蒸汽滤网辊轧机设计-说明书

1、摘 要本设计主要分析了蒸汽滤网滚轧机的工作原理、工作环境和工作特点，并结合实际，对蒸汽滤网滚轧机的整体结构进行设计，对组成的各元件进行了选型、计算和校核。本轧机为双辊可调间隙轧机，本次设计的主要内容包括：电动机的选取，传动部分的设计，减速器的设计，轴系部件的设计，机架的设计等，其中包括对减速器的润滑和密封等，主要加工合金薄钢板。设计过程按照国家标准和机械设计标准来设计的。本轧机结构简单、维修方便、性能安全可靠、操作性好、对操作人员素质要求较低、且生产效率较高。关键词：蒸汽滤网辊轧机，滤网，传动部件，轧辊ABSTRACTThe whole structure of hot rolling-mil

2、l is designed that base on combining with practice by analyzing the working principle, the working environment, working character.This mill for double roller mill, adjustable gap with the design of the main contents include: motor, the selection of the transmission parts design, the design of the sp

3、eed reducer, shaft parts design, the design of the frame, including the gear lubrication and sealing etc., main processing alloy steel. Design process in accordance with the national standards and mechanical design standards of design.This mill is simple in structure, convenient maintenance, reliabl

4、e performance, good operation, to operating personnel quality requirements, lower and higher efficiency.Key words: steam roller mill, mesh, driving components, roll目 录1 绪论-11.1 选题的依据及意义-11. 2 国内外发展现状- 21.3 产品简介-32 设计方案的确定-62.1 机械传动系统拟定的一般原则-62.2 传动方案的确定-73 电动机的选择-9 3.1 电动机类型的选择-9 3.2 电动机功率的选择-9 3.3

5、电动机转速的选择-94 主运动传动设计计算-11 4.1 主运动的大体设计-11 4.2 齿轮设计-12 4.3 挂轮设计-17 4.4 直齿圆锥齿轮传动设计-22 4.5 涡轮蜗杆设计-245 轴的设计与校核-275.1 齿轮轴的设计计算-275.2 蜗杆轴的设计计算-316 减速器的润滑和密封-367 结论-37参考文献-38致谢-39 1 绪论轧钢就是用轧机对钢坯进行压力加工，获得需要的形状规格和性能的过程。轧机主要由几组轧辊构成，轧辊是一对转动方向相反的辊子，两个辊子之间形成一定形状的缝或孔，钢坯通过轧辊就成为一定形状的钢材。 在再结晶温度以上的轧制称为热轧；在再结晶温度以下的轧制称为

6、冷轧。我们常见的汽车板、桥梁钢、锅炉钢、管线钢、螺纹钢、钢筋、电工硅钢、镀锌板、镀锡板包括火车轮都是通过轧钢工艺加工出来的。我国大钢厂从70年代已用先进的连轧轧机 ，连轧机采用了一整套先进的自动化控制系统，全线生产过程和操作监控均由计算机控制实施，轧件在几架轧机上同时轧制，大大提高了生产效率和质量。 我国粗钢产量位居世界第一。国内十大钢铁企业年产粗钢均在1000万吨以上。今年来，钢铁重组进入快车道，比如宝钢控股的广东钢铁集团，山东济钢、莱钢为主组建的山东钢铁集团，还有河北钢铁集团等。但是，我国钢铁业要振兴，必须走精细化道路。热轧卷和冷轧卷目前还停留在重产量轻质量的瓶颈。轧钢行业必须走高端路线，

7、造船业和汽车制造业、建筑业的兴旺，给轧钢行业带来机遇，但是矿石的涨价给我国轧钢行业带来新的困境。国内轧钢行业要真正做大做强，必须不断对钢坯质量、加热、辊型控制、卷取能力、酸洗等系列环节加强。另外，做重型机械的一重、二重、上重、太重等必须奋起，探索高精轧钢设备。国内宝钢、鞍钢、武钢、首钢设计院，东大、北科大等院校轧钢研究机构亦要多加强与钢铁集团的联合开发。随着我国轧制加工业的迅猛发展，我国轧制加工设备也经历了一个自主开发引进学习借鉴国产化的往复循环过程。经过近20年的探索和创新，截至目前，我国自行设计和制造的轧机在低速、窄规格方面已经接近或达到国际先进水平，高速轧制设备、宽幅轧机、单机架双卷取铝

