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1、摘要本次设计的主要内容是切管机升降台，它的作用是在单体传动道将钢管传送到升降台装置时，升降台将会升起一定高度，将钢管提升起来，等待切管机对钢管端部切除，并方便翻料装置对钢管翻送。本设计分为无缝钢管相关内容的介绍、升降台方案的选定、减速器与拉杆的设计以及升降台装置的润滑密封。关键字：无缝钢管 升降台 减速器 拉杆AbstractThe design of the main contents of the pipe cutting machine lifts,its role is in the single drive roller to lift the steel pipe transfer
2、 device when the platform will rise a certain height,will raise up pipe, waiting for pipe cutting machineend of the tube removed, and to facilitate reversing turn on the tube send. The whole design is divided into seamless presentation related content , lift the program selected, and the rod reducer
3、 content, lift the program selected , and the rod reducer design and lubrication of clevator oquipment sealed.Keyword: Seamless steel tube lift reducer Trolley摘要1Abstract2第一章 绪论11.1国内无缝钢管现状11.2无缝钢管生产技术与工艺流程简介31.3无缝钢管切管机51.4无缝钢管的未来发展7第二章 切管机升降台介绍92.1切管机升降台92.2升降台方案92.2.1固定式升降装置92.2.2液压升降装置102. 2. 3剪叉
4、式升降装置102.3升降台原理11第三章 减速器设计133.1电动机的选择143.2确定传动装置的总传动比和分配各级比153.3计算传动装置的运动和动力参数153.4齿轮传动设计173.4.1高速级齿轮传动设计173.4.2低速级齿轮设计223.5轴的设计273.5.1 高速级轴（轴）的设计273.5.2中间轴的设计313.5.3低速轴的设计33第四章拉杆的设计364.1拉杆的设计364.2左、右拉杆的设计38第五章润滑与密封405.1润滑与密封简介405.2滚动轴承润滑材料的选择425.3电机润滑材料的选择435.4减速器中渐开线齿轮润滑油的选择435.5滚珠丝杠副的润滑与密封44参考文献4
5、7附件48第一章 绪论1.1国内无缝钢管现状凡是两端开口并有中空封闭型断面且长度与周长呈较大比例的钢材统称钢管。无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拔制成。近年来我国无缝钢管生产发展很快，自1953年10月27日鞍钢无缝钢管厂成功轧出我国第一根无缝钢管以来，产量逐年增长，2004年，全国无缝钢管产量达到908万吨，其中不锈无缝钢管为20W吨，成为世界无缝钢管生产大国。自2003年开始，我国已由净进口国变成净出口国。2003年，无缝钢管进口量为47W吨，出口量为56W吨；2004年，进口量为69W吨，出口量为75W吨，取得了长足进展。 然而，目前我国还不是世界的无缝钢管
