冷弯成型机传动系统设计毕业设计.doc

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1、目 录毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本

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4、及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师

5、评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（

6、设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及

7、格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日摘 要 本次设计全面阐述冷弯机的结构原理和设计特点，并对重要部分的工作原理进行深入了解并改进了部分零件的设计。主要加工过程是借助旋转轧辊与其接触摩擦的作用，将被轧制的金属体（轧件）拽入轧辊的缝隙间，在轧辊压力作用下，使轧件主要在厚度方向上完成塑性成型。 本次设计的设计主要包括：电动机的选取，传动部分的设计，减速器的设计,轴系部件的设计。其中传动部件中轴的设计、齿轮的设计以及链传动是本次设计的重点此次设计在吸取类似产品的技术优点的同时，采用结构简单、使用价格低，并且符合设

8、计要求。 关键词：冷弯成型机；轴系部件；齿轮部件；传动部件 ABSTRACT This design the constructional principals and designing feature of cold roll forming and analysis the work way and construction of its important parts. The Design on of motor, transmission part of the design, the design of speed reducer, shaft components design

9、, And the shaft design 、the design and chain transmission is the focus of this design. The design of the chain plate rolling machine structure is simple and inexpensive to use and in line with the design requirements . Key words:cold roll forming;shaft components design;the focus design; transmissio

10、n parts 第1章 绪论1.1冷弯的现实发展与选题的意义 近年来, 我国的冷弯型钢用户, 由原来仅限于一般农用拖车和普通结构件等小范围内使用, 如今已逐步扩展到建筑结构、汽车、机车车辆、起重机械、轻工机械、电气、家电、家具、装饰、集装箱、交通设施、电梯等行业。(1) 建筑行业是使用冷弯型钢的大户。如一些冶金、汽车制造业的厂房多采用冷弯型钢结构, 厂房的最大跨度达30m, 内设吊车的最大起重量为30 t , 厂房均为双跨或三联跨, 建筑面积1.52万平方米。轻型钢结构厂房, 具有施工周期短、用钢量低( 7080 kg /)1 、工程综合造价低等特点, 其优势已逐渐为广大用户认同。 (2) 汽

11、车制造业要求品种多, 产品精度高。我国在50 年代制造第一台解放牌汽车时, 已开始应用了冷弯型钢为原料的构件(风窗框) , 近年随着汽车制造行业的迅速发展, 对所需要冷弯型钢的品种、数量及质量, 都提出了更高的要求。汽车制造中, 载重汽车及大型客车应用冷弯型钢的数量最大, 主要用于制作车厢边框、墙板、底板、车体框架、底部大梁及车门窗框等。小型客车及轿车的冷弯型钢需要量不大, 但其用于制作门窗框件、各种导轨、构件及装饰件等, 断面复杂、尺寸精度高。使用的材料除了优质碳素钢之外, 还有镀锌板、不锈钢等, 还有要求高的冷弯型钢。 而本次选题的意义就是通过对冷弯行业的了解（本市加工厂和网络），让我认识

12、到冷弯加工行业进来对我们生活的影响越来越大，但是在冷弯加工的过程中却存在着各种各样的难题，如在电机的选择上以及加工不同材料、不同规格工件时需要注意的各方面问题上没有统一的规定等，所以我希望通过本次设计对冷弯行业有更好的了解以及为冷弯的发展提一点见解和方法，并在此衷心希望冷弯行业在我国有更好的发展。1.2 本课题在国内外的研究现状1.2.1 国外相应机器的研究状况 随着冷弯成型理论研究的深入，冷弯型钢的成型工艺也随之有所改进。产生了四辊式成型、柔性冷弯成型、CAT成型、“辊冲”的孔加工法等新的冷弯成型工艺2。并且俄罗斯切列波维茨克钢铁厂发明了生产冲孔冷弯型钢的技术3；日本拓殖大学的小奈宏教授论述

13、了用计算机控制的冷弯成型机械的变截面型钢成型技术及设备组成；瑞典Ortic公司和德国Bemo公司共同开发了一种关于冷弯型钢的弯曲截面和可变形状截面的辊弯成型方式即Monroe方式；而ORTIC系统则是英国Rollsec Design有限公司开发研制的，其最大特点是在设计方法上强调经验与理论的结合，该系统不仅能对任意断面形状的产品进行工具设计4，而且能对整条冷弯生产线上的设备， 如机架、飞锯、输出辊道、液压装置等进行设计。 目前对冷弯成型的数值模拟研究并不完整,主要集中于简单断面型材,但已显示了其无比的优越性和强大的生命力。使用数值模拟手段, 可以准确地计算分析成型过程、检验工具设计模型、设计结

