【導(dǎo)讀】機(jī)械加工行業(yè)在我國(guó)有著舉足輕重的地位，它是國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈。它的規(guī)模和水平是反映國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志，因。此非常值得重視和研究。卷板機(jī)是一種將金屬板材卷彎成筒形、弧形或其它形狀工件的通用設(shè)備。該產(chǎn)品廣泛用于鍋爐、造船、石油、木工、金屬結(jié)構(gòu)及其它機(jī)械制造行。卷板機(jī)作為一個(gè)特殊的機(jī)器，它在工業(yè)基礎(chǔ)加工中占有重要的地位。為圓柱型，幾乎都用卷板機(jī)輥制。其在汽車，軍工等各個(gè)方面都有應(yīng)用。在國(guó)外一般以工作輥的配置方式來(lái)劃分。國(guó)內(nèi)普遍以工作輥數(shù)量及調(diào)整形式等為標(biāo)。輥卷板機(jī)和多用途卷板機(jī)等。今在中、小型卷板機(jī)中仍廣泛應(yīng)用。在低速大扭矩的卷板機(jī)上，因傳動(dòng)系統(tǒng)體積龐大，同時(shí)采用液壓馬達(dá)作為工作輥旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源的全液壓式卷板機(jī)。中國(guó)的卷板機(jī)總需求量為600萬(wàn)輛，相關(guān)裝備的需求預(yù)計(jì)超過(guò)1000億元。中國(guó)的卷板機(jī)生產(chǎn)量和消費(fèi)量可能位居世界第二位，僅次于美國(guó)。投資力度，擴(kuò)大產(chǎn)能，以爭(zhēng)取中國(guó)更大的市場(chǎng)份額。

　　

【正文】 5 5 0 3 6 8 . 0 7 3960pT n? ? ? ?ⅠNm Ⅰ軸： 3 6 . 6 39 5 5 0 9 5 5 0 3 6 4 . 3 9 2960pT n? ? ? ?ⅠⅠ ⅠNm Ⅱ軸： 3 4 .8 2 19 5 5 0 9 5 5 0 2 3 2 0 .8 8 11 4 3 .2 8 2pT n? ? ? ?ⅡⅡ ⅡNm Ⅲ軸： 3 3 .1 0 19 5 5 0 9 5 5 0 1 2 3 5 4 .9 82 5 .5 8 6pT n? ? ? ?ⅢⅢ ⅢNm 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （畢業(yè)論文） 33 Ⅳ軸： 3 1 . 4 6 69 5 5 0 9 5 5 0 5 8 9 6 7 . 8 7 75 . 0 9 6pT n? ? ? ?ⅣⅣ ⅣNm 將上述結(jié)果匯總于表 。 5． 4 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 因合金結(jié)構(gòu)鋼比碳素調(diào)質(zhì)鋼具有較好塑性和韌性，即有較好的綜合機(jī)械性能，再綜合卷板機(jī)的工作特性：低速、大功率、交變負(fù)荷，所以選擇較為適合的合金結(jié)構(gòu)鋼 40Cr。對(duì)于大型減速器，為了提高箱體的強(qiáng)度，選用箱體材料為鑄鐵或鑄鋼。 第一級(jí)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1）選用圓柱直齒傳動(dòng)。 2）材料熱處理：因此級(jí)傳遞功率校大，磨損嚴(yán)重，考慮磨損對(duì)齒輪強(qiáng)度的削弱， 表 減速器參數(shù)表 軸名 功率 (kw) 轉(zhuǎn)矩 T(Nm ) 轉(zhuǎn)速 n(r/min) 傳動(dòng)比 i 效率η 電動(dòng)機(jī)軸 37 960 1 Ⅰ軸 960 Ⅱ軸 Ⅲ軸 Ⅳ軸 齒輪材料為 40Cr，表面需調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為 48－ 55HRC。 3）選取精度等級(jí)：選 7 級(jí)精度 (GB1009588)。 4）選小齒輪數(shù)： Z1=24, Z2=UZ1=， Z2取 161 齒數(shù)比： u= 由于 u5 所以 選取螺旋角，初選螺旋角 o=15? 采用斜齒 β=15176。 [15] 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （畢業(yè)論文） 34 2131d2 1 ()[]ENttHZ Z Z ZKT ud u ?????? mm () (1)確定公式內(nèi)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) [15]： ? ? 材料的彈性影響系數(shù) [15]： aEZ MP? 取α =15176。 2 c o s 2 .4 5 2s in c o sbHZ ????? 4 13Z ???? ??? ? ??? ? ?（ ） 1 ?? ? 2 ?? ? 12 ? ? ?? ? ?? ? ? 1??? ? ? c os 83Z ? ??? e)按齒面硬度中間值 52HRC 查得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 [15]：lim 1 lim 2 1170HH????MPa f)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： N1=60n1JLn=60 960 1（ 2 8 300 15）＝ 109 N2= ? /= 108 g)查得接觸疲勞壽命系數(shù) [15]： ZN1= ZN2= h)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 [15]： 安全系數(shù) S＝ 1 ? ? 