【導讀】美適應煉鋼生產(chǎn)的需要，世界各國研究開發(fā)出了許多新的設(shè)備結(jié)構(gòu)和配置型式。前應用廣泛的全懸掛裝置，此次采用全懸掛傾動裝置。圓柱齒輪減速器）、二次減速機和扭力桿緩沖裝置。的選擇、、減速器的設(shè)計、主要零部件的強度校核）。

　　

【正文】 ，其作 業(yè)負 荷的突出特 點 是：低速、重載、 正反 轉(zhuǎn)、頻 繁 啟 制 動 、 強 烈 沖擊 ，如何提高 設(shè)備 的可靠性，一直是 業(yè) 界孜孜不倦研究的重要 課題 。 在選擇減速器的傳動方案時，要求達到既能滿足主機的工作要求，又要結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，工藝性好、成本低，裝配檢修方便。按照傳動比 的要求，決定采用 分流式 三級斜齒圓柱齒輪 減速器，減速器的總傳動比為 74， 1i = 2i = 3i = 4i =7 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書 36 各 級傳動齒輪 的 計 算 高速 軸 斜 齒圓 柱 齒輪 的基本 參數(shù) 的確定 材料， 精度等級及齒數(shù) 考慮到減速器功率較大，由《機械 設(shè)計 》表 101，選 大、小 齒輪 材料均 為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理 后表面淬火 ， 齒芯 硬度 241～ 286， 齒面硬度 4855HRC,初選 7級精度（ GB1009588） ，初選小齒輪齒數(shù) 1z =18， 2z = 1z 1i =18*=，取 2z =91，初選螺旋角β =14176。 齒輪彎 曲 強 度 計 算 3 21 F an 2d 1 F2 KT Y cos YmZ SaY???? ? ?? 1）確定 許 用 彎 曲 應 力 F? 由圖 1020c查得 FE1? =500Mpa， FE2? =380Mpa 由圖 1018取 1HNK = 2HNK = 1 11[] HN FEF SK ?? ?= 2 22[] HN FEF SK ?? ?= 由圖 1026查得 ?? =， 2?? =，則 ?? = 1?? + 2?? = ta n ? ???? 查圖 1028知 Y? = 取 STY =2， FlimS =。 假 設(shè)壽命為 50年 齒輪 循 環(huán)齒數(shù) N1=60nat=60 565 1 24 300 50= 1010 N2=N1/= 1010 取 壽命 系 數(shù) NK =1 則 F l i m S TFNY 5 0 0 2 1 7 1 4 M Pa l imS 1 . 4 xK?????? ? ? ? 2） 計 算小 齒輪 傳遞的 轉(zhuǎn)矩 1T 111pT 9550 n? = 459550565 = m 3） 選 取 載 荷系 數(shù) K 因 為 是斜 齒輪傳動 ，加工精度取 7級 ，故 K=。 4）初步 選定齒輪參數(shù) 1z =18， 2z =1z 1i =18*=，取 2z =91，β =14176。 ， d 1?? ， U= 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書 37 5）確定 齒形系數(shù) FaY ，應力校正系數(shù) Sa1Y 當量齒數(shù)： 33V 1 1Z = Z / c os 18 / c os 14 = 20? ?? 33V 2 2Z = Z / c os 91 / c os 14 = 10 0? ?? 由 表 105查得 Fa1Y =、 Fa2Y = Sa1Y =、 Sa2Y = 比較 Fa1Y Fa2Y /[]F? 小齒輪 : 大齒輪： 大齒輪數(shù)值大 將 上述 參數(shù) 代入，得 3 21 F an 2d 1 F2 KT Y cos YmZ SaY???? ? ?? = 取 標 準模 數(shù) nm =6mm。 則 中心距 n 1 2m ( Z Z ) 6 (1 8 9 1 )a 3 3 7 . 0 12 c o s 2 c o s 1 4?? ??? ? ??mm 為 了便于箱體孔加工和校 驗 ，取 a=340mm n 1 2m ( Z Z ) 6 ( 1 8 9 1 )c o s 0 . 9 6 2 4 5 62 a 2 3 4 0? ? ??? ? ?? ? =? 