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1、包装机纵封牵引及其调节补偿机构的设计摘 要包装工业作为一门新兴工业，具有明显的时代特征。它既是配套工业，也是当今的主导产业之一。在日益发展的市场经济中，包装工业对其他工业的发展起到了推动作用。包装机械是包装工业的一大门类产品，在包装工业中有着举足轻重的地位和作用，它给行业提供必要的技术设备，以完成所要求的产品包装工艺过程。食品包装中所采用的包装材料一般都印有商标图案，每个商标图案按一定长度等距分布。在包装过程中，必须保证横封切断的位置准确，使包装袋上的商标图案完整无缺。当以固定速度牵引薄膜时，难免会出现封切点没有准确落在商标图案之间的现象，或超前切断，或滞后切断。自动包装机中常采用光电检测控制
2、微调装置来达到要求，微调传动采用行星轮式差动传动装置。本文主要以立式连续制袋装填封口包装机为研究对象，介绍其国家标准、主要工作机构和工艺过程，阐述了包装袋牵引过程中调节补偿的原理、实现机构，并对纵封牵引及其调节补偿机构进行研究设计。关键词：制袋包装机；纵封；调节补偿The design of the vertical seal and the control mechanism of packaging machineryAbstract Packaging industry has an obvious characteristic of ages as a new industry. It
3、 is not only an assistant industry, but also one of the predominant industry in nowadays. In developing market economy, packaging industry promotes other industry develop. Packaging machinery is one of the products in packaging industry, It has very important position, and provides necessary techniq
4、ue and equipments, for fit in with request of packaging technology of products. Packing material in food packing always has trademark pattern , which has the same length. In packing we must cut off packing material horizontally accurate, in order to assure the pack is integral. When with certain spe
5、ed to furnish packing material, it can be come amiss, faster or later. Auto packaging machinery makes use of light electricity examination to control the mini regulating mechanism which is planet gear. The paper regard automatic form-fill-seal machine as the research object, introduce the national s
