【《三辊卷板机的结构设计》11000字（论文）】

目录PAGEPAGEV三辊卷板机的结构设计摘要在基础工业加工中，卷板机起着重要的作用。全钢成型所表现的即为圆柱形，基本上均是利用该设备进行辊制的。在军工、汽车等行业发挥出了重要作用。按照应用要求的不同，则可得出与之相对应的钢柱，因此具有极强的实用性。本设计是关于对称辊的设计，主要是对上辊、下辊和减速机进行设计计算。设计的第一部分和第二部分详细阐述了中厚板弯曲机上、下辊和受力分析的结构设计。中厚板轧机的结构是为三辊对称卷板机。在这种结构中，上辊的下降运动提供压力，两个下辊旋转为轧制板材提供扭矩。主传动采用齿轮传动，副传动采用齿轮传动。本实用新型结构简单、体积小、重量轻、经济高效。电源选用YZyz160l-6系列电动机。该电机具有比y系列电机更好的性能，在低速、正反转以及振动小的情况下比较适用。在后半部分，主要应用了三级展开式圆柱齿轮结构进行设计。齿轮由40Cr制成，经过淬火、回火以及表面淬火处理。对齿轮、轴、键以及轴承等零部件进行检查，提高本次设计的可操作性。

关键词:卷板机;电动机;减速器;键;齿轮目录TOC\o"1-3"\h\u11265摘要 I18130第1章绪论 1145411.1概述 189361.2卷板机的原理 2303061.2.1卷板机的运动形式 242861.2.2弯曲成型的加工方式 2257911.3卷板机的发展趋势 36963第2章方案的论证及确定 5198112.1方案的论证 5121242.1.1方案1双辊卷板机 5297632.1.2方案2三辊卷板机 6101882.1.3方案3四辊卷板机 7323602.2方案的确定 7325392.3本章小结 79948第3章传动设计 8193873.1传动方案的分析 8316613.1.1齿轮传动 8305513.1.2皮带传动 9277203.2传动系统的确定 9302923.2.1主传动系统的确定 9316193.2.1副传动系统的确定 10102833.3本章小结 1015110第4章动力设计 1140154.1主电机的选择和计算 1189504.1.1上下辊的参数选择计算 11190794.1.2主电机的功率确定 11123104.2上辊的设计计算校核 21105854.2.1上辊结构设计及受力图 21173264.2.2刚度校核 2257624.2.3上辊强度校核 22100574.2.4疲劳强度安全强度校核 23125634.2.5上辊在卸料时的校核 24214894.3下辊设计计算及校核 24248554.3.1下辊结构及受力图 24299744.3.2下辊刚度校核 25288534.3.3下辊弯曲强度校核 26228404.3.4下辊疲劳强度校核 26181754.4本章小结 287015第5章减速器的设计计算 29189225.1传动方案的分析和拟定 29277445.2减速器传动装置总的传动比和各级传动比的分配 29100935.2.1总的传动比 29188585.2.2传动比的分配 29309055.3传动装置各轴的参数计算 30149545.3.1各轴转速 3061905.3.2各轴功率 30102495.3.3各轴转矩 3020385.4齿轮传动设计 31227555.4.1第一级传动设计 31303155.4.2第二级传动设计 3514335.4.3第三级传动设计 3758075.5蜗轮、蜗杆的传动设计 4014655.5.1材料选择： 40140375.5.2参数的设计 4132715.6轴的设计校核计算： 4364775.6.1四个轴的结构设计 4384735.6.2轴的校核计算 447375.7轴承校核 48242655.7.1参数： 4850005.7.2求轴承受到的径向力 48270305.7.3验算轴承寿命 49249595.8键的校核 49181005.9减速器箱体的结构设计和齿轮、轴承的润滑： 49160525.9.1箱体参数 49298365.9.2减速器齿轮、轴承的润滑 50290025.10本章小结 5013497参考文献 53PAGEPAGE5第1章绪论1.1概述在国民经济发展中，机械加工行业起到了不容忽视的作用。