毕业设计（论文）-3T龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计【全套图纸PROE】.doc

目目 录录 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 1 前言 .1 1.1 课题的来源、基本前提条件.1 1.2 国内外发展现状.1 1.3 本课题要解决的主要问题和总体思路.2 1.4 简述设计的解决方案以及预期效果.2 2 总体设计 .3 2.1 总体方案.3 2.1.1 工作台的设计.3 2.1.2 传动机构的选择.3 2.1.3 传动装置的工作原理.4 2.2 电动机的选择.4 2.3 各级传动比的分配.5 2.4 运动和动力参数计算.5 3 部件的设计 .7 3.1 带轮的设计.7 3.2 齿轮的设计.8 3.2.1 一级齿轮的设计.8 3.2.2 二级齿轮的设计.11 3.3 轴的设计.13 3.3.1 轴的直径、长度设计.13 3.3.2 轴的校核.14 3.4 轴承的选定.16 3.5 键的选择.18 3.6 蜗轮的设计.18 3.6.1 蜗杆传动的特点.18 3.6.2 蜗杆的计算.19 3.7 曲柄滑块机构的设计.21 3.7.1 曲柄滑块的技术参数.21 3.7.2 曲柄滑块机构的设计.22 3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 1 4 结论 .23 参考文献 .24 致谢 .25 附录 .26 1 前言 1.1 课题的来源、基本前提条件 本课题 3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计，课题来源于盐城市盛和 轻工机械厂。设备应能满足下料分切干燥要求，且应结构简单、运转平稳，工作可 靠，切削的工作效率高，同时工作行程应便于调整，设备便于维修。 1.2 国内外发展现状 改革开放 20 多年来，祖国面貌日新月异，各方面取得了令人瞩目的巨大成就， 皮革行业也得到了快速的发展，成为世界主要皮革产品基地。随着中国成为皮革工 业大国，皮革机械行业也得到了蓬勃发展。 皮革机械行业包括制革、制鞋及皮件机械部分，为皮革工业生产提供机械及自 动化生产装备。皮革机械的发展，改变了皮革工业从手工作坊的生产方式到机械化、 半自动化大规模工业的生产，提高了产品质量，提高了生产效率。皮革工业的发展 相应为皮革机械行业发展提供了空间及商机，八十年代，国家定点生产皮革机械的 企业不足 50 家，产值在 1 亿元人民币，而现在全行业企业总数超过 200 家，产值 近 30 亿人民币。其中制革机械占有国内市场的 60%以上，制鞋机械占有国内市场 的 70%以上，目前皮革机械已经出口到东南亚、南美、非洲等地区及国家，甚至返 销意大利、西班牙等欧洲皮革机械老牌国家。 皮革机械今后如何跟上行业的发展，是摆在我们面前严峻的课题： 第一，随着皮革产品向高档化的发展，所需设备也必须同步跟上。开发适销对 路的新产品是使皮革机械稳步发展的永恒主题，产品的开发及升级换代，必须滚动 式推进，做到生产一代、试制一代、开发一代、调研一代，即“四世同堂” 。要学 习、吸收国际先进皮革机械经验，同时自己敢于创新，在实践中生产满足制革工艺 的好设备。 第二，要着眼于高科技含量，按照制革行业脏、累、污染等状态，开发综合满 足多项制革工艺，形成流水线的制革设备，最大限度减轻劳动强度，控制系统尽量 引进 PLC 电脑操作，尽可能减轻污水排量及集中排污，同时从节约化料、节约水的 2 角度来研制新设备，让制革商家赢得最好的利润空间。 第三，皮革行业与机械行业紧密合作，皮革工业不断提出新工艺及新要求；机 械行业在提供设备的同时，做好各项服务，共同促进皮革行业发展。皮革机械行业 有责任，也有能力做好行业发展的基础后备工作。 今后五年中国皮革机械将会出现重大变化。 国际皮革机械产地已经从意大利转移到中国，中国应如何发展，成为从大国到 强国。