钢卷运输车的设计

钢卷运输车的设计摘要钢卷运输车是广泛用于轧钢生产线上的一种重要的轧钢辅助设备，其设计特点和工作性能的好坏直接影响到整个轧钢生产线的生产效率。它是将卷取机上的钢卷运输到打捆机的重要运输设备，给轧钢生产带来了极大的方便。本设计主要是对钢卷运输车的行走传动机构和升降机构进行设计和改造。本次设计研究的主要内容包括总体方案设计的选择、行走机构、升降机构的设计、主要零部件的设计与校核等。在本设计中钢卷运输车的行走机构的驱动方式的选择了电机驱动，由于传动比较大，故小车的传动机构选择了二级齿轮蜗轮蜗杆减速器。该减速器有两个输出端通过联轴器联接驱动车轮轴使车轮转动。钢卷运输车的升降动作由液压缸驱动完成。现如今随着我国钢铁行业的迅速发展，轧钢生产相关的设备也向着高效、简单、节能化发展。钢卷运输车在轧钢实现自动化生产方面起到了很大的作用，所以对于钢卷运输车的设计，既要其安全可靠，也要易于检修和维护，适合不同的生产要求同时也要最大程度的降低成本。国外该技术已比较发达，我国在引进国外技术的同时也要根据实际需要不断的创新。促进我国轧钢生产实现更加快速的发展。关键词：钢卷；运输；升降机构；冷轧TheTransportVehicleOfRollingSteelAbstractThetransportvehicleofrollingsteelisanimportantauxiliaryequipmentwhichiswidelyusedinrollingmillproductionline,itsdesignfeaturesandworkperformancehasadirectimpactontheproductivityoftheentirerollingline.Itisanimportanttransportationequipmentwhichtransportssteelrollfromrecoilingmachinetobander,whichmakeitconvenienttotheproductionofsteelrolling.Thisdesignismainlytodesignandremouldthewalkinganddrivingmechanismandliftingmechanismofthetransportvehicleofrollingsteel.Themaincontentofthisdesignresearchincludesthechoiceoftheoverallplanofdesign,travelingmechanism,thedesignofliftingmechanismandthedesignofmaincomponentsdesignandcheckingandsoon.Inthisdesign，thedrivemodeoftravelingmechanismoftransportvehicleofrollingsteelisbymotormachine.Becauseofthetachometerdriveratioisbig,Ichoosetwostagegearwormreducerforthesmallone.Thereducerhastwooutputendswhichconnectthewheelsbycouplertomakethewheelsrun.Themovementofliftingmechanismisdrivenbythehydrauliccylindertocomplete.Nowadays,withtherapiddevelopmentofChinasironandsteelindustry,therelatedequipmentofsteelrollingproductionhasefficient,simple,andenergysavingdevelopment.Thetransportvehiclehasplayedabigroleinachievingautomationproduction,sothedesignmustbesafeandreliable,easytorepairandpreserve,suitablefordifferentproductionrequirementsandalsotoreducethecostofthebigextent.Thetechnologyhasbeendevelopedinothercountries,soweshouldbringintheforeigntechnologyandalsoinnovateaccordingtoouractualneed.TopromotethesteelrollingproductionforChinatoachievemorerapiddevelopment.KEYWORDS:rollingsteel,transport,liftingmechanism,coldrolling目录摘要.IAbstract.II1绪论.11.1选题的背景.11.2国内外研究状况和相关领域中的研究成果.21.3课题的研究方法.21.4研究的内容.22总体方案设计.42.1方案设计.42.2方案的对比.42.3方案的确定.53电动机选择.83.1设计参数.83.2电动机的选择.83.2.1电机类型的选择.83.2.2选择电动机.103.2.3电动机的校核.104主要零件设计与参数计算.124.1传动比分配.124.1.1各级运动参数.124.2设计减速器第一级斜齿轮传动.134.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数.134.2.2按齿面接触强度设计.134.2.3按齿根弯曲强度设计计算.154.2.4几何尺寸计算.174.3蜗轮蜗杆的设计.174.3.1选用蜗杆传动类型.184.3.2选用蜗轮蜗杆材料.184.3.3按齿面接触疲劳强度进行设计.184.3.4蜗轮蜗杆的主要尺寸参数.194.3.5校核齿根弯曲疲劳强度.204.4确定传动系统轴的最小直径和主要轴的受力分析.204.4.1减速器输入轴的最小直径和受力分析.204.4.2计算减速器中间轴的最小直径.214.4.3减速器输出轴的最小直径和受力分析.214.4.4车轮轴的尺寸的确定.224.5轴的校核.224.5.1减速器输出轴的校核.224.5.2车轮轴的校核.254.6联轴器的选择.274.6.1选择减速器输出端与车轮轴之间的联轴器.274.6.2选择电动机与减速器之间的联轴器.284.7键的尺寸确定及校核.284.7.1减速器输出轴上键的尺寸的确定.284.7.2车轮与车轴承之间键的尺寸与校核.294.7.3蜗轮与蜗轮轴之间的键的选择与校核.304.8选择轴承并校核其寿命.304.8.1减速器轴承的选择与轴承寿命校核.304.8.2选择车轮轴上的轴承并校核.344.9车轮的校核.364.10车轮的打滑校核.374.11钢卷运输车升降机构液压缸的选择.385润滑方式的选择.395.1轴承润滑方式的选择.395.2减速器润滑方式的选择.396钢卷运输车经济与环保分析.406.1环保分析.406.2经济性分析.406.2.1投资回收期的计算.416.2.2设备合理的更新期的计算.41结束语.43致谢.44参考文献.451绪论1.1选题的背景在轧钢机械生产中，除了在轧机上完成塑性变形工序外，在整条生产线中还有一系列的辅助工序，如大型轧钢厂车间的表面清洗、加热、轧制，锯切和矫正等工序。在冷轧带钢车间有酸洗、电解清洗、退火、平整、横剪、纵切，表面镀层等工序。而在众多辅助工序中又有很多相关的辅助设备。钢卷运输车便是热、冷轧钢生厂线上一种重要的辅助设备。它是在生产过程中将钢卷从一道工序运送到下一工序的常用设备。如鞍钢股份冷轧带钢2生产线上钢卷运输车将卷取机上的钢卷运送到打捆机前打捆。同时起到辅助卷取机卷取和卸卷的作用。此次设计主要是针对冷轧带钢厂的卸卷钢卷运输车进行设计。随着轧钢生产技术的革新，轧钢生产速度的提高不仅取决于轧钢主要设备的速度的提高和轧制周期的缩短，在很大的程度上也决定于轧钢辅助设备的不断改进和日趋完善。钢卷运输车在提高轧钢生产效率方面起到了十分重要的作用。在轧钢车间，轧钢辅助设备的总重量一般要超过主要设备的重量的34倍，以825轧车间为例，其设备总重量为4400t，其中轧钢主要设备重量仅为1000t。