6、tandard, main working mechanism and technology process. Introduce the principle of packing control, mechanism. Analyses and design the vertical seal and its control mechanism.Keywords: pack-making machine; vertical seal; control compensate21目录1绪论11.1引言11.2立式制袋包装机概述21.2.1 发展情况21.2. 2 总体结构22 包装机纵封牵引及其
7、调节补偿机构设计原理42.1有色标包装材料带在供送过程中的补偿调节42.2差动式传动装置62.3 光电检测电控原理83 总体设计103.1 纵封及其调节补偿机构总体设计示意图103.2 纵封机构103.2.1 包装要求103.2.2 包装的线速度103.2.3 纵封辊的直径113.2.4 辊的转速113.2.5 总传动比123.2.6 分配各级传动比123.2.7 计算部分轴的运动及动力参数123.3 调节补偿机构133.3.1 差动行星轮传动比关系133.3.2 调节补偿要求133.3.3 调节补偿转速133.3.4 选择电动机133.3.5 补偿总传动比133.3.6 分配传递比133.3
8、.7 计算部分轴的运动及动力参数144 预选变速第一对齿轮设计154.1 已知条件154.2 选择材料154.3 按齿面接触强度确定中心距154.4 验算齿面接触疲劳强度164.5 校核齿根弯曲疲劳强度174.6 齿轮主要几何参数175 预选变速第二对齿轮设计185.1 已知条件185.2 选择材料185.3 齿轮主要几何参数186 蜗轮蜗杆传动设计196.1 已知条件196.2 选择材料及确定许用应力196.3 选择蜗杆头数Z1和蜗轮齿数Z2196.4 按蜗轮齿面接触疲劳强度设计196.5 验算蜗轮齿根弯曲疲劳强度206.6 主要几何尺寸计算206.7 热平衡计算207 差动行星轮设计227
9、.1已知条件227.2 选择材料227.3 确定齿轮齿数227.4 实际传动比和转速227.5 应力循环次数计算237.6 强度验算237.6.1 中心轮、行星轮传动接触疲劳强度验算237.6.2中心轮、行星轮传动弯曲疲劳强度验算247.6.3 大太阳轮、行星轮传动接触疲劳强度验算257.6.4 大太阳轮、行星轮传动弯曲疲劳强度验算267.7 齿轮主要几何参数278 转臂齿轮设计288.1 已知条件288.2 选择材料288.3 齿轮主要几何参数289 对辊等速齿轮设计299.1 已知条件299.2 选择材料299.3 确定齿数299.4 验算齿面接触疲劳强度309.5 校核齿根弯曲疲劳强度3
10、09.6 齿轮主要几何参数3110 变速轴的设计3210.1确定轴上的作用力（情况一）3210.2确定轴上的作用力（情况二）3210.3 选择轴的材料3310.4 轴的结构设计3310.4.1 轴径的确定3310.4.2 确定轴承型号3310.4.3 轴段长度的确定3410.5 计算支座反力3410.5.1 铅直面内的支座反力3410.5.2 水平面内的支座反力3410.6 作弯矩图3510.6.1 铅直面内弯矩MY图3510.6.2水平面内弯矩MZ图3510.6.3 作合成弯矩图3610.7 作转矩图3610.8 作当量弯矩图3610.9 按当量弯矩计算轴的直径3811 键的校核3911.1
11、 主轴上键的选择3911.2 键的强度校核3912 结论4012.1 特点4012.2 主要技术参数4012.3 问题与不足40谢辞41参考文献42外文资料43译文581绪论1.1引言包装工业作为一门新兴工业，具有明显的时代特征。在日益发展的市场经济中，包装工业对其他工业的发展起到了推动作用。包装机械是包装工业的一大门类产品，在包装工业中有着举足轻重的地位和作用。随着市场经济的深入发展和人民生活水平的不断提高，对商品包装提出了更高的要求.哪里有商品,哪里就有包装，各种各样的商品，有着千变万化的包装，对应着种类繁多的包装机械，其中自动制袋装填包装机在众多的包装机械产品中属于量大面广的一类，它广泛
