GD956-160工業(yè)型蜂窩煤對(duì)輥成型機(jī)設(shè)計(jì)-蜂窩煤成型機(jī)含SW三維及7張CAD圖
GD956-160工業(yè)型蜂窩煤對(duì)輥成型機(jī)設(shè)計(jì)-蜂窩煤成型機(jī)含SW三維及7張CAD圖,gd956,工業(yè),蜂窩煤,對(duì)于,成型,設(shè)計(jì),sw,三維,cad
GD956-160工業(yè)型蜂窩煤對(duì)輥成型機(jī)設(shè)計(jì)
?摘要
型煤加工對(duì)于有效地利用粉煤資源和保護(hù)環(huán)境是十分重要的，在我國(guó)的能源構(gòu)成中，煤炭占有十分重要的地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)中，煤炭約占總量的75%左右。但是,隨著采煤機(jī)械化程度的不斷的提高，粉煤在原煤中所占的比例也越來(lái)越大。粉煤比例的增加不僅降低了散煤的燃燒效率，而且嚴(yán)重地污染了環(huán)境。發(fā)展型煤是提高粉煤利用率和減少環(huán)境污染的重要途徑，研究表明，工業(yè)鍋爐,窯爐使用型煤后可比燒散煤節(jié)煤10%~27%，煙塵排放量可減少50%~60%，添加固硫劑后，二氧化硫的排放量可減少35%~50%。因此，發(fā)展型煤對(duì)我國(guó)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
本設(shè)計(jì)為一種用于煤炭成型加工的高壓對(duì)輥成型機(jī)，包括有機(jī)架，定對(duì)輥軸和動(dòng)對(duì)輥軸設(shè)置在機(jī)架中部，動(dòng)對(duì)輥軸的兩端設(shè)置有加壓裝置，通過(guò)加壓裝置，動(dòng)對(duì)輥軸能移動(dòng)一定距離，在定對(duì)輥軸的軸端有同步外掛齒輪與聯(lián)軸裝置及三級(jí)設(shè)計(jì)減速器相連，在定對(duì)輥軸和動(dòng)對(duì)輥軸上方的機(jī)架上安置有加料裝置。該機(jī)采用強(qiáng)制加料方式，液壓加載和使用安全聯(lián)軸器，從而使其型煤產(chǎn)品滿足生產(chǎn)要求。
關(guān)鍵詞：型煤； 型煤加工； 粉煤； 對(duì)輥成型機(jī)
ABSTRACT
Coal processing for the effective use of coal resources and environmental protection is very important, Coal occupy a very important position in our energy mix. According to statistics, China's energy production and consumption, coal accounts for about 75% of total. However, as the mining mechanization of a continuous increase in coal pulverized coal as a proportion is also growing. Coal proportion of the increase not only reduced the casual coal combustion efficiency, but also seriously polluted the environment. Development of coal briquette is to improve utilization and reduce environmental pollution in important ways, the study shows that industrial boilers, Kiln use briquette after comparable saving coal burning coal powder 10% ~ 27%, soot emissions can be reduced 50% ~ 60%. After the addition of sorbent , and sulfur dioxide emissions can be reduced 35% ~ 50%. Therefore, the development of China's coal is of great practical significance.
The design of the coal used in a high-pressure molding and processing of roll forming machines, including rack, set to roll axis and move on roller shaft installed in the central rack, moving to the ends of roller shaft equipped with pressure device, through compression devices, move to roll axis can move a certain distance. In determining the roll axis of the shaft to keep pace with the pylon gear coupling device design and three-reducer, In determining the roll axis and move right side of the roll axis rack placed on the feeder. The aircraft introducing compulsory feeding, hydraulic loading and the use of safety coupling, thus briquette products meet production requirements.
