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剪板机传动系统设计【三维PROE】【全套7张CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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图纸-CAD
中间大齿轮-A2.dwg
曲轴-A2.dwg
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轴3-A2.dwg
轴4-A2.dwg
输入小齿轮-A2.dwg
输出小齿轮-A2.dwg
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目 录

摘 要III

AbstractIV

第一章 绪论1

第二章 总体设计2

2.1设计要求2

2.2方案设计2

2.2.1方案对比2

2.2.2方案确定4

第三章 总体参数计算5

3.1电动机的选择5

3.1.1电动机类型选择5

3.1.2电动机功率的确定5

3.1.3电动机转速的确定6

3.2传动比的分配6

3.3运动和动力参数计算6

3.3.1各轴的转速6

3.3.2各轴的输入功率6

3.3.3各轴的输入转矩7

第四章 各级齿轮传动的设计与校核8

4.1第一级齿轮传动8

4.1.1齿轮的类型8

4.1.2尺面接触强度较合8

4.1.3按轮齿弯曲强度设计计算9

4.1.4几何尺寸计算10

4.1.5 验算11

4.2第二级齿轮传动设计12

4.2.1齿轮的类型12

4.2.2尺面接触强度较合13

4.2.3按轮齿弯曲强度设计计算14

4.2.4几何尺寸计算15

4.2.5验算16

4.3开式齿轮传动的设计17

4.3.1选精度等级、材料和齿数17

4.3.2按齿面接触疲劳强度设计17

4.3.3按齿根弯曲强度设计19

4.3.4几何尺寸计算20

第五章 轴及其轴上零件的设计与校核22

5.1轴122

5.2 轴224

5.3轴3、轴426

5.4曲轴27

5.4.1曲轴主要尺寸的确定27

5.4.2 曲轴材料选择及毛坯制造28

5.4.3曲轴的平衡29

5.4.4曲轴疲劳强度校核31

5.5轴承及键的校核36

5.6联轴器的选用37

5.6.1 电机轴与轴1上联轴器的选用37

5.6.2轴3与轴4上联轴器的选用37

第六章 箱体及附件的设计38

6.1箱体的设计38

6.1.1箱体的结构设计38

6.1.2油面位置及箱座高度的确定38

6.1.3箱体结构的工艺性38

6.1.4附件的结构设计39

6.2润滑与密封40

6.2.1轴承润滑40

6.2.2齿轮润滑40

6.2.3密封类型的选择40

总 结41

参考文献42

致 谢43


摘 要

铡刀式剪板机安装在剪切线上,用于剪切冷状态下的钢板。剪切钢板的前后端,剪出钢板试样及有缺陷的部分以及钢板的最后成品尺寸。本文主要正对剪板机传动系统进行设计,本次采用的传动系统为电动机通过三级齿轮传动减速驱动曲柄滑块机构做往复的直线运动来对钢板进行切削。

本文首先,通过对剪板机结构及原理进行分析,在此分析基础上提出了剪板机传动系统的总体结构;接着,对主要技术参数进行了计算选择;然后,对各主要零部件进行了设计与校核;最后,通过AutoCAD制图软件绘制了剪板机传动系统装配图及主要零部件图。

通过本次设计,巩固了大学所学专业知识,如:机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等;掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD制图软件,对今后的工作于生活具有极大意义。

关键词:剪板机,传动系统,齿轮,轴


Abstract

Guillotine shears mounted shear line for steel plate shear cold state. Front and rear ends of the shear plate, cut the size of the final product and the steel samples defective part and steel sheet. This article is on the cutting drive system design, this drive system used in the motor by three gear reduction drive slider-crank mechanism reciprocating linear motion to cut steel sheet.

Firstly, by making the structure and principles of cutting analysis, this analysis presents the overall structure of the transmission system on the basis of cutting; Next, the main technical parameters were calculated selection; then, for each of the main components were Design and Verification; and finally, through the AutoCAD drawing software to draw the cutting transmission assembly drawing and major components Fig.

Through this design, the consolidation of the university is the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerances and interchangeability theory, mechanical drawing and the like; mastered the design of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD mapping software on the future work of great significance in life.