12、应用于食品、医药、化工等行业。自动制袋装填包装机所采用的包装材料为卷筒式包装材料，在机上实现自动制袋、装填、封口、切断等全部包装工序。这种方法适用于粉状、颗粒、块状、流体及胶体状物料的包装，特别以小食品、颗粒冲剂和速溶食品的包装应用最为广泛。包装袋也有多种形式，常见的有：中封式两端封口、四边封口以及三边封口等。对于不同的袋型，包装机的结构有所不同，但主要构件及工作原理基本相同。自动制袋装填包装机普遍采用的包装流程如图1所示。 包装材料成型纵封 （横封）物料计算装填横封（纵封）分切成品 图1-1 自动制袋装填包装机工艺流程图自动制袋装填包装机的种类有很多，按总体布局分为立式和卧式两大类；按制袋的
13、运动形式来分，有连续式和间歇式两大类。本文主要以立式连续制袋装填封口包装机（以下称立式制袋包装机）为研究对象，设计纵封牵引及其调节补偿机构。1.2立式制袋包装机概述1.2.1 发展情况1998年下半年，受国家质量技术监督局的委托，原机械工业部包装机械产品质量监检测中心对国内部分国有企业、集体企业、合资企业生产的立式制袋包装机产品进行了突击性质量监督抽查。抽查结果表明：国内小剂量立式制袋包装机产品质量大多比较成熟。到目前为止，基本上解决了液体、膏体、粉料、颗粒、片剂等物料的包装问题。在中、大剂量包装方面，产品质量也有了很大的提高，其中中型液体立式制袋包装机产品质量较好 。尽管我国生产的立式制袋包
14、装机在电气控制、结构调整外形美观上与国外先进国家的产品尚有一定的差距，但大都比较经济实用，稳定性也有了很大提高。如：该类包装机的包装成品质量是衡量整机质量好坏的一个重要方面。此次抽查的包装机生产出的成品质量普遍不错，特别是包装袋热封口处的拉伸强度比行业标准要求值高出很多，即封口牢固度好。以上结论从宏观上讲基本上能反映出目前该类包装机产品全国质量水平和行业质量状况。我国立式制袋包装机产品从无到有，已经走过了近20年的历程，但与国外发达国家同类产品相比，起步还是较晚。到目前为止，生产立式制袋包装机的专业厂、兼业厂大大小小约一百多家。该类机械的生产企业，有的在市场竞争中被淘汰，有的在不断发展壮大，有
15、的才刚刚起步。这些企业中有国营企业、集体企业、个体企业和三资企业，多属于中小型企业。这些企业主要分布在北京、天津、山东、上海、安徽、江苏、浙江、广东等地区，以生产小剂量包装机的为多，其年产量约占该类包装机总产量的80%左右1-3。1.2. 2 总体结构立式制袋包装机有一系列多种型号，适用于不同的物料以及多种规格范围的袋型。虽然如此，其外部及内部结构是基本相似的。典型的立式制袋包装机整机包括七大部分：传动系统、薄膜供送装置、袋成型装置、纵封装置、横封及切断装置、物料供给装置以及电控检测系统。我国生产的立式制袋包装机以普通型、通用型为主，即在同一台设备上，同一竖直方向上自动完成包装袋成型、计量、打
16、印日期、充填、封口、切断、输出等工序。包装物料一般为：液体、粘稠体、颗粒物料、粉料、膏体、片剂、膨化食品等。充填计量方式一般为：容积式、称重式。容积式又可分为量杯式、旋转阀式、柱塞式；称重式又可分为电子秤、杠杆秤两种。有些包装机还采用组合式，如粗供料采用容积式，精供料采用称重式等。所包装材料主要是具有可热封的塑料单膜和各种复合膜（如：纸-塑复合、塑-塑复合、铝-塑复合等）。包装成形袋以扁平袋为多（如：枕形袋、三边封口袋、四边封口袋）。热封方式主要有：往复式、型闭合式、旋转式【1-3】。2 包装机纵封牵引及其调节补偿机构设计原理2.1有色标包装材料带在供送过程中的补偿调节食品包装中所采用的包装材
17、料卷一般都印有商标图案，每个商标图案作为独立的单元按一定长度等距分布。在完成产品的包装过程中，必须保证横封切断的位置准确，使包装袋上的商标图案完整无缺，不会错位。因此，有标识图案的卷膜必须要按图案的实际间距进行供送，确保其定位的准确性。商标图案的定位精度是衡量包装质量的重要指标，同时也反映出包装机的性能优劣。因此设计合理的定位调节装置是非常重要的。由于卷筒包装材料在印刷过程中的误差，以及在应用于包装过程中受力和温湿度的影响，不可避免会引起图案间距和长度的变化。当以固定速度牵引薄膜时，难免会出现封切点没有准确落在商标图案之间的现象，使分切的包装袋图案不完整，或超前切断，或滞后切断。因此只靠牵引滚