14、果,从而使工具设计成本和风险性大大降低。1.2.2 国内相应机器的研究状况 目前，我国自主设计和研制的加工设备，从整体上看与国际先进水平相比还有很大的差距，但某些技术正在追赶世界先进水平。如北京科技大学的朱书栋等对冷弯成型的基本理论进行了全面的研究，得到了冷弯过程中的四种基本变形方式的应力应变表达式和变形功的数学表达式，对冷弯型钢的孔型设计和生产有着普遍的指导意义。北方交通大学的张乐乐教授等采用基于更新拉格朗日法（UL法）的弹塑性大变形样条法，结合流动模型，分析并模拟了普通槽钢成型过程中变形带材的位移场、应变场和应力场，对具体的设计、生产有重要的指导意义。另外，20世纪80年代初期北京科技大学

15、金属压力加工系与广州异型钢材厂合作，在国内最先开展冷弯CARD 技术的研究。自80年代中期以来,上海钢铁工艺研究所、东北大学、北京冶金设备研究院等多家单位陆续开始了这方面的研究工作5。虽然国外冷弯CAD商用软件较为成熟，但其价格昂贵，设计过程繁琐，操作复杂，设计理论、思想实行技术封锁，尽管对其作某种程度的修改，可以解决国内厂家的一些生产问题，但是并不能完全改变我国厂家的生产状况，况且引进国外设计软件技术还需要花费大量资金进行培训和维修，并且不能进行二次开发，因此为促进我国冷弯型钢生产的发展，有必要开发自己的冷弯CAD软件，并且要重视与计算机结合的较流行的技术在冷弯成型技术方面应用和开发。而我国

16、的钢铁工业又处在一个新的发展高潮，因此应该抓住这个机遇，重点稳步发展这一新兴的冷弯型钢产业，为我国国民经济发展作出新的贡献。1.3课题研究的内容及拟采取的方法传动系统采用链式传动，电机选用变频调速电机，通过减速器减速驱动电机齿轮，电机齿轮带动大齿轮运转，通过链条的传动带动轴的转动，轴通过大小弧齿轮的传动使轧辊转动，其中轧辊一主动一被动，而轧辊自转主要作用是平衡轧件在出口出的旋转，以便于收料节约空间。轧机的传动轴和轧辊轴通过锥齿轮啮合装在轧辊支架内，便于调整轧制速度。电轧制力与轧制功率可以通过公式计算电机的选择根据轧辊转速和轧制速度进行选择。1.4 课题研究中的主要难点以及解决的方法本课题主要研

17、究的是冷弯机的传动部分，所以在设计过程中的难点是：通过工件需求对电机的确定、各传动部件的计算以及确定 在冷弯的过程中，要求材料行走缓慢、平稳，这样可避免因速度过快而使材料发生翘曲变形，且易于实现控制。整个传动系统安装在底座上，传动结构要求紧凑，外廓尺寸小。因此要保证传动比大，传动效率高，传动平稳性和可靠性较好，使得整个传动系统紧凑。二级减速为斜齿圆柱齿轮传动，同时具备上述特点，充分满足生产要求。冷弯钢材在行走时主要受到辅助系统门式托架的滚动摩擦阻力和冷弯滚轮的摩擦阻力6。通过分析，这两种力都比较小，主要是受到冷弯滚轮通过型钢传递过来的挤压力。经分析得知，驱动主动滚轮转动的力矩并不是很大，所以驱

18、动电机功率一般较小，Y系列三相异步交流电动机小功率即可满足要求。 第2章 设计方案的确定2.1 传动方案的确定2.1.1 机械传动系统拟定的一般原则 （1）采用简短的运动链；采用尽可能简短的运动链，有利于降低零部件的重量和制造成本，也有利于提高机械传动效率和减小积累误差7。为了使运动链尽量短，所以应注意原动机的类型和运动参数的选择，以简化传动链。（2）优先选用基本结构；基本结构的结构简单，设计方便，技术成熟，故在满足功能要求的条件下，应优先选用基本机构。若基本机构不能满足或者不能很好的满足机械的运动或动力要求时，可以适当地对其进行变异或组合。 （3）合理安排不同类型传动机构的顺序；一般来说，在