8、带热轧机、热连轧机方面的开发研制也呈现良好的态势。伴随着市场需求的不断增长和变化，近年来，我国轧制加工设备市场出现了多样化的要求，正在逐步向高精化、宽幅化、高速化以及高技术和连续轧制的方向 .随着我国轧制工业近年来的加速发展,轧制机的需求已越来越多,轧制领域发展前景广阔.改革开放三十年来轧制工业在我国工业建设方面做出了突出的贡献,这同时也加速了轧制机的快速发展.冷连轧技术是国际钢铁行业公认的技术密集、难度极大的生产工艺，是中国钢铁企业在引进全套生产线时花费最多的环节形。1.1选题的依据及意义本课题来源与企业，蒸汽滤网辊轧机是为了生产整齐滤网，蒸汽滤网安装在阀门上，以防止汽轮机和叶片的进汽边有外

9、物进入。蒸汽滤网必须满足以下两点：在高蒸汽速度下的机械承载能力; 有足够蒸汽流通能力，不会产生蒸汽堵塞。以往蒸汽滤网是从德国直接进口，价格昂贵，交货周期长，所以厂里决定自行设计一台蒸汽滤网的辊轧设备，减少成本。本课题主要是对蒸汽滤网辊轧机的各个参数进行确定，使蒸汽滤网辊轧机能加工出符合规格的滤网片，使蒸汽滤网辊轧机能被投入到工厂中使用，达到一定的经济效益。1.2国内外发展现状近年来，我国开展了高速钢轧辊的研究，据报道，钢铁研究总院河北唐山联强冶金轧辊有限公司共同开发了高速钢符合轧辊，采用普通离心铸造方法生产，在热轧窄带钢成品机架上使用，在轧制2、1mm厚，120183mm宽的普碳钢时，每次轧钢

10、量比原来高镍铬钼无限冷硬铸铁轧辊提高了2、53倍，修模量仅为原来的1/4,其综合使用效果比原来提高使用10倍以上。浙江新安江特种铸造厂采用普通离心铸造方法生产的高速钢滚扎，在新余钢铁公司第三型钢厂无扭高速线材轧机精轧机组14号使用，经多次上机后检测，1号和3号轧机（孔型为椭圆孔）每生产千吨钢材磨损0、350、41mm，在2号和4号轧机（孔型为圆孔）每生产千吨钢材磨损0、260、35mm。轧槽磨损均匀，耐磨性好，使用寿命达到碳化钨辊环的50%，但其价格仅为碳化钨辊环的1/3，性价比高，而且该产品具有良好的韧性和抗热烈性能，解决了碳化钨辊环的裂辊问题，提高了作业率，降低了生产成本。目前，世界上包括

11、日本新日铁公司、美国In land钢公司、加拿大Do fa sco公司等数十家钢铁企业已应用了高速钢复合轧辊，并取得了可惜的成果。1996年在英国召开的“轧辊2000年”学术交流会，探讨了世界轧辊的现状及21世纪的发展趋势。会上提供的资料表明，高速钢是今后一个时期内的发展方向，预计在10年内高速钢轧辊将完全取代目前使用的高铬铸铁轧辊。日本新日铁公司用CPC法生产的高速钢复合轧辊具有极高的耐磨性。使用高速钢轧辊后，辊耗明显下降，换辊次数显著减少，轧辊研磨量减少，轧机能力提高。燃料和动力消耗降低，有助于降低轧制成本和提高带钢质量。日本川崎制铁公司知多厂在连续扎管机组上试用了高速钢轧辊，其成分如下2