Keywords : briquette; Coal processing; Coal; Right roll forming machine
目 錄
摘要 1
ABSTRACT 2
緒論 7
1.電機(jī)選型及傳動(dòng)比計(jì)算 8
1.1選擇電動(dòng)機(jī) 8
1.1.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式 8
1.1.2選擇電動(dòng)機(jī)的容量 8
1.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比 9
1.2.1傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 9
1.2.2分配各級(jí)傳動(dòng)比 9
2.V帶設(shè)計(jì)計(jì)算 10
2．1確定計(jì)算功率 10
2．2選擇帶型 10
2．3確定帶輪基準(zhǔn)直徑 10
2．4驗(yàn)算帶的速度 11
2．5初定中心距 11
2．6確定基準(zhǔn)長(zhǎng)度 11
2．7確定實(shí)際軸間距 12
2．8驗(yàn)算小帶輪包角 12
2．9單根V帶的基本額定功率 12
2．10單根V帶的功率增量 12
2．11V帶的根數(shù) 12
2．12單根V帶的預(yù)緊力 13
2.13小帶輪的結(jié)構(gòu) 13
3．基本參數(shù)計(jì)算 14
4．同步齒輪減速箱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 15
4.1I軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 15
4.1.1選擇齒輪材料 15
4.1.2初定齒輪主要參數(shù) 15
4.1.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 18
4.2Ⅱ軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 20
4.2.1選擇齒輪材料 20
4.2.2初定齒輪主要參數(shù) 20
4.2.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 23
4.3Ⅲ軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 25
4.3.1選擇齒輪材料 25
4.3.2初定齒輪主要參數(shù) 25
4.3.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 28
4.4Ⅳ軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 30
4.4.1選擇齒輪材料 30
4.4.2初定齒輪主要參數(shù) 30
4.4.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 32
5．同步齒輪減速箱軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 35
5.1Ⅰ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 35
5.1.1選擇軸的材料 35
5.1.2初步估算軸的的直徑 35
5.1.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 35
5.1.4軸的受力分析 36
5.1.5軸的強(qiáng)度計(jì)算 39
5.2Ⅱ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 40
5.2.1選擇軸的材料 40
5.2.2初步估算軸的的直徑 40
5.2.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 40
5.2.4軸的受力分析 40
5.2.5軸的強(qiáng)度計(jì)算 44
5.3Ⅲ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 45
5.3.1選擇軸的材料 45
5.3.2初步估算軸的的直徑 45
5.3.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 45
5.3.4軸的受力分析 46
5.3.5軸的強(qiáng)度計(jì)算 51
5.4Ⅳ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 51
5.4.1選擇軸的材料 51
5.4.2初步估算軸的的直徑 51
5.4.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 52
5.4.4軸的受力分析 52
5.5.5軸的強(qiáng)度計(jì)算 60
6.同步齒輪減速箱軸承的校核 61
6.1I軸軸承的校核 61
6.1.1計(jì)算軸承支反力 61
6.1.2軸承的派生軸向力 61
6.1.3軸承所受的軸向載荷 61
6.1.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 62
6.1.5軸承壽命 62
6.2II軸軸承的校核 62
6.2.1計(jì)算軸承支反力 63
6.2.2軸承的派生軸向力 63
6.2.3軸承所受的軸向載荷 63
6.2.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 63
6.2.5軸承壽命 64
6.3III軸軸承的校核 64
6.3.1計(jì)算軸承支反力 64
6.3.2軸承的派生軸向力 64
6.3.3軸承所受的軸向載荷 64
6.3.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 65
6.3.5軸承壽命 65
6.4IV軸軸承的校核 65
6.4.1計(jì)算軸承支反力 66
6.4.2軸承的派生軸向力 66
6.4.3軸承所受的軸向載荷 66
6.4.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 66
6.4.5軸承壽命 67
6.5V軸軸承的校核 67
6.5.1計(jì)算軸承支反力 67
