型件 ，也就是改为成型加工。磨头压着的工件只用一个压辊来压 住，且磨头和工作台，它们的运动方向的关系是相反的。且磨头和 压辊的空间位置由一个手柄 来操作。 我选择第二种设计方案，由于第二种方案采用的是成型加工它 比起第 一种方案在效率上比较高些。而且第二种设计方案中机床的 结构比第一种设计方案要简单许多。由此第二种设计方案可以降低 机床的设计成本，提高了工件的加工效率 。 2 . 5钉磨机床的结构方案确定 钉磨机床 主要分为四大部分 ，它们是 ： 1 、 钉磨头部分； 2 、 蜗杆传动部分 ； 3 、 带传动部分； 4 、 齿轮传动部分 ； 5 、 压辊部分 。 钉磨机床的总体结构： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 蜗杆传动部分及齿轮传动部分 带传动部分 钉磨头部分压辊部分 ? 2 - 1 钉磨机床 结构 图 2 . 5 . 1 钉磨头部分 钉磨头部分它是机床的主要工作部件，它的四周布满了钉头 。 且它们成螺旋式布置。钉磨头的工作原理是在电机的带动下 ，它利 用布置在其周围的钉头来对废轮胎切块进行磨削加工。钉磨头的结 构图如下 ： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 2 - 2 钉 磨头 的结 构图 2 . 5 . 2 蜗杆传动部分 蜗杆传动部分在机床中的作用是 ：实现大的传动比和大的扭距。 它在机床 中也是主要的传动部分 。 2 . 5 . 3 带传动部分 带传动部分主要包括两个部分：第一个部分是主电机与钉磨头 之间的传动；第二个部分是辅助电机与工作台之间的传动。且第二 部分的机构简图如下： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 2 - 3 带传动的结 构简 图 2 . 5 . 4 齿轮传动部分 齿轮传动部分的主要作用是将蜗轮传递过来的扭距传递给与工 作台相连接的轴，从而实现工作台的转动 。 2 . 5 . 5压辊部分 压辊部分它的主要作用是当钉磨头在工作时，压住工件。且它 的组成部分主要有两大部分 ：支架；压辊。其结构 图如下： 支架 压辊 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 2 - 4压辊结构图 第 3章：钉磨头部分的结构方案设计 3 . 1引言 随着科学技术的飞快发展，世界的工业也随着快速地发展，特 别是电子及汽车行业。汽车给人们带来了交通便利 ，公路运输促进 了国民经济的发展 。但我们在享受便利和品尝经济发展的成果时， 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 不得不面对日益增多的废旧轮胎 。据统计 ，目前全世界每年有 15 亿 条轮胎报废，其中北美大约 4 亿条，西欧近 2 亿条，日本 1 亿条1 5。如何将废旧轮胎资源化 、减量化 、无害化 ，不仅关系到环境保护 这个重要的社会问题，而且还关系到持续发展这一全球性的战略问 题。轮胎工业的原材料在很大程度上依赖于石油，特别是在天然橡 胶资源缺乏、大量使用合成橡胶和合成纤维的国家 ，7 0 以上的原 材料是以石油为基础。在美国，每生产 1条乘用轮胎要消耗 2 6升石 油，每生产 1条载重轮胎要消耗 1 0 6升石油。可以说，不管以何种 方式利用废旧轮胎 ，其最终结果都是提高了石油的利用价值 ，在目 前能源日趋紧张的形势下，回收利用废旧轮胎对节约能源具有重大 意义。我国是一个橡胶消费大国 ，2 0 0 0年汽车轮胎产量就达到 7 8 2 8 万条，废旧轮胎日益增多，已成为亟待解决的问题。如不未雨绸缪 ， 及早治理，必将给城乡环境带来不良影响。勿庸置疑，努力开发各 种处理废旧轮胎的新技术、新工艺，对充分利用再生资源，减少环 境污染，改善人类的生存环境具有积极意义。 同时为了解决这一问题而兴起的行业和解决方向逐渐增多，同 时绿色回收就是其中一个重要的方向。例如把报废轮胎加工成实心 轮胎（用于农用机械）而钉磨机床是这一工作中的其中一道工序所 用的专用机床 。 3 . 2钉磨头的结构方案 钉磨头的结构可以有两种形式：其一就是：成圆柱形的外形结 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 构，钉头成螺旋式布置。且它在加工时需要两个压辊来压住工件。 其二就是：成成形的外形结构，钉头也成螺旋式布置。它在加工时 只需一个压辊来压住工件。 3 . 2 . 1钉磨头的结构方案确定 我选用的是第二种设计方案，由于它采用的是成形加工。且压 辊只需一个，这样能很好地简化机床机构。同时又能提高加工的效 率。这样也能降低机床的制造成本。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第 4章：蜗杆传动部分设计 4 . 