6、生产强国，现在国产的优质、低耗、高附加值无缝钢管的品种还很少，不能满足国内市场的需求。如高强度，特殊密封扣、耐低温、耐腐蚀、抗压力等特殊油井管的缺口较大，致使油井管每年还需进口30W吨。此外，无缝钢管的品种、质量、消耗等方面，还难以超过设计水平。与国外先进水平相比，还存在一定的差距，尤其在质量、使用寿命、价格等方面，还很难具备竞争力。我国现有的无缝钢管生产布局不均衡，且较为分散，集中度差。从全国六大地区来看，西北地区的无缝钢管产量极低，仅年产6W吨；迄今为止，宁夏、甘肃、新疆、海南、香港、澳门和台湾省、自治区、特区没有无缝钢管厂。在全国26个生产厂得省、市中，其产量的优异也很大，年产20W吨以
7、上的有10个省、市；年产50W吨以上的只有天津、上海、内蒙、江苏、山东、四川6个省、市；在这6个省市中，产量最大的为江苏，2003年得产量为95W吨；产量最大的企业为天津钢管公司，2003年得产量达到80.1W吨；年产50W吨以上的企业也只有天管、宝钢、包钢、成都等4家，可见其分散程度。解决中国目前无缝钢管发展的各种问题，并不是一朝一夕之功，必须在不断地改进中发展创造，一下是目前的建议：一是充分发挥现有现金装备的特长。目前我国还有一些装备水平很高的无缝钢管轧机，没有充分发挥其装备在品种、质量、消耗等方面的特点。如具有生产高档高压锅炉管的厂家，没有大量生产，产能放空，致使高压锅炉管近年大量进口；
8、具有生产高档油井管的厂家，没有为市场提供大量高强度、特殊密封扣、耐低温、耐腐蚀、抗压亏等特殊油井管，使下游行业不得不从国外进口，以弥补不足：建有张力减劲机得厂家，没有大量生产小直径热轧无缝钢管，致使国家明令停产的76MM无缝钢管机组仍在生产。现在我国的无缝钢管机组在发挥其产量和扩大上限规格方面取得突出成绩，产量和上限规格往往超设计能力的20%至30%，甚至达到50%以上；而在品种、质量、消耗等方面，就很难超过设计水平。所以，必须重视和加强技术队伍的建设和科研、开发工作，并在经费上予以保证，充分发挥先进装备的特长，使其产生最大的效应。二是加快开发、设计、制造生产小直径无缝钢管的先进装备。尽快建设
9、12套高产、低耗的先进小直径机组，以替代现有的高消耗、高污染的落后小型机组。基于我国现有无缝钢管设备的设计、制造能力和水品，在认真总结俄罗斯第一乌拉尔新钢管厂得102MM和我国宝钢140MM浮动芯棒连轧管机组以及各种新型连轧管机得经验基础上，开发、设计、制造出一套全新的，从炼钢、炉后精炼、连铸、轧管和精整的短流程无缝钢管生产线。这条线定位于专门生产通用的面广、量大的小直径热轧管，用以取代现有的高消耗、高污染的落后小型机组。这是解决我国无缝钢管行业长期存在而无法解决的“冷拔管代替热轧管”的老大难的一个办法，也是解决无缝钢管行业中存在的高消耗、高污染难题的方法。三是调整、改造部分现有的一般轧管机组
10、的分布和提高企业集中度，组建大型无缝钢管集团公司。利用整顿、调整、改造、重组现有100MM无缝钢管机组的时机，抓住当地解决废钢就地循环利用的机遇，按地区适当进行调整，使一般用途、需要量较多的无缝钢管，在地区内实现自行供应，达到合理组织物流、避免长途运输、节约运力、降低成本的综合效益。同时，必须尽快改变生产布局极度分散的现状，组建跨地区、跨部门的集团公司，提高企业集中度，增强国际竞争能力，抢占更多的国际市场份额，以适应整个国家经济持续发展的需求，从而最终让我国成为名副其实的无缝钢管生产强国。1.2无缝钢管生产技术与工艺流程简介无缝钢管的生产技术大体上分为两类，一种是近代生产方法，主要有挤压法、冲
11、压法、铸钢空心坯热轧成法、斜轧等多种方法，另外一种就是现代生产新技术，主要有三辊行星斜轧机、推轧穿孔机、CPE顶管机组、新型菌式穿孔机等。无缝钢管的制造工艺可以分为：热轧（挤压）、冷轧（拔）、热扩钢管这基本的几类。焊管按照制造工艺可以分为：直缝焊接钢管，埋弧焊接钢管、板卷对接焊钢管，焊管热扩钢管。按照钢管的形状可以分为方形管、矩形管、八角形，六角形、D形，五角形等异型钢管。按用途分类管道用钢管、热工设备用钢管、机械工业用钢管、石油、地质钻探用钢管、容器钢管、化学工业用钢管、特殊用途钢管、其它。无缝钢管的生产主要是下面的两种制造工艺：1. 热轧（挤压无缝钢管）：圆管坯加热穿孔三辊斜孔、连轧或挤压