1 l i m 11 1 1 7 0 1 11701H N HH K S?? ?? ? ?MPa ? ? 2 l i m 22 1 1 7 0 1 11701H N HH K S?? ?? ? ?MPa 所以 ： ? ? ? ?1 1170HH????MPa （ 2） 計(jì)算 a)試算小齒輪分度直徑 d1t 由 得 ： 2131 2 1 ()[]EHttdHZ Z Z ZKT ud u ????? ? 5 23 2 1 . 3 3 . 6 4 4 1 0 6 . 7 1 2 . 4 5 1 8 9 . 8 0 . 9 8 3 1 . 6 0 8()0 . 9 6 . 7 1 1 7 0? ? ? ? ? ? ?? ? ??mm 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （畢業(yè)論文） 35 b)計(jì)算圓周速度 V： 11 8 0 . 9 7 9 6 0 4 . 0 6 86 0 1 0 0 0 6 0 0 0 0tdnV ? ? ??? ? ??m/s c)齒寬 b： 1 0 .9 8 0 .9 7 7 2 .8 7 3dtbd?? ? ? ?mm 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(jì)算載荷系數(shù)：根據(jù) v=， 7級(jí)精度 動(dòng)載荷系數(shù) [15]： Kv= KHα =KFα = 使用系數(shù)： KA=1 KFβ = 2 2 3d1 .0 5 0 .2 6 0 .1 6 1 0 bHK ? ? ?? ? ? ? ? ?（ 1+ ） = 故載荷系數(shù)： K=KHKVKHα KHβ =1 = f)按實(shí)際載荷系數(shù)校正分度圓直徑： 3311 / 8 0 .9 7 2 .1 3 7 / 1 .3 9 5 .5 6 0ttd d K K? ? ? ?mm ?。?1 98d? mm g)計(jì)算模數(shù) m： m=d1/Z1= [15] ? ?213 212 c o s ()FSd FYYKTm Y YZ ?? ?????? () (1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 a)查大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 [15]： 12680FE FE????MPa b)查得彎曲疲勞壽命系數(shù) [15]： 1 ? 2 ? c)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力： 取安全系數(shù) S＝ ? ? 1 l i m 11 1 . 0 6 8 0 4 8 5 . 7 11 . 4NFF FZ S?? ?? ? ?MPa ? ? 2 l i m 22 1 . 0 6 8 0 4 8 5 . 7 11 . 4NFF FZ S?? ?? ? ?MPa 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （畢業(yè)論文） 36 d)計(jì)算載荷系數(shù) K： 1 1. 11 1. 4 1. 46 2. 26 9A V F FK K K K K??? ? ? ? ? ? e)查取齒形系數(shù) [15]： 1 ? ? 2 ? ? f)查取應(yīng)力校正系數(shù) [15]： 1 ? ? 2 ? ? g)計(jì)算大小齒輪的 ? ?FFFYY??? 并加以比較： ? ?111 2 . 6 5 1 . 5 8 0 . 0 0 8 6 24 5 8 . 7 1FFFYY??? ??? ? ?222 1 . 8 3 2 . 1 4 0 . 0 0 8 0 64 8 5 . 7 1FFFYY??? ??? ? ? ? ?1 1 2 2120 . 0 0 8 6 2 0 . 0 0 8 0 6F F F FFFY Y Y Y? ? ? ???? ? ? 故小齒輪數(shù)值較大。 (2)模數(shù) 設(shè)計(jì)算 52322 2 . 2 6 9 3 . 6 4 4 1 0 c o s 1 5 0 . 0 0 8 6 2 0 . 7 1 6 0 . 8 3 3 2 . 4 8 30 . 9 2 4m ? ? ? ?? ? ? ? ??mm 因?yàn)辇X輪模數(shù) m的大小是由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的承載能力決定的，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，又因齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m大于齒根彎曲疲勞的計(jì)算模數(shù)，故取彎曲強(qiáng)度算得模數(shù) m＝ ，圓整后 m＝ 3mm。校正后的分度圓直徑 d1=96mm。 齒數(shù) Z 、 Z2： Z1=d1/m=96/3=32 取 Z1=32 Z2=iⅠ Z1=214 β確定 ： (3 2 2 1 4 ) 2 3822 c o s 1 5a ???? 