旨在为各个行业提供零部件与机械设备。行业的发展水平与规模如何，将会体现出国家的科技发展与经济实力，因此具有重要的研究意义。针对卷板机而言，指的是将金属板材卷制成各种形状的通用设备，例如圆筒形以及圆弧形等。按照成圆三点原理的基本要求，结合工件的不同运动变化，对其进行连续塑性变形，方可得出预定的工件效果[5]。产品在许多行业均得到了广泛应用，其中可包括石油、锅炉以及造船等方面。在基础工业加工中，卷板机起着重要的作用。全钢成型所表现的即为圆柱形，基本上均是利用该设备进行辊制的。在军工、汽车等行业发挥出了重要作用。按照应用要求的不同，则可得出与之相对应的钢柱，因此具有极强的实用性。国外在对其进行划分时，所参考的是工作辊的基本形态。综合国内的发展现状来看，所采用的即为混合分类的方式，具体如下所述：1、三辊卷板机：主要包含以下几种类型，即对称式.不对称式.倾斜下调式.水平下调式.弧形下调式以及垂直下调式等。2、四辊卷板机：则可划分为两种类型，包括侧辊圆弧调整式与侧辊倾斜调整式。3、特殊用途卷板机：主要包括以下几类形式，即双辊式，立式，船用式，多辊式，锥体式以及多用途卷板机等。机械传动的卷板机已经历经了长时间的发展，由于优势明显，具有相对比较简单的结构，可靠性较高，所需成本低，在中小型卷板机上得到了广泛应用。在最近几年以来，有些卷板机的动力源为液压马达，并对工作辊运动进行控制，但是机械传动的机液混合传动仍为主传动[3]。其工作能力指的是当板材处于冷态的条件下，按照最大板材的宽度与厚度要求，最小滚筒直径所具有的能力。在国内外，冷卷均得到了广泛应用。由于具有较高的精度，所需成本低，便于操作，但是对板材质量（如无缺口、裂纹等）与金相组织的一致性提出了非常高的要求[2]。1.2卷板机的原理1.2.1卷板机的运动形式针对卷板板机而言，主要可分为两种运动形式，即主运动与辅助运动。前者指的是卷板机上下辊所产生的转动与旋转。后者指的是在卷板期间，上辊在进行升降与上下料、运动与倒架所产生的翻转。通过对该机构进行分析后发现，呈现为三辊对称的状态。在两下辊的中心对称处，上辊产生垂直升降运动，基于丝杆丝母蜗杆传动为依托完成该项操作。利用减速机所产生的输出齿轮，将其与下辊齿轮相啮合,则可为卷制板材保证充足的扭矩。图1.1三辊卷板机工作原理图根据图1.1可以得出：主运动表示的是上辊绕O1，下辊表示的分别为绕O2以及O3呈现为顺时针或者逆时针的旋转状态。对于辅运动来说，表示的是上辊所产生的升降运动，在O1垂直平面状态下，上辊产生的上翘与翻边运动等。1.2.2弯曲成形的加工方式在制造中弯制的钢结构时，主要的加工方法有轧制（成圆），弯曲（煨弯），翻边和模压。弯曲成形过程通过热加工或冷加工完成[1]。滚圆是指受到外力影响后，促使钢板的外纤维伸长，内纤维减小，中间纤维不发生变化。若是具有比较大的圆筒半径，则可在室温条件下完成卷制。若是具有比较小的半径，且在具有较厚钢板的条件下，则应加热并卷制钢板。钢板常温卷方法主要包括以下几种类型，即：机械滚圆，手工制作以及胎模压制。在卷板机上，滚圆的操作原理具体详见下图1.2所示。a）对称式三辊卷板机b）不对称式三辊卷板机c）四辊卷板机

