四边封条带包装机执行部分设计毕业论文.doc

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1、摘 要设计内容四边封条带包装机，由放卷装置、分卷装置、对标装置、定量灌装装置、封合机构等组成。该机结构简单、紧凑、合理，操作方便，劳动生产率高，所生产的产品质量高，适用于颗粒、粉末、液体等不同物料包装生产。设计主要内容为：1. 横封装置为一对带有横向突出啮合的对辊，对辊相对滚动挤压包材并且加热对包材进行热封。2. 纵封装置为一对带有纵向突出啮合的对辊，对辊相对滚动挤压包材并且加热对包材进行热封。3. 打字装置为一对带有打字模具的对辊，对辊相对滚动挤压包材对包材进行打字处理。4. 纵切装置为一对装有纵向切断刀的对辊，对辊滚动刀具对包材进行纵向切断。5. 横切装置与横向断裂线装置为装有横向切断刀具

2、和横向断裂线刀具的对辊，对辊滚动刀具对包材进行横向切断和打横向断裂线处理。关键词：横封装置；纵封装置；打字装置；纵切装置； AbstractAt present, the packaging enterprises in China most of the scale is too small, small is one of its main characteristics, exist regardless of the industry development requirements, repeat the production of those low cost, and level

3、 of technology is relatively backward, easy to manufacture mechanical products industrywithin about 1/4 of the existence of the phenomenon of low-level repetitive. This is a tremendous waste of resources, resulting in the packaging machinery market confusion, hinder the development of the industry.1

4、.The cross-sealing device with prominent lateral meshing roller relative rolling of the roller to squeeze the package material and heating the heat seal packaging materials.2.Longitudinal sealing device with longitudinal prominent engagement of the roller relative rolling of the roller to squeeze th

5、e package material and heating the heat seal packaging materials.3.Typing device for one pair with a type of mold on the roll, roll scroll relative extrusion packaging materials, packaging materials to carry out typing.4.Slitting device is equipped with a vertical cutter blades, roller, roller rolli

6、ng tool longitudinal cut package material.5.Cross-section of the device and transverse fracture line device equipped with a transection of the tool and the transverse fracture line tool on the roller, the roller rolling tool horizontal cut off and playing transverse fracture line processing of packa

7、ging materials.Keywords: horizontal sealing device; longitudinal sealing device; typing device; slitting device; cross-section of the device; 目 录第1章 绪论11.1项目背景分析11.2选题意义31.3设计内容4第2章 总体方案设计62.1研究给定的设计任务62.2设计任务抽象化62.3确定工艺原理62.4功能分解72.5功能元求解82.6确定边界条件82.7方案评价82.8总体布局设计9第3章 执行系统设计103.1 封合机构设计103.1.1 封合

8、机构的结构设计103.1.2 封合机构的调整113.2切断机构设计123.2.1 切断机构的结构设计123.2.2 切断机构的调整13第4章 传动系统设计164.1 运动与动力参数的设计计算164.1.1 电机的选择164.1.2 减速器的选择194.2 传动零件的设计计算194.2.1 链的设计计算204.2.2 齿轮的设计计算21 4.2.3 差速器的设计计算25第5章 结论28参考文献29致 谢31附 录32第1章 绪 论1.1设计背景分析目前，世界各国对包装机械发展十分重视，集机、电、气、光仪为一体的高新技术产品不断涌现。生产高效率化、资源高利用化、产品节能化、高新技术实用化、科研成果

9、商业化已成为世界各国包装机械发展的趋势。美国的包装机械以大型为其特色，因为美国的包装机械用户以大型生产企业为主，靠大批量生产来降低生产成本，主要满足美国国内大流通的需要，其产量和品种均居世界之首。新型机械产品中以成型、填充、封口三种机械的增长最快。德国的包装机械在计量、制造、技术性能等方面均名列前茅，特别是啤酒、饮料灌装设备具有高速、成套、自动化程度高、可靠性好等特点。一些大公司生产的包装机械集机、电、仪表及微机控制于一体。采用光电感应，以光标控制，并配有防静电装置。其大型自动包装机不近包装容积大，而且能使制袋、称重、充填、抽真空、封口等工序在一台单机上完成。德国包装机械多年来始终处于稳定增长

