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加热炉推料机的执行机构综合与传动装置设计【减速器类】【3张CAD图纸】【课设】

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关键词：: 加热炉推料机执行机构综合传动装置设计减速器 cad图纸

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加热炉推料机的执行机构综合与传动装置设计

26页 3400字数+说明书+3张CAD图纸【详情如下】

加热炉推料机的执行机构综合与传动装置设计说明书.doc

涡轮轴.dwg

蜗杆轴.dwg

装配图.dwg

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加热炉推料机的执行机构综合与传动装置设计.gif

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摘　要

　　　推料机是连续式炉的专用机械，推料机布置在加热炉的进料端，用以将工件或料盘推入加热炉加热，其动力源可以是电动机，随着热处理行业的发展，热处理设备在机械行业产生了越来越重要的影响，热处理设备的设计有着较深的意义。本文对加热炉推料机的传动系统进行了设计，对推料机的系统优化设计和技术改造提供了一定的参考。

关键词：推料机、加热炉、传动系统、减速器

Abstract

Pusher machine is a continuous furnace dedicated machines, pusher machines arranged in the furnace feed side of workpiece or material to be pushed into the furnace heating plate, its power source can be electric motors, heat treatment equipment design has a deeper significance.In this paper, furnace pusher machine drive system has been designed, on the pusher machine system design optimization and transformation provide some reference.Keywords: pusher machine.oven.transmission.speed reducer

1电动机的选择1

1.1机构总传动效率计算1

1.2滑块所需功率1

1.3电动机功率与选择1

2传动系统的运动和动力参数1

2.1分配传动比1

2.2计算传动装置的运动和动力参数2

3.1蜗轮蜗杆设计3

3.1.1选择材料及确定许用应力3

3.1.2确定蜗杆，涡轮齿数3

3.1.3确定许用接触应力3

3.1.4基本尺寸确定3

3.1.5接触强度设计4

3.1.6计算散热条件4

3.1.7润滑油选择5

3.1.8主要几何尺寸5

3.1.9蜗杆轴刚度验算6

3.2齿轮设计7

3.2.1齿轮材料的选择7

3.2.2按齿根弯曲疲劳强度初步确定模数7

3.2.3校核齿根弯曲疲劳强度8

3.3四杆机构的设计8

4轴的设计与校核计算11

4.1蜗杆轴11

4.1.1蜗杆轴的最小轴径估算11

4.1.2按照弯扭合成强度条件校核轴11

4.1.3计算支撑反力如图12

4.1.4画弯矩图、转矩图及其的合成图12

4.2涡轮轴的计算与校核13

4.2.1初按扭转强度初步计算轴径13

4.2.2按照弯扭合成强度条件校核轴13

4.2.3计算支撑反力如图14

4.2.4画弯矩图、转矩图及其的合成图14

5轴承选取与校核16

5.1蜗杆上选用圆锥滚子轴承3021116

5.2涡轮轴上选用圆锥滚子轴承3020918

6设计体会19

参考文献

[1] 吴宗泽. 机械设计实用手册［M］. 北京：化学工业出版社，2000.

[2] 巩云鹏，田万禄，张祖立，黄秋波.机械设计课程设计[M].沈阳：东北大学出版社

[3] 孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理[M].西安：高等教育出版社，2006

[4] 辽工大机械基础教研室.机械原理课程设计[M].阜新，2006.11

[5] 刘会英，杨志强.机械基础综合课程设计[M].机械工业出版社

[6] 王三民.机械原理与设计课程设计[M].西安：机械工业出版社

[8] 周品.MATLAB数值分析[M].北京.机械工业出版社，2009.

[9] Tunay, I., Rodin, E., & Beck, A. (2001). Modeling and robust control design for aircraft brake hydraulics. IEEE Transactions on Control System Technology, 9, 319-329.