主要有两点：1）中国皮革行业的发展决定了皮机的发展，今后的五年，中 国皮业进入了“二次创业”的新时期。2）中国皮革机械虽然已经走出国门，可望 在今后的五年里，在国际市场占有更大的市场份额。 21 正是由于适应发展，龙门皮革下料机具有的特点是：机械式齿轮转动，电器按 钮装置，操作方便，性能可靠。并且针对不同形状、规格的的皮制品，主要适用于 鞋、帽、箱包、塑料、工艺品、体育用品、橡胶等行业，借助刀模裁断成型落料。 1.3 本课题要解决的主要问题和总体思路 机械传动部分的设计，即进行工作台的结构设计，绘制机械结构传动设计图。 其中包括： a)机械传动部分的设计以及总体装配图的绘制。 b)非标准零件的设计以及零件图的绘制。 c)箱体的设计以及机床尺寸联系图的绘制。 设计的总体思路是采用二级齿轮传动，由三项异步电机带动带轮，再由 V 带带 动 1 轴转动，通过一对斜齿轮带动 2 轴转动，再由一对直齿轮带动 3 轴转动，通过 曲柄滑块机构带动工作台上压盖上下运动。另外配有蜗轮蜗杆机构，其主要是起调 节上压盖的行程的作用。 1.4 简述设计的解决方案以及预期效果 a)解决方案 首先制定总体方案，完成动力设计、运动设计、以及结构的设计，并利用二维 三维软件绘制总装配图，再根据的基本参数进行传动系统设计，绘制传动系统装配 图，零件图以及曲柄滑块机构三维爆炸图，利用所学知识进行有关的计算和校核等。 为了完成机床的设计，首先要对零件进行工艺分析,主要是结构、尺寸精度、材料的 分析；其次要根据基本参数进行设计；最后确定各个零部件的结构和机床总体结构， 画出各零部件、机床的二维或三维图，运用 Pro/E 进行该机床零件的三维实体建模， 生成三维爆炸视图。 b)预期效果 设计的预期效果是：所设计的机床能够准确的运动,保证传动平稳可靠，使用安 全,易于维修，设计的设备应能满足下料分切干燥要求，工作行程应便于调整，在机 床运行时保证所需皮革样式能够准确的切除，刀具的磨损量尽量减少，提高寿命。 c)实用价值 设计的实用价值是：不但提高了生产率，改善了加工工艺，还可以减少资金投 3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 3 入，机床操作方便，性能可靠，结构简单，安全可靠。 2 总体设计 2.1 总体方案 由于该设计是专用机床设计，所以在考虑具体方案时，应遵守的基本原则是在 满足使用要求的前提下，尽量降低成本。设备应能满足下料分切干燥要求，设备应 结构简单、运转平稳，工作可靠，要求切削的工作效率高，设备工作行程应便于调 整，设备应便于维修。设备应满足最大分切力为 3T，运动的最高频次为 30 次 /min，工作台尺寸为（L*W）1200*800mm。通过具体要求，经计算合理选择电动机、 分配各级传动比、确定各部分传动装置及总传动路线。设备的工作原理为：由电动 机 1 带动皮带轮 2 转动,经过 2 级齿轮减速带动 3 轴（曲轴）转动，然后带动曲柄 滑块机构带动压盖上下运动。考虑到微调行程，还专门设计了蜗轮蜗杆装置。设备 的总体设计图及传动系统图如下图所视： 4 图 2-1 总体设计图 图 2-2 传动系统设计图 与市场的现在出售的龙门皮革下料机相比，虽然结构上基本相同，但是在设计 方面考虑的更加全面。例如：在大、小带轮的安装上面，采用了轴端挡板固定，保 证了带轮绝对不会自动的脱落，并结合实际生产，才用了双螺钉固定。在曲轴的两 端和销轴的两端开设了轴用弹性挡圈槽，配制响应的弹性挡圈，保证了轴向固定。 3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 5 虽然这些地方的轴向固定要求不高，一般情况下无需轴向固定，但考虑到机械设计 的基本要求，在设计的时候都必须考虑到这些方面。市场中的龙门皮革下料机的图 片如下。 图 2-3 龙门皮革下料机图片 该设备主要依靠上压盖的上下直线运动，利用牵引力和自身的重力，使压盖的 下表面与工作台中的皮革刀模接触，切割所需要类型的皮革坯料。 （注：刀模的设 计是根据具体的皮革坯料的形状、大小，甚至是坯料的种类决定。 ）为了提高效率， 一般在工作台面上布置不止一个刀模，或不止一种刀模。 （即是几个相同的刀模， 或者是某一皮件的全部料块的刀模。 ） 2.1.12.1.1 工作台的设计工作台的设计 由于设备具有了行程微调作用，通过曲柄滑块机构将旋转运动转变为上下直线 运动，保证了上压盖平稳的运动，因此上压盖制成带肋板的空心结构，工作台制成 平整面，用于放置刀模。为了提高效率，工作台面制成（LB）1200800mm，可 以同时放置几个刀模。 2.1.22.1.2 传动机构的传动机构的选择选择 由于工作台要求是快速，平稳，所以采用 V 带传动二级齿轮传动，以减轻对工 作台的冲击。由步进电机带动带轮转动，再由一对斜齿轮带动 2 轴转动，再通过一 对直齿轮带动 3 轴（曲轴） ，再由曲柄滑块机构，将曲线运动转变为直线运动，带 动上压盖往复直线运动。 2.1.32.1.3 传动装置传动装置的工作原理的工作原理 传动要满足工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率、使用维护便利、工艺 和经济性好等要求。经过分析与比较,决定采用如下运动方式：电动机 1 带动皮带 轮 2 转动,经过 2 级齿轮减速带动 3 轴（曲轴）转动，然后带动曲柄滑块机构带动 6 压盖上下运动。整个机构结构紧凑，传动平稳，冲击大。其工作原理图如下： 图 2-4 工作原理图 2.2 电动机的选择 电动机的容量（功率）选得是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。当 容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常工作，或电动机因长期过载 而过早损坏；容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，且因经常不在满载 下运动，其效率和功率因数都较低，造成浪费。 工作机所需功率为 Pw，由于产量为 30 次/min，分切力为 3T。所以送料速度： (2-1) 30 1000 60 W d V (2-2) . 1000. W w FwVw P 由公式 2-1，2-2 得=0.1099m/s,=4.12kW WVWP 电动机所需功率为: (2-3) o P o Pw P 从电动机到工作机之间的传动装置总效率为： (2-4) 32 . 带轴承齿轮 式中, 0.95 带 0.99 轴承 0.95 齿轮 由式（2-4）得 32 0.95 0.990.980.885 由式（2-3）得 4.12 4.66 0.885 o Pw PkW 工作机滚子轴的转速为： w n (2-5) 60 1000 w Vw n D 由公式 2-5 得=30m/min1 w n 取 V 带传动比：，单级圆柱齿轮传动,总传动比合理范围24i 带 36i 齿 3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 7 ，故电动机转速可选范围为：54864i (18 144) 305404320 /min mw ni nr 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带传动及减速器的传动比，选定电 动机的型号为 Y132S-4。 表 2-1 电动机性能参数表 电动机型号额定功率 Pw/kW 同步转速/ 1 .minr 满载转速/ 1 .minr 电动机质 量/kg 总传动 比 V 带 传动 减速 器 Y132S-45.51500144075482.5219.77 2.3 各级传动比的分配 电动机选定后，根据电动机的满载转速n m及工作轴的转速n w即可确定传动装置的 总传动比： i=n m /n w (2- 6) 由前述已知为 30r/min, 为 1440r/min,则由公式 2-6 得到传动比 i=48. w n m n 具体分配传动比时，应注意以下几点： a)各级传动的传动比最好在推荐范围内选取，对减速传动尽可能不超过允许的 最大值。 