Keywords: Shears, Transmission, Gears, Shafts


第一章 绪论

在使用金属板材较多的工业部门,都需要根据尺寸要求对板材进行切断加工,所以剪板机就成为各工业部门使用最为广泛的板料剪断设备。

剪板机目前主要有以下几种:

(1)平刃剪板机:剪切质量较好,扭曲变形小,但剪切力大,耗能大。机械传动的较多,该剪板机上下两刃彼此平行,常用于轧钢厂热剪切初扎方坯和板坯。

(2)斜刃剪板机:分闸式剪板机和摆式剪板机,剪切质量较前者差,有扭曲变形,但力能消耗较前者小,适用于中大型剪板机。

(3)多用途剪板机:板料折弯剪板机,即在同一台机器上可完成两种工艺,假期下部进行板料剪切,上部进行折弯,也有的机器前部进行剪切,后部进行板料折弯。

(4)专用剪板机:气动剪板机大多用在剪切线上速度快,剪切次数高。

(5)数控剪板机:直接对后挡料器进行位置编程,可进行位置校正,具有多工步编程功能,可实现多步自动运行,完成多工步零件一次性加工,提高生产效率[1]。

对称传动剪板机是一种典型的对称传动的机械,主要用于剪裁各种尺寸金属板材的直线边缘。该设备应用广泛,具有结构简单,维修方便,经济实用的优点。

本机器的工作原理:动力源电动机通过传动系统传动(三级齿轮传动)减速驱动执行机构—曲柄滑块机构,该机构将电动机的旋转运动转化为往复的直线运动,在此过程中,由切刀(固定在滑块上)来进行对板料的切削。