12、脱管顶径（或减径）冷却矫直水压试验（或探伤）标记入库2. 冷拔（轧）无缝钢管：圆管坯加热穿孔打头退火酸洗涂油(镀铜) 多道次冷拔（冷拔）坯管热处理矫直水压试验（探伤）标记入库卫生级镜面管工艺流程：管坯检验剥皮检验加热穿孔酸洗修磨润滑风干焊头冷拔固溶处理酸洗酸洗钝化检验冷轧去油切头风干内抛光外抛光检验标识成品包装工业管工艺流程:管坯检验剥皮检验加热穿孔酸洗修磨润滑风干焊头冷拔固溶处理酸洗酸洗钝化检验热轧，顾名思义，轧件的温度高，因此变形抗力小，可以实现大的变形量。以钢板的轧制为例，一般连铸坯厚度在230MM左右，而经过粗轧和精轧，最终厚度为120MM。同时，由于钢板的宽厚比小，尺寸精度要求相对低
13、，不容易出现板形问题，以控制凸度为主。对于组织有要求的，一般通过控轧控冷来实现，即控制精轧的开轧温度、终轧温度和卷曲温度来控制带钢的微观组织和机械性能。冷轧（拔）无缝钢管除分一般钢管、低中压锅炉钢管、高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、其他钢管外，还包括碳素薄壁钢管、合金薄壁钢管、不锈薄壁钢管、异型钢管。热轧无缝管外径一般大于30mm厚2.5-75mm，冷轧无缝钢管处径可以到6mm，壁厚可到0.25，薄壁管外径可到5mm，壁厚小于0.25mm，冷轧比热轧尺寸精度高。无缝钢管的规格用外径*壁厚毫米数表示。无缝钢管分热轧和冷轧（拔）无缝钢管两类。热轧无缝钢管分一般钢管，低、中压锅炉钢管。
14、高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、地质钢管和其他钢管等。冷轧（拔）无缝钢管除分一般钢管、低中压锅炉钢管、高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、其他钢管外，还包括碳素薄壁钢管、合金薄壁钢管、不锈薄壁钢管、异型钢管。热轧无缝管外径一般大于32mm，壁厚2.5-75mm,冷轧无缝钢管处径可以到6mm，壁厚可到0.25mm，薄壁管外径可到5mm壁厚小于0.25mm，冷轧比热轧尺寸精度高。一般用无缝钢管是用10、20、30、35、45等优质碳结构16Mn、5MnV等低合金结构钢或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合结钢热轧或冷轧制成的。10、20等低碳钢制造的无缝管
15、主要用于流体输送管道。45、40Cr等中碳钢制成的无缝管用来制造机械零件，如汽车、拖拉机的受力零件。一般用无缝钢管要保证强度和压扁试验。热轧钢管以热轧状态或热处理状态交货；冷轧以热以热处理状态交货。1.3无缝钢管切管机在无缝钢管生产中，对其进行两端毛坯切除是很重要的一道程序，或者将较长的钢管切断，成为需要的标准钢管，就离不开切管机。切管机的种类多，但适用性强。在无缝钢管生产车间里，它主要是将单体传送辊道传递来的毛坯钢管两端切齐。现在用到得切管机种类繁多，各个厂家与钢铁企业自行设计的类型也有许多，综合国内外的切管机，可以得知国内切管机的应用开发尚处于人工、机械结合的时期，而国外则已经研制开发出了
16、全自动计算机控制的切管机。下面介绍几种新型切管机：1.新型自动切管机MM1德国TecnaAutomtionLteeT近日宣布，该公司开发出第三代热轧无缝钢管在线测厚技术LUT测厚仪。它能在生产出的每支钢管的长度方向上进行实时壁厚测量，生产中的问题因此才能被快速识别和更正。超声波测厚仪被广泛引用于钢管轧制过程中的质量控制。通过测定超声波在钢管壁厚中的传播时间，可以精确测量出春却位置上的壁厚。在此之前，只有接触式超声波传感器能够用于钢管的壁厚测量。因为存在高温轧制条件和管件高速移动状况，故此类传感器不能应用于实际的生产中。而激光-超声波是一种新型的超声波技术，它使用安全激光来产生和探测超声波。由于