10、状态，出口比例占80%左右，是世界上最大的包装机械出口国。日本包装机械产业的目前年产值仅次于美国和德国居世界第三位。日本的包装机械制造厂以中小企业为主，目前有200多家，还有100多家包装材料、包装机械相关设备生产厂商。包装机械的品种近500中，规格有700多个。意大利的包装机械设备向来以产品灵活、技术先进而闻名于世。意大利的商品包装材料行业和设备行业是由大约250家具有工艺水平、形成产业规模的企业和百余家基于手工艺水平的小规模生产单元组成。近年来，意大利的包装机械在世界获得了巨大成功，使意大利包装机械受到了全世界的青睐。需要特别指出的是意大利生产的包装机械大多用于食品和饮料工业，占国内大约4

11、0%的营业额，而且意大利的饮料包装设备已经达到尖端的水平，技术趋势将朝着越来越一体化、紧凑和快速的方向发展。比如意大利帕西公司生产的PET瓶一步法生产设备在世界享有盛名，美国可口可乐、百事可乐瓶装水厂均使用帕西公司的设备。我国目前从事包装机械生产的企业约有1500多家，其中具有一定规模的企业约有400多家。产品有40类，2700多种，其中有一批既能满足国内市场需要，又能参与国际市场竞争的优质产品。90年代以来，包装机械工业每年平均以20-30%的速度增长，发展速度高于整个包装工业平均增长速度的15-17%，比传统的机械工业的平均增长值高4.7个百分点。包装机械工业已经成为我国国民经济中不可缺少

12、的非常重要的新兴行业。但目前中国包装机械行业也存在着问题。从图1.1 四边封包装袋 图1.2 卧式四边封包装机图1.3 立式四边封包装机1990年以来，包装机械已成为我国机械制造业中十大行业之一。2001年后包装机械产值占包装工业总产值的9%左右，中国已成为包装机械生产消费大国。但是中国包装机械出口额不足包装机总产值的5%，中国包装机械行业中一直低水平、重复多、无序竞争多，目前还无根本改变。我国包装机械出了瓦楞纸箱机械、小型包装机械有一定优势，其他都不成体统和规模。液体灌装生产线、饮料包装容器成套设备、无菌包装生产线、卷烟生产线几乎都被国外几家大公司所垄断。现有中国包装机械的技术含量不高，遥控

13、、现场检测、伺服技术、自动柔性补偿、激光技术、数字信息应用技术等应用的不多。引进国外包装机械多，引进先进技术少，缺少有组织有意识的消化研究。中国企业研究开发费用只占总销售额的1%不到，无偿援技术储备，自主型先进技术少。1.2 选题意义包装机械是包装工业的重要基础，在轻工机械行业中占有重要的地位。包装机械为包装行业提供重要的技术保障，对包装业的发展起着重要的作用，同时在食品、医药、日用品化工生产中也起着重要的作用。包装机械是使产品实现机械化、自动化的根本保证。1.3 设计内容本次毕业设计为四边封条带包装机封合及传动部分设计。该包装机主要用于用成卷的包材对有形物品进行不同规格的包装（包括进料、裹包

14、、封口、打字、切断等，实现多功能包装）。1) 封合辊图 1.4 横封辊图 1.5 横封辊为保证封合，辊内装有加热管及热电偶，如果发现温度不合适可分别调整温控表上的温度。工作时两辊相向连续回转，为保证对辊的压紧力，两辊之间的压力通过汽缸弹簧调整。2) 切断刀分别设计一对横纵切断刀进行切断，要能调整压紧力以免过松无法完成切断工作或过紧损害刀刃。图 1.6 纵切刀图 1.7 横切刀第2章 总体方案设计2.1 研究给定的设计任务对任务书中的内容进行逐项分析，明确设计任务的核心要求及相应的约束条件。本次设计的内容是在已有四边封条袋包装机的基础上进行改进，解决其存在的弊端，并考虑到经济性和可行性，设计出更

15、具实用性的产品。2.2 设计任务抽象化如图2.1所示，黑箱左边为输入量，包括物料和电能两种形式，右边为输出量，同样包括物料和能量两种形式，下方表示外部环境对四边封条袋包装机工作性能影响的各种因素，上方表示四边封条袋包装机工作过程中对外部环境造成的影响。 热量 噪声 震动 黑箱电能 机械能和热能 包材 装有膏体的包装袋 温度 湿度图 2.1 四边封条带包装机黑箱2.3 确定工艺原理如图2.2所示，四边封条带包装机主要由一对纵封辊、一对横封辊、一对横切辊、一对纵切辊、一对断裂线辊和一对打字辊组成。首先通过放卷机构将包材薄膜送到分卷机构，薄膜从中间一分为二，再经过分卷板及导辊使薄膜变向进入封合区，通