6.5.2軸承的派生軸向力 67
6.5.3軸承所受的軸向載荷 67
6.5.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 68
6.5.5軸承壽命 68
7.同步齒輪減速箱鍵的校核 68
7.1I軸鍵的校核 68
7.2II軸健的校核 69
7.3III軸健的校核 69
7.4IV軸健的校核 69
7.5V軸鍵的校核 70
8.同步齒輪減速箱箱體及附件設(shè)計(jì)計(jì)算 70
8.1箱體設(shè)計(jì) 70
8.1.1箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 70
8.2減速器附件 70
8.2.1檢查孔及其蓋板 70
8.2.2通氣器 70
8.2.3軸承蓋和密封裝置 71
8.2.4定位銷 71
8.2.5油面指示器 71
8.2.6放油開(kāi)關(guān) 71
8.2.7起吊裝置 71
9機(jī)架及成型裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 71
9.1型輥軸的設(shè)計(jì) 71
9.1.1選擇軸的材料 71
9.1.2初步估算軸的的直徑 71
9.1.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 71
9.2輥心的設(shè)計(jì) 72
9.2.1選擇輥心的材料 72
9.2.2輥心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 72
9.3型板的設(shè)計(jì) 73
10 液壓加載裝置的選型 73
結(jié)論 74
參考文獻(xiàn) 75
致謝 76
緒論
1.型煤概況
隨著機(jī)械化采煤程度的提高，產(chǎn)生了大量的粉煤。粉煤的市場(chǎng)價(jià)值很低，造成大量的積壓。市場(chǎng)對(duì)型煤的需求量較大，型煤技術(shù)有很大的市場(chǎng)空間。同時(shí)生產(chǎn)型煤的原料煤的質(zhì)地不受限制。
2.成型設(shè)備概況
成型設(shè)備是型煤生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備,選擇成型設(shè)備應(yīng)以原煤的特性，型煤的用途及成時(shí)壓力等諸多因素為基礎(chǔ)。目前工業(yè)上應(yīng)用最廣的是對(duì)輥式成型機(jī)。另外,還有沖壓式成型機(jī),環(huán)式成型機(jī)和螺旋式成型機(jī)等
3.對(duì)輥成型機(jī)概況
對(duì)輥成型機(jī)可用于成型、壓塊和顆粒的高壓破碎，它的給料系統(tǒng)和輥面的設(shè)計(jì)要根據(jù)使用要求來(lái)設(shè)計(jì)。下面就對(duì)輥成型機(jī)在成型方面的應(yīng)用進(jìn)行描述。
對(duì)輥成型機(jī)主要包括以下幾個(gè)主要部件：
3.1同步齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)
對(duì)輥成型機(jī)的同步齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)由包括兩個(gè)同步齒輪在內(nèi)的減速器，安全聯(lián)軸器等組成。安全聯(lián)軸器是一個(gè)能自動(dòng)復(fù)位的機(jī)構(gòu)，它可以在正常工作時(shí)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距的1.7～1.9倍范圍內(nèi)調(diào)整。最主要的是，同步齒輪和齒輪聯(lián)軸器的連接保證了提供給型輥完全均勻的線速度。
3.2成型系統(tǒng)
對(duì)輥成型機(jī)的最主要部分是型輥。由于成型壓力大，直徑大，所以采用八塊型板拼裝的方式，輥芯由鑄鋼材料鑄造而成，型板由強(qiáng)度高的耐磨材料制造。
3.3液壓加載系統(tǒng)
液壓加載系統(tǒng)用于提供壓力迫使浮輥向被壓實(shí)的物料和固定輥靠近。為滿足特殊的工作需要，壓力的高低和大小可以自由調(diào)整。壓力的梯度隨間距的變化而升高，通過(guò)改變液壓儲(chǔ)能器中氮的分壓可以在很大范圍內(nèi)調(diào)整壓力的梯度。在其他尖硬物料被壓入壓輥的間隙時(shí)液壓系統(tǒng)也用作安全裝置。
1.電機(jī)選型及傳動(dòng)比計(jì)算
1.1選擇電動(dòng)機(jī)
1.1.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式
按工作條件和要求，選用一般用途的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，為臥式封閉結(jié)構(gòu)。
1.1.2選擇電動(dòng)機(jī)的容量
輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速：n=8~10r/min
輥?zhàn)訄A周速度：v=0.4~0.5m/s
ω=nπ/30 v=ωr
初計(jì)算型輥半徑 =
型球體積
每塊型煤質(zhì)量
型輥周向上分布型窩個(gè)數(shù) （個(gè)）
型輥軸向上分布型窩數(shù) 取整
型輥長(zhǎng)度 取整
B=630 mm
輥上合力 KN
阻力矩
工作機(jī)所需的功率：
P=
式中 =93000Nm n=10 r/min 代入上式得
P=KW
電動(dòng)機(jī)所需功率：P=P/η
從電動(dòng)機(jī)到輥輪主軸之間的傳動(dòng)裝置的總效率：
η=ηηηη
式中 η=0.95 V帶傳動(dòng)效率
η=0.98 聯(lián)軸器效率
η=0.99 軸承效率
η=0.97 齒輪傳動(dòng)效率
代入上式得
η=0.95×0.98×0.99×0.97
=0.6777
=P/η
=97.4/0.6777
=143.2 KW
選擇電動(dòng)機(jī)額定功率P≥P，根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)圖和推薦的傳動(dòng)比合理范圍V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 2-4 ；
