【導讀】設計前部分詳細闡述了卷板機上、下輥結構設計和受力分析。板機結構型式為三輥。對稱式,在該結構中上輥下壓提供壓力,兩下輥做旋轉運動,為卷制板材提供扭矩。結構簡單、體積小、重量輕、經濟、等優(yōu)點。動力源則選擇了YZ系列YZ160L—6型電機，其工作特性優(yōu)于Y系列電機，適用于有輕微震動，正反轉且轉速不高的場合。部分所涉及的減速器采用了三級展開式圓柱齒輪結構。齒輪材料為40Cr，并經調質及表面。校核齒輪、軸、鍵、軸承確保了設計的實際可行性。

　　

【正文】 ??????k 主電機 kwP 11? 齒輪嚙合效率： ?? 聯(lián)軸器效率： ?? 軸承效率： ?? 總傳動效率： ?? ???? min/6mV? m in/2406000 rn ??? ? 轉矩： mmk gfnPT ???? mmk g fFM R ????????? 741 mmk gfFFM RR ????????? ???? 721 下輥剛度校核 撓度： ???????? ???????????????323 483 8 4 LbLbEIPLf c I 為軸截面的慣性矩： 4844 106 2 4 064 mmDI ????? ?? kgfPc 51028 ?? mmb 2020? mkgfE / 4?? mmL 2470? mmLbLbEIPLf c 323 ????????? ??????????????? ? ? mmLfC 2 3 0 0 ?? ? ?cc ff ? 故：安全。 下輥彎曲強度校核 由受力圖知彎曲強度危險截面在 Ⅱ 、 Ⅲ 處： Ⅱ 處： mmk gfM ???? 7102 1 mmkgfT ??? 62 101 2 ? ? mmk g fTMM ca ????? ??? 722 ? )1(?? mmk gfdMca ??? 323m a xm a x ?? mmkgf ?? 490? 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 25 頁 安全系數(shù)： ma x ???? ?? sn Ⅲ 處： ????M ????T mmk g fTMM ca ????? ???? 722 mmk g fWM ca ??? ???? 37m a x ?? 安全系數(shù) ???n 故安全，故彎曲強度滿足。 下輥疲勞強度校核 初選 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 、 Ⅴ 截面： Ⅰ 、 Ⅲ 同類； Ⅳ 、 Ⅴ 同類； Ⅱ 、 Ⅳ 處： 0?T ； Ⅰ 、 Ⅳ 處： 0?t 顯然 ⅠⅢ SS ? ， ⅤⅣ SS ? 故僅校核 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 即可。 疲勞強度校核公式 ? ?SSSSSS ??? 22 ?? ?? mmkgf ??? ? Ⅱ 截面： 0?dr 1?dD mmk gfM ???? 7102 1 mNT ???? 6101 2 應力集中系數(shù) ??K ? ? ~?S 表面質量系數(shù) ?? 尺寸影響系數(shù) ??? 彎曲平均應力 0?m? M paWM a x ???? ??????? ?mKS ??????????? 應力集中系數(shù) ??K 表面質量系數(shù) ?? 尺寸影響系數(shù) ??? 彎曲平均應力和應力副 2 ??? Tm WT??? 4 8 001 ??? ?? ???? ???????? ?mr KS ?????????? 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 26 頁 ? ?SSS SSS ??????? 2222???? 所以：截面 Ⅱ 處滿足疲勞強度要求。 Ⅲ 截面： 0?dr 1?dD mmk gfM ????? mmkgfT ??? 6101 2 應 力集中系數(shù) ??K ? ? ~?S 表面質量系數(shù) ?? 尺寸影響系數(shù) ??? 彎曲平均應力 0?m? M paWM a x ???? ??????? ?mKS ??????????? 應力集中系數(shù) ??K 表面質量系數(shù) ?? 尺寸影響系數(shù) ??? 彎曲平均應力和應力副 2 ??? Tm WT??? 4 8 001 ??? ?? ???? ???????? ?mr KS ?????????? ? ?SSS SSS ??????? 2222???? 故滿足疲勞強度要求。 Ⅳ 截面： mmk gfM ??? 6103 2 mNT ??? 61012 3533 mmdW c ?????? ?? ??dr ， ??dD 應力集中系數(shù) ??K ? ? ~?S 表面質量系數(shù) ?? 尺寸影響系數(shù) ??? 彎曲平均應力 0?m? 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 27 頁 M paWM 4 1 0 0m a x ???? ??????? ?mKS ??????????? 應力集中系數(shù) ??K 表面質量系數(shù) ?? 尺寸影響系數(shù) ??? 彎曲平均應力和應力副 2 ??? Tm WT??? 4 8 001 ??? ?? ???? ???????? ?mr KS ?????????? ? ?SSS SSS ??????? 6 8 8 2222???? 故滿足疲勞強度要求。 k gfFF RR 421 ??? mmkgfT ??? 6101 2 mmk gfM ???? 7103 7 mmk gfM ???? 剛度條件滿足。 ??n 滿足彎曲強度要求。 mmkgf ??? ? 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 28 頁 5 減速器的設計計算 傳動方案的分析和確定 本設計的卷板機卷板時所需的大功率是由一個主電機通過減速器傳遞給個下輥來獲得的，為了避免兩下輥發(fā)生干涉，故減速器采用對稱式結構。