1 蜗杆传动的类型 目前，我国生产的包络环面蜗杆副主要有：平面一次包络环面 蜗杆副；锥面二次包络环面蜗杆副等 。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 以直齿 或斜齿平面蜗轮为产形轮而展成包络环面蜗杆称 为平面 包络环面蜗杆，这些特定齿面的蜗轮可以和它们各自的包络环面蜗 杆组成蜗杆传动，称为平面一次包络环面蜗杆传动 。其中直齿平面 蜗杆传动是由美国格里森公司 wildharber 于 1922 年发明的，适用于 大传动比场合的；斜齿平面蜗杆传动是由日本的左藤于 1952 年发明 的，适用于中 、小传动比，最小传动比 i=10.该平面包络蜗杆的形成 过程称为第一次包络，如果以次包络环面蜗杆为产形轮再展成一个 蜗轮，其过程称为第二次包络；平面包络环面蜗杆与由它展成的蜗 轮构成的传动，称为平面二次包络环面 蜗杆传动。平面二次包络环 面蜗杆副与普通圆柱蜗杆及 直廓环面蜗杆相比较，具有接触齿数多 、 蜗杆齿面可淬硬精确磨削、齿面硬度高 、齿面光洁 、精度高 、齿面 接触面较大，并有瞬时双线接触、接触线总长度长 、综合曲线半径 大、接触应力小、啮合润滑角大，啮合中容易形成动压油膜 ，减少 齿面磨损等特点。 由于平面二次包络蜗杆传动具有上述优点，因此，自该传动型式 诞生以来，很快在全国各行各业中被推广，现已大量应用于 冶金设 备，并在造船、采矿、机械、建筑、军工、化工等各行业中采用， 受到普遍欢迎 。 由于在多头小速比的场合，平面二次包络环面蜗杆会产生蜗杆齿 面根切和边齿齿顶变尖等现象，而且头数越多越严重，因此，一般 速比不能小于 8，按正常情况只能做到 4 个头。直廓环面蜗杆则在工 艺上十分复杂 ，成本较高，国内最多只能做到 6 个头。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 锥面二次包络环面蜗杆传动是介于平面二次包络环面蜗杆传动 和直廓环面蜗杆之间的一种新型环面蜗杆传动，它既具有平面包络 环面蜗杆可以淬硬磨削、制造工艺较易实现的特点 ，又具有直廓环 面蜗杆可避免蜗杆边齿齿顶变尖和根切的优点。但是，它在蜗杆齿 面接触区面积上不如平面二次包络环面蜗杆传动大 ，而比直廓环面 蜗杆传动宽；在边齿齿顶变尖和根切方面不如直廓环面蜗杆那样根 本不会产生，而平面包络环面蜗杆那样根本不会产生，而平面包络 环面蜗杆当速比小于 10 时却难于避免 。 为了更好地发挥各自的优势 ，当蜗杆头数为 14 时，可制成平面 二次包络环面蜗杆副，而当蜗杆头数大于 4 时，则可制成锥面二次 包络环面蜗杆副。 蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动机 构。如图 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 4- 1 蜗杆传动简图 4 . 2蜗杆传动的失效形式 和齿轮传动一样，蜗杆传动的失效形式也有点蚀（齿面接触疲劳 破坏） 、齿根折断、齿面胶合及过度磨损等 。 1 . 模数和 压力角 蜗杆和蜗轮啮合时 ，在中间平面上，蜗杆的轴面模数压力角应与蜗 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 轮的端面模数压力角相等，即 12at mmm= 12 20 at = 蜗杆轴向压力角的法向压力角的关系为： tan a = tan cos n 式中为导向角 。 2 . 蜗杆的分度圆直径 d1 q= 1 d m q 为蜗杆的直径系数 3 ，蜗杆头数 z1 以根据要求的传动比和效率来选定。一般为 1，2，4，6。 4 ，导程角 对于要求具有自锁性能的传动则采用30 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 时，则可始终保持有两对以上的齿啮合，所以通常规定 2 z 大于 28。 对于动力传动， 2 z 一般不大于 80。 7 ，蜗杆的标准中心距为aa aa=() 21 1 2 +dd=() 2 1 2 +zm q 中心距时变位蜗杆传动的中心 ： / a=() 12 +d2 1 2 dmx+=() 2 1 2 2 m qxz+ 蜗轮变位系数x的常用范围为0.50.5x+,为了有利于蜗轮齿强度 提高，最好x为正值。 4 . 3蜗杆刚度计算和蜗轮轮齿强度计算分析 4 . 3 . 1蜗轮齿面接触疲劳强度计算 由于阿基米的蜗杆传动在中间平面上相当于支持齿条的 蜗轮的 啮合传动，而蜗轮本身有相当于一个斜齿圆柱齿轮 ，因此蜗轮齿面 接触疲劳强度计算与斜齿圆柱齿轮传动相似，所以赫兹应力公式作 为开始计算公式，按节点处啮合的条件计算有关系数。由赫兹应力 计算公式知： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 ()() 1122 1 . 