b)应注意使传动级数少传动机构数少传动系统简单，以提高和减少精度的 降低。 c)应使各级传动的结构尺寸协调匀称、利于安装，绝不能造成互相干涉。 d)应使传动装置的外轮廓尺寸尽可能紧凑。 19 为了使主轴箱结构紧凑，齿轮传动的外轮廓尺寸不宜过大，因而取传动比 i带 =3.2，则 i减 =i/i带=48/3.2=15 取 i1齿=3.5、i2齿 =4.5 2.4 运动和动力参数计算 I 轴 n1 = /min 1440 450 3.2 m n r i 带 P1 = Po.带 = 5.50.96 = 5.28kW T1 = 112.05N.m 1 1 5.28 95509550 450 p n II 轴 n2= /min 1 1 450 128.57 3.5 n r i 齿 P2 = P1.轴承 .齿轮= 5.280.980.95= 4.97kW 8 T2 = N.m 2 2 4.97 95509550369.2 128.57 p n 轴 n3=/min 2 2 128.57 28.57 4.5 n r i 齿 P3 = P2.轴承 .齿轮= 4.970.990.95 = 4.63kW T3 = N.m 3 3 4.97 955095501661.3 28.57 p n 表 2-2 运动和动力参数表 轴名 参数 电动机轴轴轴轴曲轴 转速 n/r.min-1 1440450128.5728.5728.57 功率 P/KW 5.55.284.974.634.63 转距 T/N.m 36.48112.05369.21661.31661.3 传动比 i 3.23.54.5 效率 0.960.9310.931 3 部件的设计 3.1 带轮的设计 A选择 V 带的型号： 查参考资料表 4.619,工作情况系数 Ka=1.2 Pca=KaP=1.25.5=6.6KW A 按 Pca=6.6KW,N1=1440r/min 查参考资料19图 4.11,选 B 型 V 带 B确定带轮的直径： a)参考参考资料19图 4.11 及 4.44,选取小带轮的直径 dd1=125mm b)验算带速 V= (3-1) 60000 1d3.14 d1 N 由式 3-1 得 V=9.42m/s V 在 525m/s 内，合适 c)确定大带轮的直径 dd2 =idd1 =3.5125=437.5mm 查参考资料19表 4.4，取mmd2d =400 d)计算实际传动比 i= dd2/dd1=400/125=3.2 3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 9 e)验算从动轮实际转速 2n21/1440/3.2450 /minnnir （450-437.5）/450100%=2.8%120（符合要求） G确定 V 带的根数 Z 查参考资料19表 4.5 P0=1.66KW (3-8) () ca oo L P Z PP K K A 由公式 3-8 得 Z=3100mm 时，单 键槽增大 3，双键槽增大 7；d100mm 时，单键槽增大 57，双键槽增大 1015。最后对 d 进行圆整。 查参考资料19表 11.3 取 C=103 (当所受弯距较小或只受转距、载荷较平稳， 无轴向载荷或只有较小的轴向载荷、减速器的低速轴、轴只作单向旋转；反之， 取小值，C 取较大值。) T 19 由公式 3-26 得 D1=23.41mm，D2=34.82mm，D3=56.53mm D、轴的结构设计 轴的结构设计就是要确定轴的合理外形和结构，以及包括各轴段长度、直径及 其他细小尺寸在内的全部结构尺寸。 轴的结构主要取决以下因素：轴在机器中的安装位置及形式；轴的毛坯种类； 轴上作用力的大小和分布情况；轴上零件的布置及固定方式；轴承类型及位置；轴 的加工工艺以及其他一些要求。