图1.2滚圆机原理图利用三辊弯（卷）板机进行弯板处理，在板两侧均要采取预弯操作，预弯长度在0.5L＋（30~50）mm（L表示的是下辊中心距）。常用以下两种方式，具体详见下图1.3所示a）b）a）用压力机模压预弯b）用托板在滚圆机内预弯图1.3钢板预弯示意图1.3卷板机的发展趋势根据预测结果显示，截止到“十五”期末，国内卷板机的市场需求量将会突破600万台，设备需求将突破1000亿元[16]。随着社会的不断发展，产品的更新换代速度越来越快，对于行业发展也提出了更多的要求，所具有的优势可总结为以下几点：1、卷板机行业已投资1000多万个项目。2对现有项目进行二期改造，在行业内也将吸引更多的客户群体。3.因为卷板机会创造更多的经济效益，各地政府均选择在该领域投资。其次，在国内市场上，跨国企业已经投放了许多最新车型，计划扩大产能，提高投资力度，致力于占据更多的市场份额。现阶段，民营企业迅速崛起，为行业发展做出了巨大贡献。对于机床模具行业来说，作为重要的买方市场，卷板机制造业70%的轧机设备采用进口设备，这也促进了其他行业的发展，包括焊接、检测以及涂装等。随着行业技术革命的持续推进，也会导致设备市场产生重要变化。数控机床的可靠性、精度以及效率均比较高，通过引进数控机床，将会有利于行业的发展，对于提高企业的发展水平，提高产品质量，推动机械工业的进步产生了积极影响。截止到2010年，该行业对于制造设备将会产生更高的需求量，同比提高大约12%。预期对数控机床、压铸设备、纤维复合材料压制设备和工作压力较高的挤压或冲压设备的需求将分别增长26%、16%、15%和12%，液压成形设备需求提高了8%，模具需求显著提高了36%，加工中心需求则提高了6%，焊接系统设备需求量提高36%等[10]。在未来的发展中，卷板机的应用将会更加广泛。通过采用弯曲钢板进行操作，能够极大程度地节约资源，避免浪费更多的人力物力。由于社会的高速发展，对于这类机械设备的要求也越来越高，因此行业具有十分广阔的发展前景。

第2章方案的论证及确定2.1方案的论证针对卷板机的工作能力而言，指的是可以卷制的板厚水平，当板材处于冷态的条件下，根据相应的屈服极限卷制最大板材宽度与厚度度时所产生的最小卷桶直径的能力，与冷卷能力相比，热卷能力显著更高一些。目前为止，冷卷能力也得到了显著提升。在本次设计中，所制定的方案如下所述。2.1.1方案1双辊卷板机通过对双辊卷板机进行研究后可得出，其运行原理具体详见下图2.1所示：132132图2.1双辊卷板机工作原理图。1.上辊2.工件3.下辊。上辊表示的即为刚性钢辊，下辊表示的则是弹性辊，能够采取垂直调节的方式。下辊转动时，上辊和进料辊在压力作用下，压入下辊的弹性层，促使其发生变形。然而，因为弹性体体积并未发生变化，将会在不同侧面转移压力，将转移到各个侧面，迫使板料和刚性辊保持紧密接触，从而使其旋转成桶形的状态。其优势可总结为以下几点：1。板材不需要进行预弯处理，生产效率高。2可对多种材料进行弯曲，而且结构也相对比较简单。不足之处则体现在：1。如果产品具有不同的曲率，必须要利用上杆进行适应操作。2对于可弯曲金属板来说，其厚度会受到许多因素的限制。2.1.2方案2三辊卷板机三辊卷板机的应用比较广泛，根据三辊滚弯的基本原理，可将板弯成圆形，弧形以及圆锥形等多种形状。1.对称三辊卷板机特点其结构紧凑，便于操作，所需成本少，两侧滚筒较近，精确性较高，但却具有比较大的剩余直边。2.不对称三辊卷板机特点剩余的边比较小，具有简单结构，但是必须要翻转弯曲坯料，不易于操作，具有较小的弯曲能力。尺寸大小与弯曲方式以及设备存在密切的相关性。具体详见下图2.2所示：不对称弯曲时t2对称弯曲时t1不对称弯曲时t2对称弯曲时t1图2.2三辊卷板机工作原理图针对对称三辊卷板机而言，其剩余直边表示的即为两个下滚轴之间中心距离的二分之一。