12、%3%C、5%8%Cr、5%7%V、1%3%Nb。结果表明，使用球墨铸铁轧辊时，孔型底部的平均粗糙度（Ra）随着轧制量的增加而增加，轧制2000根时需进行换辊；使用高铬铸铁轧辊时，在轧制初期Ra随着扎质量的增加而增加，其后Ra变化不大，而使用高速钢轧辊后，从轧制初期开始，Ra就稳定在较低值，可以连续轧制12000根钢管，因此使用高速钢轧辊后，可以大幅度使用轧辊寿命和降低轧辊消耗.加拿大Do fa sco公司自1993年使用高速钢轧辊以来，比例不断提高，目前F2、F3和F4机架上已全部采用铸造高速钢轧辊，使用高速钢轧辊后，轧辊消耗明显减少，轧机作业率明显提高，F4上的平均过钢量从1992年6月的

13、360t/h提高到1994年11月的490t/h，带钢表面质量提高了20%。至1992年，已有150支以上的半高速钢符合滚扎由日本日立公司生产并在轧机上使用，轧辊直径为250630mm，在实际轧制中取得了良好的效果，与常规的5%Cr和10%Cr的整体锻钢轧辊相比，半高速钢的轧辊的磨损量少，疲劳层浅，因而轧辊数量显著减少，生产相同数量的冷扎带钢，轧辊消耗量仅为5%Cr的21%。1.3产品简介图1-1 滤网1.3.1 作用本加工工艺叙述了材料为X6CrNiTi1810的蒸汽滤网的加工和安装。蒸汽滤网安装在阀门上，以防止汽轮机和叶片的进汽边有外物进入。蒸汽滤网必须满足下列条件： （1） 在高蒸汽速度

14、下的机械承载能力（2） 有足够蒸汽流通能力，不会产生蒸汽堵塞1.3.2 使用范围本加工工艺适用于新结构的阀门蒸汽滤网。滤网使用于X6CrNiTi1810材料，如果该材料有偏差，要求有专门规范，有关蒸汽滤网的制造加工工艺与有关部门联系。1.3.3 组成阀体的蒸汽滤网简图见图1-2。阀体的蒸汽滤网由以下部分组成：机械加工的滤网支架、一个或多个滤网罩、无或一个或多个中间环、一个滤网环、一个后盖。直带经辊轧机滤网带滤网罩装配到滤网支架蒸汽滤网。图1-2 滤网的结构简图1.3.4 滤网支架由调整环、支托环、筋条组成。加工按图纸制造，为此必须使用有效图纸。滤网体的焊接修补，由焊工作点焊，在焊补后安装到支架

15、。在插入支托环时，要放入间距块（杆），最后由焊工点焊。滤网的点焊和焊接按AV（焊接规范）。滤网罩由滤网带缠绕形成，滤网罩完成后装配到滤网支架上构成蒸汽滤网。1.3.5 滤网带制造由带材料81mm制成的滤网罩按MUN501.8/1弯形制造。通过锥形的辊轧机将平直的带子制造成弯曲形状。滤网带使用150m715m的长度，每段长度不超过400mm（见简图间距，P5），滤网带应采用尽可能少的中间环，在中间环之间的滤网带必须有一件（没有终结）制成。在轧制滤网带时，带的外缘要塑性伸展，因此直的滤网带以圆形弯曲，TUN2953.1。滤网带弯形机的调整根据操作人员的经验值，应合理选择节距，使其安装后蒸汽滤网上的

16、节距线与蒸汽滤网轴线平行（见简图/照片P6），滤网带必须如详图“A”的加层状态。P7接着滤网带由一引导部分引导并加层，该引导部分由引导板和盖组成。有下列带盖的引导可提供（P8）。在节距调整和匹配时，蒸汽滤网体的筋板约设置5个弯曲试样。因为在这过程中，滤网罩件在筋上并不象在精缠绕时这么牢固，为此，在节距线上还会产生反弹（在简图节距上的角度和4.2.2节中照片节距线/反弹P9，P6），该反弹按经验植选用，使得在完工装配时，节距线与蒸汽滤网套筒成平行。在蒸汽滤网直径较大时，反弹要大于蒸汽滤网直径较小时。此外，弯曲调整直径的要选择小于精加工直径约16mm，这样可确保滤网罩紧紧固定在筋上（无间隙），在气