17、采用光线来承载信号，故传感器和被检测钢管之间不需要直接接触。与测量平均壁厚的射线不同的是，LUT测厚仪能够提供钢管准确位置上的壁厚。第三代热轧无缝钢管LUT测厚仪能够在更高温度下测量更大的钢管壁厚，可以再更加恶劣的环境下工作。德国Cypress焊接设备公司新近研制了新型自动切管机MM1.该切管机为计算机控制双辊式运行模式，能在钢管上自动切割各种形状、轮廓和大小的孔洞，切割钢管直径范围在50406mm之间。该切管机辊式接管台的基本长度可容纳1830mm长的钢管，并且可以按2500mm为一级增加长度，最长可增加4级，长达10米。切管时，辊式接管台用三爪夹盘夹紧钢管旋转。并且，同时沿轴方向前后运动切
18、刀进行切割。该切管机还可以将不规则的或非标准的切割形状绘制成曲线并编制成程序储存起来，以备后用。该切管机不需制备样模和设计轮廓，从而节约了大量的准备时间和设计时间。2.法国AXXAIR切管机 工作特点是：操作简单、使用方便；可在线应用；根据需要可选用电动或启动马达；润滑剂、进给手轮、工作平台等多种附件供选择；选择不同的附件可提供更大的加工范围、切割壁厚不超过15mm；带有手柄调节夹紧装置；结构紧凑、重量轻、便于携带、亦可用于切割大型管道，无毛刺。 3.Q系列高速切管机Q系列钢管旋转高速切管机采用了硬质合金刀切削，可完成切断、倒棱工作。该系列切管机采用前后卡盘自定心结构，滚珠丝杠进刀、高速钢滚动
19、导轨，具有高精度、高可靠性及耐用性等特点。配上辅机送料机构、定尺机构等可实现全自动定尺寸切断倒棱操作。是钢管、锅炉、汽车等行业下料的必备设备。 通过上面的介绍说明，可以看到切管机的应用之广，作用之大。它不仅仅在无缝钢管生产中有重要作用，在日常生活中也有广泛的应用。在无缝钢管生产者红切管机与其升降台配合，完成切管的工序。升降台与切管机的位置、工艺性能等方面机密相连，它的重要意义对于无缝钢管的生产不言而喻。1.4无缝钢管的未来发展在19世纪之交无缝钢管生产称为钢铁企业一个重要分支后，经过一百多年的发展，又面临另外的机遇与挑战。在这一百多年的时间里，有许多轧管工艺的形成以及连轧管工艺的长足进展约占了
20、百分之七八十的时间段，接着是在20世纪80年代出现的几种经典轧管工艺的翻新，由此造成多种工艺并存。我国的无缝钢管发展主要是近20年来，随着新机组的建成投产和老机组技术改造的完成，无缝钢管产量大幅增加，平均年增产28.59万t,平均年增长率9.34%。19842000年平均年增加18.01t，增长率8.29%；而20002003年，产量平均年增加70.93万t，平均增长率达18.97%。20年间发展最快的是20012002年，产量增加108.1万t，年增长率达21.60%，只有19971998年产量出现下滑，减产13.8万t，增长率为3.83%从产品品种看，我国无缝钢管产品结构不合理，专用管比例
21、偏低。一般用途无缝钢管超过60%，专用管只有25%。我国钢管工业的发展经历了一个由小到大的过程，并已经奠定从钢管大国走向钢管强国的基础。按照钢管的发展规律，结合我国钢铁企业发展政策和钢管行业内部的实际情况、外部条件以及参考国外先进钢管集团的发展经验，可以预测未来较长一段时间内，我国钢管行业的发展将呈现以下趋势：（1）加大技术创新力度，建设新型钢管企业；（2）组建大型钢管企业集团，提高行业产业集中度；（3）适度控制钢管生产规模，加速淘汰落后产能；（4）转变经济增长方式，加快品种调整步伐；（5）消化吸收先进技术，不断提高装备国产化率；（6）推进能源综合利用，实现钢管行业可持续发展；（7）关注原料供
22、应，重视钢管调整；（8）适应钢管市场变化，拓展钢管用途；（9）提高钢管标准水平，促进与国际标准接轨。第二章 切管机升降台介绍2.1切管机升降台 升降台是一种垂直运送人或物得起重机械。也指在工厂、自动仓库等物流系统中进行垂直输送的设备，升降台上往往还装有各种平面输送设备，作为不同高度输送线的连接装置。切管机升降台，顾名思义，就是在无缝钢管在连轧完之后对其进行传送升降，将钢管提升到切管机切口，方便切管机对钢管的切割。升降台主要是由升降传动装置组成的，在轧钢机械中，常用的升降台通常叫摆动升降台，它的用途很大，常用于运送轧件。升降台的类型主要有：按照升降机构的不同分：剪叉式升降机、升缩式升降机、套筒式