16、过纵封、横封、充填上料、打印批号、纵切、横断裂线、横切，最后成品由输送机输出。膏体 包材 包材 纵向热封 横向热封 批号打字 纵向切断 横向断裂口 横向切断 成品图2.2 工艺路线2.4 功能分解四边封条袋包装机封合部分批号打字横向切断横向断裂口纵向热封纵向切断横向热封 封合加热封合加热图2.3 功能树本次设计完成四边封条袋包装机的传动和封合部分，对封合部分进行功能分解，建立功能树如图2.2所示，其中，纵向热封和横向热封部分包括加热和封合两个分功能，将包材输送到其余各对执行辊上执行各功能。2.5 功能元求解对各功能元进行求解，列出实现每种功能元的可行方法，建立形态学矩阵，表2-1所示，通过不同

17、的组合得出不同的方案。表2-1 四边封条袋包装机的形态学矩阵分功能解 法123A封合凸轮周转模具曲柄滑块B切断凸轮周转模具曲柄滑块2.6 确定边界条件四边封条袋包装机工作环境必须有电源和水源，工作中会产生噪声。2.7 方案评价 封合与切断机构是四边封条带包装机的重要机构之一，它利用模具之间的相互作用力来达到封合与切断目的，并能够保证切断间歇。A曲柄滑块机构运动副均为低副，底副的两运动副元素为面接触，压强较小，可承受较大的载荷，并且有利于润滑，运动副元素的几何形状较简单，便于加工制造。当原动件的运动规律不变，可用改变各构件的相对长度来使从动件得到不同的运动规律。连杆上各点的轨迹是各种不同形状的曲

18、线，其形状还随着各构件相对长度的改变而改变，从而可以得到形式众多的连杆曲线，我们可以利用这些曲线来满足不同曲线的设计要求。但是曲柄在进行圆周摆动时会有死点需要突破，对运动的圆滑和流畅性造成一定障碍。并且滑块的运动方向单一。B.凸轮滑杆机构。凸轮机构运动平稳，工作曲线圆滑，但是存在磨损后拆卸安装不方便的问题，并且凸轮杆运动线路为直线，不能做弧线运动。 C.模具周转。模具周转运动平稳，工作曲线圆滑，并且模具针对性强、加工精度高，安装拆卸方便。但加工产品单一。综上所述，从结构复杂程度、控制难易程度、制造安装调试校对复杂程度以及机构运动稳定性等方面综合考虑，A2+B2是最优选择。 2.8 总体布置设计

19、如图2-4所示，从上至下排列支撑、纵封、横封、打字、纵切、断裂线、横切装置。 1 2 3 4 5 6 7 81填料筒 2纵封辊 3横封辊 4支承辊 5打批号辊 6纵切辊 7断裂口辊 8横切辊图2.4 总体布局第3章 执行系统设计3.1 封合机构设计3.1.1 封合机构的结构设计1.纵封由一对纵封辊组成，辊内装有加热管及热电偶，加热后两个纵封辊的温度会在温控表上有所显示，如果发现温度不合适可分别调整温控表上的温度。工作时两辊相向连续回转，薄膜通过两辊之间，边加热边滚压，形成纵向封合带，两辊之间的压力由弹簧来调整的，另外，该机构还有牵引包装料袋的功能。 执行辊为直径为60mm的圆柱体，材料为CrW

20、Mn。根据袋宽设计滚压包材的突起部分间隔75mm，直径80mm，啮合表面有网纹。辊子匀速转动，根据袋长和加工突起的直径确定辊子转速为70r/min。纵封辊两端和机架通过轴承联接。图3.1 纵封机构示意图2.横封由一对横封辊组成，辊内装有加热管及热电偶，工作时两辊相向连续回转，两辊之间的压力通过汽缸弹簧调整。横封就是对料袋进行袋底和袋口的封合，横封辊在圆周上均布两条或三条封合带，即旋转一周形成两条或三条横封带。在该传动链中采用了可调偏心链轮机构，用于调整横封时瞬时线速度，另外也保证料袋膜不起皱或避免其拉伸过度，甚至拉断。字头夹和字托分别装在两个成对相向连续回转的传动轴上，每转一周打字三次，与横封