單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比 3-6 。
所以選擇Y315L1-4電動(dòng)機(jī)，額定功率160kw,滿載轉(zhuǎn)速1480 r/min 。
1.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比
1.2.1傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比
===148
1.2.2分配各級(jí)傳動(dòng)比
該傳動(dòng)裝置中使用的是三級(jí)圓柱齒輪減速器，考慮到以下原則：
1）使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力大致等（齒面接觸強(qiáng)度大致相等）
2）使減速器能獲得最小外形尺寸和重量
3）使各級(jí)傳動(dòng)中大齒輪的浸油深度大致相等，潤(rùn)滑最為簡(jiǎn)便
分配各級(jí)齒輪傳動(dòng)比為
=4。25 =4 =1.8
輥輪的直徑為956mm,兩輥輪這間的間隙取1mm,所以兩輥輪的中心距為957mm。由此調(diào)節(jié)可初定同步齒輪的傳動(dòng)比為2.4 。則V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為2。
2.V帶設(shè)計(jì)計(jì)算
2．1確定計(jì)算功率
根據(jù)工作情況 查表12-12選擇工況系數(shù)
設(shè)計(jì)功率
2．2選擇帶型
根據(jù)和 選擇25N窄V帶(有效寬度制)
2．3確定帶輪基準(zhǔn)直徑
小帶輪的基準(zhǔn)直徑 參考表12-19和圖12-4取
傳動(dòng)比
取彈性滑動(dòng)系數(shù)
大帶輪基準(zhǔn)準(zhǔn)直徑
取標(biāo)準(zhǔn)值
實(shí)際轉(zhuǎn)速
實(shí)際傳動(dòng)比
2．4驗(yàn)算帶的速度
2．5初定中心距
取
2．6確定基準(zhǔn)長(zhǎng)度
由表12-10選取相應(yīng)基準(zhǔn)長(zhǎng)度
2．7確定實(shí)際軸間距
安裝時(shí)所需最小軸間距
張緊或補(bǔ)償伸長(zhǎng)所需最大軸間距
2．8驗(yàn)算小帶輪包角
2．9單根V帶的基本額定功率
根據(jù)和 由表12-17n查得25N型窄V帶
2．10單根V帶的功率增量
考慮傳動(dòng)比的影響，額定功率的增量由表12-17n查得
2．11V帶的根數(shù)
由表12-13查得
由表12-16查得
根
取7根
2．12單根V帶的預(yù)緊力
由表12-14
2.13小帶輪的結(jié)構(gòu)
小帶輪采用實(shí)心輪結(jié)構(gòu)。
由Y280M-4電動(dòng)機(jī)可知，其軸伸直徑，長(zhǎng)度，
小帶輪軸孔直徑應(yīng)取，轂長(zhǎng)應(yīng)小于.
由表12-22查得，小帶輪結(jié)構(gòu)為實(shí)心輪
由V帶的實(shí)際傳動(dòng)比，對(duì)減速器的傳動(dòng)比進(jìn)行重新分配。
傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比
V帶傳動(dòng)傳動(dòng)比
同步齒輪的傳動(dòng)比
則三級(jí)減速器的傳動(dòng)比為
，，以達(dá)到傳動(dòng)比的調(diào)節(jié)。則
3．基本參數(shù)計(jì)算
各軸的轉(zhuǎn)速、傳遞功率、轉(zhuǎn)矩
Ⅰ軸
= =
Ⅱ軸
Ⅲ軸
Ⅳ軸
Ⅴ軸
4．同步齒輪減速箱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1I軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1.1選擇齒輪材料
小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量（MQ）要求從圖14-32和圖14-24中查得
參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表14-45）后，將適當(dāng)降低：
4.1.2初定齒輪主要參數(shù)
初定齒輪主要參數(shù)
考慮載荷有輕微沖擊、非對(duì)稱軸承布置，取載荷系數(shù)K=2
按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸，計(jì)算模數(shù):
按表14-34，并考慮傳動(dòng)比，選用小齒輪齒數(shù)=24，
大齒輪齒數(shù)
取 = 102
按表14-33，選齒寬系數(shù)
由圖14-14查得大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)（時(shí)）
由于輪齒單向受力，齒輪的許用彎曲應(yīng)力
由于，故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)
采用斜齒輪，按表14-2，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。
初取β=13°（表14-33），則齒輪中心距
由于單件生產(chǎn)，不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距，取。
準(zhǔn)確的螺旋角
齒輪分度圓直徑
工作齒寬
為了保證，取。
齒輪圓周速度
按此速度查表14-78，齒輪精度選用8級(jí)即可，齒輪精度8-7-7（GB10095-1988）
校核重合度
縱向重合度 （圖14-8）
端面重合度 （圖14-3）
總重合度
4.1.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
分度圓上的切向力
由表14-39查得使用系數(shù)
動(dòng)載荷系數(shù)
式中 （表14-40）
齒數(shù)比
將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
齒向載荷分布系數(shù)
齒向載荷分配系數(shù)，根據(jù)
查表14-43 得
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按和
查圖14-11 得