内容简介:
XXXXX 毕 业 设 计 (论 文 ) 剪板机传动系统 设计 系 名: 专业班级: 学生姓名: 学 号: 指导教师姓名: 指导教师职称: 年 月 nts I 目 录 摘 要 . III Abstract . IV 第一章 绪论 . 1 第二章 总体设计 . 2 2.1 设计要求 . 2 2.2 方案设计 . 2 2.2.1 方案对比 . 2 2.2.2 方案确定 . 4 第三章 总体参数计算 . 5 3.1 电动机的选择 . 5 3.1.1 电动机类型选择 . 5 3.1.2 电动机功率的确定 . 5 3.1.3 电动机转速的确定 . 6 3.2 传动比的分配 . 6 3.3 运动和动力参数计算 . 6 3.3.1 各轴的转速 . 6 3.3.2 各轴的输入功率 . 6 3.3.3 各轴的输入转矩 . 7 第四章 各级齿轮传动的设计与校核 . 8 4.1 第一级齿轮传动 . 8 4.1.1 齿轮的类型 . 8 4.1.2 尺面接触强度较合 . 8 4.1.3 按轮齿弯曲强 度设计计算 . 9 4.1.4 几何尺寸计算 . 10 4.1.5 验算 . 11 4.2 第二级齿轮传动设计 . 12 4.2.1 齿轮的类型 . 12 4.2.2 尺面接触强度较合 . 13 4.2.3 按轮齿弯曲强度设计计算 . 14 4.2.4 几何尺寸计算 . 15 4.2.5 验算 . 16 4.3 开式齿轮传动的设计 . 17 4.3.1 选精度等级、材料和齿数 . 17 4.3.2 按齿面接触疲劳强度设计 . 17 nts II 4.3.3 按齿根弯曲强度设计 . 19 4.3.4 几何尺寸计算 . 20 第五章 轴及其轴上零件的设计与校核 . 22 5.1 轴 1 . 22 5.2 轴 2 . 24 5.3 轴 3、轴 4 . 26 5.4 曲轴 . 27 5.4.1 曲轴主要尺寸的确定 . 27 5.4.2 曲轴材料选择及毛坯制造 . 28 5.4.3 曲轴的平衡 . 29 5.4.4 曲轴疲劳强度校核 . 31 5.5 轴承及键的校核 . 36 5.6 联轴器的选用 . 37 5.6.1 电机轴与轴 1 上联轴器的选用 . 37 5.6.2 轴 3 与轴 4 上联轴器的选用 . 37 第六章 箱体及附件的设计 . 38 6.1 箱体的设计 . 38 6.1.1 箱体的结构设计 . 38 6.1.2 油面位置及箱座高度的确定 . 38 6.1.3 箱体结构的工艺性 . 38 6.1.4 附件的结构设 计 . 39 6.2 润滑与密封 . 40 6.2.1 轴承润滑 . 40 6.2.2 齿轮润滑 . 40 6.2.3 密封类型的选择 . 40 总 结 . 41 参考文献 . 42 致 谢 . 43 nts III 摘 要 铡刀 式 剪板机安装在剪切线上,用于剪切冷状态下的钢板。剪切钢板的前后端,剪出钢板试样及有缺陷的部分以及钢板的最后成品尺寸。本文主要正对剪板机传动系统进行设计,本次采用的传动系统为 电动机通过 三 级齿轮传动减速驱动曲柄滑块机构 做 往复的直线运动来对 钢板进行 切削。 本文 首先,通过对 剪板机 结构及原理进行分析,在此分析基础上提出了 剪板机传动系统 的总体结构;接着,对主要技术参数进行了计算选择;然后,对各 主要零部件进行了设计与校核;最后,通过 AutoCAD 制图软件绘制了 剪板机传动系统 装配图及主要零部件图。 通过本次设计,巩固了大学所学专业知识,如:机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等;掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD 制图软件,对今后的工作于生活具有极大意义。 关键词 : 剪板机 ,传动 系统 ,齿轮,轴 nts IV Abstract Guillotine shears mounted shear line for steel plate shear cold state. Front and rear ends of the shear plate, cut the size of the final product and the steel samples defective part and steel sheet. This article is on the cutting drive system design, this drive system used in the motor by three gear reduction drive slider-crank mechanism reciprocating linear motion to cut steel sheet. Firstly, by making the structure and principles of cutting analysis, this analysis presents the overall structure of the transmission system on the basis of