电磁炉炉盘运输传送带装置的设计【全套含有CAD图纸三维建模】
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山东英才学院毕业设计论文任务书题目电磁炉炉盘运输传送带装置的设计专业机械设计制造及其自动化学生姓名胥建国班级学号12级普本3班201201010795指导教师签字指导教师职称指导单位山东英才学院学院领导签字日期2015年12月题目电电磁炉炉盘运输传送带装置的设计艺设计艺设计装设计、工艺设计选题性质工程设计类理论研究类应用研究类程序软件开发类实验、实习、工程实践和社会调查等社会实践其它设计内容与技术要求、成果形式一毕业设计内容1本课题主要设计电磁炉炉盘运输传送带装置，保证与炉盘的及时、准确定位，实现机械手准确抓起、放入。2根据题目和原始数据查阅相关资料，准确理解题意，提出设计方案和技术路线思路，撰写2000字左右的开题报告。3根据任务书的要求，参照电磁炉炉盘和磁芯的参数，进行装置方案设计、分析论证，并绘制装配图，其中，A0图1张。4零件设计，完成夹具中设计零件的强度、刚度计算、校核及结构设计，其中，绘制折合A3图至少8张。5利用UG完成相应零件的设计建模、装置装配。6撰写8000字以上的毕业论文，并将题目、摘要和关键词翻译成英文。7翻译1500字以上汉字的英文资料。8将答辩内容用POWERPOINT制作成幻灯片。9毕业答辩。二毕业设计技术要求1电磁炉炉盘参数（参考）电磁炉磁芯重量50G；30G电磁炉磁芯尺寸5X12X63电磁炉炉盘尺寸另附图纸、尺寸（JYC21E电磁炉，网上查尺寸）电磁炉底盘重量约200G2机械手机构设计参数（参考）自由度数3机械手坐标型式圆柱坐标手指开合角度50（最大速度为50度每秒）支座旋转角度90（最大速度为90度每秒）手臂运动参数伸缩行程100MM伸缩速度80MM/S升降行程200MM升降速度80MM/S磁芯定位精度003MM驱动方式气压传动控制方式点位程序控制采用PLC3设计方法要求（参考）采用现代设计方法，进行必要的方案优化设计；关键零件的可靠性设计、有限元设计；技术经济分析与价值分析等。三毕业设计期间基本要求1毕业设计对培养学生综合运用所学知识解决实际工程问题的能力具有十分重要的意义。参加毕业设计的学生应高度重视毕业设计教学环节，认真、仔细学习学院有关文件、规定和毕业设计教学大纲要求，自觉锤炼自己严谨、准确、一丝不苟的学习态度和工作作风。2在教师的指导下，独立完成毕业设计任务书中所规定的内容，不得套用和抄袭他人成果。对设计不认真、不努力、敷衍了事、回避指导、抄袭他人成果、未完成各阶段任务及严重违纪者，将不予推荐其参加毕业答辩。3毕业设计中，要团结互助，虚心学习，勤于思考，敢于实践，勇于创新，保质保量的按时完成毕业设计任务。4毕业设计期间，实行考勤制度，按学校规定工作和休息，一般不准请假，确因特殊情况需要请假时，与指导教师协商后，按学校有关规定办理。毕业设计期间学生缺勤（包括病、事假）累积超过毕业设计时间1/3以上者，取消答辩资格，不予评定成绩，须重新补做。5必须按规定的时间和设计进度进行设计。6答辩后，将毕业设计资料、其他材料经指导教师审查通过后，按指定的顺序装入档案袋。7装入档案袋的材料有毕业设计任务书、开题报告、外文资料翻译、毕业设计（论文）、设计图纸、工作中期检查表、指导记录表、指导教师评价表、评阅评语表、答辩资格审查表、答辩记录和成绩表等。四预期成果通过本课题的设计，完成电磁炉炉盘运输传送带装置设计的装配图、部分零件图及毕业设计（论文）等。设计进度第12周熟悉毕业设计任务及要求，查阅并分析有关文献资料，翻译与本题目相关的外文资料。准确理解题意，提出设计方案和技术路线思路，撰写开题报告。第34周毕业实习、构思任务书中规定的设计装置图，第56周细化设计方案，学习相关标准，根据产品结构和技术要求确定设计装置的结构；绘制装置的结构装配图和相关零件图。第78周进行必要的实验及仿真、修改，翻译外文资料。第910周整理、总结设计结果，撰写毕业设计（论文），并将题目、摘要和关键词翻译成英文。第1112周修改毕业论文，装订毕业设计论文；第13周将答辩内容制作PPT，参加毕业答辩。参考资料1气动工程手册编委会气动工程手册M北京国防工业出版社，19952吴宗泽等简明机械零件手册M北京中国电力出版社20113张建明等机电一体化系统设计M北京北京理工大学出版社，20084陆鑫盛，周洪气动自动化系统的优化设计M上海上海科学技术文献出版社，20005冯清秀机电传动控制第五版M北京华中科技大学出版社，20106周丹丹基于PLC控制的三自由度气动机械手设计D上海上海电机学院20107岳庆来可编程控制器M北京机械工业出版社，20108吴宗泽，罗圣国机械设计课程设计手册M北京高等教育出版社，20069吴振彪工业机器人M武汉华中理工大学出版社，199710成大先机械设计手册M北京化学工业出版社，200211周艳琼，白杉电磁炉工作原理J广东家电检修技术，2001本科毕业设计（论文）题目电磁炉炉盘运输传送带装置设计专业学生姓名班级学号指导教师二年月日山东英才学院毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明所提交的毕业设计（论文），是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本研究做出过重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示了谢意。