18、轮和横封切断机构的速比配合是难以满足有色标带的连续定位供送的。自动包装机中最常用的方法是采用光电检测控制微调装置来达到要求【4-6】。电子放大器微动开关伺服电机正反转差动机构纵封滚轮增减速灵敏度调节时间继电器同步凸轮延时设定（修正量）光电信号图2-1 光电微调系统原理框图包装薄膜带每个商标图案之间都印有一个条形标记，一般是宽约5mm的矩形，称作“色标”或“光标”，其颜色要求与图案底色反差明显。光电检测装置正是通过识别光标而发出信号，使控制装置执行对包装材料带牵引输送速度的调节。由此可见，在连续式自动制袋装填包装机中，要实现准确的定位封切，必须配备一个光电微调系统。具体设计是：通过光电继电器及凸
19、轮同步开关操控伺服电机，经减速及差动轮系，使纵封牵引滚轮实现随机的增速或减速，从而调整包装膜在输送过程中色标滞后或超前的现象。图2-1所示是光电微调系统原理。 图2-2 有色标带输送补偿调节原理示意图1-卷膜 2-光电传感器 3-光电继电器 4、5-凸轮同步开关 6、7-电控装置 8-伺服电机 9-微调传动装置 10-纵封牵引装置 11-横封切辊图2-2 所示是一个有色标带输送补偿调节原理，可更直观地分析光电微调系统的工作原理。所谓补偿调节，即按商标图案在包装材料带上的实际间距进行随机调节，确保商标图案准确定位。如图示，由主电机经减速机构（图中没标示）给定一个正常转速使纵封牵引滚轮10运转，同
20、时横封切辊11也以给定的转速动作。另外，通过分配轴使凸轮同步开关4，5的凸轮回转，控制同步开关实现周期性的闭合，其周期与封切辊11同步。在运行中，通过光电信号控制光电继电器3动作，并综合同步开关4，5使电控装置6或7接通，分别控制伺服电机8正转和反转。伺服电机再通过微调传动装置9給予纵封牵引滚轮10一个补偿转速，使其按实际情况或增速或减速，从而确保在等时间间隔内牵引输送出色标间实际长度的包装材料带，使封切定位准确【4-6】。整个控制过程将出现三种情况：（1）在正常情况下在封切瞬间，色标正确到位，使光电传感器2发出脉冲信号，光电继电器3常开触头闭合，但此时的同步开关4，5均处于断开状态，因此电控
21、装置6，7不通电，补偿装置不动作，纵封牵引滚轮以给定速度运转。（2）当色标发生滞后现象时即实际商标图案大于标准长度时，在光电传感器2发出脉冲信号令继电器3动作的瞬间，凸轮同步开关4闭合，5断开，正补偿电控装置6接通，控制伺服电机8正转，通过微调传动装置9使纵封牵引滚轮10增速回转，从而在标准时间内送出实际长度比标准长度大的材料带。 （3）当色标发生超前现象时即实际商标图案小于标准长度时，在光电传感器2发出脉冲信号令继电器3动作的瞬间，凸轮同步开关5闭合，4断开，负补偿电控装置7接通，控制伺服电机8反转，通过微调传动装置9使纵封牵引滚轮10减速回转，从而在相同时间内送出实际长度比标准长度小的材料
22、带。 由以上分析可见，实现补偿调节是由五部分组成的，包括光电检测装置、凸轮同步信号装置、电控装置、误差补偿装置和微调传动装置。其中，误差补偿装置可采用伺服电机补偿装置或电磁离合式换向补偿装置，前者控制准确可靠，因而最常用。至于微调传动装置，主要采用差动式传动装置。2.2差动式传动装置常用的差动传动装置有两种形式，一种是锥齿轮式差动传动装置，另一种是行星轮差动传动装置。本文以行星轮差动传动装置为设计对象，如图3-3所示，行星齿轮差动传动机构比较常用。当光标正确定位时，伺服电机停转，内齿轮Z3固定不动。机构由Z5输入转速，角速度为5，通过中心轮Z1、行星轮Z2和齿轮Z4，Z6，Z7，Z8，Z9驱动
