磨粉机主传动统装置设计

1、ee题 目 磨粉机主传动系统装置设计 学生姓名 ee 学号 ee 所在学院 机械工程学院 专业班级 ee 指导教师 ee _ _完成地点 ee 2009年 06 月 20 日 设计题目：磨粉机主传动系统装置设计作者：ee所在单位：（ee）指导老师：ee 【摘要】：磨粉机是面粉生产线的主要设备之一，主传动系统是其核心部分，它的好坏对磨粉机的研磨性能影响较大。针对磨粉机的磨辊存在噪音大、产量低、电耗大等缺点，研究和设计了磨粉机的主传动系统，该工作对提高面粉研磨质量意义重大。本设计在汉中粮食加工装备制造企业磨粉机主传动系统的研究基础上，重点研究了快辊驱动及快慢辊驱动工作原理，磨粉机的磨粉机理，选择合

2、适的方案，确定了磨粉机的机构和结构参数，根据所设计的参数，完成了主传动系统的设计计算及结构设计，实现了给定参数的主传动系统装置的三维造型与仿真，分析了磨粉机在一般情况下的运动和动力学特性，研究磨粉机运动及受力的分布规律。新设计的磨粉机提高了研磨质量及效率，性能更加优越，易于维修，降低了磨粉机能耗。 【关键词】：辊式磨粉机；磨辊驱动；设计；三维仿真。design title: mill main drive system design author: eethe unit: (ee ) tutor: ee abstract:mill is one of the main equipment of

3、 flour production line, the main drive system is the core part of the larger it is good or bad influence on the grinding mill performance. for the presence of the roller mill grinding noise, low yield, power consumption and other shortcomings, the study and design of the mill main drive system, whic

4、h is working to improve the quality of the flour milling significance. based on the study of the design of food processing equipment manufacturing enterprises han zhong mill on the main drive system, focusing on the speed of the roller drive works, the mechanism of fast roller flour mill drive and s

5、elect the appropriate option to determine the milling institutional and structural parameters of machines, according to the parameters of the design, to complete the calculation of the main drive system design and structural design, three-dimensional modeling and simulation to achieve a given parame

6、ter main transmission device analyzes the mill under normal circumstances movement and dynamics, research mill sports and the force distribution. the new design of the grinding mill to improve the quality and efficiency, superior performance, ease of maintenance, reducing the mill energy consumption

7、. key words : roller mill ; grinding roller drive ; design ; dimensional simulation .目录引言11 绪论21.1研究现状21.2发展趋势31.3传动系统的发展31.3.1 v带传动31.3.2 替代v带传动的途径31.3.3 快慢辊传动设计的难点31.3.4 新型的橡胶传动带41.3.5 同步带应防止爬齿和跑偏41.3.6 双面多楔带传动42 磨辊轴固定方式的确定和传动方案的确定52.1磨辊轴固定方式的确定52.1.1现阶段所使用的固定方式52.1.2磨辊轴与轴承间采用紧定套连接52.1.3磨辊轴带锥度的可拆卸

8、连接52.1.4磨辊轴与轴承过盈配合连接62.1.5三种磨辊固定方式的特点与选择62.2 传动系统62.2.1 快辊拖动62.2.2 辊间传动7 2.3 离合轧轧调机构82.3.1功能要求82.3.2设计原则82.3.3离合轧轧调机构的比较确定82.4 小结83 磨粉机主传动部分设计研究103.1 选配电机103.2 三角带传动设计103.3 齿轮减速箱设计133.3.1 按齿面接触强度设计133.3.2 按齿根弯曲强度校核153.3.3 几何尺寸计算163.3.4 齿轮结构设计16 3.4 磨辊受力分析173.4.1 磨辊轴的结构设计173.4.2 磨辊受力分析18 3.5 磨辊轴承的选择与

9、校核243.5.1 磨辊轴承的选择243.5.2 轴承的校核253.6 磨辊轴的校核263.7小结294 三维仿真304.1 各个零件的三维造型30 4.1 对各个零件进行装配36致谢37参考文献38外文翻译39引言随着农业机械化的飞速发展，我国粮食研磨加工也有了一个新的发展，基本都用上了磨粉机。目前，我国农村所使用的磨粉机主要有：小型对辊磨、锥磨、片磨和粉碎机。其中，对辊磨使用占很大一部分，从使用情况来看，对辊磨存在噪音大，产量低，电耗大等缺点，而决定这些的就是磨粉机的主传动系统。磨粉机研发过程中，优良传动系统装置的设计,不仅是设备正常可靠运行的必要条件,而且传动效率高,节电效果可观。百余年