论文作者签名日期年月日I摘要首先对电磁炉炉盘运输传送带作了简单的概述；接着分析了电磁炉炉盘运输传送带的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的电磁炉炉盘运输传送带各主要零部件进行了校核。普通型电磁炉炉盘运输传送带装置由六个主要部件组成传动装置，机尾或导回装置，中部机架，拉紧装置以及尾部组件。关键词电磁炉炉盘运输传送带装置，传送带，设计计算，校核IIABSTRACTFIRSTCOOKERHOBTRANSPORTCONVEYORBRIEFLYOUTLINEDTHENANALYZESTHEPRINCIPLEOFSELECTIONCOOKERHOBTRANSPORTCONVEYORANDTHEFIRSTCONVEYORBELTTOTRANSPORTTHECOOKERHOBBRIEFLYOUTLINEDTHENANALYZESTHECOOKERHOBTRANSPORTBELTSELECTIONPRINCIPLESANDCALCULATIONMETHODSANDTHENBASEDONTHESEDESIGNCRITERIAANDCALCULATIONMETHODOFSELECTIONINACCORDANCEWITHTHEREQUIREMENTSOFAGIVENPARAMETERSELECTIONANDDESIGNTHENTHESELECTEDCOOKERHOBTRANSPORTBELTOFTHEMAINCOMPONENTSWERECHECKEDORDINARYCOOKERHOBTRANSPORTCONVEYORDEVICECONSISTSOFSIXMAINCOMPONENTSGEAR,TAILORDEVICEBACKINTOTHEMIDDLEFRAME,TAILASSEMBLYANDTENSIONINGDEVICEKEYWORDSCOOKERHOBTRANSPORTCONVEYORAPPARATUS,CONVEYORS,DESIGNCALCULATIONS,CHECKINGIII目录第1章绪论1第2章电磁炉炉盘运输传送带装置的设计计算221已知原始数据及工作条件222计算步骤4221带速的选择4222带宽的选择4223输送带宽度的核算623圆周驱动力6231计算公式6232主要阻力计算7233主要特种阻力计算8234附加特种阻力计算9235倾斜阻力计算1024传动功率计算10241传动轴功率计算10242电动机功率计算1025输送带张力计算1126传动滚筒、改向滚筒合张力计算12261改向滚筒合张力计算12262传动滚筒合张力计算1227传动滚筒最大扭矩计算1228拉紧力和拉紧行程计算1229绳芯输送带强度校核计算13第3章驱动装置的选用与设计1431电机的选用1432减速器的选用1433渐开线斜齿圆柱齿轮设计15IV34低速级斜齿圆柱齿轮设计计算表1935斜齿轮设计参数表24第4章各个轴的设计计算2541轴的设计计算2542轴的设计计算2743轴的设计计算29结论32参考文献33致谢341第1章绪论带式输送机自1795年被发明以来，经过200多年的发展，已被电力、冶金、煤炭、化工、矿山、港口等各行各业广泛采用，特别是第三次工业技术革命后新材料、新技术的采用，带式输送机的发展步入了一个新纪元。当今，无论从输送量、运距、经济效益等各方面来衡量，它已经可以同火车、汽车运输相抗衡，成为各国争先发展的行业。带式输送机具有结构简单、输送量大、输送物料范围广泛、运距长、装卸料方便、可靠性高、运费低廉、自动化程度高等特点，它的优越性已十分明显，是国民经济中不可缺少的关键设备。带式输送机因其具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转稳定、工作可靠性和密封性好、占据空间小等特点，并能适应在各种恶劣工作环境下工作，包括潮湿、泥泞、粉尘多等，所以它已经是国民经济中不可或缺的关键设备。加之国际互联网络化的实现，又大大缩短了带式输送机的设计、开发、制造、销售的周期，使它更加具有竞争力。目前，带式输送机已经成为运输系统中重要的组成部分。为了更好的研究带式输送机的工作组成原理，发现及改进其不足之处，本课题所研究的是大倾角、下运带式输送机。此次研究的主要问题在于系统的驱动件布置、软启动和制动问题。带式输送机向下运送物料时，其驱动电动的运行工矿有别于一般的带式输送机。由于运转上的需要，在结构上有特点，控制上有特殊需求。下运带式输送机的制动装置及其控制技术尤为关键。如何实现制动与自动张紧，逐渐向智能化、自动化、人性化方向发张，是目前带式输送机的发展方向，也是本课题的研究目的和意义所在。相信随着课题的不断深入，对带式输送机将会有更深入的了解，为以后的学习也能打下夯实的基础。