内容简介：: 辽宁工程技术大学课程设计 20 课程设计题目：加热炉推料机的执行机构综合与传动装置设计班级：姓名：指导教师：完成日期：一、设计题目加热炉推料机的执行机构综合与传动装置设计二、上交材料(1) 设计图纸(2) 设计说明书四、进度安排(参考)(1) 熟悉设计任务，收集相关资料 (2) 拟定设计方案(3) 绘制图纸(4) 编写说明书(5) 整理及答辩五、指导教师评语成绩：指导教师日期摘要推料机是连续式炉的专用机械，推料机布置在加热炉的进料端，用以将工件或料盘推入加热炉加热，其动力源可以是电动机，随着热处理行业的发展，热处理设备在机械行业产生了越来越重要的影响，热处理设备的设计有着较深的意义。本文对加热炉推料机的传动系统进行了设计，对推料机的系统优化设计和技术改造提供了一定的参考。关键词：推料机、加热炉、传动系统、减速器AbstractPusher machine is a continuous furnace dedicated machines, pusher machines arranged in the furnace feed side of workpiece or material to be pushed into the furnace heating plate, its power source can be electric motors, heat treatment equipment design has a deeper significance.In this paper, furnace pusher machine drive system has been designed, on the pusher machine system design optimization and transformation provide some reference.Keywords: pusher machine.oven.transmission.speed reducer目录1电动机的选择11.1机构总传动效率计算11.2滑块所需功率11.3电动机功率与选择12传动系统的运动和动力参数12.1分配传动比12.2计算传动装置的运动和动力参数23.1蜗轮蜗杆设计33.1.1选择材料及确定许用应力33.1.2确定蜗杆，涡轮齿数33.1.3确定许用接触应力33.1.4基本尺寸确定33.1.5接触强度设计43.1.6计算散热条件43.1.7润滑油选择53.1.8主要几何尺寸53.1.9蜗杆轴刚度验算63.2齿轮设计73.2.1齿轮材料的选择73.2.2按齿根弯曲疲劳强度初步确定模数73.2.3校核齿根弯曲疲劳强度83.3四杆机构的设计84轴的设计与校核计算114.1蜗杆轴114.1.1蜗杆轴的最小轴径估算114.1.2按照弯扭合成强度条件校核轴114.1.3计算支撑反力如图124.1.4画弯矩图、转矩图及其的合成图124.2涡轮轴的计算与校核134.2.1初按扭转强度初步计算轴径134.2.2按照弯扭合成强度条件校核轴134.2.3计算支撑反力如图144.2.4画弯矩图、转矩图及其的合成图145轴承选取与校核165.1蜗杆上选用圆锥滚子轴承30211165.2涡轮轴上选用圆锥滚子轴承30209186设计体会191电动机的选择1.1机构总传动效率计算连杆机构：=0.98齿轮是开式传动，选择人工周期性加油润滑：=0.94涡轮蜗杆选择双头式：=0.80轴承：=0.98联轴器选择弹性联轴器：=0.992总传动效率：=0.980.940.800.980.980.980.992=0.6881.2滑块所需功率由题目可知，滑块运动频率n=60次/min，则工作周期T=1，所以：V=2H/T=360/1=360mm/s=0.36m/sP=（FV）/1000=0.108kw1.3电动机功率与选择P=P/=0.108/0.688=0.157kw查表选用一般用途的Y系列三相异步卧式电机Y801-4，封闭结构。额定功率P=0.55kw，同步转速n=1500r/min,满载转速n=1390r/min.2传动系统的运动和动力参数 2.1分配传动比大齿轮转速n=1/T=1r/s=60r/min 计算总传动比：i=n/n=1390/60=23.17若蜗轮蜗杆的传动比i=15.5，为则齿轮的传动比取i=1.49， 2.2计算传动装置的运动和动力参数（a）.电动机轴转速、输出转矩、输出功率：（b）.1轴转速、输入转矩、输入功率：（c）.2轴转速、输入转矩、输入功率：（d）.3轴转速、输入转矩、输入功率：轴的名称功率P / kW转矩T /（Nm）转速n（r/min）传动比i效率输入输出输入输出电机轴0.1571.08139010.97221轴0.1531.05139015.50.7842轴0.1212.7689.681.490.92123轴0.1117.5160.193传动零件的设计计算3.1蜗轮蜗杆设计3.1.1选择材料及确定许用应力蜗杆用45钢，蜗杆螺旋部分表面淬火，齿面硬度45-55HRC。涡轮齿圈用铸锡青铜，砂模铸造，轮芯用铸铁HT150，采用齿圈静配式结构。3.1.2确定蜗杆，涡轮齿数由表8-4-4查得涡轮蜗杆传动比i=15.5，蜗杆头数，涡轮齿数。3.1.3确定许用接触应力由图13-4-10 滑动速度由图8-4-2 青铜与铜配对使用，材料弹性系数。