10、来磨粉机的传动系统经不断改进,性能日趋完善, 随着科学技术不断发展提高, 各种新技术应用日益广泛,磨粉机主传动系统改进设计对提高研磨质量前景广阔。因此，磨粉机主传动系统的设计与改进，能更好提高小麦研磨质量、造福于人。1 绪论1.1研究现状近年来，大、中型磨粉机快慢辊传动机构的选择与设计，宏观上经过了链传动、齿轮传动、双面同步带传动和步楔复合带传动等发展阶段。目前，在大、中型磨粉机快慢辊传动机构中广泛采用双面同步带传动和步楔复合带传动。而上述两种传动也经历了四轮驱动和三轮驱动两个发展阶段。由于三轮驱动具有结构简单，寿命长等特点，近年来被广泛采用，但也出现了一些新的问题。目前我国大、中型磨粉机的的

11、磨辊间传动机构均采用双面同步带传动或步楔复合带轮传动。磨辊传动机构的功能就是保证快、慢辊之间的转速差。双面同步带四轮驱动时的典型布置结构，在实践中，该机构布置时存在带传动的结构尺寸大，成本高等缺陷。为了克服这些缺陷，国外率先出现双面同步带三轮驱动方案，随后又有步楔复合带三轮驱动方案。我国磨粉机设计行业紧跟国际磨粉机对的发展前沿，纷纷采用双面同步带三轮驱动方案和步楔复合带三轮驱动方案。“fmsq456”型磨粉机的传动机构就是采用双面同步带三轮驱动方案。我国其他一些类型的磨粉机及性能如下：由山东桓台县龙泰粮机开发有限公司生产的“fmfq*2b型磨粉机为：双辊喂料，磨辊平置；磨膛接料为诱导式，提料管

12、为垂直管，封网阻力小；磨辊设置风冷系统，有效降低磨辊温度；气动控制磨辊离合，机械式离合器与气缸联动结构，确保先喂料后合闸，杜绝磨齿受损；三轮步楔复合带传动，不跳齿不跑偏、噪音小，无污染；铸铁框架结构，稳定性强，使用寿命长。由河北张家口粮食机械厂生产的mml八辊磨粉机，快慢辊间采用三轮系齿楔带传动。河北苹乐面粉机械集团有限公司生产的fmsq500*2-600*2型磨粉机有两个规格，是一种新型磨粉机。其机体为优质钢板经数控切割和气体保护焊接而成，手动、气动两用型轧距控制方式；伺服喂料系统，磨辊平置；喂料辊二级传动采用链条传动，经久耐用、维修成本低；应力自持；快慢辊间采用圆弧同步齿楔带，速比精准，不

13、跳齿，不跑偏；磨下物排料方式既可自流，又可磨膛吸料，电动机装在磨粉机内，整体安装方便；所有运转件均经过严格质量检验和动平衡处理，确保运转平衡。此款磨粉机与小磨粉机单边磨相比，单位产量较高，运转稳定可靠，出粉率高，操作劳动强度较低，价格较低，比较合适农村及城镇中小型面粉市场的需求。虽然这几种磨粉机已经比较先进了，但仍存在不足，自动化还不够高，传动功率也有待提高，有的噪音还是比较大。 我国的小麦制粉企业是以高产量大、负载运转著称，在面粉厂的磨粉机机组中磨粉机的研磨负载大小相差34倍。对于1000mm和1250mm磨粉机而言，按制粉工艺设备配置给磨粉机选配的电机功率从7.522kw相差约3倍，按磨粉

14、机在面粉厂的负载电流约相差4倍。区别负载大小，调定每台，每台磨粉机快慢辊传动胶带的松紧度。美国u m s公司生产了2种盘式磨, m ga 500 和m ga 600。m ga 5 00 主要设计使用在粗研磨上, 产量在5 t / h。盘式磨粉机主要是由电机、磨盘粉碎装置、盘距调节装置、支架等4部分组成。磨盘是由2个盘上嵌入的磨齿盘构成,磨齿的尺寸和外形是刃沟, 与辊式磨的沟槽相似,齿形的配置是锋对锋或者钝对钝的形式。设备的2个主要技术参数用动盘转速和盘间距离进行调节。盘式磨粉机的作用介于辊式磨和锤式磨之间。该设备研磨的产量是3000kg / h ,使用电机功率为37kw, 也可以根据需要使用较