2第2章电磁炉炉盘运输传送带装置的设计计算21已知原始数据及工作条件原始参数和工作条件1电磁炉炉盘参数（参考）电磁炉磁芯重量50G；30G电磁炉磁芯尺寸5X12X63电磁炉炉盘尺寸另附图纸、尺寸（JYC21E电磁炉，网上查尺寸）电磁炉底盘重量约200GJYC21E电磁炉外形尺寸3电磁炉炉盘尺寸直径17CM2机械手机构设计参数（参考）自由度数3机械手坐标型式圆柱坐标手指开合角度50（最大速度为50度每秒）支座旋转角度90（最大速度为90度每秒）手臂运动参数伸缩行程100MM伸缩速度80MM/S升降行程200MM升降速度80MM/S磁芯定位精度003MM驱动方式气压传动控制方式点位程序控制采用PLC3设计方法要求（参考）采用现代设计方法，进行必要的方案优化设计；关键零件的可靠性设计、有限元设计；技术经济分析与价值分析等。422计算步骤221带速的选择1输送量大，输送带较宽时，应选择较高的带速。2输送距离越短，带速应越低。较长的水平输送机，应选较高的带速3物料易滚动、粒度大、磨琢性强的，或易扬尘的以及环境卫生条件要求高的，宜选用较低的带速。4一般用于给料时，带速可取081M/S，或根据物料特性和工艺要求决定。5人工配料称重时带速不应大于125M/S。6有计量称时，带速应安自动计量称的要求而定。7输送成件物品时，带速一般小于125M/S。根据本设计特点，应选用带速速度0001001M/S。222带宽的选择电磁炉炉盘运输传送带装置使用的输送带有橡胶带、塑料带、钢带、金属网带等，最常见的是橡胶带。橡胶输送带有棉织芯、合成纤维芯、钢丝绳芯等多种。塑料输送带有层芯和整芯之分。各种芯材和不同的覆盖胶可组成各种类型的光面或花纹输送带。根据运送成品的形状、尺寸，此处带宽选为B500MM。输送机的工作倾角0。查DT电磁炉炉盘运输传送带装置选用手册或本设计（表21）此后凡未注明均为该书得K1。按给定的工作条件,取堆积角为20。取带速为20M/S。将个参数值代入上式,可得到为保证给定的运输能力,带上必须具有的的截面积AA2470123643MVKQ图22槽形托辊的带上物料堆积截面5表22槽形托辊物料断面面积A槽角/（O）带宽/MM堆积角/O20253035404550001020300009800142001870023400120001620020600252001300018000222002660015700196002360027800173002100024700287001860022000256002936500102030001840026200342004270022400299003770045900260003320040600484002940036200433005070032200386004530052300347004070046900534500010203000279004050053600671003440046600591007220040200518006380076300454005640067200793005000060300710008220054000636007360084010000102030004780067400876010900058200771009660117000677008570104001240007630093301110012900083800998011600134000898010500120001360查表22或矿井运输提升表317，输送机的承载托辊槽角35，物料的堆积角为0时，带宽为500MM的输送带上允许物料堆积的横断面积为00427，此值大2M于计算所需要的堆积横断面积,据此选用宽度为500MM的输送带能满足要求。经如上计算,确定选用带宽B500MM,初选输送带NN100，输送带层数为6层，查表16得，输送带各参数如下NN100型煤矿用输送带的技术规格扯断强度100N/MM层每层带厚1MM,输送带第层质量等于102KG/M2上胶厚3MM1下胶厚15MM2每毫米胶料质量为119KG/M2胶带每米质量布层数每层质量（KG/M）上胶厚（MM）下胶厚（MM）第BQ2层胶带质量（KG/M）带宽（MM）26102301511908BQ918KG/M6输送带质量带长（M）QB9186005508KG输送带厚度可按下式计算或查运输机械设计选用手册表16输送带度MM布层数每层厚度（MM）上胶厚（MM）下胶厚（MM）61315105MM223输送带宽度的核算输送大块散状物料的输送机，需要按（22）式核算，再查表33（22）20B式中最大粒度，MM。表23不同带宽推荐的输送物料的最大粒度MM带宽B500650500100012001400筛分后100130180250300350粒度未筛分150200300400500600故，输送带宽满足输送要求。23圆周驱动力231计算公式1）所有长度（包括L80M）传动滚筒上所需圆周驱动力为输送机所有阻力之和，可用式（23）计算UF（23）12UHNSSTF式中主要阻力，N；附加阻力，N；N特种主要阻力，N；1S特种附加阻力，N；2F倾斜阻力，N。ST五种阻力中，、是所有输送机都有的，其他三类阻力，根据输送机侧型及附件HF装设情况定，由设计者选择。2）80LM对机长大于80M的电磁炉炉盘运输传送带装置，附加阻力明显的小于主要阻力，NF可用简便的方式进行计算，不会出现严重错误。为此引入系数C作简化计算，则公式变7为下面的形式CNFH（25）12USSTF式中C与输送机长度有关的系数，在机长大于80M时，可按式（26）计算，或从表查取（26）0L式中附加长度，一般在70M到100M之间；0C系数，不小于102。