21、辊同速度回转，在传动链中采用偏心链轮机构，另外设有差速器机构，用调整打字相对料袋位置。执行辊为直径为60mm的圆柱体，三个滚压包材的突起部分均布在辊子的一周，直径80mm。辊子匀速转动，辊子每转一周工作三次，根据功率和加工突起的数量确定辊子转速为20r/min。横封辊两端和机架通过轴承联接。图3.2 横封机构示意图3.1.2 封合机构的调整1.封合机构的压力调整封合压力的调整由气缸控制纵封辊封合压力，在系统中自动控制纵封的开合，当停机时气缸停止动作纵封辊分开；机器运行时，气缸开始动作纵封辊闭合。前横封辊轴承座的两端各有两个压力弹簧螺柱，其封合压力通过调整压力弹簧来实现。根据封合需要对其进行调整

22、，使之达到理想状态。2. 封合机构的相对位置调整两个横封辊相对位置的调整。如图3.3，调整时首先将封合辊上的封合齿轮3上的调节螺栓处于松动状态，使前后两横封辊封合带对正，在保证两个封合带对正的前提下，使封合辊轴端的一对封合齿轮（齿轮2和齿轮4）处于啮合状态，调整好后再将可调螺栓固定锁紧。 1 2 3 4 5 1从动辊 2齿轮1 3齿轮2 4齿轮3 5主动辊图3.3 纵封辊结构简图3.2 切断机构设计3.2.1 切断机构的结构设计1.纵切机构由主动旋转的分切刀与被动回转的托辊组成，每个托辊分别由弹簧将其压紧在分切刀上，使封合后的卷膜分切成条，从而实现纵向分切。包材废料边没有切除掉，可以顺时针调整

23、调节螺杆时弹簧压紧力增加，从而使包材废料边切除。纵切刀为直径是50mm的圆形刀片，材料为CrWMn。纵切托辊通过螺钉联接安装在刀架上，托辊与固定的导向轴通过轴承联接，能够由刀具带动灵活转动。根据袋长和刀具直径能够确定纵切辊转速为110r/min。纵切辊两端与机架为轴承联接。图3.4 纵切机构示意图2.横切机构由动刀和定刀组成，两刀的尺寸基本相同，仅安装方向相反，动刀顺料袋前进方向作匀速回转。通过控传动链中差速器机构对切刀相对料袋的切断位置进行调整。此结构采用冷切法以达到用户要求，任意设定n袋连在一起切断。此外，动刀与定刀之间的间隙调整对横切的质量影响很大，所以调整时需特别注意。横切动刀为宽70

24、mm，长460mm的矩形刀片。材料为CrWMn。刀片通过螺纹联接安装在刀架上。刀架两端与机架通过轴承联接，刀架可以灵活转动从而带动横切动刀转动。横切定刀为宽70mm，长460mm的矩形厚刀片，材料为CrWMn。动刀固定在机架。动刀在周转过程中刀刃与定刀刀刃相碰，来实现切断功能。根据加工功率确定动刀辊子的转速为60r/min。图3.5 动刀示意图图3.6 动刀定刀相对位置示意图3.2.2 切断机构的调整1.横断裂线、横切机构动刀与定刀间隙调整调整横切机构时，先将动刀固定在刀体上，以动刀为基础调整定刀，调整动刀与定刀的切入点和切出点的间隙，最佳切断间隙为0.050mm，初始刀具间隙允许达到过盈（即

25、动刀与定刀有微量的接触），过盈量0.1mm（见图3.2）。横向断裂线刀具调整与其相同。 1 2 3 4 1调整螺栓 2弹簧 3动刀 4定刀图3.7 横切刀结构图2.打字、横向断裂线、横切位置的调整与料袋有一定相对位置要求，它们的位置调整都是通过控制各自传动链中的齿轮差速器，使打字、横向断裂线及横切相对料袋位置对正。3.偏心链轮机构的调整见图3.3所示，根据不同的料袋长度调整偏心链轮偏心距，以保证横封、打字的瞬时线速度与纵封的线速度一致。调整时，首先松开链轮轴上锁紧螺母，然后通过调整螺杆来调节，调整到理想程度之后，将其锁紧即可。 1 2 3 4 5 1锁紧螺母 2调整螺杆 3偏心链轮 4转动轴