查图8-4-4 0.68许用接触应力3.1.4基本尺寸确定由于运转平稳，取估算传动效率：，涡轮转矩：由表8-4-9查表8-4-2，取。蜗杆分度圆直径，涡轮分度圆直径，查表8-4-4，中心距。3.1.5接触强度设计由表8-4-9 几何参数已经给定，K与T已经确定，根据，由此得由于，则K=1.153.1.6计算散热条件由式8-4-9，传动中损耗的功率为由式8-4-10和设计要求自然通风状况良好，取若减速器散热的计算面积A不满足以上要求，则可以采用强迫冷却方式或增大散热计算面积的方法来满足要求。由表6-1，精度为8级，齿面粗糙度3.1.7润滑油选择由表8-4-44，粘度242198cSt（40），全损耗系统用油牌号L-AN 2203.1.8主要几何尺寸齿数Z=2，Z=31模数m=8传动比i=15.5分度圆直径d=80mm，d=248mm蜗杆直径系数q=10涡轮变位系数x=-0.5中心距蜗杆导程角分度圆上螺旋升角蜗杆轴面齿形角阿基米德螺线蜗杆径向间隙c=0.2m=0.28=1.6mm蜗杆涡轮齿顶高ha=m=8mm，ha=（1+x）m=4mm蜗杆涡轮齿根高hf=1.2m=9.6mm，hf=（1.2-x）m=13.6mm蜗杆涡轮分度圆直径d=qm=80mm，d=mZ=248mm蜗杆涡轮节圆直径d=（q+2x）m=72mm，d=d=248mm蜗杆涡轮齿顶圆直径da=（q+2）m=96mm,da=(Z+2+2x)m=256mm蜗杆涡轮齿根圆直径df=（q-2.4）m=60.8mm，df=(Z+2x-2.4)m=220.8mm蜗杆沿分度圆圆柱上的轴向齿厚s=0.5m=12.57mm，s=scos=12.32mm 法向弦齿高h=m=8mm蜗杆螺纹部分长度涡轮最大外圆直径d=da+1.5m=256+12=268mm涡轮轮缘宽度b=0.73da=70.08mm涡轮齿顶圆弧半径r=0.5df+0.2m=32mm涡轮齿根圆弧半径r=0.5da+0.2m=49.6mm3.1.9蜗杆轴刚度验算由表13-4-13，蜗杆所受径向力受圆周力蜗杆两端支撑点距离l=d0.9=223.2mm45钢弹性模量E=201N/mm蜗杆危险及面惯性矩许用最大变形 3.2齿轮设计3.2.1齿轮材料的选择开式传动的主要失效形式为齿面磨粒磨损和轮齿的弯曲疲劳折断。由于目前齿面磨粒磨损尚无完善的计算方法，因此通常只对其进行抗弯曲疲劳强度计算。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%。选用斜齿轮，小齿轮用40Cr钢，调质处理，查表8-3-24，硬度241HB286HB，平均取260HB，大齿轮用45钢，调质处理，查表8-3-24，硬度为229HB286HB，平均取240HB。根据表8-3-124，8级精度。查图8-3-53弯曲疲劳极限，。3.2.2按齿根弯曲疲劳强度初步确定模数计算应力循环次数查手册图8-3-55得，取，，弯曲疲劳许用应力齿轮传动中，小齿轮查图 8-3-46 则载荷系数查手册图8-3-38图，8-3-38 ，对于开式齿轮传动，取m=6mm。，，取重新计算传动比。3.2.3校核齿根弯曲疲劳强度强度验算公式：，齿轮分度圆直径齿轮齿顶圆直径齿轮基圆直径中心距圆周速度齿宽 3.3四杆机构的设计1）执行机构为杆机构，由曲柄摇杆机构和滑块机构串联而成。滑块的行程h主要与曲柄长度O1A及比值O2C/O2B有关，而其行程速度变化系数K则取决于曲柄摇杆机构。对于有急回运动要求的机械，在设计时，应先确定行程速度变化系数K，求出极位夹角后，在设计各杆的尺寸。在三角形中，设对于曲柄摇杆机构，最大压力角出现在主动曲柄与机架共线的两位置之一处。这时有：在matlab里编程计算得a,b=solve(a+b)2+(b-a)2-152.312=2*(a+b)*(b-a)*cos(pi/9),cos(pi/6)*2*b*1100=b2+11002-(152.3-a)2)其解为复数，实数范围内没有解a,b=solve(a+b)2+(b-a)2-152.312=2*(a+b)*(b-a)*cos(pi/6),acos(b2+11002-(355.32+a)2)/(2200*b)+(pi/6)=3.14)其解为复数，实数范围内没有解a,b=solve(a+b)2+(b-a)2-152.312=2*(a+b)*(b-a)*cos(pi/9),cos(pi/6)*2*b*1100=b2+11002-(152.3+a)2)a = 157.12*i - 108.89 -157.12*i - 108.89 141.46*i + 99.70 86.72b=570.47*i + 964.58883.2 - 513.64*i 513.64*i + 883.22964.58 a取87mm，b取965mm4轴的设计与校核计算4.1蜗杆轴4.1.1蜗杆轴的最小轴径估算蜗杆用45钢，蜗杆螺旋部分采用淬火，齿面硬度45-55HRC。按扭转硬度初步计算轴径查表取，取轴端最小直径为蜗杆的结构设计，各部分尺寸如图在轴的输入端安装联轴器，联轴器的尺寸可以从手册中查得，采用弹性联轴器。