C查DT（A）型电磁炉炉盘运输传送带装置设计手册表35既本说明书表24,取C为112表24附加阻力系数CL（M）80100150200300400500600C192178158145131125120117LM70050090010001500200025005000C114112110109106105104103232主要阻力计算输送机的主要阻力是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生阻HF力的总和。可用式（27）计算（27）2COSHROUBGFFLGQQ式中模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定，一般可按表查取。查表230；输送机长度（头尾滚筒中心距），M；重力加速度；G初步选定托辊为槽形托辊DT03C121，查表242，上托辊间距12M，下托辊间0A距M，上托辊槽角35，下托辊槽角。直径D89MM,长度L315MM,轴UA承为4G204。承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，KG/M，用式（28）计算ROQ8（28）10ROGQA其中承载分支每组托辊旋转部分重量，KG；1承载分支托辊间距，M；0托辊已经选好，知1243KG计算2025KG/M0ROGQA回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，KG/M，用式（29）计算U（29）2R其中回程分支每组托辊旋转部分质量2G回程分支托辊间距，M；UA查运输机械设计选用手册表250选择平行托辊，直径D89MM,托辊长L950MM,KG2158计算5267KG/MRUQA3每米长度输送物料质量G6MIQ556KG/M2340每米长度输送带质量，KG/M，918KG/MBQBQCOSHROUBGFFLGQ004560091820255267（2918556）COS3522783N运行阻力系数F值应根据表25选取。取0045。F表25阻力系数F输送机工况F工作条件和设备质量良好，带速低，物料内摩擦较小0020023工作条件和设备质量一般，带速较高，物料内摩擦较大00250030工作条件恶劣、多尘低温、湿度大，设备质量较差，托辊成槽角大于35003500459233主要特种阻力计算主要特种阻力包括托辊前倾的摩擦阻力和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻1SFF力两部分，按式（210）计算GLF（210）SLGL按式（211）或式（212）计算（1）三个等长辊子的前倾上托辊时（211）0COSINBGFCLQG（2）二辊式前倾下托辊时（212）0I本输送机没有主要特种阻力，即01SF1S234附加特种阻力计算附加特种阻力包括输送带清扫器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等部分，按下式2SRFAF计算（213）23SRAFN（214）RAP（215）2ABK式中清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器；3NA一个清扫器和输送带接触面积，见表2M清扫器和输送带间的压力，N/，一般取为3N/；P44102M清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0507；3刮板系数，一般取为1500N/M。2K表26导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积刮板与输送带接触面积A/M2带宽B/MM导料栏板内宽/M1B头部清扫器空段清扫器500031500050008650040000070015000495000800121000061000100151200073000120018140008500014002110查表26得A0008M，取10N/M，取06，将数据带入式（214）2P41023则APRF300081006480N410拟设计的总图中有两个清扫器和一个空段清扫器（一个空段清扫器相当于15个清扫器）0AF由式（213）则354801680N2SF235倾斜阻力计算倾斜阻力按下式计算ST（214）STGFQGH式中因为是本输送机水平运输，所有H00ST由式（242）得传动滚筒上所需圆周驱动力为UF12UHSSTFCF1122278301680027197N24传动功率计算241传动轴功率计算传动滚筒轴功率（）按式（215）计算AP（215）10UAFP5439KW279242电动机功率计算电动机功率，按式（216）计算MP（216）“A式中传动效率，一般在085095之间选取；联轴器效率；1每个机械式联轴器效率0981液力耦合器器096；111减速器传动效率，按每级齿轮传动效率为098计算；2二级减速机0980980962电压降系数，一般取090095。多电机功率不平衡系数，一般取，单驱动时，。“095“1根据计算出的值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率。MP由式（215）54390WA10279由式（216）得电动机功率2MP950989854365300W653KW选电动机型号为YB255S4，额定功率P37KW，数量1台。