23、纵封牵引滚轮运转，实现正常供纸。当光标出现超前或滞后现象时，由光电信号发出指令，驱动伺服电机正转或反转，输出一个补偿速度，实现牵引速度的调节。同样，由周转轮系传动关系可得i=即 4= （式2-1）当光标正确到位时，只有1输入转速，而3=0。 图2-3 行星齿轮差动调节机构1-伺服电机 2-牵引滚轮光标滞后时，伺服电机正转，向差动机构输入一个正补偿运动。因此输入角速度分别为1和3=（Z0/Z）0，其中Z为蜗轮齿数。光标超前时，伺服电机反转，向差动机构输入一个负补偿运动。因此输入角速度分别为1和3=（Z0/Z）0。把以上各值分别代入2-1式，得4= （式2-2）由以上分析可知，纵封牵引滚轮由差动机
24、构带动着忽快忽慢地回转。当薄膜上的光标滞后于封切时刻到达光电传感器时，差动机构输出一个正补偿的转速，因而纵封牵引滚轮的实际转速比正常值要稍大；当薄膜上的光标超前于封切时刻到达光电传感器时，差动机构输出一个负补偿的转速，从而纵封牵引滚轮的实际转速比正常值要稍小。因此，纵封牵引滚轮按光电信号时刻纠正包装材料带的输送速度，保证其正确定位供送。纠正材料带输送长度量由下式计算： l=Rt （式2-3）式中l为薄膜带输送纠正量(mm)； R为纵封牵引滚轮牵引包装材料带部分的半径(mm)；为牵引滚轮角速度变化量，由差动机构输出而获得，其值是3-2式中(b)或(c)与(a)的差值；t为纠正偏差持续时间(s)，
25、由检控装置中的时间继电器控制。2.3 光电检测电控原理包装机在运行中，包装材料带连续输送，带上光标不断通过光电传感器，并由光电检测装置发出脉冲信号，经电子装置控制光电继电器工作，实现调控。由前述可知，为了识别信号是超前或滞后，还需要采用一个同步信号装置配合光电检测装置工作。因为光电信号只能提供两种状态：通或断。然而，补偿调节需要三种状态：正常状态、正补偿状态、负补偿状态，对应于伺服电机的运动状态就是停转、正转、反转。为此，设计一个凸轮同步信号装置（如图2-4所示）。该装置由两个组合而成，安装于分配轴上，对应于包装机的包装速率而运转，即每封切一个包装袋，凸轮随分配轴转一圈。其中凸轮1有凸出圆弧段
26、120，控制着常开微动开关SK；凸轮2有凹入圆弧段120，控制着常闭微动开关XK。两凸轮如图示安装。当凸轮装置顺时针运转时，将出现三种控制状态，如图A，B，C三区段。在A区段，SK和XK均处于断开状态；在B区段，SK闭合，XK断开；在C区段，SK断开，XK闭合。因此，可把A区段设计为正常状态，当光电信号在此区段发生时，商标图案正确到位，伺服电机不转动；B区段可设计为正补偿状态，当光电信号在此区段发生时，光标滞后，伺服电机正转，使牵引滚轮增速；C区段可设计为负补偿状态，当光电信号在此区段发生时，光标超前，伺服电机反转，使牵引滚轮减速。至于超前或滞后的补偿量，则可采用时间继电器，控制伺服电机的转动
27、时间来实现【7】。 图3-4 凸轮同步开关装置补偿调节的控制线路如图2-5所示。电路控制着伺服电机的三种运动状态：图2-5 补偿调节控制线路（1）正常情况包装材料带在输送过程中通过光电传感器，若两色标间商标图案长度与设定标准长度相等时，即色标正确到位。此时，在光电脉冲信号令光电继电器GJ接通瞬间，同步凸轮处于A区段，控制微动开关SK和XK断开，控制线路不通，伺服电机不动。于是，纵封牵引滚轮以给定速度牵引包装材料带前进。（2）色标滞后色标间商标图案长度大于设定标准长度，即色标滞后。在光电继电器GJ接通瞬间，同步凸轮处于B区段，控制微动开关SK接通，XK断开，于是ZC接触器通电，控制伺服电机正转，
28、通过差动机构令牵引滚轮增速转动，实现正补偿。补偿量由时间继电器SJ延时控制。（3）色标超前色标间商标图案长度小于设定标准长度，即色标超前。在光电继电器GJ接通瞬间，同步凸轮处于C区段，控制微动开关SK断开，XK接通，于是FC接触器通电，控制伺服电机反转，通过差动机构令牵引滚轮减速转动，实现负补偿。补偿量同样由时间继电器SJ延时控制。3 总体设计3.1 纵封及其调节补偿机构总体设计示意图图3-1所示为纵封牵引机及其调节补偿机构总体设计示意图图3-1 纵封及其调节补偿机构总体设计示意图3.2 纵封机构3.2.1 包装要求包装速度：50-80（袋/min）包装袋尺寸（bl）: 120240 (mm)