15、小的电机功率。该设备在小麦加工上已经使用了多年, 主要是用在第一道研磨,并且被许多场地较小的面粉厂所采用。该设备的特点是直接由电机驱动, 功率消耗少于5 kw/(ht)。mga600的特点是研磨盘的间隙可以在加工的过程中进行调节。工作间隙为0.30.7 mm , 最大间隙为3mm, 部件的耐久性好, 操作方便, 维修成本低。目前500型已广泛用于饲料和面粉加工中,在面粉加工中能与辊式磨配合,达到生产不同面粉的要求,既降低了设备成本, 又节省了车间占地面积。磨盘的安装简单, 盘齿的寿命比磨辊的长。设备拆卸和维修方便, 只需要一个人就可以完成。1.2 发展趋势现在的磨粉机由于加工环境比较恶劣粉尘大

16、，而老式的半自动化需要工人在一线进行操作具有一定的危害性，所以以后会朝着全自动方向发展；现阶段磨粉机大部分的噪音还是比较大的，对人体，对人们的生产生活都有一定的影响，而这些都是由于传动部分引起的，所以可以降低传动部分噪音方向发展；现在人们都要求高效率，低成本，对磨粉机也一样，磨粉机的传动效率还有待提高。1.3 传动系统的发展 1.3.1 v带传动 磨粉机的主轴快辊与电动机间, 大多采用v带隔楼层传动, 电动机设在下一层的钢架上。由于带的长度超大, 主动小轮设在大轮的下方, 传动方式很不理想。带传动两轮的布置方式中以两轮水平布置、带的紧边在下方为最佳方式, 在运行时上边松弛下垂, 可以增大小轮的

17、包角和传动能力。小轮在下则是最为不利的布置方式, 因小轮下方是与带接触的工作面, 受松边下垂影响削弱了带与轮面的磨擦力, 并有可能使带与轮面产生相对滑动而降低传动能力。隔楼层传动带的周长约为5m, 松边受重力影响而下垂量大, 使得小轮在下的弊端更为突出。受快辊带轮直径小和转速不高的影响,v带传动时的线速度较低, 一般约为10m/s, 电动机小轮的直径小, 节径接近甚至小于设计允许的最小值。这2项不利因素, 大幅度降低了v带的传动能力。采用普通v带(三角带)传动接长为1000mm的老式磨粉机, 设计配用6根b型带传动, 用于前路1b磨时往往处于超载运行状况, 胶带的磨损量大, 带的寿命一般只有几

18、个月, 传动效率低于90%, 浪费了大量电力。近期生产的磨粉机大都已改为4根5v或spb型窄v带传动。由于每根带的传动能力成倍增长, 超载现象消除, 但仍受小轮在下和带长偏大的影响, 传动效率很难超过95%。 1.3.2 替代v带传动的途径 v带传动始于20世纪初, 主要是为适应机器设备由集中传动向单机驱动, 电动机需就近短中心距传动而创新设计的, 用于磨粉机长中心距隔楼层传动, 势必难以取得良好的效果。20世纪后期, 引进布勒公司设备的北京中美示范厂、引进奥克里姆公司的南阳光辉厂, 都采用尼龙片基平带隔楼层传动。尼尤平带被称为“节电皮带”, 传动效率可以达到95%99%, 高于窄v带。它的不

19、足是带的周长受温度变化的影响较大, 必须根据气候变化移动电动机调节张力, 这很可能是尼龙片基带未能普及应用于磨粉机的重要原因。如果改进带传动装置的设计型式, 在电动机的上方增设一个张紧导轮, 不仅可以方便地调整带的张力, 而且还可以增大小轮包角, 改善传动果。彻底消除磨粉机v带长中心距传动的弊病, 必须改变磨粉机结构的设计, 增加整机的高度, 将电动机内置在磨壳的下方。为能提高传动带的效率, 可以考虑采用高效的同步带、多楔带或联组窄v带传动。整机的高度增加后还可以因势利导, 优化磨粉机其它部件的设计, 例如提升下磨门的高度, 检查研磨效果时无须弯腰下蹲; 将磨膛提料改为用接料器在磨内下方接料,