由于影响因素很多，且其结构形式又因具体情况的 不同而异，所以轴没有标准的结构形式，设计具有较大的灵活性和多样性。但是， 不论具体情况人如何，轴的结构一般应满足以下几个方面的要求： a)轴和轴上零件要有准确的工作位置； b)轴上零件应便于装拆和调整； c)轴应具有良好的制造工艺性； d)轴的受力合理，有利于提高强度和刚度； e)节省材料，减轻重量。 19 E各轴段的长度 各轴段的长度决定于轴上零件的宽度和零件固定的可靠性，应注意以下几点： a)轴颈的长度通常于轴承的宽度相同。 b)轴头的长度取决于与其相配合的传动轮毂的宽度。 16 c)轴身长度的确定应考虑轴上各零件之间的相互位置关系和拆装工艺要求，各 零件间的间距查参考文献 3。 19 3.3.23.3.2 轴的校核轴的校核 图 3-3 1 轴的机构与装配草图 轴在初步完成结构设计后，进行校核计算。计算准则是满足轴的强度或刚度要 求。进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的方法， 并恰当地选取其许用应力，对于用于传递转矩的轴应按扭转强度条件计算，对于只 受弯矩的轴（心轴）应按弯曲强度条件计算，两者都具备的按疲劳强度条件进行精 确校核等。 现对主轴 3 进行强度、刚度校核： A.求出主轴上的转矩 T： 主轴上的传递的功率： (3-27) 3 .PP 2齿轮轴承 由公式 3-27 得=4.63kW3P 则 (3-28) 3 3 3 9550 P T n 由公式 3-28 得=1661.3N.m3T B.求作用在齿轮上的力： 3 3 86258 22 1661.3 10 12878 258 12878 tan204687 t rt dmzmm T FN d FF tgN C.轴的受力分析（见图 4-2） a)画轴的受力简图（见图 4-2a） b)计算支承反力 轴承的支点位置，由深沟球轴承查手册，a=22.4mm。 齿宽中点距左支点距离 3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 17 1 (85/2 1001.522.4/2)1066.4Lmm 齿宽中点距右支点距离 2(85/253.522.4/2)107.4Lmm 左支点水平面的支反力 1223 0,/() DNHt MFL FLL (107.4 12878)/(1066.4 107.4)1178NN 右支点水平面的支反力 2123 0,/() BNHt MFL FLL (1066.4 12878)/(1066.4 107.4)11700NN 左支点垂直面的支反力 (3-29) 1212 ()/() NV FL FLL 由公式 3-29 得=428.8N 1NV F 右支点垂直面的支反力 (3-30) 2112 ()/() NV FL FLL 由公式 3-30 得=4258.2N 2NV F c)画弯矩图（见图 4-2c、d、e） 截面 B 处水平面弯矩 (3-31) 11HNH MFL 由公式 3-31 得=1256219.2N.mm H M 截面 B 处垂直面弯矩 (3-32) VNV MFL 由公式 3-32 得=457272.32N.mm，=457330.68N.mm1vM2vM 截面 B 处合成弯矩 (3-33) 22 HV MMM 由公式 3-33 得=1336856N.mm，=1336876.2N.mm1M2M D.弯曲合成强度校核 通常只校核轴上受最大弯矩和扭矩的截面的强度，危险截面 B。 考虑扭矩为脉动循环变应力，则0.6 (3-34) 22 1 () ca MMT 由公式 3-34 得=1667559.4N.mm caM 截面 B 处计算应力 (3-35)/ caca MW 由公式 3-35 得=54.04MPaca 强度校核： 45 钢调质处理，查得 弯扭合成强度满足要求。 1 60MPa 1ca 18 图 3-4 轴的受力分析及弯扭矩图 3.4 轴承的选定 A、轴承的选择 选择滚动轴承的类型，一般从载荷的大小、方向和性质入手。