29、 70140 (mm)3.2.2 包装的线速度V1=80袋/min240mm/袋=0.32m/sV2=80袋/min140mm/袋=0.186m/s3.2.3 纵封辊的直径纵封辊转动线速度=包装袋移动速度R=nlR2n=nlR1=38.2mmR2=22.2mm (舍)取纵封辊的直径D=R12=76.4mm3.2.4 辊的转速n=n1=80r/minn2=46.5r/min确定电动机转速纵封辊所需有效功率上限p=0.3kw传动装置总效率【8-11】 =12235455 式（3-1）减速器（一级）传动效率 1=0.95联轴器效率 2 =0.99齿轮啮合效率 3 =0.97 （齿轮精度为8级）滚动轴
30、承效率 4=0.99纵封辊效率 5=0.90则传动总效率 =0.950.9920.9750.9950.90=0.685所需电动机功率 pr=0.438kw选Y系列三相异步电动机 Y801-4型，额定功率pr=0.55kw，转速n0=1390r/min3.2.5 总传动比=17.375=29.8923.2.6 分配各级传动比减速器=2.5差动行星轮i1H=3转臂筒齿轮i3=1.339则 变速齿轮一i1=1.73变速齿轮二i2=2.9763.2.7 计算部分轴的运动及动力参数电动机轴： p0=pr=0.55kw n0=1390r/min T0=9.55=9.55=3.779Nm主轴： p1=p01
31、22=0.550.950.992=0.512kw n1=556r/min T1=9.55=9.55=8.794Nm变速轴：P2=p1=0.5120.970.99=0.492kw n21=321.39r/min T21=9.55=9.55=14.62Nm n22=186.828r/min T22=9.55=9.55=25.15Nm 式（3-4）3.3 调节补偿机构3.3.1 差动行星轮传动比关系 = 式（3-5）则=情况一：正常工作时=n3情况二：正补偿时=n3+n3情况三：负补偿时=n3n3=nH+nHnH =n1 则有 i1H=1+nH =n3 则有 i3H=1+3.3.2 调节补偿要求v=
32、5mm/s3.3.3 调节补偿转速n=2.5r/min3.3.4 选择电动机 55SL5A2型，额定功率Pr=8w/220v，转速n0=2700r/min3.3.5 补偿总传动比 =806.63.3.6 分配传递比 减速器=18 差动行星轮i3H=1.5 蜗轮蜗杆=29.883.3.7 计算部分轴的运动及动力参数电动机轴： p0=pr=8w n0=2700r/min T0=9.55=9.55=0.028Nm蜗杆： p1=p0=80.9130.992=7.158w n1=150r/min T1=9.55=9.55=0.0456Nm4 预选变速第一对齿轮设计4.1 已知条件传递功率p1=0.512
33、kw，小齿轮转速n1=556r/min，传动比i=1.73，每天2班，预期寿命6年。4.2 选择材料小齿轮材料选用45钢，调质处理，齿面硬度210255HBS。大齿轮材料选用ZG310-570，正火处理，齿面硬度162185HBS。计算应力循环次数NN1=60n1jLh=605561( 630016)=9.6108 式（4-1）N2=5.55108查图得 接触强度计算的寿命系数ZN1=1.0，ZN2=1.07 (允许有一定点蚀)查图得 接触强度计算的尺寸系数ZX1=ZX2=1.0取SHmin=1.0由图得 齿面接触疲劳极限Hlim1=550MPa Hlim2=440MPa计算许用接触应力 H1
34、=ZN1ZX1=1.01.0=550MPa 式（4-2） H2=ZN2ZX2=1.071.0=470.8MPa因H2H1，计算中取H= H2=470.8MPa4.3 按齿面接触强度确定中心距小齿轮转矩T1 T1=9.55106=9.55106=8794Nmm初取KtZt2=1.1，a=0.4由表得 弹性系数ZE=188.9由图得 节点区域系数ZH=2.5传动比i=u=1.73计算中心距 at(u+1) 式（4-3） =(1.73+1) =52.3mm取中心距a=140mm估取模数 m=(0.0070.02)a=(0.0070.02)140=0.982.8取标准模数m=2.5mm齿数Z1=41