1/1/ HH Fn LEE = + 式中， n F 为齿面法向力，其计算式为 22 2000/coscos n FKTd=; 为综合曲率半径（当量曲率半径） ，由于蜗杆齿在法截面上近似直 线 轮 廓 ， 取 ， 蜗 轮 的 曲 率 半 径 借 用 斜 齿 轮 的 曲 率 半 径 公 式 22sin /2cosd=则 蜗 杆 传 动 在 节 点 处 的 曲 率 半 径 为 2 2 sin 2cos d =；L为最小接触线长度，其计算式为 1 360 cos t d LX = 式中 1 360 d 为蜗轮轮齿弧长，为蜗轮齿宽角（取100 ） ； t 为端面 重合度，一般取2 t =；X为接触线长度变化系数 ，可取0.75X =。将 以上数值代入公式后得到接触线长度计算式后得到接触线长度计算 公式： 1 1.31 cos d L = H 为蜗轮许用接触应力 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 引入弹性系数 ()() 22 1122 1 1/1/ E Z EE + 取值可参考 表 11- 9，且铸造 蜗轮与钢质蜗杆配对 通常取155 Ea ZMP= 将以上各参数值代入赫兹公式 2 212 200011cos2cos coscos1.31sin HEnE KT ZFZ Lddd = 一般取525 =，cos0.95 （平均值） ，20 =，代入整理得： 22 222 1212 90009000 HEE KTKT ZZ d dd m z = 其齿面接触疲劳强度条件为： （校核公式） 2 22 12 9000 HEH KT Z d m z = 则设计公式为 ： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 2 12 2 9000 E H Z d mKT z H ：蜗轮齿面的最大接触应力 1 d ：蜗杆分度圆直径 （mm） 2 d ：蜗轮分度圆直径 （mm） 2 T ：蜗轮工作转矩 H ：蜗轮材料的许用接触应力 根据计算出的 2 1 d m值， 由 11- 1 确定相应的 1, d m值， 许用接触应力 H ， 可以分两种情况确定： （1）当蜗轮材料为强度极限300 a Mp 时 7 25 10N = （2）当蜗轮材料是强度极限300 a MP 的青铜或铸铁时 ，失效形 式主要是胶合 。 需通过限制齿面接触应力 H 的大小来防止发生胶合 。 因此要根据抗胶合条件选择许用接触应力其值与润滑条件，相对滑 动速度有关，而与循环次数无关 。 2，蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算： 由于蜗轮的齿形较复杂，在平行于中间平面的各截面内，蜗轮的齿 厚不同无法精确计算齿根的弯曲应力 。 简化计算可以近似将蜗轮 是威胁齿圆柱齿轮进行计算 。将蜗轮各参数转化后代入斜齿圆柱蜗 轮弯曲疲劳强度计算公式中并考虑实际齿宽为 ： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 0 360 d b =（取100 =） 则可推导出齿根弯曲疲劳强度校核公式为： 2 2 2 12 1530cos FFF KT Y d m z = 同理：设计公式为 ： 2 2 2 1 2 1530cos F F KT d mY z F ：蜗轮齿根的弯曲应力() a MP 2 F Y：蜗轮齿形系数，可按当量齿数 2 3 cos z Z =值由表 11- 12 中查取 （20 =， * 1 a h =） 2 T ：蜗轮转矩（Nm） F ：蜗轮的许用应力 （ a MP ） FNOF Y= 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 N Y 为弯曲寿命系数 6 9 10 N Y N = N为应力循环次数 蜗轮材料为铸铁时 ： 66 106 10N 蜗轮材料为青铜或黄铜时： 66 1025 10N 4 . 3 . 2 蜗杆传动的刚度计算 蜗杆传动中，蜗杆与蜗轮箱壁直径较小质点间的跨距较大，蜗 杆受力后 产生或大的挠曲变形造成轮齿上载荷分布不均，影响蜗 轮蜗杆的正常啮合传动 ，因此对蜗杆还需进行刚度 校核。 在进行蜗杆刚度校核时通常把蜗杆螺旋部分近似看作以蜗杆齿 根圆直径为直径的光轴通过计算其中央截面的挠度值来校和蜗杆的 弯曲刚度 。 蜗杆轴主要有切向力 t F 和径向力 r F 产生挠曲变形，在轴的啮合 处产生的最大挠度 值应满足以下刚度条件： 12 22 3 22 48 tr tt L FF yyyy EI + =+= 式中： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 t F ：蜗杆受的切向力 r F ：蜗杆受的径向力 L：蜗杆的支点跨距 初算是可取 2 0.9Ld= 2 d 为蜗轮的分度圆直径 E：为蜗杆的材料弹性模量 () a MP 4 /64 fl Id= fl d：蜗杆齿根圆直径 1 max 0.001yd= 4 . 