23、升降机、升缩臂式升降机、折臂式升降机；按移动的方法不同分：固定式升降机、拖拉式升降机、自行式升降机、车载式升降机等。2.2升降台方案2.2.1固定式升降装置 是一种升降稳定性好，适用范围广的货物举升设备主要用于生产流水线高度差之间货物运送；物料上限、下线；工件装配时调节工件高度；高出给料机送料；大型设备装配时部件举升；大型机床上料、下料；仓储装卸场所与叉车等搬运车辆配套进行货物快速装卸等。根据使用要求，可配置附属装备，进行任意组合，如固定式升降装置的安全防护装置；电器控制方式；工作平台形式；动力形式等。各种配置的正确选择，可最大限度地发挥升降机的功能，取得最佳的使用效果。 固定式升降装置的可选
24、配置有人工液压动力、方便与周边设施搭接的活动翻版、滚动或机动辊道、防止轧脚的安全触条、风琴式安全防护罩、人动或机动旋转工作台、液动翻转工作台、防止升降装置下落的安全支撑杆、不锈钢安全护网、电动或液动升降机行走动力系统、万向滚珠台面。主要传动动力为电机减速机，易于控制，台面倾斜角度较小，易于喂钢，适用于各种轧钢过程中轧件提升至需要的位置，适用适应性较大，但是设备比较沉重，笨重，需要的保养周期较长，维修简单方便。2.2.2液压升降装置液压升降装置由行走机构，液压机构，电动控制机构，支撑机构组成的一种升降机设备。液压油由叶片泵形成一定的压力，经滤油器、隔爆型电磁换向阀、节流阀、液控单向阀、平衡阀进入
25、液缸下端，使液缸的活塞向上运动，提升重物，液缸上端回油经隔爆型电磁换向阀回到邮箱，其额定压力通过溢流阀进行调整，通过压力表观察压力表读数值。液压升降装置广泛适用于汽车、集装箱、模具制造，木材加工，化工灌装等各类工业企业及生产流水线，满足不同作业高度的升降需求，同时可配装各类台面形式（如滚珠、滚筒、转盘、转向、倾翻、伸缩），配合各种控制方式（分动、联动、防爆），具有升降平稳准确、频繁启动、载重量大等特点，有效解决工业企业中各类升降作业难点，使生产作业轻松自如。2. 2. 3剪叉式升降装置 剪叉式升降装置时用途广泛的高空作业专用设备。它的剪叉式机械结构，使升降台起升后有较高的稳定性，宽大的作业平台
26、和较高的承载能力，使高空作业范围更大，并适合多人同时作业。它使高空作业效率更高，更安全。是用途广泛的高空作业升降设备。举升机构采用高强度锰钢矩形管制作。设有防止升降装置超载的安全保护装置。设有防止液压管路破裂的安全保护阀。设有停电情况下的应急下降装置。该产品适用于各行业高空设备安装、检修等可移动性高空作业。根据不同要求可选择不同动力形式（如：三相交流电源、单相交流电源、直流电源和内燃动力等），加配上手动液压装置，可在停电或无电源场所照常升降工作，并可加伸缩平台，在平台长度不足时可延伸至所需位置，从而提高工作效率。是现代高大建筑、设备之间理想配备产品，是高空安全文明生产之必备。适合于机场候机楼、
27、飞机抢修，车站、码头、商场、体育场馆、小区物业、厂矿车间等较大范围的高空连续作业。部分产品具有自动行走的功能，能够在不同工作状态下，快速、慢速行走，只需一个人在空中便可操作机器连续完成上下、前进、后退、转向等动作。机器处于停止状态时，车轮始终处于制动状态，并能在6度坡时可靠制动。大直径超宽优质橡胶车轮使得用户地面得到有效保护的同时，增大了制动的摩擦力。设计方案的确定主要是由经济方面和工作要求两方面来确定的，上述三种方案中每种方案都有自己的优点，第一种方案设计比较简单，应用范围主要是工厂各种零件的运送，尤其是固定生产线，这种升降台提升高度不是特别大，但是应用辊道后，稳定性特别好，在无缝钢管生产过
28、程中。它的应用比较广泛，生产成本较之另外两种降低很多，而且它的安装比较简单，维护起来也很方便。2.3升降台原理 此次设计，是利用电动机通过减速机带动辊道两旁的水平拉杆，通过拉杆两端的螺纹使得电机转动时，带动螺纹旋转，而斜契与拉杆螺纹契合部分则由于螺纹转动带动斜契向减速机方向拉近，而斜契上边的横梁则被向上推进，最终实现了本次设计的最终目的：台的提升；反之，电机转向改变，也可实现台得下降。另外，本设计还将无缝钢管的翻料机构提及，并对翻料装置中的液压系统进行设计。升降台传递方式见上图，升降原理为通过电动机转动传递到减速机上，而减速机输出轴转动左拉杆、右拉杆随着转动，左右拉杆转动时就如同车床丝杆转动一