17、流通过时不振动。最后的中间环应设置至少100mm的闭环，见P5，为了保持100mm的最小间距，必须缩短最后第二个滤网罩的锁口。1.3.6 滤网罩的安装弯曲的滤网带的层（滤网罩）固定到蒸汽滤网体（滤网支架）上，借助拉伸装置（见简图/照片，拉伸设备，P10）将弯曲的带对着前面的定距环或调整环拉。滤网罩的起始部分采用相应的焊接方法焊接在定距环或调整环上。如果滤网罩的起始部分完全处于调整环的旋入位置（见焊接简图P11上），则焊接工作并不一定需要。在小直径（400mm）时（如右侧简图P11上），由于难以焊接情况，可不进行焊接。为了把滤网罩推到蒸汽滤网支架上，在蒸汽滤网支架端部用螺栓连接了一个设备称为安装

18、辅助件。P11滤网焊接在调整环上，请按AV（焊接规范）。最后安装后盖环，为保证后盖环的固定位置，螺栓要用牛顿扳手拉紧，必须遵守所规定的力（按图纸）。螺栓的固定焊接按AV。1.3.7 防腐、存储、运输（1）存储和运输必须竖立或在箱子内进行。（2）蒸汽滤网必须在保护性包装中发运。1.3.8 检验在加工蒸汽滤网时，要进行下列检验：按检验计划进行材料检测，单件检验；目视检查焊接情况；按检验计划作完工蒸汽网的最终检查；按4.2.2/07页，目视检查滤网罩的平行节距；检查筋上滤网罩的位置；目视检查完工蒸汽滤网的清洁度和锈蚀情况。2 设计方案的确定2.1机械传动系统拟定的一般原则2.1.1 采用尽可能简短的

19、运动链采用简短的运动链，有利于降低机械的重量和制造成本，也有利于提高机械传动效率和减小积累误差。为了使运动链见你短，在机械的几个运动链之间没有严格的速比要求的情况下，可以考虑每一个运动链各选一个原动机来驱动，并注意原动机类型和运动参数的选择，以简化传动链。2.1.2 优先选用基本结构由于基本结构结构简单，设计方便，技术成熟，故在满足功能要求的条件下，应优先选用基本机构。若基本机构不能满足或者不能很好的满足机械的运动或动力要求时，可以适当地对其进行变异或组合。2.1.3 高机械效率应使机械油较高的机械效率；机械的效率取决于组成机械的各个机构的效率。一次，当机械中包含有机械效率较低的机构时，就会使

20、机械的总效率降低。但要注意，机械中各运动链所传递的功率往往相差很大，在设计时应着重考虑使传递效率最大的主运动链具有较高的机械效率，而对于传动效率很小的辅助运动链，其机械效率的高低则可以妨碍次要地位，而着眼于其他方面的要求（如简化机构，减小外廓尺寸等）。2.1.4 合理安排不同类型传动机构的顺序一般来说，在机构的排列顺序上有如下的一些规律：首先，在可能的情况下，转变运动形式的机构（如凸轮机构、连杆机构、螺旋机构等）通常总是安排在运动链的末端，与执行机构靠近。其次，带传动等摩擦传动，一般都安排在转速较高的运动链的始端，以减小其传递的转矩，从而减小其外形尺寸。这样安排，也有利于启动平稳和过载保护，而

21、且原动机的布置也方便。2.1.5 合理分配传动比运动链的总传动比应合理分配给各级传动机构，具体分配方法应注意以下几点：1）每一级的传动应在常用的范围之内选取。如一级传动比过大，对机构的性能和尺寸都是不利的。例如当齿轮传动的传动比大于8至10时，一般应设计成两级传动；当传动比在30以上时，常设计成两级以上的齿轮传动。但是，对于带传动来说，一般不采用多级传动。2）当传动链为减速传动时，必须十分注意机械的安全运转问题，防止发生损坏机械或伤害人身的可能性。例如起重机械的起吊部分，必须防止荷重的作用下自动倒转，为此在传动链中应设置具有自锁能力的机构或者装设制动器。又如，为防止机械因过载而损坏，可采用具有