cutting; Next, the main technical parameters were calculated selection; then, for each of the main components were Design and Verification; and finally, through the AutoCAD drawing software to draw the cutting transmission assembly drawing and major components Fig. Through this design, the consolidation of the university is the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerances and interchangeability theory, mechanical drawing and the like; mastered the design of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD mapping software on the future work of great significance in life. Keywords: Shears, Transmission, Gears, Shafts nts 1 第一章 绪论 在使用金属板材较多的工业部门,都需要根据尺寸要求对板材进行切断加工,所以剪板机就成为各工业部门使用最为广泛的板料剪断设备。 剪板机目前主要有以下几种: ( 1) 平刃剪板机:剪切质量较好,扭曲变形小,但剪切力大,耗能大。机械传动的较多,该剪板机上下两刃彼此平行,常用于轧钢厂热剪切初扎方坯和板坯。 ( 2) 斜刃剪板机:分闸式剪板机和摆式剪板机,剪切质量较前者差,有扭曲变形,但力能消耗较前者小,适用于中大型剪板机。 ( 3) 多用途剪板机:板料折弯剪板机,即在同一台机器上可完成两种工艺,假期下部进行板料剪切,上部进行折弯,也有的机器前部进行剪切,后部进行板料折弯。 ( 4) 专用剪板机:气动剪板机大多用在剪切线上速度快,剪切次数高。 ( 5) 数控 剪板机:直接对后挡料器进行位置编程,可进行位置校正,具有多工步编程功能,可实现多步自动运行,完成多工步零件一次性加工,提高生产效率 1。 对称传动剪板机是一种典型的对称传动的机械,主要用于剪裁各种尺寸金属板材的直线边缘。该设备应用广泛,具有结构简单,维修方便,经济实用的优点。 本机器的工作原理:动力源电动机通过 传动系统传动(三 级齿轮传动)减速驱动执行机构 曲柄滑块机构,该机构将电动机的旋转运动转化为往复的直线运动,在此过程中,由切刀(固定在滑块上)来进行对板料的切削。 nts 2 第二 章 总体设计 2.1 设计要求 设计一剪板机传动系统,其技术参数如下: 板材长度: 600012000mm 板材宽度: 10002500mm 板材厚度: 630mm 板材强度极限: 60N/mm2 板材延伸率: 17% 上刀刃倾角: 2 30 上下刀刃间的侧间间隙: 1mm 刀刃磨钝系数: 1.2 曲轴半径: 105mm 剪刀开口: 210mm 剪刀长度: 2500mm 每分钟剪切次数: 620 次 /min 2.2 方案设计 剪板机主要是通过滑块上刀片的往复直线运动来实现切断功能,能实现这个目的主要由液压传动和机械传动两种。 剪板机主要是通过滑块上刀片的往复直线运动来实现切断功能,能实现这个目的主要由液压传动和机械 传动 两种。 2.2.1 方案对比 ( 1)方案一: 液压传动方案 剪板机液压传动系统原理图如图 2-1 所示,其原理:手动换向阀 6 推向左位(即左位接入系统),此时活塞在压力油的作用下向下运动,对板料进行剪 切加工,当加工完成后,将阀 6 手柄推向右位(即右位接入系统),活塞向上运动,即刀片上抬,到了一定位置,将阀 6 手柄推入中位,这样活塞就停留在此位置不动。然后剪切第二次时,重复上述操作。手动换向阀 6 也可改为电气控制的换向阀,从而实现 自动 连续剪切,提高效率。 nts 3 1.油箱 2.粗过滤器 3.液压泵 4.溢流阀 5.调速阀 6.手动三位四通换向阀 7.液压缸 8.滑块 图 2-1 液压传动系统原理图 液压剪板机采用液压传动,使机器工作时平稳,噪声小,安全可靠,可以进行单次连续剪切,剪板厚度也较机械传动的厚,但是液压系统 是利用液体作为中间介质来传递动力的,剪切力大时,油压也相应的高,对液压元件的精度、强度要求也高,制造成本也相应的较高,而且液压系统不可避免的存在,泄露问题,会造成污染,油温的变化会引起油液粘度变化,影响液压传动工作的平稳性,所以适应环境能力小 2。另外,液压剪板机的维修也不方便,需要掌握一定的专业知识,因此此次设计不选用此方案。 ( 2)方案二: 机械传动方案 ( a) 凸轮机构方案 图 2-2 凸轮机构原理图 凸轮机构的工作原理如图 2-2 所示:主轴的转动带动凸轮传动,凸轮升程时推动滑块(即刀片)作剪切动作。