20、可以降低风网的阻力损耗等等。国产的中型磨粉机采用这种设计型式, 应用效果良好, 电动机内置传动与隔楼层传动比较, 最大的优点是可以减少楼层和降低车间建筑面积。 1.3.3 快慢辊传动设计的难点 磨粉机快慢两辊的转速适中、速比不大, 传动装置的设计不应有多少困难。但是由于两辊的旋向相反、中心短, 特别是受直径不等和轧距改变的影响,中心距无法固定不变, 给传动装置的设计造成许多困难。早期的磨粉机采用平带传动时问题尚不突出,只是受两辊中心距和速比的限制, 带轮的直径小, 带的线速度低, 传动功率的能力差, 负载波动时带容易从轮面滑脱掉带。由于磨粉机的研磨强度和功率逐渐增大, 平带传动逐渐不能满足传动

21、需要, 所以20世纪后期快慢辊的传动, 大都改为齿轮和新型胶带传动。齿轮原本很适合用于反旋向、短中心距和高扭矩的轧辊机械传动, 但用于两辊中心距变动较大的磨粉机时, 又使传动装置的设计产生许多困难。为适应两辊中心距不固定的特点, 磨粉机应配用专用的长齿型齿轮。该类齿轮的特点是齿高模数大于周节模数, 运行时可以增大两轮的啮合角, 缓解齿轮中心距偏离较大的弊病, 提高传动负载的能力。这类针对磨粉机特点精心设计的齿轮, 在一定程度上改善了啮合条件, 但齿轮传动的3项主要弊病只能缓解并未根除。首先是两辊中心距偏离现象并未消除, 仍存在齿侧间隙和噪声过大的弊病; 其次磨辊直径变动较大时, 必须调整齿数改

22、变速比, 需有多种规格齿轮备件; 再者齿轮需用油润滑, 设备油污很难完全避免。快慢辊采用新型的胶带传动, 可以彻底消除这3项弊病。 1.3.4 新型的橡胶传动带传统的橡胶平带和v带, 材料大都是天然的橡胶和棉蔴等纤维织物, 依靠带与轮面的摩擦力工作。高分子材料工业的澎湃发展, 为新型胶带的制作提供了性能更为优良的原材料。聚酯、芳纶和玻璃纤维等材料的强度高、伸长率小, 都是相当理想的强力层的材料。氯丁橡胶和聚氨酯等合成材料, 不仅具有优良的耐磨性, 而且具有耐温、耐油和抗老化等许多优点, 很适合用于胶带的本体层。各种各样的新型胶带, 不仅使用了性能优异的新型材料, 还改进了带与轮的传动方式, 例

23、如同步带等为带齿和轮齿啮合传动, 大幅度提高了带的传动性能。采用高强、耐磨等优良性能的化学纤维和合成橡胶制作的各种新型双面传动带, 可以适应低转速、高扭矩轧辊类机械传动的需要, 不像齿轮那样对两辊中心距有严格要求。磨粉机快慢辊采用带传动时的噪声低、无油污, 两辊中心距变动时带的长度规格不变, 彻底消除了齿轮传动的3项弊病。目前已在应用的有双面同步带、齿楔带和双面多楔带3种类型。这3种胶带的传动原理不尽相同, 性能互有差异, 共同的特点是带轮的装配精度要求较高。快慢辊带传动装置的特点是:3个带轮均悬置在轴承的外端, 两辊的带轮需经常拆卸更换, 导轮的位置需要根据带的张力调整改变, 这些都会影响带

24、轮的装配精度。如何降低带轮装配时不平行度和轴向定位的偏差, 消除和缓解运行时的不利因素, 是选择和用好快慢辊带传动的关键。 1.3.5 同步带应防止爬齿和跑偏同步带在国外也称为齿型带, 传动原理与平带和v带不同, 不是依靠带与轮面的摩擦力, 而是依靠带齿与轮齿的啮合传动, 所以速比准确, 可以像齿轮那样实现主被动轮同步运转。英国西蒙公司的xk2型磨粉机于20世纪80年代, 率先采用htd型双面同步带传动快慢辊取得成功。受磨辊斜置和初次设计经验不足的影响, 需设置两个导轮组成四轮系传动。主要不足之处是磨辊离闸时带的张力松弛度大, 带与轮面极易产生相对滑动而产生爬齿现象。爬齿将使带齿迅速严重磨损,