22、过载打滑现象的摩擦传动或装置安全联轴器等。2.1.6 保证机械的安全运转对于以上要求，在设计过程中应尽量满足。2.2 传动方案的确定已知参数：蒸汽滤网辊轧机拉力F=36240N；输送带的线速度V=0.05m/s；轧辊直径D=80mm；工作效率取1。工作条件：工作年限15年（每年按300天计算）；工作班制：2班；工作环境：清洁；载荷性质：平稳；生产批量：中等批量。通过对以上内容的了解和分析结合我在实习工厂所观察的蒸汽滤网辊轧机，经过和老师的多次探讨和修改最终我拟定了两种传动方案加以选择。传动方案：图2-1 方案一图2-2 方案二蒸汽滤网辊轧机设计时要求两轧辊的转速一致，如果不一致时，导致一个轧辊

23、带动另一个轧辊转动，顺坏机器。上述两种方案都能使两轧辊的转速达到一致，但因为方案一传动平稳，结构紧凑，而方案二传动没有一平稳，更易造成涡轮自锁，损坏机器，故采用方案一。3 电动机的选择通常，我们均采用三相异步电动机，特别是三相异步交流电动机的应用最为广泛。在各种系列的三相异步交流电动机中，Y系列结构简单，工作可靠，价格低廉，维修方便，适合于经常启动，制动和正反转的机器，根据我所设计的机器的诸多要求，经过反复的思考与计算推演，我最终选用Y系列三相异步交流电动机。该系列电动机为全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机,它是按照国际电工委员会（IEC）标准设计的，具有国际互换性的特点。它防灰尘、铁屑或其它异

24、物进入电机内部的能力较强，效率高，性能好，振动小，体积小，噪音低，重量轻，运行可靠，维修方便。可较好的为我所设计的外链板轧制机提供可靠的动力。3.1 电动机类型的选择根据动力源和工作条件，选用Y系列三相异步电机。3.2 电动机功率的选择工作机所需的有效功率为： （3-1）其中，为工作机传递效率。为了机选电动机所需功率Pd，需确定传动装置总效率，设各效率分别为（7级闭式齿轮），（滚动轴承），（单头开式涡轮蜗杆），（锥齿轮），（联轴器）。查表得：，。 （3-2）电动机所需功率为由表2.9-1选取电动机的额定功率为4kw。3.3 电动机转速的选择选用常用同步转速1000r/min和1500r/min

25、两种对比工作机转速 （3-3）总传动比,其中为电动机的满载转速。现两种电动机的相关数据如下：表3-1 两电动机的型号方案电动机型号同步转速（r/min）满载转速(r/min)总传动比Y112M-415001440120Y132M1-6100096080由上表可知方案传动比过大，为了能合理分配传动比，使传动机构紧凑决定取用方案。故电动机型号为Y132M1-6。4 主运动传动设计计算4.1 主运动的大体设计4.1.1 传动比的分配现总传动比i=80，选电机齿轮与大齿轮之间的传动比=8/3，因为要实现轧辊同步而不出现锁死现象，故挂轮与两对锥齿轮的传动比，两对涡轮蜗杆的传动比。4.1.2 各轴转速的计

26、算4.1.3 各轴输入功率计算故4.1.4 各轴的转矩4.2 齿轮设计已知参数：输入功率P=3.982kw，转速n=960r/min，传动比u=8/3，工作寿命15年（每年按300计），传动平稳，转向不变。1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）选用直齿圆柱齿轮（2）机器速度不高，故选用7级精度。（3）材料选择，查表选择小齿轮材料为22CrMnMo（渗碳淬火），硬度为320HBS，大齿轮材料为22CrMnMo（渗碳淬火），硬度为320HBS。（4）选小齿轮齿数18，大齿轮齿数。2、按齿面接触强度设计由设计计算公式进行计算，即： （4-1）（1）确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数2）计算

27、小齿轮传递的转矩T （4-2） 3） 由表选取齿宽系数4）由表得材料的弹性影响系数4） 按齿面硬度查得大、小齿轮的接触疲劳强度极限、 =600MPa =600MPa5） 应力循环次数N （4-3） 6）接触疲劳寿命系数 查表得：，7）接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1 故： （4-4）（2） 计算1）试计算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。 2）计算圆周速度V （4-5）3） 计算齿宽b （4-6）4） 计算齿宽系与齿高之比模数 （4-7）齿高 （4-8） 5） 计算载荷系数根据，7级精度，由图10-8查得动载荷系数直齿轮由表10-2查得使用系数由表10-4用插值法查得7级精度