25输送带张力计算输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机上午正常运行，输送带张力必须满足以下两个条件（1）在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打滑；（2）作用在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。输送带不打滑条件校核圆周驱动力通过摩擦传递到输送带上（见图23）UF图23作用于输送带的张力如图4所示，输送带在传动滚简松边的最小张力应满足式28的要求。MINAXLSCF传动滚筒传递的最大圆周力。动载荷系数1217；对惯性小、起MAXFKAK制动平稳的输送机可取较小值否则，就应取较大值。取15传动滚筒与输送带间的摩擦系数，见表2712表27传动滚筒与输送带间的摩擦系数摩擦系数工作条件光面滚筒胶面滚筒清洁干燥025003040环境潮湿010015025035潮湿粘污005020取15，由式1527197407955NAKMAXUF对常用C00831E18043205O该设计取0035；420。00834079553386NMINAXLSF26传动滚筒、改向滚筒合张力计算261改向滚筒合张力计算根据计算出的各特性点张力,计算各滚筒合张力。头部180改向滚筒的合张力295223099860520NF改112S尾部180改向滚筒的合张力9069952318592N改210262传动滚筒合张力计算根据各特性点的张力计算传动滚筒的合张力动滚筒合张力49433101535958N1421SF27传动滚筒最大扭矩计算单驱动时,传动滚筒的最大扭矩按式（232）计算MAXM（232）MAX20UDM式中D传动滚筒的直径（MM）。双驱动时,传动滚筒的最大扭矩按式（233）计算MAX（233）12MAXMAX0UF初选传动滚筒直径为500MM,则传动滚筒的最大扭矩为31015494335958N12AXU1SY13898KN/M2509743MAXM28拉紧力和拉紧行程计算1）、拉紧装置拉紧力按式（234）计算0F（234）01IIFS式中拉紧滚筒趋入点张力（N）；I拉紧滚筒奔离点张力（N）。1I由式（234）500052505593587321716N2171KN023FS76S查煤矿机械设计手册初步选定钢绳绞车式拉紧装置。2）、拉紧行程L（）L1（0010001）60066M式中输送带弹性伸长率和永久伸长率，由输送厂家给出，通常帆布带为0010015；拉紧后托辊间允许的垂度，一般取00012L输送机长度。29绳芯输送带强度校核计算绳芯要求的纵向拉伸强度按式（235）计算；XG（235）MAX1XFNGB式中静安全系数，一般710。运行条件好，倾角好，强度低取小值；反11N之，取大值。在此选为7。输送带的最工作张力SMAXNNZBSMAX68571N71068式中B带宽，MM输送带纵向扯断强度，N/MM层见运输机械设计选用手册表16，100N/（MM层）。由式（235）得145999N/MM807651XG可选输送带为NN100N/MM层,6层的即600N/MM大于。可满足要求。XG15第3章驱动装置的选用与设计电磁炉炉盘运输传送带装置的负载是一种典型的恒转矩负载，而且不可避免地要带负荷起动和制动。电动机的起动特性与负载的起动要求不相适应在电磁炉炉盘运输传送带装置上比较突出，一方面为了保证必要的起动力矩，电机起动时的电流要比额定运行时的电流大67倍，要保证电动机不因电流的冲击过热而烧坏，电网不因大电流使电压过分降低，这就要求电动机的起动要尽量快，即提高转子的加速度，使起动过程不超过35S。驱动装置是整个皮带输送机的动力来源，它由电动机、偶合器，减速器、联轴器、传动滚筒组成。驱动滚筒由一台或两台电机通过各自的联轴器、减速器、和链式联轴器传递转矩给传动滚筒。减速器有二级、三级及多级齿轮减速器，第一级为直齿圆锥齿轮减速传动，第二、三级为斜齿和直圆柱齿轮降速传动，联接电机和减速器的连轴器有两种，一是弹性联轴器，一种是液力联轴器。为此，减速器的锥齿轮也有两种；用弹性联轴器时，用第一种锥齿轮，轴头为平键连接；用液力偶合器时，用第二种锥齿轮，轴头为花键齿轮联接。传动滚筒采用焊接结构，主轴承采用调心轴承，传动滚筒的机架与电机、减速器的机架均安装在固定大底座上面，电动机可安装在机头任一侧。根据情况而定。31电机的选用电动机额定转速根据生产机械的要求而选定，一般情况下电动机的转速不低500R/MIN，因为功率一定时，电动机的转速低，其尺寸愈大，价格愈贵，而效率低。若电机的转速高，则极对数少，尺寸和重量小，价格也低。本设计皮带机所采用的电动机的总功率为653KW，所以需选用功率为37KW的电机两台。拟采用YB225S4型电动机，该型电机转矩大，性能良好，可以满足要求。