4.1.2按照弯扭合成强度条件校核轴a）画出轴的力学模型图b）求蜗杆上的作用力 4.1.3计算支撑反力如图水平面支撑反力垂直面支撑反力 4.1.4画弯矩图、转矩图及其的合成图水平弯矩图垂直弯矩图合成弯矩图转矩按脉动循环变化处理即前已计算危险截面处当量弯矩：4.2涡轮轴的计算与校核该轴传动中小功率，无特殊要求，选用45优质碳素钢调质处理，其机械性能查表得，4.2.1初按扭转强度初步计算轴径取4.2.2按照弯扭合成强度条件校核轴画出轴的力学模型图a）求蜗杆上的作用力 4.2.3计算支撑反力如图水平面支撑反力垂直面支撑反力 4.2.4画弯矩图、转矩图及其的合成图水平弯矩图垂直弯矩图合成弯矩图转矩按脉动循环变化处理即危险截面第一处当量弯矩：危险截面第二处当量弯矩：5轴承选取与校核5.1蜗杆上选用圆锥滚子轴承30211查手册得水平面支撑反力垂直面支撑反力按轴承1校核查手册查表得则查手册安全5.2涡轮轴上选用圆锥滚子轴承30209查手册得水平面支撑反力垂直面支撑反力 Fq=212.673N 按轴承1校核查手册查表得则查手册安全6设计体会在期末课程设计中，我们所选择的是设计一个加热炉推料机，这对我们来说是又一次尝试与创新的过程，现在利用自己学到的知识设计一个传动系统。在设计过程中，对具体的设计步骤、思路、方法、技巧都有了进一步的了解，并感受深刻。在设计过程中也认识到了自己的不足，在设计中方法比较生硬，只是按照书上步骤按部就班，主与次也没能很好把握住，这些方面通过这次我们都要加强了解。在这次设计中也谢谢老师和同学的帮助。参考文献1 吴宗泽. 机械设计实用手册M. 北京：化学工业出版社，2000.2 巩云鹏，田万禄，张祖立，黄秋波.机械设计课程设计M.沈阳：东北大学出版社3 孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理M.西安：高等教育出版社，20064 辽工大机械基础教研室.机械原理课程设计M.阜新，2006.115 刘会英，杨志强.机械基础综合课程设计M.机械工业出版社6 王三民.机械原理与设计课程设计M.西安：机械工业出版社8 周品.MATLAB数值分析M.北京.机械工业出版社，2009.9 Tunay, I., Rodin, E., & Beck, A. (2001). Modeling and robust control design for aircraft brake hydraulics. IEEE Transactions on Control System Technology, 9, 319-329. 课程设计加热炉推料机的执行机构综合与传动装置题目：设计班级：姓名：指导教师：完成日期：辽宁工程技术大学课程设计I一、设计题目及要求一、设计题目及要求加热炉推料机的执行机构综合与传动装置设计加热炉推料机的执行机构综合与传动装置设计图 620 为加热炉推料机结构总图与机构运动示意图。该机器用于向热处理加热炉内送料。推料机由电动机驱动，通过传动装置使推料机的执行构件（滑块）5 做往复移动，将物料 7 送入加热炉内。设计该推料机的执行机构和传动装置。图 620 加热炉推料机结构总图与机构运动示意图二、设计参数与要求二、设计参数与要求加热炉推料机设计参数如表 68 所示。该机器在室内工作，要求冲击振动小。原动机为三相交流电动机，电动机单向转动，载荷较平稳，转速误差4%；使用期限为 10 年，每年工作 300 天，每天工作 16 小时。分组参数1滑块运动行程H(mm)220滑块运动频率n(次/min)20滑块工作行程最大压力角30机构行程速比系数K1.25构件DC长度(mm)1150构件CE长度(mm)150滑块工作行程所受阻力(含摩擦阻力)(N)500滑块空回行程所受阻力（含摩擦阻力）Fr1(N)100三、设计任务三、设计任务(1) 针对图 620 所示的加热炉推料机传动方案，依据设计要求和已知参数，辽宁工程技术大学课程设计II确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图(2) 在工作行程中，滑块 F 所受的阻力为常数 Fr1，在空回行程中，滑块 F 所受的阻力为常 Fr2；不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩；（3）确定电动机的功率与转速；（4）设计减速传动系统中各零部件的结构尺寸；（5）绘制减速传动系统的装配图和齿轮、轴的零件图；（6）编写课程设计说明书四、进度安排四、进度安排(1) 熟悉设计任务，收集相关资料 (2) 拟定设计方案(3) 绘制图纸(4) 编写说明书(5) 整理及答辩五、指导教师评语五、指导教师评语成成绩：绩：指导教师指导教师日日期期辽宁工程技术大学课程设计III摘摘要要这次课程设计主要是设计了加热炉推料装置的减速系统和执行系统。推料机代替人工加料，即安全又方便，它包括机架，在机架上安装有电动机，在电动机的驱动轴上装有联轴器，联轴器与蜗杆相连，蜗杆涡轮减速器，在推料小车上装有推杆。用 ProE 建立了减速器的三维装配图。计算了蜗轮蜗杆的各种参数，减速器外大小齿轮的参数，并进行校核。执行系统（六连杆机构）的设计，根据要求，计算出了各杆的工作尺寸。通过这次课程设计，最重要的是催促我又学习了一个新的应用软件，其功能之强大，以后工作或学习必备之。也在一次体会到了设计任务的过程，需细心与较真，不管做的怎么样，但是过程对自己很重要。