4材料选择： 制造蜗杆副的材料组合首先要求有良好的减 摩性，此外还有求 一定的强度，在滑动速度较高s /m15s/m12的重要传动中，蜗轮材 料 通 常 采 用 铸 锡 青 铜10 1ZQSn和66.3ZQSn 铸铝铁 青 铜194ZQA和 11031.5ZQA 的抗胶合能力较差，不宜用于滑动速度大于8/m s的场 合。 蜗杆材料主要为碳钢和合金钢。且蜗杆的结构及安装图如下 ： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 4 - 2 蜗杆的结构及安装图 4 . 5设计计算： 初选电机功率 1.1KW，转速 960r/min，传动比试选 40，载荷平 稳，预计使用 1200h。 蜗杆采用 45 钢，表面硬度 大于 45HRC，蜗杆头数 1 z =1，蜗轮材料采 用 ZQSn10- 1，砂模制造 ，蜗轮齿数 21 40ziz= 计算步骤如下 ： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 4 . 5 . 1接触疲劳强度计算： （1 ）许用接触应力 ：参考文献（8）表 13- 9 得： 应力循环次数 4 2 2 2max 320 6060 112000 40 vi i i T i Nn t T = 6 5.99 10= 许用接触应力 77 8 8 6 1010 0.90.9220211 5.99 10 Ha v MP N = 查表 13- 2 200 a MP = （2 ）计算 3 m q 蜗轮转矩 ： 66 1 2111 1 0.957 9.55 109.55 10400.70 330 p TTii n = （ 1 1z = ，假设 1 0.7 =，见 13- 7 节） 5 2 7.69 10.TNmm= 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 载荷系数1 1.1 1 1.1 Av kk k k= = A k 参考文献（1）查表 13- 6，取 1， v k 假设 2 3 /vm s，1.1 v k = k参 考文献（6）查表 13- 5 节，取 1。 2 3 2 2 9.47cos E H Z m qkT z = 2 5 155 9.26 1.1 7.69 104538 40 161 = 查表 13- 7 E Z =155 查 13- 6 节9.47cos9.26 = 由 13- 4 查得 3 5120m q =时 8m = 1 80dmm= q（直径系数）=10 因n，都为定，故为初步计算。 （3 ）传动基本尺寸 参考文献（1）表 13- 5 蜗杆分度圆直径： 22 408320dz mmm= = 传动中心距： 12 11 ()(80320)200 22 addmm=+=+= 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （由于 125 是标准系列所以 不需要变位） 蜗杆导程角： 1 1 arctanarctan5.71 10 z q = 蜗杆螺纹长度 ： 12 212401102bm zmm=+=+= 蜗轮齿宽 ： 2 2 (0.51)2 8 (0.510 1)61bmqmm=+= += 蜗轮齿宽角： 2 1 61 2arcsin2arcsin99.4100 80 b d = 其它尺寸略 （4）定精度等 （R） 蜗轮圆周速度 ： 22 2 330 3.14 330 40 0.145/ 60 100060000 d n vm s = 滑动速度 ： 2 0.145 1.46/ sinsin5.71 s v vm s = 精度等级 ：查表 13- 1 由 选取 7 级精度。 4 . 5 . 2弯曲疲劳强度校核 1 ）许用弯曲应力计算 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 6 9 10 (0.250.08)1.25 Fs v N =+ 参考表 13- 9 （, s 见表 13- 2， 1.25 是蜗杆硬度45HRC时，所乘的系数，参考 表 13- 9） 6 9 10 (0.25 1400.08 220)1.25 0.599 F =+ 52.6 0.82 220= 53.9 a MP= 2 ）弯曲应力计算 当量齿数 ： 2 33 40 40.6 coscos 5.71 v z z = 齿形系数 ：参考表 13- 8 用插入法 1.72 F Y = 螺旋角系数： 5.71 110.96 140140 Y = = = 弯曲应力 ： 5 2 12 1.641.64 1.1 8 10 1.720.96 80 320 8 FF kT Y Y d d m = 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 11.653.9 a MP= 安全 3 ） 、效率计算 啮合效率 ： 1 tan tan() v = + v 查表 13- 10 取1.5。 