回 程时,滑块在弹簧的作用下上升到开始位置,准备下一个动作循环。 凸轮机构的优点是可以根据从动件的运动规律来选择机构的尺寸和确定凸轮轮廓线。缺点是凸轮机构一般用于控制机构而不是用于执行机构,因为其工作压力不能太大,否则会严重磨损凸轮的轮廓及推杆,导致该机构不能实现预期的动作要求,不能保证机器的稳定性,因此该方案不予采用。 ( b) 曲柄滑块机构方案 nts 4 曲柄滑块机构的工作原理如图 2-3 所示:通过主轴转动带动曲柄转动,曲柄通过连杆使滑块作上下往复运动,实现剪切动作。 图 2-3 曲柄滑块机构原理图 该机构具有结构简单、 加工容易、维修方便、经济实用的优点,故采用此方案即曲柄滑块机构作为执行机构比较合适 3。 2.2.2 方案确定 综合考虑,本次剪板机设计的总体方案为电动机经过 三级 齿轮减速驱动主轴上的曲柄滑块机构,使滑块作往复运动,进行剪切动作,设计传动系统图如图 2-4 所示。 图 2-4 传动 系统 简图 nts 5 第三章 总体参数计算 3.1 电动机的选择 3.1.1 电动机类型选择 本次设计所选用的电动机的类型和机构形式应根据电源种类、工作条件、载荷大小和性质变化、启动性能、制动、正反转的频率程度等条件来选择。 电动机分交流电动机和直流 电动机两种。由于生产单位一般多采用三相交流电源 ,因此 ,无特殊要求时 ,均应采用三相交流电动机。其中异步电动机是交流电动机的一种 ,它是把电能转化为机械能的一种动力机械 ,一般以三相异步交流电动机应用最广泛。 JR 系列电动机为封闭式三相异步电动机 ,能防止灰尘、铁屑或其它杂物侵入电机内部,效率高,耗能少,性能好,噪音低,振动小,体积小,重量轻,运行可靠,维修方便。不仅使用于水泵、鼓风机、金属切削机床及运输机械 ,更使用于灰尘较多、水土飞溅的地方 ,如碾米机 ,磨粉机 ,脱壳机及其它农业机械 ,矿山机械等。 根据工作环境和要求 ,选用 JR 系列电动机 4。 3.1.2 电动机功率的确定 电动机的容量选择的是否合适 ,对电动机的正常工作和经济性都有影响。容量选的过小 ,不能保证工作机的正常的工作或使电动机因过载而过早的损坏 ;而容量选的过大 ,则电动机的价格较高 ,能力又不能充分利用 ,而且由于电动机经常不满载运行 ,其效率和功率因数都较低 ,增加电能消耗而造成能源的浪费。 该剪板机的剪切力根据诺沙里公式 5: P = )10116.01(g 0. 62bxx2xbxytgZth ( 3-1) 式中 P 剪切力 b 被剪板料强度极限,实际中的板料 b =640N/mm2 x 被剪板料延伸率, x =17% h 被剪板料厚度 , mmh 30 上刀刃倾斜 =230 Z 被剪部分弯曲力系数, Z =0.95 y 前刃侧向间隙相对值, y =0.083 x 压具 影响系数 x=7.7 把已知数据代入式( 3-1) nts 6 )17.70 8 3.06 4 017.0101117.06.02 . 595.01(g 2 . 5300 . 1 7046 0 . 622tgtP=3170KN 根据表 8-2-2, Q11 型剪板机技术参数 1,类比样机,选取电动机的功率为 130KW。 3.1.3 电动机 转速的确定 已知每分钟剪切次数: 37 次 /min, 即:曲轴转速为 wn =37r/min 由于传动由齿轮组成的。按推荐的传动副传动比较合理的范围,取 单 级圆柱齿轮传动比 i =2 6,则总传动比合理范围为 ai =8 216,则电动机转速可选范围为: di = ai wn =(16 160)wn =24 1512r/min 查表 19.1 Y 系列三相异步电动机的技术数据 6,选取 JR125-6 型电动机比较合适 ,其技术参数如下 :其额定 功率为 130KW,级数为 6,满载转速 980r/min。 3.2 传动比的分配 通 过对 30 2500mm 剪板机调查,其各级齿轮传动比为: 4 6 7.5,3 6 8.3,4 0 7.3 321 iii 则,总的传动比为: 733.62321 iiii 3.3 运动和动力参数计算 3.3.1 各轴的转速 1 轴 m i n/9 8 01 rnn m 2 轴 m i n/64.2 8 74 0 7.39 8 0112 rinn 3 轴 m in/4.853 6 8.364.2 8 7223 rinn 4 轴 m in/4.8534 rnn 曲 轴 m in/62.154 6 7.54.85345 rinn 3.3.2 各轴的输入 功率 nts 7 1 轴 kwPP 7.1 2 899.01 3 0101 2 轴 kwPP 6.12398.098.07.1283212 3 轴 kwPP 71.1 1 898.098.06.1 2 33223 4 轴 kwPP 5798.098.0271.1182 3234 曲 轴 kwPP 75.5498.098.0573245 3.3.3 各轴的输入转矩 电机轴 mNnPT 84.1 2 6 69 8 01 3 09 5 5 09 5 5 0000 1 轴 mNnPT 17.1 2 5 49 8 07.1 2 89 5 5 09 5 5 0111 2 轴 mNnPT 