查机械设计实用手册第二版，它的主要性能参数如下表表31YB225S型电动机主要性能参数满载电动机型号额定功率KW转速R/MIN电流A效率功率因数COSYB225S4371480698918087起动电流/额定电流起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩重量KG70192236032减速器的选用已知输送带宽为500，查运输机械选用设计手册表277选取传动滚筒的直M径D为500，则工作转速为167639R/MIN6015WVN已知电机转速为1480R/MIN，MN则电机与滚筒之间的总传动比为193739761480WMI33渐开线斜齿圆柱齿轮设计（一）高速级斜齿圆柱齿轮设计计算表项目计算（或选择）依据计算过程单位计算（或确定）结果1选齿轮精度等级查1表108选用7级精度级72材料选择查1表101小齿轮选用45号钢（调质处理）硬度为250HBS大齿轮选用45号钢（调质处理）硬度为220HBS小齿轮250HBS大齿轮220HBS3选择齿数Z4021IZ12U241Z取835792取4U个12Z913458U4选取螺旋角08取14度145按齿面接触强度设计（1）试选KT713T取16TK16TK2区域系数ZH由1图1030432HZ432HZ（3）A由1图1026查得A1077A2087164211644计算小齿轮传递的转矩T1查表141089TNMM41089T175齿宽系数D由1表1071570D10D6材料的弹性影响系数ZE由1表10689EZ21MPA89EZ7齿轮接触疲劳强度极限LIMH由1图1021C由1图10215501LIMH5402LIA551LIMH0542LI0（8）应力循环次数N由1式10138105796336HLJNN812/U81579N2（9）接触疲劳强度寿命系数KHN由1图1019KHN1105KHN2112KHN1105KHN2112（10）计算接触疲劳强度许用应力H取失效概率为，安全系数为S1，由1式1012得571051LIM1SHNH86041522LIM2SKHNHMPA577H5604859115（11）试算小齿轮分度圆直径TD1按1式（1021）试算3211HEDTTZUTK03519842593160324MM5303TD1（12）计算圆周速度V106NDT54106814NDVTM/S154V18（13）计算齿宽B03511TDBB160B255MMB160B255（14）模数NTM142COS31ZTNTH225MNT2252144815B/H5303/48151101度MNT214H4815B/H1101（15）计算纵向重合度0318DZ1TAN90314TAN2181903（16）计算载荷系数K由1表102查得使用系数AK根据V154M/S，级精度，由1图查得动载荷系数108V由1表查得KH112018106D2D2023103B1420由1图查得KF133假定，由1表查得MNDFTA/1014H故载荷系数KKAKVKHKH110814142215K215（17）按实际的载荷系数校正分度圆直径由1式101052861/20333TTKDM58521D（18）计算模数NM1COSZDN374COSNMMM237N6按齿根弯曲强度设计（1）计算载荷系数KKKAKVKFKFK110814133201K201（2）螺旋角影响系数根据纵向重合度1903，从1088Y088Y19Y图1028（3）计算当量齿数ZV3COSZV302614COS331ZV9S8332ZV26301VZ90942（4）齿形系数YFA由1表YFA12591YFA22198YFA12591YFA22198（5）应力校正系数YSA由1表YSA11597YSA21781YSA11597YSA21781（6）齿轮的弯曲疲劳强度极限FE由1图1020B由1图1020C4001FE3502MPA4001FE3502（7）弯曲疲劳强度寿命系数1FNK由1图1018利用插值法可得0901FNK09520901FNK0952（8）计算弯曲疲劳许用应力F取弯曲疲劳安全系数S13，由式1012得9763140911SFENF2552KFEFMPA9761F25（9）计算大小齿轮的并加FSAY以比较01592761FSAY382结论大齿轮的系数FSAY较大，以大齿轮的计算00FSAY153（10）齿根弯曲强度设由1式1017MM1743NM20计计算1743213COSFSNDKTYMZ结论对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲NM劳强度计算的法面模数，取2MM，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触N疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径D15852MM来计算应有的齿数。于是由取29，则Z2Z1I齿12935910411,392814COS58COS1NMDZ1Z取Z21043几何尺寸计算（1）计算中心距ACOS21NMZ137114COS209A将中心距圆整为137MMA137（2）按圆整后的中心距修正螺旋角AZNRS21因837R值改变不多，故参数、等不必修正。