关键词：减速器齿轮曲柄连杆结构滑块机构推料式加热炉辽宁工程技术大学课程设计IVAbstractThe curriculum is mainly designed furnace pusher device deceleration systems and delivery systems. Pusher machine instead of artificial feeding, that is safe and convenient, which includes rack, the rack is installed on the motor, the motor drive shaft is equipped with coupling, coupling with the worm attached to turbine worm reducer, in the push feed a small car equipped with a putter. ProE established a reducer with the three-dimensional assembly. Calculated the various parameters of the worm, the size of gear reducer outside the parameters and carry out checking. Execution System (6 linkage) design, upon request, to calculate the size of the work of each rod. Through this curriculum, the most important thing is to press I learn a new application software, the function of the powerful, after the necessary work or study. Is also a feel of the design task of the process, need to carefully and seriously, no matter how kind of do, but the process on their own is very important。Key words：Reducer gear Crank and connecting rod structure Slider Pusher-type furnace目录目录1 1 电电动动机机的的选选择择计计算算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 11.1 电动机系列的选择 .11.2 选择电动机功率 .11.3 分配传动比 .22 2 传传动动装装置置的的运运动动和和动动力力参参数数计计算算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 22.1 减速器外齿轮的设计.32.1.1 选择齿轮材料、确定精度等级.32.1.2 校核齿根弯曲疲劳强度.42.1.3 外齿轮的参数计算.42.2 涡轮蜗杆的计算 .52.2.1 选择材料及确定许用应力.52.2.2 验算涡轮齿根弯曲疲劳强度.62.2.3 涡轮蜗杆主要几何尺寸.62.2.4 热平衡计算 .72.2.5 蜗杆的结构设计.72.2.6 蜗杆轴的强度计算（按轴进行计算）.82.2.7 计算、校核蜗杆轴承.102.2.8 涡轮轴的计算与校核.113 3 键键的的选选择择和和参参数数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 13 33.1 蜗杆与电机的键 .133.2 涡轮轴与齿轮的键 .143.3 涡轮轴与涡轮的键 .144 4 六六杆杆机机构构的的设设计计（执执行行机机构构）. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 14 45 5 参参考考文文献献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 17 7辽宁工程技术大学课程设计11 电动机的选择计算电动机的选择计算 1.11.1 电动机系列的选择电动机系列的选择按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，电压380V，Y 系列。1.21.2 选择电动机功率选择电动机功率根据工作行程H=220mm，滑块的 f=，滑块来回的平均速度为31v=2Hf。推动滑块实际所需功率为kwHFfFvpw074. 0100033. 0*500*220*2100021000查手册得各个部分的效率：执行机构：96. 00 轴承：99. 01 涡轮蜗杆的啮合：88. 02 联轴器：99. 03齿轮：93. 04传动的总效率：679. 093. 0*99. 0*88. 0*99. 0*96. 0*4432410则所需电动机功率为kwppwr11. 0679. 0074. 0查手册选择电动机型号为Y801-4，功率为 0.55kw，同步转速为1500r/min，满载转速为1390r/min。1.3分配传动比分配传动比总传动比为：5 .692013900nni 查手册初步分配传动比为涡轮蜗杆 5 .250i 齿轮 73. 