1 tan5.71 0.79 tan(5.711.5 ) = + 搅油效率 ：取 2 0.99 = 滚动轴承效率 ： 取 3 0.99/ =对 总效率： 2 123 0.79 0.99 0.990.767 = 复核 3 m q ： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 3 2 2 9.47cos E F Z m qkT z = 2 5 0.79155 9.47cos5.711.1 7.69 10 0.740 161 5120 = = 热平衡计算： 箱体面积 ： 1.751.75 2 200 0.330.331.11 100100 a Am = 工作油温 ： 1 10 1000(1)p tt kA =+ 1000(1 0.767)0.957 20 15 1.11 =+ 13.420=+ 33.490CC = 润滑油粘度，润滑方法选择 润滑油粘度根据1.35/ s vm s=参考表 13- 11 得 2 50 300/ C vmms = 2 100 35/ C vmms = 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 方法：浸油。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第 5章：带传动部分设计 5 . 1 概述 带传动是由固联于主动轴上的带轮 1 也就是主动轮 、固联于从动 轴上的带轮 3 也就是从动轮和紧套在两轮上的传动带 2 组成的如下 图。当原动机驱动主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦（或啮合） ， 便拖动从动轮一起转动，并传递一定动力。带传动具有结构简单、 传动平稳、造价低廉以及缓冲吸振等特点，在近代机械中被广泛应 用。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 n1 n2 v v 图 5- 1 带传动简图 5 . 1 . 1带传动的特点 带传动中，带为中间挠性件，并靠摩擦力工作，所以能缓冲和 吸振，运行平稳，无噪声，过载时，将会引起带在带轮上打滑，因 而可以防止其他零件的损坏 ，可增加带长以适应中心距较长的工作 条件（平型带传动可达 15m） ，缺点是带与轮面之间有滑动，式传动 效率降低和不能保持准确的传动比。传递同样大的圆周力时 ，轮廓 尺寸和作用在轴上载荷都比啮合传动大 ，带的寿命较短。同步带传 动因考虑啮合传动 ，可以消除这些缺点 ，它传动比准确，作用在轴 上的载荷小，但对制造 ，安装要求较高。 5 . 1 . 2应用范围 带传动的运用范围较广，传动效率较齿轮传动低，所以大功率 的 带 传 动 比 较 少 用 ，常 用 的 不 超 过 50kW， 带的 工 作 速 度 一 般 为 520m/s，使用特种带的变速传动可 60m/s,超变速传动可到 100m/s。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 5 . 1 . 3带传动中的力分析 安装带传动时 ，带传动即以一定的预紧力 0 F 紧套在两个带轮上 。 由于 0 F 的作用，带和带轮的接触面上就产生了正压力。带传动不工 作时传动带两边的拉力相等 ，都等于 0 F （图 a ）. 带传动工作时 （图 b ） ，设主动轮以转速 1 n转动，带与带轮的接 触面间便产生摩擦力，主动轮作用在带上的摩擦力 f F的方向和主动 轮的圆周速度方向相同 见图 c ) 轮 1的外侧 ，主动轮即靠此摩擦力驱 使带运动；带作用在从动轮上的摩擦力的方向，显然与带的运动方 向相同见图 c ) 轮 2的内侧 ；带轮作用在带上的摩擦力的方向则与带 的运动方向相反，带同样靠摩擦力 f F而驱使从动轮以转速 2 n转动。 这时传动带两边的拉力也相应地发生了变化；带绕上主动轮的一边 被拉紧 ，叫做紧边，紧边拉力由 0 F 增加到 1 F；带绕上从动轮的一边 被放松，叫做松边，松边拉力由 0 F 减少到 2 F参看图 b ) 。如果近似地 认为带工作时的总长度不变则带的紧边拉力的增加量，应等于松边 拉力的减少量 。 n1 n2 不工作时 n1 n2 工作时 F0F0 F0 F0 Ff F1 F1 F2F2 图 5- 2 带传动的原理图 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 也就是： 2001 FFFF= 或 021 2FFF=+ (1) 在图 d)中（径向箭头表示