取 a =382mm o12() ( 3 2 2 1 4 ) 2a r c c o s 1 4 . 9 1 12 2 3 8 2zz a r ca? ? ???? ? a)兩齒輪的分度圓直徑： 11 3 2 3d 9 9 .3 7 9c o s 1 4 .9 1 1Zm ?? ? ? ? mm 22 o2 1 4 3d 6 6 4 . 5 9 6c o s 1 4 . 9 1 1Zm ?? ? ? ?mm b)中心距： 12a=(d +d )/2= 38 2mm 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （畢業(yè)論文） 37 c)齒寬： 1 99. 379 89. 441dbd?? ? ? ?mm 故取 ： b1=90 ， b2=95。 5112 2 3 . 6 4 4 1 0 7 3 3 3 . 5 4 19 9 . 3 7 9TFt d ??? ? ?N 3 1 0 4 .2 2 5 1 8 1 .4 8 3 1 0 090AtKFb ?? ? ?N/m 故：假設(shè)合適，設(shè)計(jì)合理。 第二級(jí)傳動(dòng)設(shè)計(jì)： 1． 齒輪 參數(shù)選擇 1）選用圓柱直齒傳動(dòng) 2）材料熱處理：因此級(jí)傳遞功率校大，磨損嚴(yán)重，考慮磨損對(duì)齒輪強(qiáng)度的削弱，齒輪材料為 40Cr，表面需調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為 48－ 55HRC。 3）選取精度等級(jí)：選 7 級(jí)精度 (GB1009588)。 4）選小齒輪數(shù)： Z1=24, Z2=iⅡ Z1= 24= Z2取 134 齒數(shù)比： u= 2． 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由公式 (1)確定公式內(nèi)各參數(shù) a)試選載荷系數(shù)： Kt= b)小齒輪傳遞扭矩： T1=2320881Nmm c)齒寬系數(shù) [15]： ? ? 材料的彈性影響系數(shù)： aEZ MP? 由文獻(xiàn)選取區(qū)域系數(shù) ? d) 按齒面硬度中間值 52HRC,查得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 [15]： lim 1 lim 2 1170HH????MPa e)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： N1=60n1JLn=60 1（ 2 8 300 15）＝ 109 N2= 109/= 109 f)接觸疲勞壽命系數(shù) [15]: ZN1= ZN2= g)計(jì)算接觸疲勞 許用應(yīng)力 [15]：安全系數(shù) S＝ 1 ? ? 1 l i m 11 1 . 0 1 1 7 0 11701NHH Z S?? ?? ? ?MPa 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （畢業(yè)論文） 38 ? ? 2 l i m 22 1 . 0 1 1 7 0 11701NHH Z S?? ?? ? ?MPa 所以 ： ? ? ? ?1 1170HH????MPa (2)計(jì)算 a)試算小齒輪分度直徑 d1t： 221 331 2 1 2 1 . 3 2 3 2 0 8 8 1 5 . 6 1 2 . 4 3 3 1 8 9 . 8( ) ( )[ ] 0 . 9 5 . 6 1 1 7 0t HEtHdKT ZZud u?? ? ? ? ? ?? ? ? ?＝ b)計(jì)算圓周速度： 11 1 0 7 . 1 7 2 1 4 3 . 2 8 2 0 . 8 0 46 0 1 0 0 0 6 0 0 0 0tdnV ? ? ??? ? ?? m/s c)齒寬 b： 1 107 .17 2 96. 465dtbd?? ? ? ?mm 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(jì)算載荷系數(shù)： 動(dòng)載荷系數(shù) [15]： Kv= KHα =KFα = 使用系數(shù)： KA=1 KHβ = KFβ = 故載荷系數(shù)： K=KHKVKHα KHβ =1 = f)按實(shí)際載荷系數(shù)校正分度圓直徑 ： 3311 / 1 0 7 .1 7 2 1 .4 9 9 / 1 .3 1 1 2 .3 8 3ttd d K K? ? ? ?mm d1取 112mm g)計(jì)算模數(shù) m： m=d1/Z1= 根據(jù)公式 (1)確定公式內(nèi)的各參數(shù) a)查大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 [15]： 12680FE FE????MPa b)彎曲疲勞壽命系數(shù) [15]： 1 ? 2 ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （畢業(yè)論文） 39 c)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 [15]：取安全系數(shù) S＝ ? ? 1 l i m 11 1 .