26、5螺杆头图3.8 偏心链轮4.偏心链轮偏心位置相对横封辊位置的调整机构设计图3.9 偏心链轮偏心位置相对横辊位置的调整经主机点动运转，使偏心链轮的偏心方向与链轮紧边链条运动轨迹方向垂直，并使偏心处于链轮紧边一侧。当根据需要调节袋长时，偏心与紧边距离越远，袋越长。图3.9中所示为所调整袋长与平均袋长处于偏短状态。（见图3.8、3.9）。第4章 传动系统设计4.1 运动与动力参数的设计计算4.1.1 电机的选择一机械传动系统动力消耗分析计算机械传动系统的工作可分为以下两个部分：(1) 纵封、纵切部分：纵封及纵切辊以中速运转，。织物和衬布被卷绕在蒸呢辊筒上。在运行中还要对包材施加径向张力，包材的张力

27、不大于10kgf。(2) 横封、横切、打字部分：横封、横切及打字辊以中速运转。因为以上两个部分需要有不同的速度关系，所以选择两个电机带动。纵封纵切部分的动力消耗分析计算(1) 纵封时径向张力形成的负载力矩计算最大负载力矩按下式计算：式中： 纵封辊最大卷径，； 纵封辊径向张力最大值，。代入公式得(2) 横封时径向张力形成的负载力矩计算最大负载力矩按下式计算：式中： 纵封辊最大卷径，； 纵封辊径向张力最大值，。代入公式得二机械传动系统最大功率计算及电动机选型机械传动系统最大功率可按下式计算：式中 P机械传动系统最大功率(Kw)； 计算不准确因数，取； M机械运转时的最大阻力矩()， n横封辊纵封辊

28、：横，纵，机械传动效率，减速器，链传动，齿轮传动，代入公式得 纵： 横：根据以上数据，纵封纵切部分选择伺服电机,型号为TSB13551A ，其功率为0.55kw，其同步转速为1000r/min，效率83%，83%，79%，轴端伸出直径16mm，长度27mm，键槽深5mm，键尺寸44；横封横切打字断裂口部分选择电机型号为LK-SNEOM，其功率为1.5kw，其同步转速为1000r/min，效率83%，83%，79%，轴端伸出直径16mm，长度27mm，键槽深5mm，键尺寸44。分配传动比此电机的同步转速 1000 r/min和1390 r/min，纵封辊转速50r/min，横封辊转速112.5r

29、/min，由此分配总传动比。a) 确定总传动比b) 分配传动比由参考文献13,选择减速箱传动比4，齿轮总传动比1:3，链轮总传动比为1:1。 纵封横封打批号纵切差速器横断横切输送机蜗轮蜗杆、电机图4.1 传动系统简图4.1.2 减速器的选择减速器传动比4.3，选择行蜗轮减速器，其型号为LK-SNEOM70-1/25-0.75A，质量210kg。4.2 传动零件的设计计算计算各轴功率及转矩并汇总，见表4-1所示。0轴：即电动机轴 P0 = Pr 电= 1.50.79=1.185 kw n0 = 1390 r/minT0 = 9.55 P0/n0 = 9.551.1851000/1390 = 8.

30、14 NmI轴：即减速箱伸出轴P1 = P001 = P0减轴承= 1.1850.80.99 =0.94 kw n1 = n0/i减 =1390/4 = 347.5 r/min T1 = 9.55 P1/n1 = 9.550.941000/347.5 = 25.83NmII轴：即差速器1所在轴P2 = P112 = P1链齿轴承2= 0.940.960.970.992 = 0.86kw n2 = n1/i12 = 347.5/21 42= 695 r/minT2 = 9.55P2/n2 = 9.550.861000/695 = 11.82NmIII轴：即差速器2所在轴P3 = P223 = P