25 .255 .6901iii辽宁工程技术大学课程设计22 传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数计算0 轴：电动机轴kwp11. 00min/13500rn mNnPT778. 0135011. 095509550000轴：蜗杆kWPP1089. 099. 099. 011. 0221301 min/13501rnnMmNnpT771. 0135077. 0*9550*9550111 轴：涡轮轴 kWPP0939. 099. 088. 011. 0221202min/94.525 .251350012rinnmNnpT94.1694.520939. 0*9550*9550222轴：外齿轮轴kWpP428. 093. 099. 00939. 0*242123min/18.1973. 294.52123rinnmNnpT1 .21318.19428. 0*9550*95503332.12.1 减速器外齿轮的设计减速器外齿轮的设计对于开式齿轮传动，磨损是其主要的失效形式，因磨损后轮齿变薄易发生折断，故按齿根弯曲疲劳强度计算，通过降低许用应力的方法来考虑磨损的影响。开式齿轮的主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断，不会发辽宁工程技术大学课程设计3生点蚀。由于当前尚无较成熟的磨损计算方法，因此只进行齿根弯曲疲劳强度计算，把求得的模数增大1020，以考虑轮齿磨薄的影响。用于低速传动对于开式齿轮传动中的齿轮，齿面磨损为其主要失效形式，故通常按照齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的模数，考虑磨损因素，再将模数增大10%20%，而无需校核接触强度。软齿面，齿面硬度 350HBS，常用中碳钢和中碳合金钢，如45钢 40Cr，35SiMn 等材料，进行调质或正火处理。这种齿轮适用于强度。精度要求不高的场合，轮坯经过热处理后进行插齿或滚齿加工，生产便利、成本较低。在确定大，小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30 一 50HBS，这是因为小齿轮受载荷次敷比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些。2.1.1 选择齿轮材料、确定精度等级选择齿轮材料、确定精度等级直齿圆柱齿轮，小齿轮采用 40cr 钢，调质处理，查手册，硬度为241286HBS。大齿轮材料选用45 钢调质处理，硬度为162217HBS。选齿轮精度等级为九级。查手册可得 MPaF2201limMPaF1902lim计算应力循环次数72110*2 .1516*300*10*94.52*1*6060hLjnN 查手册得771210*57. 573. 210*2 .15iNN 5 . 1minFS2STY1XY86. 01NY88. 02NY 弯曲疲劳许用应力 MPaYYSYMPaYYSYXNFSTFFXNFSTFF07.12988. 0*5 . 12*22013.12686. 0*5 . 12*2202min2lim21min1lim1查手册 1AK02. 1VK1 . 1K2 . 1K则35. 12 . 1*1 . 1*02. 1*1KKKKKVA查手册 55. 1SaY8 . 2FaY5 . 0d902. 0Y辽宁工程技术大学课程设计4mNnpT94.1694.520939. 0*9550*955022277. 4902. 0*8 . 2*55. 113.126*20*5 . 016940*35. 1*223231212YYYzKTmSaFaFd对于开式齿轮传动，取m=6mm。取201Z6 .5420*73. 212 iZZ552Z重新计算传动比 75. 2205512ZZi2.1.2 校核齿根弯曲疲劳强度校核齿根弯曲疲劳强度强度验算公式：FSaFasabFYYYmbdKTYKYWM112 55. 11SaY8 . 21FaY902. 0Y4 . 22FaY 211221211112167.2516.332FSaFaSaFaFFFSaFaFMPaYYYYMPaYYYbdKT2.1.3 外齿轮的参数计算外齿轮的参数计算齿轮分度圆直径 mmmZdmmmZd33055*612020*62211齿轮齿顶圆直径 mmmhddmmmhddaaaa3426*1*233021326*1*21202*22*11齿轮基圆直径 mmddmmddbb10.31020cos*330cos76.11220cos*120cos2211中心距 mmdda225)330120(*5 . 0)(5 . 021圆周速度 smndv/33. 010*603211 齿宽 mmbmmab4045225*2 . 02 . 021辽宁工程技术大学课程设计52.22.2 涡轮蜗杆的计算涡轮蜗杆的计算2.2.1 选择材料及确定许用应力选择材料及确定许用应力蜗杆用 45 钢，蜗杆螺旋部分采用淬火，齿面硬度45-55HRC。涡轮齿圈用铸锡青铜，沙漠铸造，轮芯用HT150.查手册涡轮的许用接触应力为,许用弯曲应力为MPaH1501。