29、般，将左右两侧的斜契拉向减速机（或远离减速机），最两端的斜契则由拉杆通过中间的斜契的拉动而同时向减速机运动（或远离减速机），而斜契上方的梁则由斜契通过上部斜契固定，在斜契向中间电机方向运动时，上部斜契与斜契之间沿斜契侧段运动，实际上就是倾向的相对运动，相当于上部斜契在不断升高，与上部斜契固定的梁随之也就不断升高；反之，电机转向变换为反方向，则实现了斜契原理电机的运动，而上部斜契随斜契则会沿竖直方向下降，良同时也随上部斜契下降，此时实现了工作需要的升降。 第三章 减速器设计传动装置总体设计方案:1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2. 特点：齿轮相对于轴承对称分布，故沿轴向载荷分布均
30、匀，要求轴有较大的刚度。其传动方案如下： 图1:(传动装置总体设计图)初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。传动装置的总效率0.960.970.960.759；3.1电动机的选择电机输出功率为：考虑传动装置的功率损耗，电动机的实际输出功率为：PP式中为从电动机到工作轴之间的总效率, 即其中，分为传动系统中联轴器，齿轮传动及轴承的效率，取查机械设计课程设计 PP电动机的实际输出功率为PP 2.20.86KW 1.89KW选择电动机的转速 由该传动系统为分流式圆柱齿轮传动，。则总传动比可取，则电动机转速的可选范围为 可见同步转速为1000r/min,1500r/min,3000r/m
31、in的电动机都符合，这里初选同步转速为1000r/min，1500r/min,3000r/min的三种电动机进行比较，如下表方案电动机型号额定功率Pkw电动机转速电动机重量N传动装置的传动比总传动比同步转速满载转速123Y112M-6Y100-L-4Y90L-22.22.22.2100015003000960143028404503402511.0616.8233.41由表中数据可知，方案1的总传动比最小，传动装置结构尺寸最小，因此可采用方案1，选定电动机型号为Y112M-63.2确定传动装置的总传动比和分配各级比（1）传动装置的总传动比由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n，可得传动装
32、置总传动比为n/n940/85=11.06（2）分配传动装置传动比根据各原则，取高速级的圆柱齿轮传动比为3.52，则低速级的圆柱齿轮的传动比=11.063.52=3.14其中由=知，查机械设计课程设计并根据书中传动比限制可知传动比分配合理。3.3计算传动装置的运动和动力参数1.各轴转速电动机轴为轴，减速器高速级轴为轴，中速轴为轴，低速级轴为轴，1.各个轴的转速分别用，表示，其中各个轴的转速分别为 =940r/min940/3.52267.04r/min/85 r/min2.按电动机额定功率计算各轴输入功率2.20.990.982.13kW22.130.960.982.00kW22.000.96
33、0.981.88kW2.2kW3.各轴输入转矩 = Nm电动机轴的输出转矩=9550 =955014.14/1460=92.5 N所以: 9550=95502.00/940=22.66 Nm9550=95502.00/267.04=71.52 Nm9550=95501.88/85=211.22Nm9550=95502.2/940=22.35 Nm运动和动力参数结果如下表轴名功率P KW转矩传动比效率转速r/min电动机轴2.222.3510.99940高速轴2.2322.663.520.94940中间轴2.0071.523.140.94267.04低速级轴1.88211.2210.98853.