25、 必须设法杜绝, 为此磨粉机需采用降压启动。目前国内设计磨辊为平置的磨粉机, 快慢辊采用同步带时只需用一个导轮, 简化为三轮系传动。又因优化了传动装置的设计参数, 大幅度缩减了离闸时带的松弛度, 所以导轮不需要设张力补偿弹簧, 电动机也不需要采用降压启动。同步带轮没有自动定位功能, 为防止带在轮上跑偏, 对带轮的平行度要求很高,htdm8的同步带应3/1000。受带轮装配方式的影响, 一般平行度很难达到这样高的要求。针对同步带跑偏问题, 国内设计的磨粉机采取了多种不同的补救措施, 例如导轮设可调偏心的轴, 调节导轮轴的支架和改进带轮挡边的设计, 都可以缓解或消除同步带的容易跑偏的弊病。同步带的

26、两个工作面均为硫化成型, 制作工艺简便, 价格便宜, 只要设计应用得当, 有效地控制了爬齿和跑偏, 不失为用于快慢辊传动的优良传动带。 1.3.6 双面多楔带传动多楔带是一种兼有平带和v带优点的新型传动胶带, 实质上是联体的多槽小型v带, 也被称为“复合v带”。环形胶带的结构层为设有强力层的平带, 内层为节距19.4mm的v形楔面纵向多槽。与v带比较, 多楔带具有传动能力大、效率高和寿命长等优点。设有两个多楔面的双面多楔带简称双楔带,可以用于反向旋转的快慢辊传动。意大利gbs公司的synthesis磨粉机, 率先采用1根宽度为103mm、节距为3.46mm的pk型双楔带传动快慢辊。双楔带的强力

27、层用强度高、伸长率低和挠曲性好的芳纶线绳, 传动效果优于采用玻璃纤维的同步带和齿楔带, 双楔带与轮的接触面积小,带轮的装配精度要求高。快慢辊传动采用双稧带的时间不长, 设计和应用方面积累的经验较少, 双楔带进一步优化设计, 完善装配工艺保证装配精度后,很可能是一种优良的快慢辊传动带。 2.电机选择2.1电动机选择（倒数第三页里有东东）2.1.1选择电动机类型2.1.2选择电动机容量电动机所需工作功率为：；工作机所需功率为：；传动装置的总效率为：；传动滚筒 滚动轴承效率 闭式齿轮传动效率 联轴器效率 代入数值得：所需电动机功率为：略大于 即可。选用同步转速1460r/min ；4级 ；型号 y1

28、60m-4.功率为11kw2.1.3确定电动机转速取滚筒直径1.分配传动比（1）总传动比(2)分配动装置各级传动比取两级圆柱齿轮减速器高速级传动比则低速级的传动比2.1.4 电机端盖组装cad截图 图2.1.4电机端盖2.2 运动和动力参数计算2.2.1电动机轴 2.2.2高速轴2.2.3中间轴2.2.4低速轴2.2.5滚筒轴3.齿轮计算3.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1按传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。2绞车为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（gb 10095-88）。3材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40cr（调质），硬度为280 hbs，大齿轮材料为45钢（调质）硬度

29、为240 hbs，二者材料硬度差为40 hbs。4选小齿轮齿数，大齿轮齿数。取5初选螺旋角。初选螺旋角3.2按齿面接触强度设计由机械设计设计计算公式（10-21）进行试算，即3.2.1确定公式内的各计算数值（1）试选载荷系数1。（2）由机械设计第八版图10-30选取区域系数。（3）由机械设计第八版图10-26查得，则。（4）计算小齿轮传递的转矩。（5）由机械设计第八版表10-7 选取齿宽系数（6）由机械设计第八版表10-6查得材料的弹性影响系数（7）由机械设计第八版图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ；大齿轮的接触疲劳强度极限 。13计算应力循环次数。（9）由机械设计第八版图

30、（10-19）取接触疲劳寿命系数; 。（10）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数s=1，由机械设计第八版式（10-12）得（11）许用接触应力3.2.2计算（1）试算小齿轮分度圆直径=49.56mm（2）计算圆周速度（3）计算齿宽及模数 =2mmh=2.252.252=4.5mm49.56/4.5=11.01（4）计算纵向重合度0.318124tan=20.73（5）计算载荷系数k。已知使用系数根据v= 7.6 m/s,7级精度，由机械设计第八版图10-8查得动载系数由机械设计第八版表10-4查得的值与齿轮的相同，故由机械设计第八版图 10-13查得由机械设计第八版表10-3查得