31、2链2齿2轴承4= 0.860.9620.9720.994 = 0.72kw n3 = n2 = 695 r/minT3 = 9.55P3/n3 = 9.550.721000/695= 9.90 NmIV轴：P4 = P334 = P3链3齿3轴承6= 0.720.9630.9730.996 = 0.55kw n4 = n3/i34= 347.5 r/minT4 = 9.55P4/n4 = 9.550.551000/347.5 = 15.12 NmV轴：横封辊所在轴P5 = P445 = P4链4轴承5= 0.550.9640.995 = 0.44kw n5 = n4/i45= 115.8 r

32、/minT5 = 9.55P5/n5 = 9.550.441000/115.8 = 36.29 Nm表 4-1 各轴运动及动力参数轴序号功率P（kw）转速n（r/min）转距T（Nm）传动形式传动比i效率01.1913908.14减速器40.8I0.94347.525.83链传动0.50.96II0.8669511.82III0.726959.90齿轮20.97IV0.55347.515.12V0.44115.836.29链传动30.964.2.1 链的设计计算本节公式及图表均来自参考文献15。横封辊的链轮尺寸已知：，工作情况等。1) 确定链轮齿数 初定链速，由表4-13,选用小链轮齿数，则。

33、2) 确定链型号和链节距由表4-14，查得工作情况系数KA=1.5，由图4-39查得小链轮齿系数Kz=0.74,由表4-15查得多排链系数Kp=1.75，则计算功率：根据P0、n1由图4-37确定，故选链号16A，由表链节距p=12.7mm。3) 验算链速v故链速适宜。4) 确定链条数和中心距a.初定中心距，取，用于表示链条长度的链节数Lp0， 取Lp =108 节。b.确定实际中心距:5) 确定链的尺寸a小链轮的主要尺寸由表4-9 滚子链的基本参数与尺寸查得16A内链节内宽 b1=15.75mm，滚子外径d1=15.88 mm，内链板高度h2=24.13 mm。分度圆直径 d=p/sin=1

34、2.7/sin= 69.12 mm齿顶圆直径 damax = d+1.25P- d1 = 69.12+1.2512.7-15.88 = 69.115 mm damin = d+(1-)P- d1=69.12+(1-)12.7-15.88=64.97 mmdamin da damax 取da = 65mm齿侧凸缘直径 dg pcot-1.04h2-2.76 = 116.60 mm齿根圆直径 df = d- d1= 69.12-15.88 = 53.24 mm齿宽 bf1 = 0.93b1= 0.9315.75 = 14.65 mm倒角宽 ba = (0.10.15)p = 1.271.905 m

35、m倒角深 h = 0.5p = 0.512.7=6.35 mm 齿侧凸缘(或排间距)圆角半径 ra = 0.04p = 0.508 mmb大链轮的主要尺寸由于传动比为1，则大链轮尺寸与小链轮尺寸相同。6) 确定润滑方法及润滑品种根据链速 v = 1.02 m/s 及链号16A ，由参考文献15图4-42,选择滴油润滑，每分钟滴油滴。7) 计算压轴力链传动的圆周力 Ft = 1000P/v = 10000.55/1.02 = 539.22N，则压轴力Q = KQFt = 1.2539.22 = 647.06 N。4.2.2 齿轮的设计计算1) 横封辊齿轮的设计计算本标题下的公式及图表的引用来自参

36、考文献17。横封辊转速。I选择材料由表16.2-60调质及表面淬火齿轮用钢的选择和表16.2-65齿轮工作齿面硬度及其组合的应用举例，选择小齿轮材料选用40Cr钢，调质处理，齿面硬度，大齿轮材料选用，正火处理，齿面硬度。由式16.2-10计算应力循环次数式中 Ni第i级载荷应力循环次数； ni第i级载荷作用下齿轮的转速； k齿轮每转一周同侧齿面接触次数； hi在i级载荷作用下齿轮的工作小时数。查图16.2-18 接触强度的计算寿命系数ZNT，得，。查图16.2-22 接触强度计算的尺寸系数ZX，得。由表16.2-46 最小安全系数参考值，得，由图16.2-21工作硬化系数，得，由图16.2-1

37、9 软齿面齿轮的ZLVR，得。按齿面硬度250HBS和180HBS，由图16.2-17 齿面接触疲劳极限(f)和(g)得，。由表16.2-34 圆柱齿轮传动齿面接触疲劳强度与齿根弯曲疲劳强度校核计算，计算许用应力因，计算中取。II按齿面接触强度确定中心距小齿轮转矩初取，由于齿宽系数取大些，可使中心距及直径d减小；但是齿宽越大，载荷沿齿宽分布不均匀的现象越严重，故初取齿宽系数，由表16.2-43材料弹性系数，取，减速传动比。由式16.2-13计算由表16.2-33 圆柱齿轮传动简化设计计算公式，计算中心距，取中心距。估算模数，取标准模数。齿数，齿轮分度圆直径齿轮齿顶圆直径齿轮基圆直径圆周速度由表