然而，为了防止金属板在辊间滑动，与理论值相比，实际残余直边更大一些。不对称三辊卷板机的剩余直边不足两个下滚中心的二分之一，具体详见下图2.2所示，可以对薄臂管卷制。2.1.3方案3四辊卷板机具体详见下图2.3所示图2.3四辊卷板机是由四个辊构成的。上辊表示的即为驱动辊，而下辊则可对钢板进行上下移动夹紧。两侧辊可实现升降操作。利用该设备可以预弯板料。在上升下辊之后，能够在上下辊之间压入钢板端部。经过侧辊的运动之后，能够使其弯曲变形符合要求。具有板材对中方便、工艺通用性广、歪斜、错位缺陷矫正、同位置点焊等特点。滚轴相对比较多。其特点即为具有复杂的结构，体积与质量比较大。两辊之间具有比较远的距离，无法得到准确的对称线圈曲率，不易于操作，极易出现过载等问题。2.2方案的确定综上所述，按照各类卷板机的不同特性，最后制定出了合理的设计方案，即16×2000对称上调式三辊卷板机。对于双辊卷板机来说，具有简单的结构，不需要进行预弯处理，但是弯曲厚度有限，仅可以实现小批量制造。四辊卷板机需要投入过多的成本，而且也具有比较复杂的结构。针对三辊卷板机而言，即使无法实现预弯处理，单可以采用人工以及其他方式进行预弯操作。2.3本章小结经过多次对比，最后采用了三辊卷板机。主传动采用齿轮传动，副传动采用蜗轮蜗杆传动，电机带动齿轮，齿轮带动下辊工作，上辊通过蜗轮蜗杆带动做上下升降运动。

第3章传动设计对称上调式三辊卷板机的基本结构，具体详见下图3.1所示：图3.1对称上调式三辊卷板机它由以下几个部分组成，包括驱动机、减速器、联轴器以及两个驱动轮的开式齿轮副驱动。上辊运行过程中，由钢板之间所产生的摩擦产生驱动的效果。与此同时，也是不可缺少的从动轴，在运行过程中可以起到调节挤压的效果。基于传动系统为依托，实现独立控制的目的，一般是由以下几个构件组成的，即：手轮，蜗轮副和螺母组成。工作时，蜗轮副转动蜗轮的内螺母，使螺杆和螺杆上下移动[4]。两个滚柱在旋转过程中，有两个旋转方向，即正向与反向。受到上辊压力的作用，下辊将会呈现为反复滚动的操作，促使板料曲率符合一定的标准，产生相应的形状。3.1传动方案的分析通过对卷板机传动系统进行分析后发现，主要有以下几种运行方式，即：3.1.1齿轮传动电动机在传输扭距时，利用联轴器传送至减速器中，利用连轴器传输至开式副齿轮，实现两轴传动的操作。具体流程详见下图3.2所示。图3.2齿轮式传动系统图其优势可体现为：工作可靠性比较强，具有较长的应用寿命，可以实现精准传动，结构相对比较紧凑，具有较高的效率等功。3.1.2皮带传动电动机在传送转距时，利用皮带传送至减速器，最后传输到主动轴。具体过程详见下图3.3所示：图3.3皮带式传动系统图其优势可体现为：具有较小的噪音，稳定性强，能够产生过载保护的效果，可应用于主动辊的卷板机。3.2传动系统的确定综上所述则可得出，在本次开发设计中，则是以三辊卷板机为主的，其所安装的主动辊共有两个，转动准群，而且具有紧凑的结构，因此可采用齿轮传动的方式。3.2.1主传动系统的确定针对传动系统而言，具体结构详见下图3.4所示：上辊传动压下系统下辊住传动系统上辊传动压下系统下辊住传动系统图3.4传动系统图所采用的即为圆柱齿轮减速器，减速比为i=134.719，减速器在运行时，在副齿轮与联轴器的作用下，带动下面两个辊运行。3.2.1副传动系统的确定上滚轮通过丝杆丝母蜗杆传动实现的，以调节螺距。为了使上辊和下辊的轴线相互平行。具体结构详见下图3.4所示。在应用滚动锥体的情况下，则需要将分离装置所具有的固定螺钉松开，之后促使蜗轮呈现为空转状态，仅提高左侧机架中的螺杆。3.3本章小结在查看资料信息之后，对各类运动形式展开了深入的探讨，与三辊卷板机的基本特性相结合，主传动所应用的即为齿轮传动，而副传动应用的则是蜗轮蜗杆传动。