31、.故载荷系数11.111.41.42=2.2（6）按实际的载荷系数校正所算得分度圆直径，由式（10-10a）得（7）计算模数 3.3按齿根弯曲强度设计由式（10-17）3.3.1确定计算参数（1）计算载荷系数。 =2.09（2）根据纵向重合度 ，从机械设计第八版图10-28查得螺旋角影响系数（3）计算当量齿数。（4）查齿形系数。由表10-5查得（5）查取应力校正系数。由机械设计第八版表10-5查得（6）由机械设计第八版图10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ；大齿轮的弯曲强度极限 ；（7）由机械设计第八版图10-18取弯曲疲劳寿命系数 ，；（8）计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数s1

32、.4,由机械设计第八版式（10-12）得（9）计算大、小齿轮的 并加以比较。=由此可知大齿轮的数值大。3.3.2设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 大于由齿面齿根弯曲疲劳强度计算 的法面模数，取2，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度得的分度圆直径100.677mm 来计算应有的齿数。于是由取 ，则 取 3.4几何尺寸计算3.4.1计算中心距a=将中以距圆整为141mm.3.4.2按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数、等不必修正。3.4.3计算大、小齿轮的分度圆直径3.4.4计算齿轮宽度圆整后取.低速级取m=3;由 取圆整后取表 1高速级

33、齿轮：名称代号计 算 公 式 小齿轮大齿轮模数m22压力角2020分度圆直径d=227=54=2109=218齿顶高齿根高齿全高h齿顶圆直径表 2低速级齿轮：名称代号计 算 公 式 小齿轮大齿轮模数m33压力角2020分度圆直径d=327=54=2109=218齿顶高齿根高齿全高h齿顶圆直径4.轴的设计4.1低速轴4.1.1求输出轴上的功率转速和转矩 若取每级齿轮的传动的效率,则4.1.2求作用在齿轮上的力因已知低速级大齿轮的分度圆直径为圆周力 ,径向力 及轴向力 的4.1.3初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为45钢,调质处理.根据机械设计第八版表15-3,取 ,于

34、是得输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径.为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号.联轴器的计算转矩, 查表考虑到转矩变化很小,故取 ,则:按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件,查标准gb/t 5014-2003或手册,选用lx4型弹性柱销联轴器,其公称转矩为2500000 .半联轴器的孔径 ,故取 ,半联轴器长度 l=112mm ,半联轴器与轴配合的毂孔长度.4.1.4轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案 图4-1（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1)根据联轴器为了满足半联轴器的轴向定位要示求,1-2轴段右端需制出一轴肩,故取2-3段的直径 ;左

35、端用轴端挡圈,按轴端直径取挡圈直径d=65mm.半联轴器与轴配合的毂孔长度,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故1-2 段的长度应比 略短一些,现取.2)初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列圆锥滚子轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取 0 基本游子隙组 、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30313。其尺寸为ddt=65mm140mm36mm，故 ；而。3）取安装齿轮处的轴段4-5段的直径 ；齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为90mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取 。齿轮的左端采用轴肩定位

36、，轴肩高度 ，故取h=6mm ，则轴环处的直径 。轴环宽度 ，取。4）轴承端盖的总宽度为20mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l=30mm，故取 低速轴的相关参数：表4-1功率转速转矩1-2段轴长84mm1-2段直径50mm2-3段轴长40.57mm2-3段直径62mm3-4段轴长49.5mm3-4段直径65mm4-5段轴长85mm4-5段直径70mm5-6段轴长60.5mm5-6段直径82mm6-7段轴长54.5mm6-7段直径65mm（3）轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接

37、。按查表查得平键截面b*h=20mm12mm，键槽用键槽铣刀加工，长为l=63mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为14mm9mm70mm，半联轴器与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为m6。4.2中间轴4.2.1求输出轴上的功率转速和转矩4.2.2求作用在齿轮上的力（1）因已知低速级小齿轮的分度圆直径为：（2）因已知高速级大齿轮的分度圆直径为：4.2.3初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为45钢,调质处理.根据表15-3,取 ,于是得：轴的最小直径显然是

38、安装轴承处轴的直径。图 4-24.2.4初步选择滚动轴承.（1）因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取 0 基本游子隙组 、标准精度级的单列圆锥滚子轴承。其尺寸为dd*t=35mm72mm18.25mm，故，；（2）取安装低速级小齿轮处的轴段2-3段的直径 ；齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为95mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取 。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度，故取h=6mm，则轴环处的直径。轴环宽度，取。（3）取安装高速级大齿轮的轴段4-5段的直径齿轮的右端与右端轴承之