38、16.2-71 圆柱齿轮传动各级精度的应用范围，选择齿轮精度为8级。III验算齿面接触疲劳强度按表16.2-36 使用系数，取，按表16.2-39 动载系数，取，按表16.2-40和表16.2-41取，则计算载荷系数。齿宽。齿顶压力角按式16.2-1计算重合度式中“”符号中，“+”号用于外啮合传动，“-”用于内啮合传动，本传动为外啮合传动，故选“+” 。按式16.2-15计算接触强度计算的重合度由表16.2-34计算齿面接触应力故安全。IV校核齿根弯曲疲劳强度由图16.2-26 齿根弯曲疲劳极限，查得，。按，查图16.2-23得复合齿形系数，因齿轮为标准直齿齿轮，故，按，查图16.2-25，得

39、弯曲强度计算的重合度和螺旋角系数。按表16.2-32计算分度圆上的圆周力Ft，按表16.2-34计算由表16.2-46，因，故安全。V齿轮主要几何尺寸模数及齿数 ，分度圆 ，齿顶圆 ，齿根圆 中心距 齿宽，4.2.3 差速器的设计计算一、 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 6 1 4 3 5 2 4 41、2-半轴齿轮 3-差速器壳 4-行星齿轮 5-行星齿轮轴 6-从动齿轮图4.2 差速器差速原理如图4.2所示，对称式锥齿轮差速器是一种行星齿轮机构。差速器壳3与行星齿轮轴5连成一体，形成行星架。因为它又与主减速器从动齿轮6固连在一起，固为主动件，设其角速度为；半轴齿轮1和2为从动件，其角速

40、度为和。A、B两点分别为行星齿轮4与半轴齿轮1和2的啮合点。行星齿轮的中心点为C，A、B、C三点到差速器旋转轴线的距离均为。 当行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转时，显然，处在同一半径上的A、B、C三点的圆周速度都相等（图4.2），其值为。于是=，即差速器不起差速作用，而半轴角速度等于差速器壳3的角速度。当行星齿轮4除公转外，还绕本身的轴5以角速度自转时，啮合点A的圆周速度为=+，啮合点B的圆周速度为=-。于是+=（+）+(-)即+ =2 （2-1） 若角速度以每分钟转数表示，则 （2-2）式（2-2）为两半轴齿轮直径相等的对称式圆锥齿轮差速器的运动特征方程式，它表明左右两侧半轴齿轮的

41、转速之和等于差速器壳转速的两倍，而与行星齿轮转速无关。有式（2-2）还可以得知：当任何一侧半轴齿轮的转速为零时，另一侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍；当差速器壳的转速为零（例如中央制动器制动传动轴时），若一侧半轴齿轮受其它外来力矩而转动，则另一侧半轴齿轮即以相同的转速反向转动。二、对称式圆锥行星齿轮差速器的设计和计算由于在差速器壳上装着主减速器从动齿轮，所以在确定主减速器从动齿轮尺寸时，应考虑差速器的安装。差速器的轮廓尺寸也受到主减速器从动齿轮轴承支承座及主动齿轮导向轴承座的限制。1、 差速器齿轮的基本参数的选择1）、行星齿轮球面半径的确定圆锥行星齿轮差速器的结构尺寸，通常取决于行星齿轮的背面的球面半径，它就是行星齿轮的安装尺寸，实际上代表了差速器圆锥齿轮的节锥距，因此在一定程度上也表征了差速器的强度。球面半径可按如下的经验公式确定： mm 12(2-3) 式中：行星齿轮球面半径系数，可取2.522.99，对于有2个行星齿轮的载货汽车取小值； T计算转矩，取Tce和Tcs的较小值，Nm.计算转矩的计算 （2-4） 式中输出轴的滚动半径， =0.398migh变速器量高档传动比。igh =1根据所选定的主减速比i0值，就可基本上确定主减速器的减速型式（单级、双级等以及是否