动力设计4.1主电机的选择和计算4.1.1上下辊的参数选择计算1.已知设计参数确定卷板机基本参数4.1.2主电机的功率确定在对板材进行卷制时，如果应用不同的板材，成形量需要的电机功率也会存在一定的差异，因此，必须要明确具体的主电机功率，在板材成形过程中，需要分为四次进行计算，具体计算公式如下所示：1．成形40%时1）各项参数为[8]（4.1）2）板料的初始弯矩M1的计算公式如下所示（4.2）W表示的即为抗弯截面模量。（4.3）3）最大弯矩M0.4的计算公式如下所示（4.4）4）从（4.5）上辊受力的计算公式为：（4.6）下辊受力的计算公式为：（4.7）5）在摩擦中消耗的摩擦阻力矩的计算公式如下所示（4.8）6）在送进板料时产生的摩擦阻力矩的计算公式如下所示（4.9）7）轴承中拉力产生的摩擦阻力矩的计算公式如下所示（4.10）8）将板料送进卷板机时所产生的总力矩的计算公式如下所示（4.11）9）当卷板机处于空载状态时，扭矩的计算公式如下所示:：板料重量G1的计算结果为：联轴器重量取值为:：下辊重量的计算结果为:10）在卷板过程中，板料不打滑的要求应满足以下计算公式：（4.14）由于，因此符合。11）驱动功率的计算公式如下所示：（4.15）2.成形70%时（所用到的公式和成形40%时所用公式相同）1）各项参数为2）最大弯矩M0.7的计算公式如下所示3）板料从4）在摩擦中消耗的扭矩的计算公式如下所示5）在送进板料时所产生的摩擦阻力矩计算公式如下所示6）轴承中拉力产生的摩擦损失计算公式如下所示7）机器在送进板料过程中产生的总力矩计算公式如下所示8）卷板机在空载状态下，所产生的扭矩为9）板料不打滑应符合以下要求，公式如下所示由于，因此符合。10）驱动功率的计算公式如下所示3.成形90%时（所用到的公式和成形40%时所用公式相同）1）各项参数为最大弯矩M0.9的计算公式如下所示3）板料从4）在摩擦中消耗的扭矩计算公式如下所示5）板料送进过程中产生的摩擦阻力矩计算公式如下所示6）拉力在轴承中产生的摩擦损失计算公式如下所示7）机器在送进板料过程中产生的总力矩的计算公式如下所示8）卷板机在空载状态下产生的扭矩的计算公式如下所示9）在卷制过程中，板料不打滑应符合以下要求，计算公式为：由于，因此符合。10）驱动功率的计算公式如下所示4．成形100%时（所用到的公式和成形40%时所用公式相同）1）各项参数为2）最大弯矩M1。0的计算公式如下所示3）板料从4）在摩擦中消耗的扭矩的计算公式如下所示5）板料送进过程中产生的摩擦阻力矩的计算公式如下所示6）拉力在轴承中产生的摩擦损失的计算公式如下所示7）机器送进板料过程中产生的总力矩的计算公式如下所示8）在空载过程中，扭矩则可表示为9）板料不打滑应符合以下要求，计算公式如下所示由于，因此符合。10）驱动功率的计算公式如下所示综上所示，具体数据详见下表4.1所示表4.1计算结果总汇5．主电机的选择：根据表4.1则可得出，当成形量为40%的条件下，会产生最大的驱动功率，为了符合安全系数的要求，因此，电动机功率则可选择为11kw。针对YZ系列电机而言，所产生的机械强度比较高，而且也具有极强的过载能力，所以，在间歇周期或短时内比较适用，若是启动过于频繁，正反转和低速，有时过载和显著振动以及冲出设备。相比于Y系列电动机来说，具有显著更高的应用特性，因此可选用YZ160L—6型电机，具体参数如下所述[7]：对于升降电动机来说，所采用的则是YD系列变极多速三相异步电动机，变速系统可以得到简化，起到良好的节能效果。