39、间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为56mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取。 4.2.5轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按查表查得平键截面b*h=22mm14mm。键槽用键槽铣刀加工，长为63mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为14mm9mm70mm，半联轴器与轴的配合为 。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为m6。中间轴的参数：表4-2功率10.10kw转速362.2r/min转矩263.61-2段轴长29.3mm1-2段直径25

40、mm2-3段轴长90mm2-3段直径45mm3-4段轴长12mm3-4段直径57mm4-5段轴长51mm4-5段直径45mm4.3高速轴4.3.1求输出轴上的功率转速和转矩若取每级齿轮的传动的效率,则4.3.2求作用在齿轮上的力因已知低速级大齿轮的分度圆直径为4.3.3初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为45钢,调质处理.根据表15-3,取 ,于是得：输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径.为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号.联轴器的计算转矩 , 查表 ,考虑到转矩变化很小,故取 ,则:按照计算转矩 应小于联轴器公称转矩的条件,查标准g

41、b/t 5014-2003 或手册,选用lx2型弹性柱销联轴器,其公称转矩为560000 .半联轴器的孔径 ,故取 ,半联轴器长度 l=82mm ,半联轴器与轴配合的毂孔长度.4.4轴的结构设计4.4.1拟定轴上零件的装配方案图4-34.4.2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1)为了满足半联 轴器的轴向定位要示求,1-2轴段右端需制出一轴肩,故取2-3 段的直径 ;左端用轴端挡圈,按轴端直径取挡圈直径d=45mm .半联轴器与轴配合的毂孔长度 ,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上 而不压在轴的端面上,故 段的长度应比 略短一些,现取.2)初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作

42、用,故选用单列圆锥滚子轴承.参照工作要求并根据 ,由轴承产品目录中初步选取 0 基本游子隙组 、标准精度级的单列圆锥滚子轴承。其尺寸为d*d*t=45mm*85mm*20.75mm，故 ；而 ，mm。3）取安装齿轮处的轴段4-5段,做成齿轮轴；已知齿轮轴轮毂的宽度为61mm，齿轮轴的直径为62.29mm。4）轴承端盖的总宽度为20mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l=30mm，故取。 5）轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按 查表查得平键截面b*h=14mm*9mm ，键槽用

43、键槽铣刀加工，长为l=45mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为14mm9mm70mm，半联轴器与轴的配合为 。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为m6。高速轴的参数：表4-3功率10.41kw转速1460r/min转矩1-2段轴长80mm1-2段直径30mm2-3段轴长45.81mm2-3段直径42mm3-4段轴长45mm3-4段直径31.75mm4-5段轴长99.5mm4-5段直径48.86mm5-6段轴长61mm5-6段直径62.29mm6-7段轴长26.75mm6-7段直径45mm5.

44、齿轮的参数化建模5.1齿轮的建模（1）在上工具箱中单击按钮，打开“新建”对话框，在“类型”列表框中选择“零件”选项，在“子类型”列表框中选择“实体”选项，在“名称”文本框中输入“dachilun_gear”，如图5-1所示。图5-1“新建”对话框2取消选中“使用默认模板”复选项。单击“确定”按钮，打开“新文件选项”对话框，选中其中“mmns_part_solid”选项，如图5-2所示，最后单击”确定“按钮，进入三维实体建模环境。图5-2“新文件选项”对话框（2）设置齿轮参数1在主菜单中依次选择“工具”“关系”选项，系统将自动弹出“关系”对话框。2在对话框中单击按钮，然后将齿轮的各参数依次添加到

45、参数列表框中，具体内容如图5-4所示，完成齿轮参数添加后，单击“确定”按钮，关闭对话框。图5-3输入齿轮参数（3）绘制齿轮基本圆在右工具箱单击，弹出“草绘”对话框。选择front 基准平面作为草绘平面，绘制如图5-4所示的任意尺寸的四个圆。（4）设置齿轮关系式，确定其尺寸参数1按照如图5-5所示，在“关系”对话框中分别添加确定齿轮的分度圆直径、基圆直径、齿根圆直径、齿顶圆直径的关系式。2双击草绘基本圆的直径尺寸，将它的尺寸分别修改为、修改的结果如图5-6所示。 图5-4草绘同心圆 图5-5“关系”对话框 图5-6修改同心圆尺寸 图5-7“曲线：从方程”对话框（5）创建齿轮齿廓线1在右工具箱中单