轧钢辅助设备种类繁多，不同的设备有不同工序的任务。有些辅助设备的工作条件也很恶劣，往往是在高温、水、铁磷，潮湿和多尘的环境下运转。有些设备工作载荷很大且要承受冲击和震动，不少轧钢设备具有器制动频繁的特点。有的地动次数达到1500次/h以上，轧钢辅助设备的结构，运动和工作制也往往比轧机复杂。现代化的轧钢辅助设备往往采用的是直流电动机或者液压驱动。冷轧带钢，特别是冷轧宽带钢在国民经济中占有十分重要的地位。随着汽车制造业，食品罐头、精密仪表、容器包装、建筑机械制造和船舶制造业的迅速发展，以及日常家电用品洗衣机，空调等等需求量成倍的增长，使冷轧带钢的需求量越来越大。镀锌板，镀锡板及其他金属镀层板塑料涂层板，涂漆板和彩色涂层板等非金属涂层板，都是具有广泛用途的金属材料。尤其是非金属涂层板的生产在国外发展异常迅速，现在都以连续化生产方式在冷轧带钢厂内制造。这对于增加产量、提高质量、节约能源、降低成本改善劳动条件和减少环境污染都有重要意义。这种产品廉价物美，在国际市场上具有很强的竞争能力。目前我国大力发展冷轧带钢生产，逐步提高冷轧带钢在轧钢产品中的比重。迅速提高冷轧带钢的质量，不断增加冷轧带钢的品种，满足外贸出口对冷轧带钢需求及各个工业部门，特别是与人民生活密切相关的轻工业和日用电器，生活用具需求等。国内现有的冷轧钢板生产，设备和工艺都比较落后。为了改变这种状况：一方面从国外成套引进现代化的宽带钢冷连轧机组以及其他生产设备。另外对一些老厂的设备也进行积极改造。因此，全面了解国外现代化冷轧带钢生产过程的工艺，设备及操作技术，对于消化引进的国外技术，进行老厂的技术改造是有益的。1.2国内外研究状况和相关领域中的研究成果在1995年3月10日鞍钢钢铁集团冷轧薄板厂的赵荣国，贾成洲，徐庆田三位师傅设计了特别适用于冷轧厂酸洗机组头部的钢卷上料小车。它是有固定在车体上的驱动马达和组驱动齿轮所组成，特点是组驱动齿轮与固定在轨道基座上的齿条啮合。齿条在上齿轮在下相互啮合，传动系统简单，结构先进合理，安全可靠，有利于车体设备的检修和维护。随着我国钢铁企业的迅速发展，冶金设备也向着高效、简单、节能化发展。钢卷运输车是冷轧生产线上的常用设备。在济钢成套引进国外新型冷轧薄板机组中钢卷运输车也是必不可少的设备之一，它在开卷前接受准备站准备好的钢卷。钢卷车助卷辊旋转将钢头部经开卷机的导板台送到防断辊前面的等待位置。穿带时钢卷车上的带钢头部经过打开的夹送辊引入处理机。当带钢前端通过夹送辊时，上夹棍下降，驱动带钢向前，同时开卷机从酸洗线上缩回。处理机驱动带钢头部进入切分前钢卷小车将钢卷移到开卷机的上卷位置。此时，开卷机返回酸洗线开卷机芯轴从钢卷内孔进入外部支撑。上卷完毕，钢卷小车返回后对下一个钢卷准备站送来的钢卷做穿带准备。1.3课题的研究方法钢卷运输车根据不同的生产线的需要可以设计成不同类型，行走机构主要的驱动方式有液压缸驱动和电动机配合减速器驱动两种方式。托卷的升降装置大多用液压缸来驱动。上升装置可以单独设计成一个托卷小车，和一个运输小车配合使用。可以发挥我们的想象力，设计出一个方案使钢卷运输车更加适合冶金工业的生产需要。1.4研究的内容钢卷运输车广泛用于轧钢工业生产线，它的研究也是必不可少的。主要是对行走机构和升降机构进行设计。设计中要对钢卷运输车的各个部件进行选择和校核。升降机构常用液压缸驱动，在设计时要对液压缸进行选择。对部分零件选择润滑方式。在设计后要对钢卷运输车的经济性和环保性进行确定。2总体方案设计2.1方案设计钢卷运输车方案设计的类型有很多。为了横向行走机构的简单，安全可靠性，在本设计中行走机构的驱动装置我选择了电动机驱动。考虑小车的走行速度，由于传动比比较大，我采用了二级齿轮蜗轮蜗蜗杆减速器用两个输出端通过联轴器与主动轮轴联结，从而带动钢卷运输车在轨道上行走。小车的托举钢卷动作由液压缸驱动升降装置完成。在设计时针对有关零件的尺寸设计，强度校核也是非常重要的环节（如减速器的设计）。各个机构的组成安装位置是否便于拆装，检修和维护也是要考虑的重要问题。具体方案设计如图2.1所示。电动机安装在车架的中间，这样可以使钢卷运输车的行走更佳稳定。