因此，则可采用，具体参数如下所述：4.2上辊的设计计算校核4.2.1上辊结构设计及受力图如上可知，成形100%时，将会产生最大的受力：因此，基于进行计算，具体详见下图4.1所示：图4.1辊筒受力图4.2.2刚度校核挠度[1]：（4.16）公式参数则可表示为：（表示的是轴截面的惯性矩）（4.17）因此得出：由于，因此符合条件。4.2.3上辊强度校核Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为危险截面，由于Ⅰ、Ⅲ是相等的，并且>，仅需要对Ⅰ、Ⅱ进行校核，具体如下所示：Ⅰ：（4.18）（4.19）W表示的是抗弯截面系数。（4.20）Ⅱ：（4.21）因此符合要求。4.2.4疲劳强度安全强度校核在Ⅰ、Ⅱ处<，因此，只需要对Ⅱ、Ⅲ进行校核：Ⅱ处由[1]则可得出由于上辊转矩，所以：（4.22）[1]（4.23）Ⅲ处：因此符合规定要求。4.2.5上辊在卸料时的校核从受力层面来看，仅需符合弯曲强度，在卸料过程中，所产生受力情况详见图4.2所示：图4.2上辊卸料受力图根据图4.2可以得出：因此符合要求。4.3下辊设计计算及校核4.3.1下辊结构及受力图下辊受力的结构图具体详见下图4.3所示图4.3下辊受力图（4.24）4.3.2下辊刚度校核：(所用公式和4.3.1相同）因此符合安全要求。4.3.3下辊弯曲强度校核：(所用公式和4.3.1相同）如图可知，Ⅱ、Ⅲ处为完全强度危险截面[5]，具体如下所示Ⅱ处：Ⅲ处：安全系数因此符合要求。4.3.4下辊疲劳强度校核(所用公式和4.3.1相同）初选截面为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ：Ⅰ、Ⅲ是相同类型的；Ⅳ、Ⅴ是相同类型的；Ⅱ、Ⅳ处：；Ⅰ、Ⅳ处：，因此，只需要对Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ进行校核。因此符合要求。因此符合要求。Ⅳ因此符合要求。满足刚度条件。符合弯曲强度需求。4.4本章小结可将卷板机分为四次成形，所得出的研究结果表明，所需功率最高的即为40％。电动机功率达到了11kw。校核分析各项参数，研究表明上下辊强度符合要求。

第5章减速器的设计计算5．1传动方案的分析和拟定卷板机所需的大功率，利用减速机由一台主电动机传递到两台轧辊上。为避免两下辊干涉，采取对称构造的形式。在本次设计中，选择应用展开式减速器。具体如图5.1所示：图5.1减速器结构图5．2减速器传动装置总的传动比和各级传动比的分配5.2.1总的传动比5.2.2传动比的分配（5.1）基于润滑层面来看，为了保证两级大齿轮直径相符合，取值为：因此则可得出：（5.2）5．3传动装置各轴的参数计算5.3.1各轴转速5.3.2各轴功率5.3.3各轴转矩（5.3）将以上结果列入到表5.1中，便于进行查阅。5.4齿轮传动设计针对合金结构钢而言，塑性与韧性更好一些，同时表现出良好的综合力学性能，结合轧机的工作特征：功率大，速度比较低，以及交变载荷等，所以本设计采用了合金结构钢40Cr。为提升箱体强度，材质选用的是铸钢或者铸铁。5.4.1第一级传动设计1.齿轮参数选择{12}1）采用圆柱直齿传动的方式。2）材料热处理：由于具有比较大的传递功率，产生严重磨损现象，可以适当减弱齿轮强度，表5.1减速器参数表齿轮材料所采用的即为，应对表面采取调质处理，齿面硬度则可表示为。3）精度等级的选择：选取为7级精度。3）小齿轮数的选择：，取齿数比：因为斜齿取值为2.