35、式（4-4） Z2=uZ1=1.7341=71齿轮分度圆直径 d1=mZ1=2.541=102.5mm d2=mZ2=2.571=177.5mm圆周速度 v=2.98m/s 式（4-5）选齿轮精度为8级4.4 验算齿面接触疲劳强度按电机驱动，载荷平稳，由表选 使用系数KA=1.0按8级精度和vZ1/100=2.9841/100=1.22m/s，由图得 动载系数Kv=1.14齿宽b=aa=0.4140=56mm由图 按b/d1=56/102.5=0.546，轴的刚度较大，齿轮在两轴承间非对称分布，得齿向载荷分布系数K=1.035由表得 齿间载荷分配系数K=1.1则 载荷系数 K=KAKvKK=1
36、.01.141.0351.1=1.3 式（4-6）由图得 端面重合度系数1=0.779，2=0.795 得=1+2=1.574由图得 接触强度计算的重合度系数Z=0.91计算齿面接触应力 H=ZHZEZ 式（4-7） =2.5188.90.91 =106.6MPaH=470.8MPa 安全4.5 校核齿根弯曲疲劳强度按Z1=41，Z2=71，由图得 外齿轮齿形系数YFa1=2.41，YFa2=2.25由图得 外齿轮应力修正系数Ysa1=1.675，Ysa2=1.76由图得 齿根弯曲强度计算的重合度系数Y=0.73由图得 齿根弯曲疲劳极限Flim1=210MPa Flim2=152MPa由图得
37、弯曲强度计算的寿命系数YN1=1.0，YN2=1.0由图得 弯曲强度计算的尺寸系数YX1=1.0，YX2=1.0取 YST=2.0，SFmin=1.4计算许用弯曲应力 F1=YN1YX1=1.01.0=300MPa F2=YN2YX2=1.01.0=217MPa计算齿根弯曲应力F1=YFa1Ysa1Y=2.411.6750.73=4.7MPaF1=300MPa 安全F2=F1=4.7 =4.6MPaF2=217MPa 安全4.6 齿轮主要几何参数Z1=41 Z2=71 u=1.732 m=2.5mmd1=mZ1=2.541=102.5mmd2=mZ2=2.571=177.5mmda1=d1+2
38、ha*m=102.5+21.02.5=107.5mmda2=d2+2ha*m=177.5+21.02.5=182.5mmdf1=d12(ha*+c*)m=102.52(1.0+0.25) 2.5=96.25mmdf2=d22(ha*+c*)m=177.52(1.0+0.25) 2.5=171.25mma=( d1+ d2)=(102.5+177.5)=140mm齿宽b2=b=56mm 取b1=b2+(510)=62mm5 预选变速第二对齿轮设计5.1 已知条件传递功率p1=0.512kw，小齿轮转速n1=556r/min，传动比i=2.976，每天2班，预期寿命6年。5.2 选择材料小齿轮材料
39、选用45钢，调质处理，齿面硬度210255HBS。大齿轮材料选用ZG310-570，正火处理，齿面硬度162185HBS。该齿轮的设计及强度校核过程同上，这里不再重复。5.3 齿轮主要几何参数Z1=28 Z2=84 u=3 m=2.5mmd1=mZ1=2.528=70mmd2=mZ2=2.584=210mmda1=d1+2ha*m=70+21.02.5=75mmda2=d2+2ha*m=210+21.02.5=215mmdf1=d12(ha*+c*)m=702(1.0+0.25) 2.5=63.75mmdf2=d22(ha*+c*)m=2102(1.0+0.25) 2.5=203.75mma=( d1+ d2)=(70+210)=140mm齿宽b2=b=56mm 取b1=b2+(510)=62mm