在外廓尺寸相同 的条件下，滚子轴承比球轴承承载能力大，时用于载荷较大或有冲击的场合。当承 受纯径向载荷时，通常选用径向接触轴承或深沟球轴承；当承受纯轴向载荷时，通 常选用推力轴承；当承受较大径向载荷和一定轴向载荷时，可选用角接触球轴承。 19 根据轴的应用场合可知，轴主要受到的径向力和轴向力。查询常用滚动轴承的 性能和特点，选择调心球轴承。调心球轴承的性能特点：可同时承受径向和轴向负 荷。也可以承受纯轴向负荷（双向） ，负荷能力大。应用场合：适用于刚性较大跨 距大的轴（固定支撑） ，常用于蜗杆减速器、离心机等。 B、轴承的润滑 润滑对于滚动轴承具有重要意义。轴承中的润滑剂不仅可以降低摩擦阻力， ， 还具有散热、减小接触应力、吸收振动、防止锈蚀等。润滑方式与轴承速度有关， 一般根据轴承的 d 值（d 为滚动轴承内径，单位 mm；n 为轴承转速，单位 r/min） n 3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 19 做出选择。该设备的调心球轴承的润滑方式选择脂润滑，推力球轴承选择油润滑。 19 表 3-1 深沟球轴承润滑方式 dn 值界限（10 mmr/min） 4 轴承类型脂润滑油润滑 深沟球轴承 1625 C、轴承的密封 轴承工作时，润滑剂不允许很快流失，且外界灰尘、水分及其他杂物也不允许 进入轴承，故应对轴承设置可靠的密封装置。密封装置可分为接触式和非接触式两 类。 a)接触式密封 通过轴承盖内部放置的密封件与传动轴表面的直接接触而起密封作用。密封 件主要用毛毡、橡胶圈、皮碗等软性材料，也有用减磨性好的硬质材料如石墨、青 铜、耐磨铸铁等 b)非接触式密封 接触式密封必然在接触处产生摩擦，非接触式密封则可以避免此类缺点，故非 接触式密封常用于速度较高的场合。 19 由于转速大于 5r/min 调心球轴承的密封选择非接触密封。 DIII 轴的轴承寿命计算 轴承的负荷与寿命关系： 10 P L 常数 式中 P轴承的所受的当量动量动负荷，单位为 N； 轴承的寿命指数，球轴承 =3，滚子轴承 =10/3； 轴承的基本额定寿命，单位。10L 6 10 r 因=1 时 P=C，故有。同时考虑温度及载荷特性对轴承寿命的影10L 10 1P L C 响，可推得： (3-36) 10 () t p f C l f P 调心球轴承 1212，所受径向负荷，轴向负荷，轴承转速5259.8rFN0aF ，中等冲击，常温下工作。28.57 /minnr 查机械设计手册调心球轴承 1212 的轴承的基本额定动负荷，基本30.2rCkN 额定静负荷。11.5orCkN 计算并确定 值/aorFCe ，查文献资料8表 8-10，得/0aorFC 1.5tan0.19e 计算当量动负荷 P ，查文献资料8表 8-10，得，/0arFFe1X 0Y 故5259.8raPXFYFN 计算轴承寿命hL 查文献资料8表 8-7、8-8，得，1.5pf 1tf 20 寿命指数3 (3-37) 10 3 16667 () t h p fC L nf P 由公式 3-37 得=32718h2000h （合适）hL 3.5 键的选择 键连接的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。设计键连接时，通常被连接 件的材料、构造和尺寸已初步确定，连接的载荷也已求得。因此，可根据连接的结 构特点、使用要求和工作条件来选择键连接的类型；键的尺寸则按符合标准规格和 强度要求来取定。键的主要尺寸为截面尺寸 b、h 和长度 L。b、h 可根据轴的直径 d 由标准中查取；长度 L 可参照轮廓长度 B 从标准中选取，一般取 L=B-(5-10)mm， 导向平键的长度则按轮毂宽度及其滑动距离确定（一般轮毂宽度 B（1.52）d） 。 间的材料一般用强度极限不低于 600MPa 的碳素钢，通常用 45 钢。当轮毂用非金属 或金属材料时，键可用 20 钢或 Q235 钢。