46、击按钮打开“菜单管理器”菜单，在该菜单中依次选择“曲线选项” “从方程” “完成”选项，打开“曲线：从方程”对话框，如图5-7所示。2在模型树窗口中选择坐标系，然后再从“设置坐标类型”菜单中选择“笛卡尔”选项，如图5-8所示，打开记事本窗口。3在记事本文件中添加渐开线方程式，如图5-9所示。然后在记事本窗中选取“文件” “保存”选项保存设置。图5-8“菜单管理器”对话框 图5-9添加渐开线方程4选择图5-11中的曲线1、曲线2作为放置参照，创建过两曲线交点的基准点pnto。参照设置如图5-10所示。曲 线1曲 线 2图5-11基准点参照曲线的选择 图5-10“基准点”对话框5如图5-12所示，

47、单击“确定”按钮，选取基准平面top和right作为放置参照，创建过两平面交线的基准轴a_1，如图6-13所示。图5-12“基准轴”对话框 图5-13基准轴a_16如图5-13所示，单击“确定”按钮，创建经过基准点pnto和基准轴a_1的基准平面dtm1,如图5-14所示。5 5-15基准平面对话框 5-15基准平面dtm17如图5-16所示，单击“确定”按钮，创建经过基准轴a_1，并由基准平面dtm1转过“-90/z”的基准平面dtm2，如图5-17所示。图5-16“基准平面”对话框 图5-17基准平面dtm28镜像渐开线。使用基准平面dtm2作为镜像平面基准曲线，结果如图5-18所示。图5

48、-18镜像齿廓曲线（6）创建齿根圆实体特征1在右工具箱中单击按钮打开设计图标版。选择基准平面front作为草绘平面，接收系统默认选项放置草绘平面。2在右工具箱中单击按钮打开“类型”对话框，选择其中的“环”单选按钮，然后在工作区中选择图5-19中的曲线1作为草绘剖面。再图标中输入拉伸深度为“b”，完成齿根圆实体的创建，创建后的结果如图5-20所示。图5-19草绘的图形 5-20拉伸的结果（7）创建一条齿廓曲线1在右工具箱中单击按钮，系统弹出“草绘”对话框，选取基准平面front作为草绘平面后进入二维草绘平面。2在右工具箱单击按钮打开“类型”对话框，选择“单个”单选按钮，使用和并结合绘图工具绘制如

49、图5-21所示的二维图形。图 5-21 草绘曲线图 5-22显示倒角半径3打开“关系”对话框，如图5-22所示，圆角半径尺寸显示为“sd0”，在对话框中输入如图5-23所示的关系式。图5-23“关系“对话框（8）复制齿廓曲线1在主菜单中依次选择“编辑” “特征操作”选项，打开“菜单管理器”菜单，选择其中的“复制”选项，选取“移动”复制方法，选取上一步刚创建的齿廓曲线作为复制对象。图5-24依次选取的 菜单2选取“平移”方式，并选取基准平面front作为平移参照，设置平移距离为“b”，将曲线平移到齿坯的另一侧。图5-25输入旋转角度3继续在“移动特征”菜单中选取“旋转”方式，并选取轴a_1作为旋

50、转复制参照，设置旋转角度为“asin(2*b*tan(beta/d)”，再将前一步平移复制的齿廓曲线旋转相应角度。最后生成如图5-26所示的另一端齿廓曲线。图5-26创建另一端齿廓曲线（9）创建投影曲线1在工具栏内单击按钮，系统弹出“草绘”对话框。选取“rigut”面作为草绘平面，选取“top”面作为参照平面，参照方向为“右”，单击“草绘”按钮进入草绘环境。2绘制如图5-27所示的二维草图，在工具栏内单击按钮完成草绘的绘制。图5-27绘制二维草图3主菜单中依次选择“编辑” “投影”选项，选取拉伸的齿根圆曲面为投影表面，投影结果如下图5-28所示。图5-28投影结果（10）创建第一个轮齿特征1在主菜单上依次单击“插入” “扫描混合”命令，系统弹出“扫描混合”操控面板，如图5-29所示。2在“扫描混合”操控面板内单击“参照”按钮，系统弹出“参照”上滑面板，如图6-30所示。图5-29 “扫描混合”操作面板 图5-30“参照”上滑面板3在“参照”上滑面板的“剖面控制”下拉列表框内选择“垂直于轨迹”选