MPaF401选择蜗杆头数和涡轮齿数： 5 .250i21z515 .25*2*102ziz按涡轮齿面接触疲劳强度设计如下：蜗杆转矩：mmNmNT3 .770771. 01涡轮转矩：mmNmNT1694094.162载荷较平稳，取 0 . 1AK1 . 1VK0 . 1K则载荷系数K=1 . 1*KKKVA应力循环次数为 7210*2 .1516*300*10*94.52*1*6060hLjnNMPaHH75.10610*2 .15108771MPaFF5 . 710*2 .15109761青铜与钢配对，材料的弹性系数MPazE160从手册查得公式322221215.155)51*75.106160(*16940*1 . 1*64. 9)(64. 9mmZZkTdmHE由手册取 m=4 401d蜗杆导程角 31.11蜗杆分度圆直径 mmd401涡轮分度圆直径 mmmzd20451*422辽宁工程技术大学课程设计6涡轮变位系数 75.0x涡轮圆周速度 smndv/56. 06000094.52*204*14. 310*603222传动中心距 mmxmdda125)4*75. 0*220440(*5 . 0)2(*5 . 0212.2.2 验算涡轮齿根弯曲疲劳强度验算涡轮齿根弯曲疲劳强度按查手册的涡轮齿形系数515 .25*2*102ziz15. 22aFY查手册得式合格85. 1cos53. 12212FFFMPaYmddKTa 合格46.4914783122HHMPadKTd2.2.3 涡轮蜗杆主要几何尺寸涡轮蜗杆主要几何尺寸蜗杆直径系数 mmq10涡轮蜗杆的齿顶高 mmmxhmmmhaa7)1 (421涡轮蜗杆的齿根高 mmmxhmmmhff8 . 1)2 . 1 (8 . 42 . 121涡轮蜗杆齿顶圆直径 mmmxzdmmmqdaa218)22(48)2(221涡轮蜗杆节圆直径 mmddmmmxqd20446)2(2,2,1涡轮蜗杆齿根园直径 mmmxzdmmmqdff4 .200)4 . 22(4 .30)4 . 2(221蜗杆轴向齿距 mmmPx56.12蜗杆沿分度圆柱上的轴向齿厚 mmms28. 65 . 01蜗杆沿分度圆柱上的法向齿厚 mmssn15. 6cos11涡轮轮缘宽度 mmdba347 . 01涡轮齿顶圆弧半径 mmmdrfa162 . 05 . 012涡轮齿根圆弧半径 mmmdraf8 .242 . 05 . 012辽宁工程技术大学课程设计7蜗杆螺旋部分长度 mmmzL10535)1 . 012(22.2.4 热平衡计算热平衡计算smndv/826. 210*603111滑动速度 smvvs/88. 2cos1根据滑动速度查手册得当量摩擦角为 4 . 1v传动效率 85. 0)tan(tan955. 0v 取油的允许温度为，环境空气温度为，按自然通风ct80ct20条件散热系数为ccmwKd2/16散热面积 2010172. 0)()1 (1000mttKPAd2.2.5 蜗杆的结构设计蜗杆的结构设计蜗杆轴的刚度计算将蜗杆螺旋部分看做是以齿根圆直径为直径的轴来校核蜗杆轴的弯曲刚度，具有最大弯曲挠度可近似按下式计算 482211yLEIFFyrt蜗杆两支撑间的距离mmdL6 .183204*9 . 09 . 02蜗杆危险截面的惯性矩 44415.41924644 .30*641mmdIf蜗杆所受的圆周力 NdTFt515.38403 .770*22111蜗杆所受的径向力 NdTFr45.6020tan20416940*220tan*222145 钢取 E=201辽宁工程技术大学课程设计8 mmy0011. 06 .183*10*15.41924*48*20145.60515.383322 mmdy04. 010004010001 所以安全yy 2.2.6 蜗杆轴的强度计算蜗杆轴的强度计算（按轴进行计算）（按轴进行计算）蜗杆用 45 钢，蜗杆螺旋部分采用淬火，齿面硬度45-55HRC。按扭转硬度初步计算轴径查表取30nPAd 1100A取轴端最小直径为 30mm。 mmnPAd739. 41350108. 0*110330 在轴的输入端安装联轴器，联轴器的尺寸可以从手册中查得，采用联轴器。38*2242*19113cJcJTL =770N mmmNnpT771. 0135077. 0*9550*9550111 NdTFt515.38403 .770*22111 NdTFr45.6020tan20416940*220tan*2221 NdTFFta08.16620416940*222221计算支撑反力如下：水平面支撑反力 NFRNFRtbtaHH41. 0186*9341. 0186515.38*93186*9311辽宁工程技术大学课程设计9 垂直面支撑反力 NdFFRNdFFRarbaravv37.1218620*08.16645.60*931862*9308.4818620*08.16645.60*931862*93111111水平弯矩图 mmNRMHaH13.3841. 0*9393垂直弯矩图mmNRMmmNRMvvbvav41.115037.12*939344.447108.48*939321合成弯矩图 mmNMMMmmNMMMvHvH05.115141.115013.3861.447144.447113.382222222221211转矩按脉动循环变化处理即6 . 