电动机与减速器放在同一个托板上，托板焊在钢卷运输车的机架两端。2.2方案的对比通常钢卷运输车的横向行走机构有液压缸与液压马达驱动和电动机与减速器传动驱动两种主要的方式。液压缸与液压马达驱动的相关设备成本比较高，运行平稳，适合短距离直线动作相对灵活性比较差，占地面积大，而且对周围的环境要求比较高。电动机驱动的方式结构简单，占地面积小，方便检修与维护，灵活性非常好，成本低。所以在本设计中我采用了电动机配合减速器传动的方式驱动小车横向行走。电动机驱动行走又可分为分散驱动和集中驱动方式两种。1分散驱动在冶金行业机械设备中，有的较大的设备由于两根轨道间的轨距和行走机构的驱动功率都比较大，用一台电动机驱动非常困难（如炼钢厂转炉的驱动方式），因而也经常采用用几台电动机同时驱动的形式如图2.2所示。有两台电动机经由两台减速器传动分别驱动小车的两个后轮轴，实现小车的行走动作。2集中驱动当行走机构的功率和轨距都比较小的时候为了降低加工制造成本，通常采用集中驱动的形式。集中驱动根据传动方式的不同又可分为开式齿轮传动驱动机构和闭式齿轮传动驱动机构。如图2.3、2.4所示。2.3方案的确定综上考虑：根据设计要求由于钢卷运输车行走时的转矩和行走功率都不大，因而我设计的钢卷运输车行走机构的驱动方式采用电动机集中驱动的形式。升降机构根据相关去要求特点选择由液压缸驱动。确定总体方案简图如图2.5所示。1电动机类型选择考虑到钢卷运输车的行走特性，要与所选择的电动机的机械特性相适应。钢卷运输车在正常工作时启动和制动较频繁，所以综合考虑选择冶金设备专用的YZR型电动机。2传动机构选择钢卷运输车的工作环境比较恶劣，如采用两对开式传动的齿轮减速机构齿轮磨损较快，不满足生产的安全可靠，耐用性要求。而且由于传动比比较大所以采用闭式齿轮蜗轮蜗杆减速器传动。选择蜗杆头数z1时，主要考虑传动比、效率和制造三个方面从制造方面，头数越多，蜗杆制造精度要求也越高；从提高效率看，头数越多，效率越高；从提高传动比方面，应选择较少的头数；在动力传动中，在考虑结构紧凑的前提下，应很好地考虑提高效率节约成本。综上考虑本设计中选择单头蜗杆。3联轴器的选择联轴器的类型应根据使用要求和工作条件来确定。具体选择时考虑的几个问题：（1）传递的转矩的大小和性质以及对缓冲和减震方面的要求。例如：对于传递功率较大的的重载传动，可使用齿式联轴器；对于存在严重冲击载荷或要求消除轴系扭矩震动的传动，可用簧片联轴器，轮胎式联轴器或橡胶金属环联轴器等。（2）在安装调整之后两轴相对位移的大小和方向难以保证严格精确对中，或工作过程中两轴将产生较大的附加相对位移时，应选用挠性联轴器。例如：产生的径向位移较大时，可选用滑块联轴器；当两轴的角位移较大时或两轴相交时可选用万向联轴器等。（3）联轴器的可靠性。一般由金属元件制成不需润滑的联轴器比较可靠，需要润滑的联轴器的性能会受到润滑程度影响，还可能污染环境。（4）联轴器的工作环境。对于橡胶等非金属元件制成的联轴器对工作环境的温度、腐蚀性介质，光等比较敏感，使联轴器容易老化影响其使用寿命。（5）联轴器的制造、安装，维护和成本。通常在满足使用性能的前提下，我们应选用拆装方便，维护简单，成本低廉的联轴器。例如：刚性联轴器不但结构简单，而且拆装方便，其中夹壳联轴器，可以不移动两轴的情况下，拆装联轴器，可用于低速，刚性大的传动轴。一般的非金属弹性元件联轴器（如弹性柱销联轴器，梅花型弹性联轴器和弹性套柱销联轴器），具有良好的综合性能，适用于一般的中小功率传动。（6）频繁启制动，载荷稳定，经常正反转工作。一般的非金属元件联轴器（例如梅花型弹性联轴器、轮胎式联轴器、新型梅花联轴器等）综上考虑该设计中选用新型梅花联轴器。2滚动轴承类型的选择选择滚动轴承的类型时应考虑多种因素的影响。如果轴承所受负荷的大小，方向及性质；轴向固定形式；刚度与转速要求；调心性能要求；工作环境；经济性以及其他特殊要求。概括起来，有以下选型原则：（1）转速较高，负荷不大，而旋转精度要求较高时，宜选用球轴承。（2）转速较低，负荷不大或有冲击载荷时，用滚子轴承。（3）当径向负荷与轴向负荷都比较大时，若转速高时，选用角接触球轴承。若转速不高时，用圆锥滚子轴承。