28、、小齿轮悬臂布置时, 由，查图10-13得故： （4-9）6） 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径的d1 （4-10）7） 计算模数m3、按齿根弯曲强度设计 弯曲强度的设计公式为 （4-11）（1）确定公式内的各计算数值1）齿轮的疲劳弯曲疲劳极限 由图10-20c查得小齿轮的疲劳弯曲极限大齿轮的疲劳弯曲极限2） 弯曲疲劳寿命系数的疲劳弯曲极限小齿轮的弯曲疲劳寿命系数的疲劳弯曲极限大齿轮的弯曲疲劳寿命系数的疲劳弯曲极限3） 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4 （4-12）4） 计算载荷系数K5） 齿形系数由表10-5查得， 6）应力校正系数 查表得：，7） 计算大、小齿轮的并

29、加以比较 经过计算可知小齿轮的数值比大齿轮的大。（1）设计计算比较计算结果，由齿轮接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力大小，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，所以可选择由弯曲疲劳强度计算得到的模数3.682并就近选择标准值m=4mm,根据接触疲劳强度计算得到的分度圆直径为： =69.756 mm，确定小齿轮齿数17.44故取小齿轮齿数为18。确定大齿轮齿数通过上述的设计计算得出的齿轮传动方案，即满足了齿面接触疲劳强度的要求，又满足了齿根弯曲疲劳强度的要求，而且结构相当紧凑，保证了经济性能指标，避免了

30、不必要的浪费。4、确定几何尺寸（1）计算分度圆直径、（2）确定中心距a（3）确定齿轮宽度b 取B1=40mm，B2=36mm。5、确定结构尺寸（1）确定小齿轮的结构尺寸模数： m=4mm分度圆直径： =72mm齿顶高： =m=4mm齿根高： mm全齿高： mm齿顶圆直径： mm齿根圆直径： mm中心距： mm齿数比： u=8/3图4-1 小齿轮结构图（2）确定大齿轮的结构尺寸分度圆直径： =192mm齿顶圆直径： mm齿根圆直径： mm其它尺寸同小齿轮的尺寸相同。图4-2 大齿轮结构图4.3 挂轮设计已知参数：输入功率P=2.021kw，转速n=360r/min,传动比u=1，工作寿命15年（

31、每年工作300天计），传动平稳，转向不变。1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）选用直齿圆柱齿轮。（2）该机器为一般工作机器，机器速度不高，故选用7级精度（GB/T 10095-88）。（3）材料选择，查表选择小齿轮材料为22CrMnMo（渗碳淬火），硬度为320HBS，大齿轮材料为22CrMnMo（渗碳淬火），硬度为320HBS。（4）选小齿轮齿数30，因为u=1，故大齿轮齿数。2、按齿面接触强度设计由设计计算公式进行计算，即：（1）确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数2） 计算小齿轮传递的转矩 3） 由表选取齿宽系数4） 由表得材料的弹性影响系数5） 按齿面硬度查得大、小齿轮的接

32、触疲劳强度极限、 =600MPa =600MPa6） 应力循环次数N 7）接触疲劳寿命系数 查表得：，8）接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1 故：（2）计算1） 试计算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。 2） 计算圆周速度V3） 计算齿宽b4） 计算齿宽系与齿高之比模数 齿高 5） 计算载荷系数根据，7级精度，由图10-8查得动载荷系数直齿轮由表10-2查得使用系数由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮悬臂布置时, 由，查图10-13得故：6） 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径的d1 7） 计算模数m3、按齿根弯曲强度设计 弯曲强度的设计公式为（1） 确定公式内的各计算