0 mmNTMMmmNTMMcaca38.1239)770*6 . 0(05.1151)(41.4495)770*6 . 0(61.4471)(22222221121mmNFMmmNFMBHVCAHHC74.769214669.52146112816005. 7160mmNMMMmmNMMMHCVCCHCVCC01.5020882.49628222 2 前已计算mmNT22.259971MPaTMMbbbe600/)(012查表得58. 095/55,95,5501则MPaMPabb危险截面 C 处当量弯矩：辽宁工程技术大学课程设计10mmNTMMCec61.52536)(22MPadMWMcbbeeb03. 1801 . 061.525361 . 03132.2.7 计算、校核蜗杆轴承计算、校核蜗杆轴承选用圆锥滚子轴承 32006查手册得 mmd3023200rc26. 0e3 . 2YYRs2NRRRNRRRaVaHbVbH081.4808.4841. 0371.1237.1241. 02222222221NYRSNYRS45.103 . 2*2081.48269. 23 . 2*2371.1222211 1 紧 2 松1253.17645.1008.166SNSFa NANA45.1053.17621eRAeRA22. 008.4845.1027.1437.1253.1762211按轴承 1 校核查表得 4 . 0x6 . 1Y1df5 . 1mf1tf则10.431)53.176*6 . 1371.12*4 . 0(*5 . 1*1)(11YAxRffPmdhPcfnLrth7264643)1 .43123200*1(1350*6010)(60103106310610 安全hhLL101048000016*10*3002.2.8 涡轮轴的计算与校核涡轮轴的计算与校核该轴传动中小功率，无特殊要求，选用 45 优质碳素钢调质处理，其机械性能查表得 MPaB637MPas353MPa3531辽宁工程技术大学课程设计11 MPa15512 . 0 1 . 0MPab601初按扭转强度初步计算轴径取mmnpAd32.1394.520939. 0*110330mmd30minNdTFt08.16620416940*22222NdTFr45.6020tan20416940*220tan*2222NdTFa515.38403 .770*2211 NTFq33.28212016940*212022计算支撑反力如下：水平面支撑反力 NFRRNFFRtaHbqtaHH63.872151488106.536134)67*281(*672垂直面支撑反力 NdFFRNdFFRarbaravv00. 1134102*515.3845.60*671342*9354.5913426722211水平弯矩图 mmNFMmmNFqMqHH84.4178433.282*14814873.2286833.282*818121垂直弯矩图mmNRMmmNRMvvbvav671*676718.398954.59*676721合成弯矩图辽宁工程技术大学课程设计12 mmNMMmmNMMMmmNMMMHvHvH73.2286889.417486784.4174883.4197418.398984.4178413222222222221211转矩按脉动循环变化处理即6 . 0 mmNTMMmmNTMMmmNTMMcacaca7 .25025)16940*6 . 0(73.22868)(32.42968)16940*6 . 0(85.41748)(64.43161)16940*6 . 0(83.41947)(22223322222221121MPaTMMbbbe600,/)(012查表得58. 095/55,95,5501则MPaMPabb危险截面 C 处当量弯矩：mmNTMMCec56.443999)(22危险截面 D 处当量弯矩：mmNTMMDeD06.712323)(22MPadMWMcbbeeb15.40481 . 056.4439991 . 0313MPaDb16. 5325.1111 . 006.7123233MPab551查得许用应力计算、校核蜗轮轴承选用圆锥滚子轴承 32006查手册得 mmd3023200rc26. 0e3 . 2YYRs2NRRRNRRRbVbHaVaH64.87163.8736.53954.5906.5362222222221辽宁工程技术大学课程设计13NYRSNYRS05.193 . 2*264.87225.1173 . 2*236.53922211 1 松 2 紧12565.5705.19515.38SNSFa NANA565.5725.11721eRAeRA656.064.87565.57217. 036.53925.1172211按轴承 2 校核查表得 4 . 0x6 . 1Y1df5 . 1mf1tf则74.190)565.57*6 . 164.87*4 . 0(*5 . 1*1)(22YAxRffPmdhPcfnLrth7664643)74.19023200*1(1350*6010)(60103106310610 安全hhLL101048000016*10*30

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