19、机构的排列顺序上有如下的一些规律：首先，在可能的情况下，转变运动形式的机构（如凸轮机构、连杆机构、螺旋机构等）通常总是安排在运动链的末端，与执行机构靠近。其次，带传动等摩擦传动，一般都安排在转速较高的运动链的始端，以减小其传递的转矩，从而减小其外形尺寸。这样安排，也有利于启动平稳和过载保护，而且原动机的布置也方便。（4）合理分配传动比；运动链的总传动比应合理分配给各级传动机构，具体分配方法应注意以下几点： 各种传动的每级传动比要在推荐值范围内，以符合各种形式的传动特点，有利于发挥性能，并使结构紧凑。如一级传动比过大，对机构的性能和尺寸都是不利的。例如当齿轮传动的传动比大于8至10时，一般应设计

20、成两级传动；当传动比在30以上时，常设计成两级以上的齿轮传动。但是，对于带传动来说，一般不采用多级传动。 当传动链为减速传动时，必须十分注意机械的安全运转问题，防止发生损坏机械或伤害人身的可能。如，为防止机械因过载而损坏，可采用具有过载打滑现象的摩擦传动或装置安全联轴器等。对于以上要求，在设计过程中应尽量满足。（5）两种方案的对比本次设计中，在动力传动过程是有两种方式，带传动和链式传动。因此在选择时要充分考虑工作环境和工作强度等因素。 带传动与链传动的优缺点带传动靠摩擦力工作且带具有弹性，能缓和冲击，吸收震动，传动平稳无噪音;结构简单，维护制造方便，成本较低同时具有过载保护作用。链传动用在工作

21、可靠，低速重载，工作环境恶劣，以及其他不宜采用齿轮传动和带传动的场合，例如翻土机的运行机构采用链传动，虽然经常受到土块、泥浆和瞬时过载等的影响，依然能够很好的工作。 带传动在高速级，链传动在低速级若将链传动放置高速级，会加剧运动的不均匀性，动载荷变大，震动和噪音增大，降低链传动的寿命，链传动只能实现平行轴间的同向传动，运转时不能保证恒定的瞬时传动比，磨损后易发生跳齿，工作时有噪音，不宜用在载荷变化很大、高速和急速反向的传动中，即应布置在低速级8。而若将带传动放置低俗级，会使结构尺寸增大，及应布置在高速级，与电机直接相连，可以起到缓冲吸震的作用，还能起到过载打滑的作用，保护零件，放在高速级，功率

22、不变的情况下，高速级速度高，带传动所需的有效拉力就小，带传动的尺寸也就较小。而在本次设计中，除传动比要求不是很高，外加工作环境的影响。因此决定采用链式传动。2.1.2 确定最终传动方案通过对以上内容的了解和分析结合在实习和老师的多次指导最终确定了冷弯机的整体传动方案。方案如下：电动机在经过变频以及减速机后由链条连接主传动轴和链轮，在通过固定在轴上的两个锥齿轮带动轧辊。两个轧辊在用联轴器连接，使其完成要求的加工过程。整个传动过程如图2-1所示 1-电动机 2-链轮 3-链条 4-大小弧齿锥齿轮 5-主传动轴 图2-1传动系统图2.2 确定各传动机构的传动效率参阅表 9并结合设计的整体传动方案和各

23、传动机构自身的特点确定各机构的传动效率如下：链条的传动效率是：滚动轴承的传动效率是：大小齿轮传动的传动效率是：齿=0.97联轴器的传动效率是：联 =0.99第3章 电动机的选择3.1 选择电动机的类型及结构形式 电动机是一种旋转式机器,它将电能转变为机械能,它主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子,其导线中有电流通过并受磁场的作用而使转动。它是将电能转变为机械能的一种机器。各种电动机中应用最广的是交流异步电动机（又称感应电动机 ）。它使用方便 、运行可靠 、价格低廉 、结构牢固，但功率因数较低，调速也较困难。大容量低转速的动力机常用同步电动机（见同步电机）。同

