【正文】 355 ???Bs?? SS取值范圍為 ～ ，選取 SS = 因?yàn)椋? SSca SS 24 所以：本次設(shè)計(jì)的傳動軸的靜強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)使用要求。 （ 1）依據(jù)靜強(qiáng)度條件對軸進(jìn)行校核計(jì)算 靜強(qiáng)度校核的條件為： SSSSSS SSSSSSca ??? 22???? 其中： SSca — 危險(xiǎn)截面靜強(qiáng)度的計(jì)算安全系數(shù) SS — 屈服強(qiáng)度的計(jì)算安全系數(shù) SS=～ ，適用于高塑性材料（ ? S/? B≤ ）制造的鋼軸 SS=～ ，適用于中等塑性材料（ ? S/? B=～ ）制造的鋼軸 SS=～ 2，適用于低塑性材料制造的鋼軸 SS=2～ 3，適用于應(yīng)用鑄造方式制造的鋼軸 23 SS? — 僅考慮彎矩力和軸向力時(shí)的安全系數(shù) SS? — 僅考慮扭轉(zhuǎn)時(shí)的安全系數(shù) 所以： )( m a xzm a x AFWMSaSS?? ?? TSS WTS /max?? ? 其中： ? S， ? S — 材料的抗彎屈服極限和抗扭屈服極限 (MPa ) maxM ， maxT — 軸的危險(xiǎn)截面上所承受的最大彎矩和最大扭矩（ N m （ 3）繪制轉(zhuǎn)矩圖（如圖 ） T= m AD 段： )(1 ??????????? aRcaFM Azr N m DB 段： 2 5 6 3 .5 ???? bRM Bz N m 徑向力： .97742 i n. 3 447222s i n2 001 ????? ?FF rN F0 — 單根 V帶所承受的預(yù)緊力（ N） α — 帶輪包角 確定支反力： ?位于水平面的支反力（如圖 ） 由∑ MA=0有： 0)(1 ???? aFbaRcF rBzr 6 3 . ?? ??????? ba cFaFR rrBzN 由∑ z=0有： 22 rrBzAz FFRR ??? 1 1 76 3 . ??????? BzrrAz RFFR N ?位于 垂直平面的支反力（如圖 ）參考后可得： AyR = AzR = ByR = BzR = 繪制彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖 （ 1）齒輪和帶輪的作用力在水平面上時(shí)的 彎矩圖（如圖 ）所示： OA 段： 1 0 9 . ??????? cFM r N （ 1）確定小齒輪軸上的轉(zhuǎn)矩 86042 55 09 55 0111 ???? nPT N 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核 小齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)參考同系列減速器可知小軸徑依次是 35mm、 40mm、 45mm、 50mm、 45mm 另外，軸承蓋 軸徑等于軸承處軸徑 。 綜合考慮軋制機(jī)的設(shè)計(jì)使用要求，在確保經(jīng)濟(jì)性的前提下，本設(shè)計(jì)中選擇最常用 21 的 45 號鋼做為傳動軸的材料，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。軸的材 料主要是碳鋼和合金鋼 [13]。 按照承受載荷的不同軸可分為轉(zhuǎn)軸，心軸和傳動軸三類。 齒輪軸的設(shè)計(jì) 材料選擇 軸是組成及其的主要零件之一，一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的傳動零件，都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動及動力傳遞。查閱表 103 可得 KHα =KFα = 查閱表可得使用系數(shù)為 KA=，查閱表得當(dāng) 7 級精度、小齒輪相對軸承是非對稱安裝時(shí)有 K bddH 322 )( ??????? ??? 把數(shù)據(jù)代入有： K )( 322 ????????? ??H 因?yàn)?b/h=9， KHβ = 查閱圖可得 KFβ = 所以載荷系數(shù)為： K =K A K V K ?H K ?H = = （ 6）根據(jù)實(shí)際的載荷系數(shù)校核計(jì)算出的分度圓直徑，依據(jù)公式有： d ???? tt KKd mm 18 （ 7）確定模數(shù) m m=d 5 4/11 ??zmm 根據(jù)齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 查閱公式可得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算公式是： ? ?3 211 )(2FSaFadYYzKTm ??? （ 1）查圖可得： 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為 ? FE1=920MPa 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為 ? FE2=620MPa （ 2）查閱圖可得： 彎曲疲勞壽命系數(shù)為 KFN1=， KFN1= （ 3）確定彎曲疲勞許用應(yīng)力 選擇彎曲疲勞安全系數(shù)為 S=，依據(jù)可得： ? ? ???? SK FEFNF ??MPa ? ? 