按齿面接触强度计算和确定齿轮尺寸[15]mm(5.5)(1)确定公式内各参数a)试选载荷系数：b)小齿轮传递扭矩：c)[15]：材料弹性影响系数则可表示为[15]：取值为e)大小齿轮所产生的接触疲劳强度极限则可表示为[15]：f)应力循环次数的计算公式如下所示：g)接触疲劳寿命系数[15]的数值如下所示：h)接触疲劳许用应力[15]的计算公式如下所示：安全系数取值为(5.7)因此：（2）计算a)对小齿轮分度直径d1t进行计算，根据式5.1则可得出，计算公式如下所示：b)圆周速度V的计算公式如下所示：（5.8）（5.9）e)载荷系数：根据v=2.621m/s，7级精度载荷系数的计算公式如下所示：f)分度圆直径的计算公式如下所示：3.按齿根弯曲强度设计[15](5.10)(1)确定公式内的各计算数值a)对于大小齿轮来说，弯曲疲劳强度极限[15]的数值为：b)弯曲疲劳寿命系数[15]的数值则可表示为：c)弯曲疲劳许用应力的计算公式如下所示：安全系数取值为S＝1.4d)载荷系数K的计算公式如下所示：e)齿形系数[15]的数值结果表示为：f)应力校正系数[15]：g)对大小齿轮的进行计算，通过进行对比分析，计算公式如下所示：因此，相比之下小齿轮具有更大的数值。(2)模数设计算[9]相比于齿根弯曲疲劳计算模量来说，齿面接触疲劳强度计算模量m显著更大，所以，在弯曲强度模数表示为m=1.68mm，在圆整模数表示为m=2mm。通过进行修正之后，分度圆直径则可表示为d1＝64mm。齿数Z1、、Z2计算公式如下所示：β确定：取值为=241mm4.几何尺寸计算a)对于两齿轮来说，分度圆直径的计算公式如下所示：b)中心距：计算公式如下所示：c)齿宽的计算公式如下所示：取值为：b1=65，b2=60。5.验算N（5.11）N/m因此得出，所提出的假设合理。5.4.2第二级传动设计：(所用公式和5.4.1相同）1．齿轮参数选择2）材料热处理：传递功率向相对比较大，受到严重磨损，会降低齿轮强度，材料采用的是40Cr，对表面部分采取调质处理，硬度48－55HRC。2．按齿面接触强度设计由公式5.1(1)确定公式内各参数(2)计算a)小齿轮分度直径d1t计算公式如下所示：＝71.44mmb)圆周速度的计算公式如下所示：m/s(5.12)c)齿宽b的计算公式如下所示：d)齿宽与齿高之比b/h的计算公式如下所示：(5.13)3.按齿根弯曲强度设计根据公式5.2(1)确定公式内的各参数(5.14)g)对大小齿轮的进行计算，经过对比后，计算公式如下所示：(5.15)因为：因此小齿轮具有比较小的数值。(2)模数设计计算相比之下，齿面接触疲劳强度怎么算模量m显著更大，弯曲强度模数m=3.227mm，圆模量m=4毫米。分度圆直径则可表示为d1=71.744mm。齿数4.几何尺寸计算a两齿轮的分度圆直径的计算公式如下所示：5.验算：(5.16)因此：所提出的假设是合理的。5.4.3第三级传动设计：(所用公式和5.4.1相同）1．齿轮参数选择1）采用圆柱直齿传动2）材料热处理：齿面硬度则可表示为3）精度等级：所采用的是7级精度4）选取小齿轮数：齿数比则可表示为：2．按齿面接触强度设计由公式5.1(1)确定公式内各参数a)选择载荷系数：b)小齿轮传递扭矩的计算公式为：c)得齿宽系数[15的计算公式为]：弹性影响系数则可表示为：d)对于大小齿轮来说，接触疲劳强度极限[15]的计算公式如下所示：MPaf)应力循环次数的计算公式如下所示：g)接触疲劳寿命系数[15]的计算结果为：h)接触疲劳许用应力[15]的计算公式如下所示：安全系数取值为S＝1(2)计算a)小齿轮分度直径d1t的计算公式如下所示：=118.08mmb)圆周速度的计算公式如下所示：(5.17)(5.18)齿高：齿高之比：e)载荷系数的计算公式如下所示：动载荷系数[15]的计算公式为：因此载荷系数则可表示为：f)按照实际载荷系数，对分度圆直径进行校正：g)模数m：3.