24、步电动机不但功率因数高，而且其转速与负载大小无关，只决定于电网频率。工作较稳定。电动机在规定工作制式（连续式、短时运行制、断续周期运行制）下所能承担而不至引起电机过热的最大输出机械功率称为它的额定功率，使用时需注意铭牌上的规定。电动机运行时需注意使其负载的特性与电机的特性相匹配，避免出现飞车或停转。电动机的调速方法很多，能适应不同生产机械速度变化的要求。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化10。从能量消耗的角度看，调速大致可分两种 ： 保持输入功率不变,通过改变调速装置的能量消耗，调节输出功率以调节电动机的转速。控制电动机输入功率以调节电动机的转速。3.2 电动机功率的选择电动机的功率选择

25、的是否合适,对电动机的正常工作和经济性都有影响。功率选的过小,不能保证工作机的正常工作或使电动机因过载而过早的损坏;而功率选的过大,则电动机的价格较高,能力又不能充分利用,而且由于电动机经常不能满载运行,其使用效率和功率因数都较低,增加了电能的消耗造成了能源的浪费。所以在选择电动机时应考虑设计机器的使用要求和加工参数，并经过细致周密的计算推演，建立起可靠而又缜密的理论模型，再根据经济性原则最终确定具体的电动机参数。3.2.1 电动机功率的计算推演根据本人设计的冷弯机的使用要求，轧辊速度是0.02米每秒，查资料得主体部分的=5KW。 因为依照整体传动方案可计算出KW，所以，KW7KW3.2.2

26、确定电动机具体型号所以根据计算出的结果和查表后最终确定出了电动机的具体型号。 因为功率的确定所以选择Y系列电机，而加工时要求的转速不高以及节约资金等本次选用Y系列小型三相异步电动机Y160M-6，其主要技术参数如下所示：功率KW：7.5 电流A：6.58A 转速r/min：970 效率（%）：89% 频率：50HZ 电压：380V3.3 确定各部件的功率与线速度 3.4 确定各轴的转速 3.5 确定传递的转矩 第4章 链传动的选择及设计4.1链传动的选择 链传动是啮合传动，平均传动比是准确的。它是利用链与链轮轮齿的啮合来传递动力和运动的机械传动。链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和

27、动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。 链传动有许多优点，与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。 链传动的缺点主要有：仅能用于两平行轴间的传动；成本高，易磨损，易伸长，传动平稳性差，运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不宜用在急速反向的传动中，在近代机械种应用广泛。其大致图形如下： 图4-1 链条示意图链条长度以链节数来表示。链节数最好取为偶数，以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接，接头处可用弹簧夹或开口销锁紧。若

28、链节数为奇数时，则需采用过渡链节。在链条受拉时，过渡链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。 齿形链由许多冲压而成的齿形链板用铰链联接而成，为避免啮合时掉链，链条应有导向板(分为内导式和外导式)。齿形链板的两侧是直边，工作时链板侧边与链轮齿廓相啮合。铰链可做成滑动副或滚动副，滚柱式可减少摩擦和磨损，效果较轴瓦式好。与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击载荷的能力高；但结构复杂、价格较贵、也较重，所以它的应用没有滚子链那样广泛。齿形链多用于高速(链速可达40m/s)或运动精度要求较高的传动。 国家标准仅规定了滚子链链轮齿槽的齿面圆弧半径 、齿沟圆弧半径和齿沟角 的最大和最小值(详见G

29、B1244-85)。各种链轮的实际端面齿形均应在最大和最小齿槽形状之间。这样处理使链轮齿廓曲线设计有很大的灵活性11。但齿形应保证链节能平稳自如地进入和退出啮合，并便于加工。符合上述要求的端面齿形曲线有多种。最常用的齿形是“三圆弧一直线”，即端面齿形由三段圆弧和一段直线组成。4.2 链轮链轮轴面齿形两侧呈圆弧状，以便于链节进入和退出啮合。齿形用标准刀具加工时，在链轮工作图上不必绘制端面齿形，但须绘出链轮轴面齿形，以便车削链轮毛坏。轴面齿形的具体尺寸见有关设计手册。另外链轮齿应有足够的接触强度和耐磨性，故齿面多经热处理。小链轮的啮合次数比大链轮多，所受冲击力也大，故所用材料一般应优于大链轮。常用