又因減速器轉速較高，而減速器輸也軸轉速較低，故總傳動比較大?？紤]到經濟性，故采用結構簡單、展開式的減速器。傳動方案如圖 ： 圖 減速器結構圖 減 速器傳動裝置總的傳動比和各級傳動比的分配 總的傳動比 n0= ??? nnn i總 傳動比的分配 ???? ??? iiii總 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 29 頁 考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪直徑相近，?。?? ??? ii ~ ????ii 故： ??i ??i 5 2 7 1 3 4 ???? ???? iiii 總 傳動裝置各軸的參數(shù)計算 各軸轉速 min/953rn ?? m in/ 53 rinn ??? ??? m in/0 53 rinn ??? ???? min/ rinn ??? ????Ⅳ 各軸功率 各軸輸入效率： η1= 聯(lián)軸器效率： η2= 軸承： η3= Ⅰ 軸： PⅠ =P0η01=11＝ Ⅱ 軸： PⅡ =PⅠ η12=＝ Ⅲ 軸： PⅢ =PⅡ η23=＝ Ⅳ 軸： PⅣ =PⅢ η34=＝ 各軸轉矩 電動機軸： mNnPT ????? ? 00 Ⅰ 軸： mNnPT ????? ??? 5 509 5 50 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 30 頁 Ⅱ 軸： mNnPT ????? ??? Ⅲ 軸： mNnPT ????? ?????? 8 93 40 8 55 09 55 0 Ⅳ 軸： mNnPT ????? 2 62 5 509 5 50 ⅣⅣⅣ 將上述結果匯總于表 以備查用。 表 減速器參數(shù)表 軸名 功率 (kw) 轉矩 T(Nm ) 轉速 n(r/min) 傳動比 i 效率 η 電動機軸 11 953 1 Ⅰ 軸 953 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸 Ⅳ 軸 齒輪傳動設計 因合金結構鋼比碳素調質鋼具有較好塑性和韌性，即有較好的綜合機械性能，再綜合卷板機的工作特性：低速、大功率、交變負荷，所以選擇較為適合的合金結構鋼 40Cr。對于大型減速器，為了提高箱體的強度，選用箱體材料為鑄鐵或鑄鋼。 第一級傳動設計 1）選用挾持斜齒圓柱齒輪傳動。 2）材料熱處理：因此級傳遞功率校大，磨損 嚴重，考慮磨損對齒輪強度的削弱，齒輪材料為 40Cr，表面需調質處理，齒面硬度為 48－ 55HRC。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 31 頁 3）選取精度等級：選 7 級精度 (GB1009588)。 4）選小齒輪數(shù)： Z1=24, Z2=uZ1=， Z2 取 149 齒數(shù)比： u= 由于 u5 所以采用斜齒 β=15176。 ? ? mmZZZZuuTKd HNEdtt 3211 12 ?????????? ?? ?? (1)確定公式內各參數(shù) a)試選載荷系數(shù)： Kt= b)小齒輪傳遞扭矩： T1=105 Nmm c)齒寬系數(shù)： ?d? 材料的彈性影響系數(shù)： MpaZE ? 取 α=20176。 o ss in c o s2 ?? ?? ? bHZ ? ? 7 8 ?????????? ????Z 其中 ??? ??? 6 0 ??? ??? ??? 1??? s ?? ??Z e)按齒面硬度中間值 52HRC 查得大 小齒輪的接觸疲勞強度極限： M paHH 11702lim1lim ?? ?? f)計算應力循環(huán)次數(shù)： N1=60n1JLn=609531（ 2830015）＝ 109 N2=108 g)查得接觸疲勞壽命系數(shù)： ZN1= ZN2= h)計算接觸疲勞許用應力： 安全系數(shù) S＝ 1 ? ? M paS HK HNH 11701 111701lim11 ???? ?? ? ? M paS HK HNH 1 1 701 11 1 702lim22 ???? ?? 所以： ? ? ? ? M p aHH 3 61 ?? ?? （ 2）計算 a)試算小齒輪分度直徑 d1t： 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 32 頁 ? ?3211 12 ??????????HNEdtt ZZZZuuTKd ?? ?? 251170 ?????? ?????????? ? b)計算圓周速度 V： smndv t / 00 060 11 ?????? ?? c)齒寬 b： mmdb td 4 0 ???? ? d)齒寬與齒高之比 b/h： 模數(shù)： mt＝ d1t/Z1＝ ＝ 齒高： h＝ ＝ ＝ 齒高之比 ： b/h＝ ＝ e)計算載荷系數(shù)：根據(jù) v=， 7 級精度 動載荷系數(shù)： Kv= KHα=KFα= 使用系數(shù)： KA=1 KHβ= KFβ= 故載荷系數(shù)： K=KHKVKHαKHβ=1= f)按實際載荷系數(shù)校正分度圓直徑： 。取 mmdmmKKdd tt 64, 3311 ????? g)計算模數(shù) m： m=d1/Z1=： ? ?3 21 21 c o s2 ?????? ? YYYYZKTm FSFd ????????? (1)確定公式內的各計算數(shù)值 a)查大小齒輪的彎曲疲勞強度極限： M paFEFE 6 8 021 ?? ?? b)查得彎曲疲勞壽命系數(shù)： ?NY ?NZ c)計算彎曲疲勞許用應力： 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第