按齿根弯曲强度设计[15](1)确定公式内的各参数a)查文献[15]可知，对于大小齿轮来说，弯曲疲劳强度极限的计算公式如下所示：b)查文献[15]可知，弯曲疲劳寿命系数的计算公式如下所示：c)弯曲疲劳许用应力[15]的计算公式如下所示：安全系数取值为S＝1.4d)载荷系数K的计算公式如下所示：e)齿形系数[15]取值为：f)应力校正系数[15]取值为：g)对大小齿轮的进行计算，相对比后，计算结果如下所示：因此小齿轮具有比较大的数值。2）模数设计计算mm齿面接触疲劳强度怎么算模量m显著更大，弯曲强度模数表示为m=4．976mm，圆模量表示为m=5mm。分度圆直径即为d1=124mm。齿数4.几何尺寸计算a)分度圆直径的计算公式如下所示：b)中心距：c)齿宽：取值为b1=115b2=1105.验算NN/m因此，本次提出的假设是合理的。5.5蜗轮、蜗杆的传动设计按照蜗杆形状的不同，则可分为以下几种类型，即圆柱蜗杆传动，环面蜗杆传动蜗杆传动以及圆锥蜗杆传动。针对环面蜗杆传动而言，啮合齿数相对比较多，所以齿的受力状况也有所提升，具有更高的承载能力。卷板机上辊在运动过程中，强度要求较高，因此本设计采用了包络环面蜗杆传动。5.5.1材料选择：蜗杆的选材为40Cr，在表面部分采取淬火处理，硬度为HRC50，齿面粗糙度Ra0.8蜗轮的选材为ZCuSn10P1，传动精度为8级，三棍卷板机间隙运行。5.5.2参数的设计：1.求传动的中心距书[1]：kw（5.19）其中，对于K1、K2、K3、K来说，所表示的数值分别为：1、1.0、0.8、1由[1]得则可得出，a=175mm，标准值的取值为a=180mm2.主要几何尺寸计算[1]其他参数为[1]：明确蜗杆螺旋修形量以及修缘量[1]，计算公式如下所示：5.6轴的设计校核计算：5.6.1四个轴的结构设计：各轴选材为40Cr[1]，取值为A=104.5mm。I轴：取，对于I轴来说，则可采用齿轮轴。具体结构详见下图5.1所示图5.1轴Ⅰ结构图轴II：d≥A取值为具体结构详见下图5.2所示图5.2轴Ⅱ结构图轴III：Ad≥A取值为d具体结构详见下图5.3所示图5.3轴Ⅲ结构图轴Ⅳ：查表15-3则可得出：取值为具体结构详见下AB图5.4所示：ABⅦⅤⅥⅣⅢⅡⅠⅦⅤⅥⅣⅢⅡⅠ图5.4轴Ⅳ图针对小轴直径dⅠ－Ⅱ而言，由于与联轴器孔径相匹配，则可选择联轴器。对联轴器转矩进行计算，则可得出：（5.33）选用ZL10，公称转矩表示为。5.6.2轴的校核计算：1.轴的弯矩计算轴的轴承跨距为。如图5.4可知，在竖井中，B段即为危险段。绘制了竖井、扭矩图以及等效弯矩图5.6。B面受力分析：c)求圆周力:Ne)求支反力：g)总弯矩：h)扭矩：(α＝0.6)i)当量弯矩的计算公式如下所示：FtFtMca(N.mm)αT(N.mm)M(N.mm)MV(N.mm)RV1FtRV2RH1FtRH1Mca(N.mm)αT(N.mm)M(N.mm)MV(N.mm)RV1FtRV2RH1FtRH1RV1RH2RV2RH2MH(N.mm)Fr图5.6轴Ⅳ弯扭距图以上结果汇总至表5.2中，具体如下所示：2.轴强度校核[1]（5.34）[σ-1]=70MPa，由于<[σ-1]=70MPa，因此符合安全要求。3.轴疲劳强度校核(1)确定危险截面相比于Ⅵ、Ⅶ处来说，截面A、Ⅱ、Ⅲ受力显著更小，因此无需校核。在本次研究中，仅需校核截面Ⅵ。即使截面B处具有较大应力，但是截Ⅵ比较小，因此无需校核截面B。(2)截面Ⅶ左侧g．轴的选材为40，查阅文献[1]则可得出：：（）轴未经表面强的化处理：，（5.38）则：因此符合安全要求。(3)截面IV右侧g．查阅资料[1]则可得出：，因此：，i．在轴IV右截面位置处，安全系数的计算公式如下所示：（5.39）则：因此符合安全要求。(5)轴承的选择a．轴I、轴II、轴Ⅲ轴承的选择因为轴向