30、的链轮材料有碳素钢(如Q235、Q275、45、ZG310-570等)、灰铸铁(如HT200)等。重要的链轮可采用合金钢。小直径链轮可制成实心式；中等直径的链轮可制成孔板式；直径较大的链轮可设计成组合式，若轮齿因磨损而失效，可更换齿圈。链轮轮毂部分的尺寸可参考带轮。另要注意链传动的失效形式主要有以下几种：(1) 链板疲劳破坏链在松边拉力和紧边拉力的反复作用下，经过一定的循环次数，链板会发生疲劳破坏。正常润滑条件下，链板疲劳强度是限定链传动承载能力的主要因素。(2) 滚子、套筒的冲击疲劳破坏链传动的啮入冲击首先由滚子和套筒承受。在反复多次的冲击下，经过一定循环次数，滚子、套筒可能会发生冲击疲劳破

31、坏。这种失效形式多发生于中、高速闭式链传动中。(3) 销轴与套筒的胶合润滑不当或速度过高时，销轴和套筒的工作表面会发生胶合。胶合限定了链传动的极限转速。(4) 链条铰链磨损铰链磨损后链节变长，容易引起跳齿或脱链。开式传动、环境条件恶劣或润滑密封不良时，极易引起铰链磨损，从而急剧降低链条的使用寿命。过载拉断这种拉断常发生于低速重载的传动中。4.2.1 设计计算功率Pd 查资料得工况系数KA=1.3Pd= KAPo=1.37.5=9.75kW 4.2.2 确定带型与选择传动比 由于Pd=9.75kW和no=60.6r/min,参考链条参数表11选择B型普通链条因为链的在传动比一般在24范围之中，所

32、以选取传动比是：i=44.2.3 确定型号根据所需以及查表确定链条型号为40B-1型，如下表4-1： 表4-1链条型号表DINISO链条节距滚子直径内节内宽销轴直径销轴长度内链板高度链板厚度极限拉伸载荷每米长重Pd1maxb1mind2maxLminLmaxh2maxTmaxQminQmminchmmmmmmmmmmmmmmKNKN/m40B-1635/239.3738.1022.8982.289.252.968.5/8.0355.016.35第5章 减速器的设计5.1 选择减速器的类型 减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩以满足各种工作机械的需要。减速器的种

33、类很多，按照传动形式不同可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和星式减速器 12；按照传动的不知形式又分为展开式、分流式。常见减速器的特点： （1） 齿轮减速器的特点是效率及可靠性高，工作寿命长，维护简便，因而应用广泛。 （2） 蜗杆减速器的特点是在外廓尺寸不大的情况下，可以获得大的传动比，工作平稳，噪声较小，但效率较低。其中应用最广的式单级蜗杆减速器，两级蜗杆减速器应用较少。 （3） 行星减速器其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大，但制造精度要求较高，结构复杂，且价格略贵。综合冷弯机的设计使用要求，在确保设计经济性的前提下最终选择单级圆柱齿轮减速器。经过计算可确定减

34、速器的传动比是：i=4，该减速器的基本结构由齿轮、轴及轴承组合，箱体，减大部分组成。5.2 减速器中齿轮传动的设计5.2.1 确定齿轮精度等级、齿轮类型、齿数和材料精度等级 结合设计要求与设计参数我准备选用直齿圆柱齿轮减速器，此种减速器为普通减速器，速度不快，所以选用7级精度即可在保证经济性的条件下满足需求。 材料的选择和齿数的确定 查阅表(本章以下数据出自)确定： 小齿轮的材料是20Cr2Ni4（调质），硬度是350HBS 大齿轮的材料是12钢（调质），硬度是320HBS 确定：小齿轮齿数是z1=19 大齿轮齿是z2=uz1=619=114 依据齿面接触的强度进行设计： 按照设计计算公式试算

35、： d 明确公式内的各字母所表示的数值 （1）载荷系数 Kt=1.3 （2）确定小齿轮传递的转矩 T=95.510Nmm （3）查阅表确定齿宽系数为d=1.1 （4）查阅表确定材料的弹性影响系数ZE=189.8 （5）查阅图根据齿面硬度确定：小齿轮的接触疲劳强度极限为Hlim1=1200大齿轮的接触疲劳强度极限为Hlim2=1100 （6）根据公式计算出（N齿轮的工作应力循环次数，n转速） N=60n=60240172000=1.03710 N=1.03710/6=1.72810 （7）查阅图确定接触疲劳寿命系数为：KHN1=0.90；KHN2=0.94 （8）确定接触疲劳许用应力根据失效概率