6 6 2 ???? SK FEFNF ??MPa （ 4）確定載荷系數(shù) K 6 8 ?????? ?? FFVA KKKKK （ 5）確定齒形系數(shù) 查表可得 YFα 1=， YFα 2= （ 6） 確定應(yīng)力校核系數(shù) 查表可得 YSα 1=， YSα 2= （ 7）確定大、小齒輪的 ? ?FSaFaYY? 然后進(jìn)行比較 ? ?? ? 0 0 6 9 6 4 7 3 0 0 5 0 3 2211??????FSaFaFSaFaYYYY?? 經(jīng)過計(jì)算可知大齒輪的數(shù)值比小齒輪的大 19 （ 8）設(shè)計(jì)計(jì)算 24 ??? ????mmm 比較計(jì)算結(jié)果，由齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力大小，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，所以可選擇由彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算得到的模數(shù) m=4mm,根據(jù)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得到的分度圓直徑為： d1= 確定小齒輪齒數(shù) 5 811 ???? mdz 確定大齒輪齒數(shù) 1 9 232612 ???? uzz 通過上述計(jì)算得出的齒輪傳動方案，即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度的要求，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的要求，而且結(jié)緊湊，保證了經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)，避免了一些不必要的浪費(fèi)。 mm （ 3）查閱表確定齒寬系數(shù)為 Ф d= （ 4）查閱表確定材料的彈性影響系數(shù) ZE= 21MPa （ 5）查閱圖根據(jù)齒面硬度確定： 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 ? Hlim1=1200MPa 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 ? Hlim2=1100MPa （ 6）根據(jù)公式計(jì)算出（ N齒輪的工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù)， n 轉(zhuǎn)速） N1 =60n hjL =60 240 1 72020= 109 N2 = 109 /6= 108 （ 7）查閱圖確定接觸疲勞壽命系數(shù)為： KHN1=； KHN2= （ 8）確定接觸疲勞許用應(yīng)力 根據(jù)失效概率是 1%，安全系數(shù)是 S=1（由于點(diǎn)蝕破壞后只會引起噪聲、震動增大 ，并不立刻導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故可取 s=1），依據(jù)公式有： ? ? 1 0 8 01 2 0 i m11 ???? SK HHNH ?? MPa ? ? M P aSK HNHNH ???? ?? 確定具體數(shù)值 （ 1）確定小齒輪分度圓直徑 dt1 ? ?3 21 )(HEdt ZuuTK ?? ?? 17 = 2 21 0 3 8 96 161 24 ?????????????mm （ 2） 確定圓周速度 v= 0 0 0 0 2 0 0 060 11 ????? nd t? m/s （ 3）確定齒寬 b b=Ф d 減速器中齒輪傳動的設(shè)計(jì) 確定齒輪精度等級、齒輪類型、齒數(shù)和材料精度等級 結(jié)合設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)參數(shù)我準(zhǔn)備選用直齒圓柱齒輪減速器，此種減速器為普通減速器，速度不快，所以選用 7級精度即可在保證經(jīng)濟(jì)性的條件下滿足需求。 綜合冷彎機(jī)的設(shè)計(jì)使用要求，在確保設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性的 前提下最終選擇單級圓柱齒輪減速器。其中應(yīng)用最廣的式單級蝸桿減速器，兩級蝸桿減速器應(yīng)用較少。 常見減速器的 特點(diǎn)： （ 1） 齒輪減速器的特點(diǎn)是效率及可靠性高，工作壽命長，維護(hù)簡便，因而應(yīng)用廣泛。 