6） 計 算幾何尺寸 n11 mZ 6 1 8d 1 1 1 .3 0 6c o s c o s 1 3 .9 2? ?? ? ??mm n22 mZ 6 9 1d 5 6 2 . 7c o s c o s 1 3 . 9 2? ?? ? ??mm 2 d 1b d =1 ??? mm 取 2b =104mm 度校核 112 K T u1 []uH H E HZZbd???? ??? 齒輪 均取 EZ = MPa 齒面許 用接觸 應 力 H? 按（ 527） 計 算，因 為較 重要的 傳動 ，取最小安全系 數(shù) S =， 由圖 1030選取區(qū)域系數(shù) HZ = 由圖 1026查得 ?? =， 2?? =，則 ?? = 1?? + 2?? = 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書 38 帶入?yún)?shù)得 H? = 由圖 1019取接觸疲勞壽命系數(shù) 1HNK = 2HNK = 1 1 lim1[] HNH K S?? ?=880Mpa 2 2 lim 2[] HNH K S?? ?=910MPa 許用接觸應力 []H? = 12[ ] [ ]2HH???=895Mpa 因 為 H? ? H[]? ，故接觸疲 勞強 度 足 夠 。 依次類推，求出各級齒輪參數(shù)如下 表 表 軸 設(shè)計與校核 軸的設(shè)計在減速器設(shè)計中是很重要的一步，下面以一次減速機中第二根軸為例進行，其他軸與此相同，不再贅述。 輸入軸及第二根軸上各齒輪參數(shù)如下表： 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書 39 級別 1Z 2Z nm ? 高速級 18 91 6 14? 低速級 18 83 9 12? 表 中速軸齒輪參數(shù) 求軸上功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 取每級齒輪傳動功率（含軸承） (1 3% ) 138 .9md d mm? ? ? ?= 所以 2p = 2245 7 42. 34p ? ? ? ? 2 1 1 8 1 85 6 5 2 4 . 2 3 7 / m in9 1 8 3n n ri? ? ? ? ? ? 2224 2 . 3 49 5 5 0 0 0 0 9 5 5 0 0 0 0 1 6 6 8 3 0 4 6 . 5 82 4 . 2 3 7pT N m mn? ? ? ? ? 作用在齒輪上力 知高速級小齒輪的分度圓直徑 11 1 6 5 .6 1 9c o s nzmd m m??? 圓 周力 t1F 2T / d 2 168 830 46. 58 / 165 .61 9 201 462 .95 8 N? ? ? ? 徑向 力 nr 2 t 2 ta n ta n 2 0F F 2 0 1 4 6 2 . 9 5 8 7 4 9 6 4 . 6 8c o s c o s 1 2 N??? ? ?? 軸向力 a 2 t2F F ta n 201 462 .958 ta n 12 428 N?? ? ? ? 知低速級大齒輪的分度圓直徑 22 7 6 3 .6 8 8c o s nzmd m m??? t 2 2F 2T / d 2 168 830 46. 58 / 763 .68 8 436 90. 74 N? ? ? ? |, tF t F ta n 43 69 0. 74 ta n 12 44 66 6. 82 N?? ? ? ? ,rnF F ta n 4 4 6 6 6 .8 2 ta n 2 0 1 6 2 5 7 .4 N?? ? ? atF F ta n 4 3 6 9 0 .7 4 ta n 1 2 9 2 8 6 .7 5 N?? ? ? ? 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書 40 ,n nF 4 4 6 6 6 . 8 2F 4 7 5 3 3 . 4 4ta n ta n 2 0 N?? ? ? 其方向如下圖 所示： 圖 斜齒輪受力分析圖 初步確定最小徑 根據(jù)《機械設(shè)計》課本表 153 選取 材料為 合金 鋼，調(diào)質(zhì)處理， 0A =98 23m02pd nA? = 圓整后 d= 為安裝軸承的最小徑， 選 7320c d= 100mm D=215mm， B=47mm 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書 41 軸 上載荷 圖 載荷分析圖 在 xoy 面內(nèi) 1 1 2( 1 7 7 .5 4 2 7 .5 1 4 5 ) ( 4 2 7 .5 1 4 5 ) 1 4 5 0R y F t F x? ? ? ? ? ? ? 