材料彈性系數(shù)
查表14-44 得
重合度系數(shù) 查圖14-12 得
螺旋角系數(shù) 查圖14-13 得
由于可取
計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù)
式中各系數(shù)的確定
計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù)
按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，查圖14-37 得壽命系數(shù)
潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) 查表14-47 得
齒面工作硬化系數(shù) 按圖14-39 查得
尺寸系數(shù) 按，查圖14-40 得
將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
由表14-49，按一般可靠度要求，選用最小安全系數(shù)。
和均大于，故安全。
4.2Ⅱ軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
4.2.1選擇齒輪材料
小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量（MQ）要求從圖14-32和圖14-24中
得
參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表14-45）后，將適當(dāng)降低：
4.2.2初定齒輪主要參數(shù)
按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸，計(jì)算模數(shù)
按表14-34，并考慮傳動(dòng)比，選用小齒輪齒數(shù)=26，
大齒輪齒數(shù)
取整 =102
按表14-33，選齒寬系數(shù)
由圖14-14查得大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)（時(shí)）
由于輪齒單向受力，齒輪的許用彎曲應(yīng)力
由于，故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)
采用斜齒輪，按表14-2，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。
初取β=13°（表14-33），則齒輪中心距
由于單件生產(chǎn)，不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距，取。
準(zhǔn)確的螺旋角
齒輪分度圓直徑
工作齒寬
為了保證，取。
齒輪圓周速度
按此速度查表14-78，齒輪精度選用8級(jí)即可，齒輪精度8-7-7（GB10095-1988）
校核重合度
縱向重合度 （圖14-8）
端面重合度 （圖14-3）
總重合度
4.2.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
分度圓上的切向力
由表14-39查得使用系數(shù)
動(dòng)載荷系數(shù)
式中 （表14-40）
齒數(shù)比
將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
齒向載荷分布系數(shù)
齒向載荷分配系數(shù)，根據(jù)
查表14-43 得
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按和
查圖14-11 得
材料彈性系數(shù)
查表14-44 得
重合度系數(shù) 查圖14-12 得
螺旋角系數(shù) 查圖14-13 得
由于可取
計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù)
式中各系數(shù)的確定
計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù)
按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，查圖14-37 得壽命系數(shù)
潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) 查表14-47 得
齒面工作硬化系數(shù) 按圖14-39 查得
尺寸系數(shù) 按，查圖14-40 得
將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
由表14-49，按一般可靠度要求，選用最小安全系數(shù)。
和均大于，故安全。
4.3Ⅲ軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
4.3.1選擇齒輪材料
小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量（MQ）要求得
參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表14-45）后，將適當(dāng)降低：
4.3.2初定齒輪主要參數(shù)
按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸，計(jì)算模數(shù)
按表14-34，并考慮傳動(dòng)比，選用小齒輪齒數(shù)=40，
大齒輪齒數(shù) 取72
按表14-33，選齒寬系數(shù)
由圖14-14查得大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)（時(shí)）
由于輪齒單向受力，齒輪的許用彎曲應(yīng)力
由于，故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)
采用斜齒輪，按表14-2，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。
初取β=13°（表14-33），則齒輪中心距
由于單件生產(chǎn)，不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距，取。
準(zhǔn)確的螺旋角
齒輪分度圓直徑
工作齒寬
為了保證，取。
齒輪圓周速度
按此速度查表14-78，齒輪精度選用8級(jí)即可，齒輪精度8-7-7（GB10095-1988）