（4）当轴向负荷比径向负荷大的多，且转速低时，常用两种不同类型的轴承组合，分别承受轴向和径向负荷。（5）当径向负荷比轴向负荷大的多，且转速较高时，用向心球轴承。（6）当有支撑刚度要求时，可采用角接触型轴承。（7）需调整径向游隙时，采用内锥孔轴承。（8）支点跨度大，轴的变形大或多支点轴，采用调心轴承。（9）在满足使用要求的情况下，优先选用价格低廉的轴承。一般来说，球轴承的价格低于滚子轴承的价格。精度越高价格越高。在同精度的轴承中，深沟球轴承的价格最低。综上所述在该设计中选用圆锥滚子轴承。3电动机选择3.1设计参数主要参数：钢卷质量：t20m钢车体重量：5体钢卷运输的速度：/s1.V3.2电动机的选择3.2.1电机类型的选择根据冷轧带钢厂的钢卷运输车正常工作状态下频繁启动与制动，以及其工作环境和载荷大小的工作特点，在本设计中选择我国新设计的国际市场上广泛使用的统一系列YZR型三相异步电动机。确定启动力矩M起钢卷和车体的总重量：t250m总钢卷和车体的总重力：NG33102458.9g总总车轮转速：r/in4.0136nDV传动装置总效率：道联承轮齿.3齿轮啮合效率：97.齿圆锥滚子轴承效率：80承联轴器效率：.联车轮与轨道的效率：85.0道蜗轮蜗杆的效率：73轮则传动系统的总效率：573.08.9.08.9.34起动力矩用来克服车轮滚动时的摩擦力矩和大车起动时的惯性力矩。M起M摩M惯（1）车轮滚动时的摩擦力矩如图3.1所示，车轮滚动时的摩擦力矩包括车轮摩与轨面之间的滚动摩擦力矩，车轮轴承处的摩擦力矩以及车轮轮缘与轨道侧面间的摩擦力矩，即（3-1）GK总摩)r(式中：_考虑车轮轮缘与轨道侧面间的摩擦所以起的附加助力矩系数，查文献1.表4-11取；0.2_车轮与轨道面间的滚动摩擦系数，查文献2，表1-1-10取；Kcm05.K_车轮轴承处的摩擦系数，查文献2，表1-1-9取；8._车轮轴的半径；rm14.02810r_钢卷运输车的总重量；G总将以上数据代入式（3-1）得：N.m4.5190.245)07.8.05.(3M摩（2）惯性力矩惯惯性力矩分为两部分：传动机构旋转零件的惯性力矩及大车作直线加速惯M惯1运动时的惯性力矩。分别计算如下：惯2（3-2）t375n2.150起摩）（DG式中：原动机轴上旋转零件的飞轮矩；20DG原动机的转速；n起动时间，一般取秒，取2秒；t起42t起将以上数据代入式（3-2）得：N.m08.253794.021M惯(3-3)tg6vRa2起总总惯惯GRF式中：_操作机作直线加速运动时的惯性力；F惯a总惯_为操作机的总重量；G总_为重力加速度，取；g2m/s8.9_为大车起动时的直线运动加速度，大车运行速度at60va起m/min；6v为起动时间2秒；t起R车轮半径0.2m；将以上数据代入式（3-3）得：N.m2508.96012453M惯故惯性力矩为：惯i21惯惯惯起动力矩为：起N.m56.4208.573.1943.i3.112MM惯惯摩起式中：_大车行走机构的总传动比；i_大车行走机构的总传动效率；3.2.2选择电动机由于电动机频繁启动，工作温度不高，故按启动力矩初选电动机Kw14.8.97530642g9n0MN起电初选电动机,电机功率Kw，转速r/min。160YZR.0Pn03.2.3电动机的校核为了防止电动机过载进行过载校核，由文献2.表17-1-12可知异步电动机过载校核公式为TKTN2umax式中：_由文献2.表17-1-12可知，取；T5.T2.3T_电动机的最大负载转矩；max_余量系数，直流电动机取0.90.95，交流电动机取0.9；K_电压波动系数，取0.85；u_电动机额定转矩，；Te0.2maxeT代入以上数据：TKNTmaxax22umax04.1.385.9所以电动机符合过载条件。4主要零件设计与参数计算4.1传动比分配传动部分减速器速比分配。取减速器蜗轮蜗杆的传动比；二级齿轮减速比40i。为了使结构更加紧凑，所以减速器设计为二级齿轮蜗轮蜗杆减速器。85.4019i如图4.1所示。