对重要的键连接，在选定的类型和尺寸后， 还应进行强度校核。 19 3.6 蜗轮的设计 3.6.13.6.1 蜗杆传动的特点蜗杆传动的特点 采用阿基米德蜗杆传动，其特点是： a)齿廓凸凹齿合的形式，而共轭曲面的当量曲率半径达。单位齿面压力小。因 而接触强度得到提高。 b)瞬时接触线方向与相对滑动速度方向的夹角比较大，有利于形成和保持共轭 齿面间的动压油膜。能够减小磨损，提高传动效率及可高性 c)基本齿廓为圆弧齿形，只要齿形参数选择合适，就能增大齿跟厚度，提高齿 的弯曲强度和抗冲击能力。 d)设计方便，工艺简单。制造加工无需特殊专用机床。 e)采用蜗轮正变位，变位系数一般在 0.5 以上齿合性能好，能保证传动质量， 当然也应该注意防止大变位引起的理论齿合区减少，蜗轮齿面边切区扩大。以至齿 顶尖等现象。 19 总之它具有承载能力大，传动效率高。使用寿命长，重量轻，结构紧凑等优点。 如图 3-2 所示： 图 3-5 阿基米德蜗杆 3.6.23.6.2 蜗杆的计算蜗杆的计算 蜗轮齿面接触疲劳强度计算蜗轮齿面接触疲劳强度的计算主要是为了防止齿面 产生点蚀。钢蜗杆与青铜或灰铸铁蜗轮配对时，齿面接触疲劳强度公式如下： 3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 21 校核公式 (3-38)(500 2 2 21 2 Mpa dGd KT HH 设计公式 (3-39) )( 500 3 2 22 2 1 2 mm ZG KT dm H 式中，K 为载荷系数，用以考虑载荷集中和动载荷的影响。一般 K=1.11.5。 当载荷平稳、蜗轮圆周速度3m/s 和 7 级以上精度时，取较小值，否则取较大值； 为蜗轮许用接触应力（MPa） ，G 为承载能力提高系数，对于普通圆柱蜗杆传动， G=1；对于圆弧圆柱蜗杆传动，G=1.10-3.9。当中心距 a 和蜗轮齿数较小时，G 取 较大值；其他符号意义和单位同前。2蜗轮轮齿弯曲疲劳强度计算对于闭式蜗杆 传动，轮齿弯曲折断的情况较少出现，通常仅在蜗轮齿数较多(80100)时才进 行轮齿弯曲疲劳强度计算。对于开式传动，则按蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度进行设计。 A.按接触疲劳强度计算 a)选 , 1 z 2 z 查参考资料19表 7.2 取=3,则 1 z (3-40) 1 21 2 n zz n 由公式 3-40 得=30 2 z b)蜗轮转矩 2 T 初选 (3-41)0.82 1 211111 1 /10000/ p TTinin n 由公式 3-41 得=1230N.mm 2 T c)载荷系数 K 查参考资料19表 7.8 得 K=2.3 d)材料系数 查参考资料19表 7.9 得 e z MPaZe155 e) 1 2d m 由公式 3-39 得 2 1 m d 3 196.3mm f)初选 m, 查参考资料19表 7.1 取 m=4，=40mm，q=10，此时 1 d 1 d =640 1 2d m 3 mm g)导成角 (3-42) 1 tan z q 由公式 3-42 得 arctan0.15 43 h)许用接触应力 H (3-43)OH HN Z 由公式 3-43 得，其中 ，220OHMPa242HMPa 22 B计算传动效率 a)滑移速度 Vs (3-44) 11 60000cos d n Vs 由公式 3-44 得=0.42m/sVs b)齿合效率 1 由 Vs=0.42m/s 查参考资料19表 7.5 得=3.72 v 3 43 (3-45) 1 v tan tan() 由公式 3-45 得=0.6 1 c)传动效率 （轴承效率=0.99，润滑效率=0.98） 123 0.6 0.99 0.980.58 2 3 d)检验值 1 2d m (3-46) 2111 /TTin 由公式 3-46 得=9002TmmN 由公式 3-39 得640 原选参数强度足够 2 