校核重合度
縱向重合度 （圖14-8）
端面重合度 （圖14-3）
總重合度
4.3.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
分度圓上的切向力
由表14-39查得使用系數(shù)
動(dòng)載荷系數(shù)
式中 （表14-40）
齒數(shù)比
將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
齒向載荷分布系數(shù)
齒向載荷分配系數(shù)，根據(jù)
查表14-43 得
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按和
查圖14-11 得
材料彈性系數(shù)
查表14-44 得
重合度系數(shù) 查圖14-12 得
螺旋角系數(shù) 查圖14-13 得
由于可取
計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù)
式中各系數(shù)的確定
計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù)
按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，查圖14-37 得壽命系數(shù)
潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) 查表14-47 得
齒面工作硬化系數(shù) 按圖14-39 查得
尺寸系數(shù) 按，查圖14-40 得
將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
由表14-49，按一般可靠度要求，選用最小安全系數(shù)。
和均大于，故安全。
4.4Ⅳ軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
4.4.1選擇齒輪材料
小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量（MQ）要求得
參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)后，將適當(dāng)降低：
4.4.2初定齒輪主要參數(shù)
按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸，計(jì)算模數(shù)
按表14-34，并考慮傳動(dòng)比，選用小齒輪齒數(shù)=24，
大齒輪齒數(shù) 取58
按表14-33，選齒寬系數(shù)
由圖14-14查得大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)（時(shí)）
由于輪齒單向受力，齒輪的許用彎曲應(yīng)力
由于，故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)
采用斜齒輪，按表14-2，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。
初取β=13°（表14-33），則齒輪中心距
由于單件生產(chǎn)，不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距，取。
準(zhǔn)確的螺旋角
齒輪分度圓直徑
工作齒寬
為了保證，取。
齒輪圓周速度
按此速度查表14-78，齒輪精度選用8級(jí)即可，齒輪精度8-7-7（GB10095-1988）
校核重合度
縱向重合度 （圖14-8）
端面重合度 （圖14-3）
總重合度
4.4.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
分度圓上的切向力
由表14-39查得使用系數(shù)
動(dòng)載荷系數(shù)
式中 （表14-40）
齒數(shù)比
將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
齒向載荷分布系數(shù)
齒向載荷分配系數(shù)，根據(jù)
查表14-43 得
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按和
查圖14-11 得
材料彈性系數(shù)
查表14-44 得
重合度系數(shù) 查圖14-12 得
螺旋角系數(shù) 查圖14-13 得
由于可取
計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù)
式中各系數(shù)的確定
計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù)
按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，查圖14-37 得壽命系數(shù)
潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) 查表14-47 得
齒面工作硬化系數(shù) 按圖14-39 查得
尺寸系數(shù) 按，查圖14-40 得
將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
由表14-49，按一般可靠度要求，選用最小安全系數(shù)。
和均大于，故安全。
5．同步齒輪減速箱軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1Ⅰ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1.1選擇軸的材料
該軸上的齒輪的分度圓直徑和軸徑相差不大，故做成齒輪軸，選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其力學(xué)性能
5.1.2初步估算軸的的直徑
取軸徑為70mm
5.1.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1.3.1初步選擇滾動(dòng)軸承
根據(jù)軸的受力，選取30000型圓錐滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為33015型，其尺寸為，定位軸肩高度