設(shè)計(jì)計(jì)算功率 Pd 查資料得工況系數(shù) KA= Pd= KAPo= = 確定帶型與選擇傳動比 由于 Pd= 和 no=,參考《鏈條參數(shù)表》 [11]選擇 B型普通鏈條 因?yàn)殒湹脑趥鲃颖纫话阍?2～ 4 范圍之中，所以選取傳動比是： i=4 確定型號 根據(jù)所需以及查表確定鏈條型號為 40B1型，如下表 41： 表 41 鏈條型號表 DIN ISO 鏈條 節(jié)距 滾子直徑 內(nèi)節(jié)內(nèi) 寬 銷軸直徑 銷軸長度 內(nèi)鏈板 高度 鏈板厚 度 極限拉伸載荷 每米長重 P d1max b1min d2max Lmin Lmax h2max Tmax Qmin Q mm inch mm mm mm mm mm mm mm KN KN/m 40B1 63 5/2 15 第 5 章 減速器的設(shè)計(jì) 選擇減速器的類型 減速器是原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩以滿足各種工作機(jī)械的需要。開式傳動、環(huán)境條件惡劣或潤滑密封不良時(shí)，極易引起鉸鏈磨損，從而急劇降低鏈條的使用壽命。膠合限定了鏈傳動的極限轉(zhuǎn)速。這種失效形式多發(fā)生于中、高速閉式鏈傳動中。 (2) 滾子、套筒的沖擊疲勞破壞 鏈傳動的嚙入沖擊首先由滾子和套筒承受。另要注意鏈傳動的失效形式主要有以下幾種： (1) 鏈板疲勞破壞 鏈在松邊拉力和緊邊拉力的反復(fù)作用下，經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)，鏈板會發(fā)生疲勞破壞。 小直徑鏈輪可制成實(shí)心式 ；中等直徑的鏈輪可制成孔板式；直徑較大的鏈輪可設(shè)計(jì)成組合式，若輪齒因磨損而失效，可更換齒圈。常用的鏈輪材料有碳素鋼 (如 Q23 Q27 4 ZG310570 等 )、灰鑄鐵 (如 HT200)等。另外鏈輪齒應(yīng)有足夠的接觸強(qiáng)度和耐磨性，故齒面多經(jīng)熱處理。齒形用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工時(shí)，在鏈輪工作圖上不必繪制端面齒形，但須繪出鏈輪軸面齒形，以便車削鏈輪毛壞。最常用的齒形是“三圓弧一直線” ，即端面齒形由三段圓弧和一段直線組成。但齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能平穩(wěn)自如地進(jìn)入和退出嚙合，并便于加工。各種鏈輪的實(shí)際端面齒形均應(yīng)在最大和最小齒槽形狀之間。齒形鏈多用于高速 (鏈速可達(dá) 40m/s)或運(yùn)動精度要求較高的傳動。鉸鏈可做成滑動副或滾動副，滾柱式可減少摩擦和磨損，效果較軸瓦式好。 13 齒形鏈由許多沖壓而成的齒形鏈板用鉸鏈聯(lián)接而成，為避免嚙合時(shí)掉鏈，鏈條應(yīng)有導(dǎo)向板 (分為內(nèi)導(dǎo)式和外導(dǎo)式 )。若鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則需采用過渡鏈節(jié)。其大致圖形如下 ： 圖 41 鏈條示意圖 鏈條長度以鏈節(jié)數(shù)來表示。 鏈傳動有許多優(yōu)點(diǎn)，與帶傳動相比，無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，平均傳動比準(zhǔn)確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過載能力強(qiáng)，相同工況下的傳動尺寸??；所需張緊力小，作用于軸上的壓力?。荒茉诟邷?、潮濕、 多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作。它是利用鏈與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞動力和運(yùn)動 的機(jī)械傳動。 因?yàn)橐勒照w傳動方案可計(jì)算出 5PP 6O ?? 滾齒聯(lián)鏈 ????? KW，所以，6 . 3 2/PP 60 ?? 滾齒聯(lián)鏈 ????? KW? 7KW 11 確定電動機(jī)具體型號 所以根據(jù)計(jì)算出的結(jié)果和查表后最終確定出了電動機(jī)的具體型號。所以在選擇電動機(jī)時(shí)應(yīng)考慮設(shè)計(jì)機(jī)器的使用要求和加工參數(shù)，并經(jīng)過細(xì)致周密的計(jì)算推演，建立起可靠而又縝密的理論模型，再根據(jù)經(jīng)濟(jì)性原則最終確定具體的電動機(jī)參數(shù)。功 率選的過小 ,不能保證工作機(jī)的正常工作或使電動機(jī)因過載而過早的損壞 。②控制電動機(jī)輸入功率以調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。一般電動機(jī)調(diào)速時(shí)其輸出功率會隨轉(zhuǎn)速而變化 [10]。電動機(jī)運(yùn)行時(shí)需注意使其負(fù)載的特性與電機(jī)的特性相匹配，避免出現(xiàn)飛車或停轉(zhuǎn)。工作較穩(wěn)定。大容量低轉(zhuǎn)速的動力機(jī)常用 同步電動機(jī) （見同步電機(jī)）。各種電動機(jī)中應(yīng)用最廣的是 交流異步電動機(jī) （又稱感應(yīng)電動機(jī) ）。整個(gè)傳動過程如圖 21所示 9