34、4齿轮传动设计3.4.1高速级齿轮传动设计 齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮（1） 齿轮材料及热处理 1. 材料：高速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为小齿轮 275HBS 取小齿齿数=25高速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为大齿轮 236HBS Z=iZ=3.5225=88 取Z=78.=3.52 齿轮精度按GB/T100951998，选择7级，齿根喷丸强化。初步设计齿轮传动的主要尺寸按齿面接触强度设计确定各参数的值:试选=1.6查机械设计课本图10-30 选取区域系数 Z=2.433 由机械设计课本图10-26 则由机械设计课本公式10
35、-13计算应力值环数N=60nj =609401（163008）=2.1710hN= =2.1710/3.52=0.61610 #(3.25为齿数比,即3.25=)查机械设计课本 10-19图得：K=0.91 K=0.94齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式10-12得:=0.91600=546=0.94550=517 许用接触应力 查课本由表10-6得： =189.8MP 由机械设计课本表10-7得: =1分流式小齿轮传递的转矩 T=22.66N.m3.设计计算小齿轮的分度圆直径d=计算圆周速度计算齿宽b和模数计算齿宽b b=134.92=34.92mm计算摸数m 初
36、选螺旋角=14=计算齿宽与高之比齿高h=2.25 =2.251.36=3.06 = =11.41计算纵向重合度=0.318=2.378计算载荷系数K使用系数=1根据,7级精度, 查机械设计课本由表10-8得动载系数K=1.08,查机械设计课本由表10-4得K的计算公式:K=1.12+0.18+0.2310b =1.12+0.181+0.231034.92=1.31查机械设计课本由表10-13得: K=1.352查机械设计课本由表10-3 得: K=1.31故载荷系数:KK K K K =11.081.41.31=1.98按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径d=d=34.92=37.49计算模数
37、=4. 齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式 确定公式内各计算数值 小齿轮传递的转矩48.6kNm 确定齿数z因为是硬齿面，故取z25，zi z3.242588传动比误差 iuz/ z88/253.06i0.0325，允许计算当量齿数zz/cos25/ cos1427.37 zz/cos88/ cos1496.33 初选齿宽系数 按对称布置，由表查得1 初选螺旋角 初定螺旋角 14 载荷系数KKK K K K=11.081.41.3522.04 查取齿形系数Y和应力校正系数Y查机械设计课本由表10-5得:齿形系数Y2.563 Y2.187 应力校正系数Y1.604 Y1.786 计算大小齿
38、轮的 安全系数由表查得S1.25查课本由表10-20c得到弯曲疲劳强度极限小齿轮 大齿轮查课本由表10-18得弯曲疲劳寿命系数:K=0.85 K=0.88 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4= 大齿轮的数值大.选用. 设计计算 计算模数对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=1.5mm但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=37.49来计算应有的齿数.于是由:z=24.25 取z=25那么z=3.5225=88 几何尺寸计算计算中心距 a=87.34将中心距圆整为88按圆整后的