5.1.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
Ⅰ軸段為圓柱形軸伸，查表21-9，的軸伸長(zhǎng)
。Ⅱ軸段直徑為，根據(jù)減速器與軸承端蓋的結(jié)構(gòu)，確定端蓋總寬度為，考慮端蓋與帶輪間隙，。Ⅲ軸段安裝軸承，由于圓柱形軸伸的原因，采用雙列軸承，取，。Ⅳ軸段軸肩長(zhǎng)度，按齒輪距箱體內(nèi)壁這距離取，考慮到箱體的鑄造誤差，滾動(dòng)軸承應(yīng)距箱體內(nèi)壁，取，從各軸的結(jié)構(gòu)選，。Ⅴ軸安裝軸承，，
5.1.4軸的受力分析
5.1.4.1作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖
5.1.4.2軸受外力的計(jì)算
軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
齒輪的圓周力
齒輪的徑向力
齒輪的軸向力
5.1.4.3求支反力
在水平面內(nèi)的支反力
由得
由得
彎矩圖
在垂直面內(nèi)的支反力
由得
由得
彎矩圖
扭矩圖
5.1.5軸的強(qiáng)度計(jì)算
按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算
由于齒輪作用力在D截面的最大合成彎矩
D截面的當(dāng)量彎矩
安全
5.2Ⅱ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.2.1選擇軸的材料
選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。
5.2.2初步估算軸的的直徑
取軸徑為110mm
5.2.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.2.3.1初步選擇滾動(dòng)軸承
根據(jù)軸的受力，選取30000型圓錐滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為30222型，其尺寸為。
5.2.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
Ⅰ軸段安裝軸承，取，。Ⅱ軸段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位。取軸段直徑，齒輪寬度為110mm,為了全套筒端面可靠地壓緊齒輪，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度取。Ⅲ軸段軸環(huán)，。Ⅳ軸段為齒輪軸寬度取。Ⅴ軸段安裝軸承，，
5.2.4軸的受力分析
5.2.4.1作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖
5.2.4.2軸受外力的計(jì)算
軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
大齒輪的圓周力
大齒輪的徑向力
大齒輪的軸向力
小齒輪的圓周力
齒輪的徑向力
齒輪的軸向力
5.2.4.3求支反力
在水平面內(nèi)的支反力
由得
由得
彎矩圖
在垂直面內(nèi)的支反力
由得
由得
彎矩圖
扭矩圖
5.2.5軸的強(qiáng)度計(jì)算
由于齒輪作用力在D截面的最大合成彎矩
D截面的當(dāng)量彎矩
由于齒輪作用力在E截面的最大合成彎矩
E截面的當(dāng)量彎矩
安全
5.3Ⅲ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.3.1選擇軸的材料
選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其力學(xué)性能
5.3.2初步估算軸的的直徑
取軸徑為170mm
5.3.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.3.3.1初步選擇滾動(dòng)軸承
根據(jù)軸的受力，選取30000型圓錐滾子軸承，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為32034型，其尺寸為。
5.3.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
Ⅰ軸段安裝軸承，取，。Ⅱ軸段安裝齒輪，，，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位。取軸段直徑，齒輪寬度為230mm,為了套筒端面可靠地壓緊齒輪，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度取。Ⅲ軸段軸肩高度，取，，為。
5.3.4軸的受力分析
5.3.4.1作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖
5.3.4.2軸受外力的計(jì)算
軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
大齒輪的圓周力
大齒輪的徑向力
大齒輪的軸向力
小齒輪的圓周力
小齒輪的徑向力
小齒輪的軸向力
5.3.4.3求支反力
在水平面內(nèi)的支反力
由得
得
彎矩圖
在垂直面內(nèi)的支反力
由得
由得
彎矩圖
扭矩圖
5.3.5軸的強(qiáng)度計(jì)算
按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算
由于齒輪作用力在D截面的最大合成彎矩
D截面的當(dāng)量彎矩
5.4Ⅳ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.4.1選擇軸的材料
選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其力學(xué)性能由表21-1查得
5.4.2初步估算軸的的直徑
取軸徑為170mm
5.4.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.4.3.1初步選擇滾動(dòng)軸承
根據(jù)軸的受力，選取30000型圓錐滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為32034型，其尺寸為。
5.4.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