67.4 1 0 364.2876.1239 5 5 09 5 5 0222 3 轴 mNnPT 12.1 3 2 7 44.8571.1 1 89 5 5 09 5 5 0333 4 轴 mNnPT 12.6 3 7 44.85579 5 5 09 5 5 0444 曲 轴 mNnPT 91.3 3 4 7 362.1575.549 5 5 09 5 5 0555 整理列表 轴名 功率kwP/ 转矩 mNT / 转速 min)/( rn 传动比 电机轴 130 1266.84 980 1 轴 128.7 1254.17 980 1 2 轴 123.6 4103.67 287.64 3.407 3 轴 118.71 13274.95 85.4 3.368 4 轴 57 6374.12 85.4 1 曲轴 54.75 33473.91 15.62 5.467 nts 8 第四章 各级齿轮传动 的设计与校核 4.1 第一级齿轮传动 4.1.1 齿轮的类型 1)依照设计要求,本设计高速级选用 人字形 圆柱齿轮传动。 2)运转速度不高,查机械设计基础表 11-2,选用 8 级精度。 3)材料选择:材料选择 选择小齿轮材料为 40Cr(调质)硬度为 280HBS,大齿轮材料为 45(调质)硬度为 240HBS,两者材料硬度差为 40HBS。 ( 1)由表 6.3 查得材料的弹性影响系数 2/18.189 MPaZ E 查机械设计基础表 11-5,取 25.1SF, 0.1SH。 查表 11-4,取区域系数 5.2zH。 ( 2)由图 6.14 按齿面硬度查得 小齿轮的接触疲劳强度极限 MPaH 6001lim 大齿轮的接触疲劳强度极限 MPaH 5502lim ( 3)由式 6.11 计算应力循环次数 911 1076.2)283 0 010(19 8 06060 hjLnN 992 1058.62.4 1076.2 N ( 4)由图 6.16 查得接触疲劳强度寿命系数 95.01 NZ 98.02 NZ ( 5)计算接触疲劳强度许用应力 取失效概率为 1%,安全系数为 S=1.0,由式 10-12 得 M P aM P aSZ HNH 57060095.01l i m11 M P aM P aSZ HNH 53955098.02l i m22 4)螺旋角: 820,初选 =15 5)齿数:初选小齿轮齿数: 201 z ; 大齿轮齿数: 6817.684 0 7.3202 ,圆整取z 4.1.2 尺面接触强度较合 nts 9 3 2HHEd11 ) ZZZ(u 1u2 K Td ( 1)取载荷 3.1K ( 2)两支承相对小齿轮非对称分布,故取 8.0d( 3) 8.189EZ , 5.2HZ , 983.0c o s Zmm6.331)539 0 . 9 8 32 . 51 8 9 . 8(3 . 4 0 7 1407.30 . 8 1017.12541 . 32d 3 231 ( 4)计算模数nmmmzdmn 02.162015co s6.3 3 1co s11 ( 5) mmdbd 28.2656.3318.01 ( 6)计算齿轮圆周速度 smndv /98.15100060 9806.33114.3100060 11 4.1.3 按轮齿弯曲强度设计计算 因为所选材料硬小于 350HBS,所以为软齿面。 1)法向模数 3 2121c o s2FSFdnYYZKTm 2)查机械设计基础表 11-3,得载荷系数 k=1.3 3)查机械设计基础表 11-6,得齿宽系数 8.0d由图 6.15 查得 小齿轮的弯曲疲劳强度极限 MPaFE 5001 大齿轮的弯曲疲劳强度极限 MPaFE 3802 由图 6.16 查得弯曲疲劳寿命系数 92.01 NZ 96.02 NZ 计算弯曲疲劳许用应力 取失效概率为 1%,安全系数为 S=1.3,由式 10-13 得 M P aSZ FENF 85.3533.1 50092.0111 M P aSZ FENF 62.2803.1 38096.0222 nts 10 4)小 齿轮上的转矩 mNT 17.12541 5)齿形系数 9.12215co s20co s 3311 zzv21.9315c os 84c os 3322 zvz 查机械设计基础图 11-8 得: 72.21 FY, 15.22 FY查机械设计基础图 11-9 得: 57.11 SY, 8.12 SY因为 0 1 2 0 7.085.3 5 357.172.2 1 11 FSF YY 和 0 1 3 7 9.062.2 8 08.115.2 2 22 FSF YY 比较 大齿轮的数值较大。 6)法向模数 3 2121c o s2FSFdnYYZKTm mmm n 36.11013 79.0208.0 15c os1017.125 43.123 2 23 对比计算结果 ,由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,取 36.11nm, 圆整后就近取标准模数 12nm已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度 ,需按接触疲劳强度算得的分度圆直径 mmd 6.3211 来计算应有的齿数,于是有: 69.2612 15co s6.331co s11 ntmdz ,圆整取271 z则 99.914 0 7.3272 z ,圆整取 922 z 4.1.4 几何 尺寸 计算 1)中心距 mmmmmzza n 19.73915c o s2 12)9227(c o s2 )( 21 圆整为 740mm。 