KHZ度1388（3）计算齿轮的分度圆直径DCOSNZM7459813COS2D602MM59741D214262（4）计算齿轮的齿根圆直径DF5FND由7451NFM260921FDMM54741FD20926F（5）计算齿轮宽度BBDD1B1059745974圆整后取B165B260MMB165B260（6）验算NDTFT638474590821MMNBKTA/10/9/63所以合适34低速级斜齿圆柱齿轮设计计算表项目计算（或选择）依计算过程单位计算（或确21据定）结果1选齿轮精度等级查1表108选用7级精度级72材料选择查1表101小齿轮选用45号钢（调质处理），硬度为250HBS大齿轮选用45号钢（调质处理）硬度为220HBS小齿轮250HBS大齿轮220HBS3选择齿数Z40234I3U253Z70,6974取80U个253Z704U284选取螺旋角208取14度145按齿面接触强度设计（1）试选KT1T取16TK16TK（2）区域系数ZH由1图1030432HZ432HZ（3）由1图1026查得3078AA40880780881661664计算小齿轮传递的转矩T查表1510423TNMM510423T5齿宽系数D由1表1077D10D6材料的弹性影响系数ZE由1表106819EZMPA1/2819EZ7齿轮接触疲劳强度极限LIMH由1图1021C由1图10215501LIMH5402LIMPA5501LIMH5402LI（8）应力循环次数N由1式1013831067HLJNN831067N2272341059齿IN741059N（9）接触疲劳强度寿命系数KHN由1图1019KHN1108KHN2114KHN1108KHN2114（10）计算接触疲劳强度许用应力H取失效概率为，安全系数为S1，由1式得H33LIMHNS5946154LI4HNH860429443MPA6048H（11）试算小齿轮分度圆直径TD3按1式（1021）试算53801232HEDTTZUTKMM8053TD3（12）计算圆周速度V10623NT65102854VM/S065V（13）计算齿宽B83DBB385B480MMB385B480（14）模数NTM13COS3ZTNTH225MNT225313704B/H8053/7041144度313NTMH704B/H1144（15）计算纵向重合度0318DZ3TAN03181025AN14198198（16）计算载荷系数K由1表102查得使用系数1AK根据V065S，级精度，由1图查得动载荷系数11V由1表查得KH112018106D2D2023103B143K22023由1图查得KF135假定，由1表查MNDFKTA/10得14H故载荷系数KKAKVKHKH11114143220（17）按实际的载荷系数校正分度圆直径D3由1式10105896120333TTKDM89553D（18）计算模数NM3COSZDN3483COSZDMNMM348N6按齿根弯曲强度设计（1）计算载荷系数KKKAKVKFKFK1011141352079K2079（2）螺旋角影响系数Y根据纵向重合度1981图1028088Y088Y（3）计算当量齿数ZV3COSZV372COS3ZV634V27373VZ76634（4）齿形系数YFA由1表YFA32563YFA42227YFA32563YFA42227（5）应力校正系数YSA由1表YSA31604YSA41763YSA31604YSA41763（6）齿轮的弯曲疲劳强度极限FE由1图B由1图4003FE3504MPA4003FE3504（7）弯曲疲劳强度寿命系数FNK由1图0923FNK09640923FNK096424（8）计算弯曲疲劳许用应力F取弯曲疲劳安全系数S13，由式得368140923SKFENF36150944SFENFMPA3F3684336（9）计算大小齿轮的并加以FSAY比较012823FSAY结764SA论大齿轮的系数FSAY较大，以大齿轮的计算FSAY00117（10）齿根弯曲强度设计计算由1式372COS232FSDNYZKTM237NM结论对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲N劳强度计算的法面模数，取25已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳N强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径D38955应有的齿数。于是由7634521COS89COS3NMDZ取35，则Z4Z3I齿2352。898取Z4983Z3几何尺寸计算（1）计算中心距ACOS243NMZ3174COS25983A将中心距圆整为171MM171A（2）按圆整后的中心距修正螺旋角AZN2RCS43因5132R值改变不多，故参数、等不必修KHZ正。度541325（3）计算齿轮的分度圆直径DCOSNZMD0914COS523D84MM90003D252004（4）计算齿轮的齿根圆直径DF2FND75323NFM4024FDMM83753FD245754F（5）计算齿轮宽度BBDD31090009000圆整后取B395B490MMB395B490（6）验算NTFT760912532MMBKTA/10/8/076故合适35斜齿轮设计参数表传动类型模数齿数中心距齿宽螺旋角高速级斜齿圆柱齿轮2NM91Z042MM137AMM651BM02813低速级斜齿圆柱齿轮5N3984Z95304B5426第4章各个轴的设计计算41轴的设计计算1选择轴的材料及热处理方法查1表151选择轴的材料为优质碳素结构钢45；根据齿轮直径，热处理方法为M10正火。