1 m d 3 143.63mm 3 mm C确定传动的主要尺寸 m=4mm, =40mm,=1,a=80mm 1 d 1 z 2 30z （a）蜗杆尺寸 a)分度圆直径 d =40mm 1 d b)齿顶圆半径 111 2(46.42 4)48 aa ddhmm c)齿根圆半径 11 2(46.42 1.2 4)30.4 ff ddhmm d)导程角 （右旋） 5 43 e)轴向齿距 1 412.56 x pmmm f)轮齿部分长度 12 (11 0.08)4(11 0.06 30)51.2bmzmmmm 取=90mm 1 b （b）蜗轮尺寸 a)分度圆直径 d 2 120dmm b)齿顶圆半径 2a d 22 2(1202 4)128 aa ddhmm c)齿根圆半径 2f d 22 2(1202 1.2 4)110.4 ff ddhmm d)外圆半径 2e d 22 1.5(128 1.5 4)134 ea ddmmm e)蜗轮轮齿宽度 2 b 21 0.750.75 4836 a bdmm f)螺旋角 2 2 5 43 g)齿宽角 2 1 36 sin0.9 240 b d 3T 龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计 23 则 128.32 h)咽喉母圆半径 2g r 22/2 (80 128/2)16 ga radmmmm D润滑方式 根据其具体的功用，采用喷油润滑。 E蜗轮蜗杆的结构设计 蜗杆：车制 蜗轮：采用齿圈压配式结构 3.7 曲柄滑块机构的设计 3.7.13.7.1 曲柄滑块的技术参数曲柄滑块的技术参数 a)公称压力及公称压力行程gPgS 曲柄压力机的公称压力是指滑块离下死点前某一特定距离（此特定距离称为公 称压力行程）或曲柄旋转到离下死点前某一特定角度（此特定角度称为公称压力角） 时，滑块所容许承受的最大作用力。 b)滑块行程 S 它是指滑块从上死点到下死点所经过的距离。 c)滑块行程次数 n 它是指滑块每分钟从上死点到下死点，然后再回到上死点所往复的次数。 d)最大装模高度及装模高度调节量1H1H 装模高度是指滑块在下死点时，滑块下表面到工作台垫板上表面的距离。当装 模高度调节装置将滑块调整到最上位置时，装模高度达最大值，称为最大装模高度。 上下模的闭合高度应小于压力机的最大装模高度。装模高度调节装置所能调节的距 离，称为装模高度调节量。与装模高度并行的标准尚有封闭高度。所谓封闭高度是 指滑块在下死点时，滑块下表面到工作台上表面的距离。它和装模高度之差恰是工 作台的厚度。 e)工作台板及滑块底面尺寸 f)喉深 它是指滑块的中心线到机身的距离，是开式压力机和单柱压力机的特有参数。 20 3.7.23.7.2 曲柄滑块机构曲柄滑块机构的设计的设计 曲柄滑块机构具有急回特性。如图 4-1 所示，曲柄 1 自 OA 逆时针回转到 OA ，滑块 从 B 运动到 B,曲柄继续转动到 OA，滑块也随之返回原处。2 24 图 3-6 曲柄滑块机构草图 滑块行程 h 由下式计算 (3-47) 22 21212121()()2()()coshllllllll 由公式 3-47 得 h=2e=42mm 4 结论 本次课题是龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计。通过对国内外皮革机械 业的发展和分析，确定了设计的总体方案应遵守的基本原则是在满足使用要求的前 提下，尽量降低成本。设备应能满足下料分切干燥要求，设备应结构简单、运转平 稳，工作可靠，要求切削的工作效率高，设备工作行程应便于调整，设备应便于维 修。根据工作台的转速和功率的计算，选择了 Y132S-4 型电动机，再根据电动机的 转速与最后一级的转速，确定各级传动比、转速和功率的大小，再进行传动系统各 个部件的具体设计，如：对齿轮，带轮以及轴的设计，并且进行了一定的校核。本 次设计采用带轮和二级齿轮传动，用斜齿轮作第一级齿轮传动，传动平稳性得到了