33、数值1）齿轮的疲劳弯曲疲劳极限 由图10-20c查得小齿轮的疲劳弯曲极限大齿轮的疲劳弯曲极限2）弯曲疲劳寿命系数的疲劳弯曲极限小齿轮的弯曲疲劳寿命系数的疲劳弯曲极限大齿轮的弯曲疲劳寿命系数的疲劳弯曲极限3）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.44）计算载荷系数K5）齿形系数由表10-5查得，6）应力校正系数 查表得：，7）计算大、小齿轮的并加以比较经过计算可知小齿轮的数值与比大齿轮的一样大。（2）设计计算比较计算结果，由齿轮接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力大小，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿

34、轮直径有关，所以可选择由弯曲疲劳强度计算得到的模数，查标准模数系列表，优先选取第一系列，取模数m=4mm，根据接触疲劳强度计算得到的分度圆直径为： d1=108.407mm，确定小齿轮齿数 取 Z1=28 确定大齿轮齿数 通过上述的设计计算得出的齿轮传动方案，即满足了齿面接触疲劳强度的要求，又满足了齿根弯曲疲劳强度的要求，而且结构相当紧凑，保证了经济性能指标，避免了不必要的浪费。4、确定几何尺寸（1）计算分度圆直径、（2）确定中心距a（3）确定齿轮宽度b 故取齿轮齿宽B1=B2=45mm5、确定结构尺寸（1）确定小齿轮的结构尺寸模数： m=4mm分度圆直径： =112mm齿顶高： =m=4mm

35、齿根高： mm全齿高： mm齿顶圆直径： mm齿根圆直径： mm中心距： mm齿数比： u=1（2）确定大齿轮的结构尺寸分度圆直径： d =112mm齿顶圆直径： mm齿根圆直径： mm其它尺寸同小齿轮的尺寸相同。图4-3 挂轮结构图4.4 直齿圆锥齿轮传动设计已知参数：输入功率P=2.063kw，转速n=360r/min，传动比u=1，工作寿命15年（每年按300天计），传动平稳，转向不变。1. 选精度等级、材料及齿数1） 材料及热处理。由表10-1选得大、小齿轮的材料均为22CrMnMo，并经调质及表面淬火，齿面硬度为48-55HRC。2） 表面淬火，轮齿变形不大，故精度等级、大小齿轮的齿

36、数及螺旋角。2齿轮得材料及热处理方法小齿轮选用22CrMnMo，调质处理。大齿轮选用22CrMnMo，调质处理。查得Flim1=240Mpa, Flim2=240Mpa,=1.3故F1= =129Mpa (4-13)F2= =195Mpa粗选7级精度取小齿轮齿数，则大齿轮。2.齿轮疲劳强度设计查表，取载荷系数K=1.1，推荐齿宽系数=0.250.3,取=0.3。小齿轮上的转矩粗选8级精度小齿轮齿数大齿轮齿数（1）计算分度圆锥角=arctan=arctan=45=90-1=90-45=45（2）计算当量齿数 (4-14)（3）计算模数查的YF1=3.02, YF2=2.16因为=0.023，=0

37、.011，故将代入计算。3.544）计算大端模数3.012查表取m=3.5（5）计算分度圆直径(6)计算外锥距R=74.246mm(7)计算齿宽b=R=0.374.246=22.274mm取b1=b2=25 mm(8)计算齿轮的圆周速度齿宽中点处直径dm1=d1(1-0.5)=105(1-0.50.3)=89.25 mm分度圆锥角=45=45当量齿数=42.42=42.42模数=2.87大端模数m=3.5分度圆直径=105mm=105mm外锥距R=74.246 mm齿宽b1=b2=25 mm则圆周速度由表可知，选择7级精度合适。3.验算轮齿弯曲疲劳强度 =95.38MpaF1=129Mpa, F1F1，故安全。因为两对锥齿轮的作用都只是起到改变转向的作用，转速都没有改变，故选取两对一样的锥齿轮，因此在这里只写出一对锥齿轮的设计计算。4.5 涡轮蜗杆的计算已知参数：蜗杆输入功率P=2.001kw，转速n=360r/min，涡轮蜗杆之间的传动比u=30，使用寿命为15年（每年按300天计）。1. 选择涡轮蜗杆类型根据GB/T 100851988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）。2. 选择材料考虑到蜗杆传动功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45钢；