2确定轴的最小直径查1的扭转强度估算轴的最小直径的公式370PMM392785369102215931036NPAD再查1表153，考虑键因为键槽对轴的强度有削弱作用，开有一个键槽，所以轴的轴径要相应增大75MM3209D3确定各轴段直径并填于下表内名称依据单位确定结果1DMM73209D且由前面的带轮的设计可得，带轮的孔径为30，MM301DM301D2D34230170D查2表712352352D3D因为处装轴承，所以只要3D即可，选取7类轴承，2查2表66，选取7208AC，故403M403D4DDD4865310724464D275D由于是齿轮轴所以等于高速级小齿轮的分度圆直径MD7459MMD7459640364064选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。查2（2）“润滑方式”，及说明书“（12）计算齿轮圆周速度”0PVV154，故选用脂润滑。SM将与轴长度有关的各参数填入下表名称依据单位确定结果箱体壁厚查2表111158P302AM8地脚螺栓直径及数目FDN查2表1111586012643FD查2表313，取20，FD,50NA故16FD4N轴承旁联接螺栓直径1D查2表111158P12670F查2表39，取16DM121D轴承旁联接螺栓扳手空间、1C2查2表111158P620MININ1C1620C轴承盖联接螺钉直径3D查2表11258DF584查2表1110，得当取3701,D当时M38D轴承盖厚度E查2表11109698213EDE时当时当107D，9E小齿轮端面距箱体内壁距离2查2204PM10228轴承内端面至箱体内壁距离3查2因为选用脂润滑，所以208P1283M103轴承支点距轴承宽边端面距离A查2表66，选取7208AC轴承，故232A5计算各轴段长度。名称计算公式单位计算结果1L由于与大带轮配合，则ML632651M631L2L由公式528108取CL562918052704EBLA562L3L由公式MLAC32108472083323L4L由公式5/651234BL轮毂11054L5L齿轮1轮毂宽度MBL15轮毂655L6L由公式67208428024ACLB406LL（总长）MLLLL536543213655L（支点距L离）AL19720605431975L42轴的设计计算1选择轴的材料及热处理方法查1表151选择轴的材料为优质碳素结构钢45；根据齿轮直径，热处理方法为M1029正火回火。2确定轴的最小直径查1的扭转强度估算轴的最小直径的公式370P12610330362159NPADM943521843再查1表153，213确定各轴段直径并填于下表内名称依据单位确定结果1D由于和轴承配合，取标准轴径为MD451M451D2由于和齿轮配合，取D502查2表16，取505023D60170243D查2表16，取603M603D4与高速级大齿轮配合，取D524M5245D455D1M455D4选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。查2（二）“滚动轴承的润滑”，及说明书“六、计算齿轮速度”，故选VSM2用脂润滑。将与轴长度有关的各参数填入下表名称依据单位确定结果轴承支点距轴承宽边端面距离A选用7209AC轴承，查2表66得M724MA7245计算各轴段长度名称计算公式单位计算结果1L432472091ACBL由431L29532轮毂M932303L105833LL取M103L4齿轮配合长度B58262轮毂5845LBLAC44720954555LL（总长）MLLL52954321ML2495（支点距L离）ALL1671961L43轴的设计计算1选择轴的材料及热处理方法查1表151选择轴的材料为优质碳素结构钢45；根据齿轮直径，热处理方法为M10正火回火。2确定轴的最小直径查1的扭转强度估算轴的最小直径的公式370P30362159NPADM14765903126再查1表153，考虑键因为键槽对轴的强度有削弱作用，开有一个键槽，所以轴的轴径要相应增大75MD974136751463确定各轴段直径并填于下表内名称依据单位确定结果1D由于与联轴器配合，配合轴径为13824,DD160MM601D2考虑联轴器定位MD724681071260查2表712，取702M7023D为了轴承装配的方便，取符合轴承标23D准孔径大小为D753753D314D考虑轴肩定位，查（1）表116，取标准值864DM864D5考虑齿轮的定位D6932810725669256D由于与齿轮配合80MM6M806D7由于轴承配合757D37574选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。查2（二）“滚动轴承的润滑”，及说明书“六、计算齿轮速度”，故VSM2选用脂润滑。将与轴长度有关的各参数填入下表名称依据单位确定结果轴承支点距轴承宽边端面距离A选用7015AC轴承，查2表66得63M63A5计算各轴段长度名称计算公式单位计算结果1L选联轴器轴孔长度为107MM，则ML32107M1051L2L由公式47255721
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