4.1.1各级运动参数0轴即电动机输出轴：Kw；5.Pr/min；93n0N.m48.56930.0T轴即减速器高速轴：Kw；.501联Pr/min；93nN.m91.5304.11T轴即减速器的中间轴：Kw；8.74.2212承齿Pr/min；985.30inN.m65.27198.50n922PT轴即减速器输出轴：Kw；23承蜗r/min；4019inN.m35.781.533PT轴即为车轮轴：Kw；49.09.242434联承r/min；8.nN.m65.38.459044PT小车各级运动参数如下表：表4.1钢卷运输车各级运动参数轴序号功率（Kw）转速（r/min）转矩（N.m）传动形式传动比i效率05.593056.48联轴器10.995.44593055.91一级齿轮4.850.975.18192257.65蜗杆400.733.714.87381.35联轴器10.993.494.86943.654.2设计减速器第一级斜齿轮传动4.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数钢卷运输车一般为工作机器，速度不高，故选用7级精度。材料选择由文献3.表10-1小齿轮材料为调质处理，硬度为;大齿轮材料为钢调质处理，r40CHBS280#45硬度为。HBS2选择小齿轮的齿数为,则大齿轮齿数，取；初21Z.168.42Z162Z选螺旋角。144.2.2按齿面接触强度设计1）按文献3.公式10-21计算分度圆直径，即：(4.1)32d1tt12HEZTK式中：_试选;Kt6.t_由文献3.图10-30选取区域系数；ZH43.2ZH_由文献3.图10-26查得，78.01，；93.027.19308.由文献3.图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim；大齿轮的接触疲劳强度极限；a6li1MPa50lim2MP小齿轮传递的转矩；T由文献3.表10-6查得材料的弹性影响系数；ZE21a8.9ZE由文献3.图10-19选择齿宽系数为；d1d齿数比为；85.4计算应力循环次数：；9h1104)53082(19306Jn0LN；892.5.4iN由文献3.图10-19查得接触疲劳强度寿命系数为；接触.1KHN5.2HN疲劳许用应力为，取失效概率为，安全系数为:H%1S；a540690.lim1MPSKHN；.252li2；a31.41HH将以上数据代入公式（4.1）得：；m69.452.53188.471.09562d3t12）计算圆周速度Vm/s2./s10693.45106ndtV3）计算齿宽与模数bmnt；.bt1d；85.124cos95cosntZ；m6.2.hnt；01.6b4）计算纵向重合度903.14tan238.tan318.0dZ5）计算载荷系数K已知使用系数，根据，7级精度，由文献3.图10-8查得动载Am/s2.V荷系数；由文献3.表10-4查得的值与直齿轮的相同，由插值法求此时08.1VKH。KH42.1b023.)6.1(8.012-d2KH由文献3.图10-13查得；3F由文献3.表10-3查得；.E84.120.41KHVA6）按实际载荷系数计算分度圆直径，由文献3.公式10-10a得md33tt17）计算模数mn94.2cos87.4cos1nZ4.2.3按齿根弯曲强度设计计算由文献3.公式10-17得(4.2)321dncosmFSYZK式中_载荷系数；K72.13.081KFVA_根据纵向重合度，由文献3.图10-28查得螺旋角影响系数Y93.1；8.0_当量齿数；ZV27.64cos221ZV；98.614cos22_齿形系数，由文献3.表10-5查得,；YF592.1YF160.F_应力校正系数，由文献3.表10-5得,；SS82YS_弯曲疲劳强度极限，由文献3.图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极FE限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限为；a501MPa3802MPFE_弯曲疲劳寿命系数，由文献3.