39、中心距修正螺旋角=arccos因值改变不多,故参数,等不必修正.计算大.小齿轮的分度圆直径d=38.67d=136.12计算齿轮宽度B=圆整的 验算满足要求，故合理。3.4.2低速级齿轮设计 材料：低速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为小齿轮 275HBS 取小齿齿数=25速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为大齿轮 236HBS z=3.1425=78.5圆整取z=79 齿轮精度按GB/T100951998，选择7级，齿根喷丸强化。 按齿面接触强度设计1. 确定公式内的各计算数值试选K=1.3查机械设计课本由图10-30选取区域系数Z=2.433=0.765 =0.862 =0.765+0.862=1
40、.627应力循环次数N=60njL=60267.041(2830015)=1.1510 N=0.36610由课本图10-19查得接触疲劳寿命系数K=0.90 K= 0.95 查机械设计课本由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限,大齿轮的接触疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,则接触疲劳许用应力=0.95530/1=503.5521.75查机械设计课本由表10-6查材料的弹性影响系数Z=189.8MP选取齿宽系数 =49.052. 计算圆周速度 0.693. 计算齿宽b=d=149.05=49.054. 计算齿宽与齿高之比 模数 m= 齿高 h=2.25m=2.251.
41、962=4.41 =49.05/4.41=11.125. 计算载荷系数KK=1.12+0.18+0.2310b =1.31使用系数K=1 同高速齿轮的设计,查表选取各数值=1.06 K=1.28 K=K=1故载荷系数K=11.0611.31=1.3896. 按实际载荷系数校正所算的分度圆直径d=d=49.05计算模数7. 按齿根弯曲强度设计m确定公式内各计算数值（1） 计算小齿轮传递的转矩71.52Nm（2） 确定齿数z（3） 初选齿宽系数 按对称布置，由表查得1（4）载荷系数KKK K K K=11.0611.281.357（5） 查取齿形系数应力校正系数由机械世界课本表10-5查得齿形系数
42、Y和应力修正系数Y （6） 计算大小齿轮的 查机械设计课本由图10-20c得齿轮弯曲疲劳强度极限 查机械设计课本由图10-18得弯曲疲劳寿命系数K=0.86 K=0.88 S=1.4= 计算大小齿轮的,并加以比较 大齿轮的数值大,选用大齿轮的尺寸设计计算. 计算模数对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm.但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.34来计算应有的齿数.z=25.17 取z=26z=3.1426=81.64 取z=82 初算主要尺寸计算中心距 a=108将中心距圆整为108 分度圆直径 d=52d=164 计算齿轮宽度圆整后取 结构设计：小齿轮采用实心结构，大齿轮采用腹板式结构3.5轴的设计3.5.1 高速级轴（轴）的设计已知 ，1. 求作用在齿轮上的力F= F= F F= Ftan=1171.96tan 14.13=295.03N2. 初步确定轴的最小直径先按机械设计课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为40Cr,调质处理,根据课本取输入轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号查课本,选取因为计算转矩小于联轴器公