2)确定螺旋角: nts 11 23.157402 12)9227(a r c c o s2 )(a r c c o s 21 a mzz n 3)确定齿轮的分度圆直径: mmmzdmmmzdnn2.1 1 4 423.15c o s1292c o s8.33523.15c o s1227c o s22114)齿轮宽度: mmdb d 64.2 6 88.3 3 58.01 圆整为 270mm 圆整后取 mmB 2702 ; mmB 2751 。 6)齿轮尺寸表: 将几何尺寸汇于表: 序号 名称 符号 计算公式及参数选择 1 法相 模数 nm mm12 2 螺旋角 23.15 3 分度圆直径 12,dd mmmm 2.1 14 4,8.3 35 4 齿顶高 ah mm12 5 齿根高 fh mm15 6 全齿高 h mm27 7 顶隙 c mm3 8 齿顶圆直径 12,aadd mmmm 2.1 16 8,8.3 59 9 齿根圆直径 12,ffdd mmmm 2.1 11 4,8.3 05 10 中心距 a 740mm 4.1.5 验算 ( 1) 齿面接触强度 nts 12 M P aM P auubdkTHHEH zzz5707.226407.31407.38.3352701017.12543.1223.15c o s5.28.189121232111可知是安全的 M P aM P auubdkTHHEH zzz5393.224407.31407.32.11442701067.41033.1223.15c o s5.28.189122232222校核安全。 ( 2) 齿 面弯曲强度 M p aM p aYYmbd KT SaFnttF3538.11757.172.2128.335270 1017.1 2 5 43.122311111 M p aM p aYYYYSaFaSaFaFF2803.10257.172.28.115.28.117112212 校核安全 4.2 第二级 齿轮传动设计 4.2.1 齿轮的类型 1)依照设计要求,本设计 中间 级选用斜齿圆柱齿轮传动。 2)搓丝机为一般工作机器,运转速度不高,查机械设计基础表 11-2,选用 8级精度。 3)材料选择:材料选择 选择小齿轮材料为 45(调质)硬度为 280HBS,大齿轮材料为 45(调质)硬度为 240HBS,两者材料硬度差 为 40HBS。 ( 1)由表 6.3 查得材料的弹性影响系数 2/18.189 MPaZ E 查机械设计基础表 11-5,取 25.1SF, 0.1SH。 查表 11-4,取区域系数 5.2zH。 ( 2)由图 6.14 按齿面硬度查得 小齿轮的接触疲劳强度极限 MPaH 6001lim nts 13 大齿轮的接触疲劳强度极限 MPaH 5502lim ( 3)由式 6.11 计算应力循 环次数 811 1021.9)283 0 010(164.2 8 76060 hjLnN 882 1088.22.3 1021.9 N ( 4)由图 6.16 查得接触疲劳强度寿命系数 98.01 NZ 02.12 NZ ( 5)计算接触疲劳强度许用应力 取失效概率为 1%,安全系数为 S=1.25,由式 10-12 得 M P aM P aSZ HNH 58860098.01l i m11 M P aM P aSZ HNH 56155002.12l i m22 4)螺旋角: 820,初选 =15 5)齿数:初选小齿轮齿数: 201 z ; 大齿轮齿数: 68,36.673 6 8.3202 圆整取z 4.2.2 尺面接触强度较合 3 2HHEd11 ) ZZZ(u 1u2 K Td ( 1)取载荷 3.1K ( 2)两支承相对小齿轮非对称分布,故取 8.0d( 3) 8.189EZ , 5.2HZ , 983.0c o s Zmm2.391)561 0. 9832. 5189 . 8(3. 368 1368.30. 8 1067.41031. 32d 3 231 2、计算模数 nm 9.1820 15co s2.3 9 1co s11 zdm n 3、 mmdbd 96.3 1 22.3 9 18.01 nts 14 4、计算齿轮圆周速度 smndv /89.5100060 64.2872.39114.3100060 11 4.2.3 按轮齿弯曲强度设计计算 因为所选材料硬小于 350HBS,所以为软齿面。 1)法向模数 3 2121c o s2FSFdnYYZKTm 2)查机械设计基础表 11-
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