图10-18取；KFN5.1KN91.02FN_弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数,由文献3.公式10-124S得：；a57.304.18501MPSKFENF；2922计算大、小齿轮的并进行比较：FSY；0136.57.30921S；8.462FY对比大齿轮的值比较大。将以上数据代入公式（4.2）中：37.1058.71.24cos096.57.1m323n对比计算结果，齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于齿面弯曲疲劳强度计算的模mn数。取，满足弯曲疲劳强度的要求，但为了同时满足齿面接触疲劳强度，需按5.1n照接触疲劳强度的计算的分度圆直径来计算应有齿数。于是由：87.4d1,取；则,取96.305.14cos87mcosdn1Z31Z35.1085.412Z。524.2.4几何尺寸计算（1）计算中心距m68.140cos25.31cos2man1Z将中心距圆整为；40（2）计算斜齿轮螺旋角8.134025.31arcos2Zarcosn1因值改变不多，故参数、等不必修正。KH（3）计算大小齿轮的分度圆直径m8.47cos13.5mdn1Z2.n2（4）计算齿轮宽度8.47.1db圆整后取，；m50b251（5）齿轮的结构设计：以大齿轮为例，因齿轮齿顶圆直径,m50d1602故选用腹板式结构。以上计算第一级齿轮的基本参数如下表：表4.2减速器第一级斜齿轮传动的基本参数模数mn中心距）（a螺旋角小齿轮齿数大齿轮齿数齿形角小齿轮分度圆直径（mm）大齿轮分度圆直径（mm）1.514013.8311512047.88233.234.3蜗轮蜗杆的设计4.3.1选用蜗杆传动类型查资料可知蜗杆的头数越多加工越困难，制造的成本就越高；而头数越少传动比越大，因次根据本设计要求传动比i=40较大，故采用单头渐开线蜗杆。4.3.2选用蜗轮蜗杆材料考虑到蜗杆的传递功率不大，速度是中等，故蜗杆用钢；要求效率要高，耐#45磨性要好，故蜗杆螺旋齿面要进行淬火处理，硬度为；蜗轮材料选择铸锡HRC青铜，金属模铸。为了节约贵重有色金属，齿圈用铸锡磷青铜制造，而轮10nuPSZC芯用灰铸铁制造。HT4.3.3按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗轮蜗杆传动的设计原则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度，由文献3.公式11-12传动中心距：322aHPEZTK(1)确定作用在蜗轮上的转矩；m.1065.732N（2）确定载荷系数因工作载荷比较稳定，故取载荷分布不均匀系数,由文献3.表11-5选取使K用系数,由于转速不高，冲击不大，可取动载系数为,则1KA05.1V；05.1V（3）确定弹性影响系数ZE因选用的材料是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配合，故；21a60MPZE（4）确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值，由文献3.图11-18可d1a35.d1查得；9.2Z（5）确定许用接触应力H根据蜗轮的材料为铸锡磷青铜,金属模铸造。蜗杆螺旋齿面硬度10nuPSZC,可以从文献3.表11-7查得蜗轮的基本许用应力。应力循环HRC4a268MPH次数，寿命系数7n21082.3408.160jLN，则；7.8.137KHa96.2.MPKHNH（6）计算中心距m08.196.2105.270.1a3取中心距。因，故从文献3.表11-2中选取模数。蜗杆的分度m125a4i5圆直径，这时，由文献3.图11-18中可查得接触系数0d.0125ad，因为，因此以上计算结果可用。74.ZZ减速器第二级蜗杆传动的基本参数如下表：表4.3第二级蜗杆传动的基本参数模数m中心距）（ma蜗杆头数涡轮的齿数传动比i5125141404.3.4蜗轮蜗杆的主要尺寸参数（1）蜗杆轴向齿距：；15.708maP直径系数：，由文献3.表11-2可查得；q齿顶圆直径