1 ?? 2 2 1 1Ry Ft Ry Ft? ? ? ? ? ? = 在 xoz 面內(nèi) 1 1 2( 1 7 7 .5 4 2 7 .5 1 4 5 ) ( 4 2 7 .5 1 4 5 ) 1 4 5 0R z F r F r? ? ? ? ? ? ? 1 208 ? ? ? 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書 42 2 1 1 2Rz Fr Rz Fr? ? ? ? ? ? = 扭矩 T= Xoy 面彎矩圖如（ b） xoz 面彎矩圖如（ c） 合成彎矩圖（ d） 按 彎 扭合成 應 力校 核軸 的 強 度 22yM M 2 3 5 4 3 .1 8 9zM NM? ? ?N m [ 1b?? ]=70MPa 22ca M + ( ) 5 9 .8 5 7 2W T?? ??MPa[ 1b?? ]=70MPa 該軸 安全 箱體尺寸計算與選擇 內(nèi)腔寬度 2 2 3L B 2? ? ? ? ?? 式（ ） 式中： B? —— 最低數(shù)齒輪與次低速級齒輪齒輪的齒寬之和； 2? —— 齒輪端面到內(nèi)腔側(cè)面的間隙，取 20mm； 3? —— 兩齒輪 端面 間 的距離， 通常取 3～ 5mm； 2 2 3L B 2? ? ? ? ?? =405+40+5=450mm 箱座壁厚 ? ? ??式中： A—— 低速 級齒輪 的中心距； ? —— 壁厚增量，三 級傳動減 速器的 ? =6。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書 43 ? ? ??= 567+6= 取 為： ?? 30mm。 傾動機械的潤滑 采用 H： 40 ， H： 50 號潤滑油 一次減速機的潤滑 齒輪 嚙合 處的潤滑 采用油池潤滑，也可采用循環(huán)潤滑，本次設(shè)計采用油池潤滑，油池注油量應符合以下規(guī)定，中間大齒輪浸油 2 個齒輪高，對于油池潤滑，在必要時可在油池內(nèi)裝置蛇形冷卻水管，以降低油池溫度。在一次減速機裝有兩個油標，上油標可測約裝入有的最大值，下油標測量裝入油量的最小值。 軸承處的潤滑 當齒輪嚙合處 采用油池潤滑時，軸承飛濺潤滑一般可靠；特殊情況下，軸承發(fā)熱，可以將擋油環(huán)去掉，或設(shè)法采用循環(huán)潤滑。 二次減速機的潤滑 二次減速機采用強制潤滑，設(shè)噴油管和出油管，用減速器箱體下部作為油箱，通過油管直接噴到嚙合點上，在減速機外部設(shè)一稀油站，油管中進油管管徑比回油管管徑略小一些。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書 44 第五章扭力桿裝置的設(shè)計 平衡抗扭器的基本形式 由于傾動機械處于復雜的工作狀態(tài)下，在進行操作時，傾動機械產(chǎn)生強烈得扭轉(zhuǎn)振動 —— 簡稱扭振。扭振引起的零部件最大應力可超過傾動力矩的幾倍，會造成零件的突發(fā)性損壞。為此應盡可能降 低扭振載荷，把它控制在最低范圍之內(nèi)，參考國內(nèi)外現(xiàn)狀，本設(shè)計采用 PGC 抗扭系統(tǒng)。另外，在懸掛傾動機械中，懸掛在耳軸上的箱體作用翻轉(zhuǎn)力矩，為防止懸掛部分繞耳軸旋轉(zhuǎn)，因此設(shè)置了抗扭器。按受力狀態(tài)區(qū)分，抗扭器可分為單力平衡式和力偶平衡式兩種。本設(shè)計采用力偶平衡式。 平衡抗扭器的設(shè)計 平衡懸掛減速箱殼旋轉(zhuǎn)力矩和緩沖傳動系統(tǒng)沖擊的扭力桿裝置的主要參數(shù)，應保證扭力桿具有足夠的緩沖性能和強度。 扭力桿裝置的主要參數(shù)可由扭力變形能公式和強度條件來確定。 扭力桿變形能公式： 22241 1 5()2 M r M rV l C n G l d?? 式中 ?? 垂直桿之間的距離，即扭 力桿的有效長度； r— 曲柄半徑； d— 扭力桿直徑； Cn— 扭力桿抗扭剛度系數(shù)， /Cn Gd l? G— 材料剪切彈性模數(shù)。