36、是1%，安全系数是S=1（由于点蚀破坏后只会引起噪声、震动增大，并不立刻导致不能继续工作的后果，故可取s=1），依据公式有： 确定具体数值 （1）确定小齿轮分度圆直径 d =2.32mm （2）确定圆周速度 v=m/s （3）确定齿宽b b=dd1t=1.1122.27=134.497mm (4）确定齿宽与齿高之比b/h m模数是： mmm 齿高是： h=2.25m=2.256.44=14.48mm b/h= （5）确定载荷系数因为v=1.54m/s,且减速器是7级精度查阅图选择动载系数为：KV=1.06如果KAFt/b100N/mm。查阅表10-3可得KH=KF=1.2查阅表可得使用系数为K

37、A=1.5，查阅表得当7级精度、小齿轮相对轴承是非对称安装时有 把数据代入有： 因为b/h=9，KH=1.52查阅图可得 KF=1.42所以载荷系数为： =1.51.061.21.52=2.9 （6）根据实际的载荷系数校核计算出的分度圆直径，依据公式有： dmm （7）确定模数m m=dmm 根据齿根弯曲强度设计计算查阅公式可得弯曲强度的设计计算公式是： （1）查图可得： 小齿轮的弯曲疲劳强度极限为FE1=920MP 大齿轮的弯曲疲劳强度极限为FE2=620MP（2）查阅图可得： 弯曲疲劳寿命系数为KFN1=0.88，KFN1=0.91（3）确定弯曲疲劳许用应力 选择弯曲疲劳安全系数为S=1.

38、4，依据可得： MP MP（4）确定载荷系数K （5）确定齿形系数 查表可得 YF1=2.85，YF2=2.17 （6） 确定应力校核系数 查表可得 YS1=1.54，YS2=1.80（7）确定大、小齿轮的然后进行比较 经过计算可知大齿轮的数值比小齿轮的大（8）设计计算 mm比较计算结果，由齿轮接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力大小，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，所以可选择由弯曲疲劳强度计算得到的模数4.25并就近选择标准值m=4mm,根据接触疲劳强度计算得到的分度圆直径为： d1=158.9

39、5mm确定小齿轮齿数 确定大齿轮齿数 通过上述计算得出的齿轮传动方案，即满足了齿面接触疲劳强度的要求，又满足了齿根弯曲疲劳强度的要求，而且结紧凑，保证了经济性能指标，避免了一些不必要的浪费。 确定几何尺寸（1）确定分度圆直径 mm mm（2）确定中心距 mm（3）确定齿轮宽度 mm（4）校核计算N 5.2.2确定结构尺寸确定小齿轮的结构尺寸 模数： m=5mm 压力角： =20 分度圆直径： d1=128mm 齿顶高： ha=m=5mm 齿根高： mm 全齿高： mm 齿顶圆直径： mm 齿根圆直径： mm 中心距： mm 齿数比： u=6 确定大齿轮的结构尺寸 分度圆直径： d =640mm

40、 齿顶圆直径： mm 齿根圆直径： mm 其它尺寸同小齿轮的尺寸相同。 5.3 齿轮轴的设计 5.3.1 材料选择轴是组成及其的主要零件之一，一切作回转运动的传动零件，都必须安装在轴上才能进行运动及动力传递。因此轴的主要功用是支撑回转零件及传递运动和动力。按照承受载荷的不同轴可分为转轴，心轴和传动轴三类。工作中只承受弯矩而不承受扭矩的轴成为心轴，既承受弯矩又承受扭矩的是转轴，只承受扭矩而不承受弯矩的是传动轴。轴的材料主要是碳钢和合金钢13。钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件，又的直接用圆钢。综合考虑轧制机的设计使用要求，在确保经济性的前提下，本设计中选择最常用的45号钢做为传动轴的材料，并进行调质

41、处理。因为碳素钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，所以采用碳素钢制造传动轴比较切合本次设计的实际。5.3.2 轴的设计计算和校核 小齿轮轴的设计计算根据参考同系列减速器可知小轴径依次是35mm、40mm、45mm、50mm、45mm另外，轴承盖轴径等于轴承处轴径 。小齿轮轴如图5-1.a所示。（1）确定小齿轮轴上的转矩 Nm（2）确定作用在齿轮上的力（图5-1.a）小齿轮的分度圆直径为： mm 周向力： N 径向力： N（3）对大带轮轴处进行受力分析（图5-1.b） 转矩： Nm 径向力： N F0 单根V带所承受的预紧力（N）