Ⅰ軸段安裝軸承，取，。Ⅱ軸段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位。取軸段直徑，齒輪寬度為130mm,為了全套筒端面可靠地壓緊齒輪，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度取。Ⅲ軸段軸肩高度，取，。軸環(huán)寬度，取，則。Ⅳ軸段為中間段, ,。Ⅴ軸段為軸肩，，。VI軸段安裝齒輪，齒輪右端采用套筒定位，左端使用軸肩定位。取軸段直徑，。ⅤII軸段安裝軸承，，。
5.4.4軸的受力分析
5.4.4.1作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖
5.4.4.2軸受外力的計(jì)算
軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
大齒輪的圓周力
大齒輪的徑向力
大齒輪的軸向力
小齒輪的圓周力
齒輪的徑向力
齒輪的軸向力
5.4.4.3求支反力
在水平面內(nèi)的支反力
由得
由得
彎矩圖
在垂直面內(nèi)的支反力
由得
由得
彎矩圖
扭矩圖
5.4.5軸的強(qiáng)度計(jì)算
按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算
由于齒輪作用力在D截面的最大合成彎矩
D截面的當(dāng)量彎矩
5.5Ⅴ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.5.1選擇軸的材料
選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。
5.5.2初步估算軸的的直徑
取軸徑為220mm
5.5.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.5.3.1初步選擇滾動(dòng)軸承
根據(jù)軸的受力，選取20000型調(diào)心滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為23072型，其尺寸為。
5.5.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
Ⅰ軸段安裝軸承，取，。Ⅱ軸段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位。取軸段直徑，齒輪寬度為300mm,取。Ⅲ軸段軸肩高度，取，。軸環(huán)寬度，取，則。IⅤ軸段安裝軸承，，。V軸段伸出軸,聯(lián)接聯(lián)軸器,取，。
5.5.4軸的受力分析
5.5.4.1作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖
5.5.4.2軸受外力的計(jì)算
軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
齒輪的圓周力
齒輪的徑向力
齒輪的軸向力
5.5.4.3求支反力
在水平面內(nèi)的支反力
由得
得
彎矩圖
在垂直面內(nèi)的支反力
由得
得
彎矩圖
扭矩圖
5.5.5軸的強(qiáng)度計(jì)算
按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算
由于齒輪作用力在D截面的最大合成彎矩
D截面的當(dāng)量彎矩
6.同步齒輪減速箱軸承的校核
6.1I軸軸承的校核
初選滾動(dòng)軸承為32215型，其尺寸為
基本額定載荷Cr: 170kN
6.1.1計(jì)算軸承支反力
合成支反力
6.1.2軸承的派生軸向力
6.1.3軸承所受的軸向載荷
因
6.1.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷
，
，
6.1.5軸承壽命
因，故按計(jì)算 查得，
6.2II軸軸承的校核
初選滾動(dòng)軸承為32317型，尺寸為。
基本額定載荷Cr: 180kN
e=0.29 Y=2.1
6.2.1計(jì)算軸承支反力
合成支反力
6.2.2軸承的派生軸向力
6.2.3軸承所受的軸向載荷
因
6.2.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷
，
，
6.2.5軸承壽命
因，故按計(jì)算查得，
6.3III軸軸承的校核
初選滾動(dòng)軸承為32022型，其尺寸
為。
e=0.43 Y=1.4
基本額定載荷Cr: 245kN
6.3.1計(jì)算軸承支反力
合成支反力
6.3.2軸承的派生軸向力
6.3.3軸承所受的軸向載荷
因
6.3.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷
，
，
6.3.5軸承壽命
因，故按計(jì)算 查得，
6.4IV軸軸承的校核
初選滾動(dòng)軸承為32034型，其尺寸為
。
e=0.44 Y=1.4
基本額定載荷Cr: 520kN
6.4.1計(jì)算軸承支反力
合成支反力
6.4.2軸承的派生軸向力
6.4.3軸承所受的軸向載荷
因
6.4.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷
，
，
6.4.5軸承壽命
因，故按計(jì)算 查得，
6.5V軸軸承的校核
初選滾動(dòng)軸承為23044型，其尺寸為。
基本額定載荷Cr: 760kN
6.5.1計(jì)算軸承支反力
合成支反力
6.5.2軸承的派生軸向力
6.5.3軸承所受的軸向載荷
因
6.5.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷
，
，
6.5.5軸承壽命
因，故按計(jì)算 查得，
7.同步齒輪減速箱鍵的校核
7.1I軸鍵的校核
I軸的伸出軸,選用圓頭普通平鍵（C型），b=18mm,h=11mm,L=125mm,I軸傳遞的扭矩T=676940Nmm.當(dāng)鍵用45鋼制造時(shí),主要失效形式為壓潰,通常只進(jìn)行擠壓強(qiáng)度計(jì)算.
, 合格
7.2II軸健的校核
II軸的鍵用于齒輪和軸的聯(lián)接，軸徑為，選用選用圓頭普通平鍵（C型），b=25mm,h=14mm,L=90mm,II軸傳遞的扭矩T=2509780Nmm.
7.3III軸健的校核
III軸的鍵用于
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