中國礦業(yè)大學本科生畢業(yè)論文學院中國礦業(yè)大學專業(yè)機械設計制造及其自動化論文題目1015噸/H強迫給料工業(yè)對輥成型機專題成型工作原理指導教師黃嘉興職稱教授2013年6月9徐州摘要工業(yè)型煤的發(fā)展對于提高煤炭利用率、節(jié)約能源以及減少環(huán)境的污染等方面有著重要意義。而工業(yè)對輥成型機是整個生產(chǎn)工業(yè)型煤設備中必不可少的機械設備。對輥成型機與其他同類產(chǎn)品相比較，具有成球率高、消耗功率小，結構緊湊便于檢修調試等鮮明的技術優(yōu)勢。本文主要描述了對輥成型機的整體設計要求及相關部位的計算。工業(yè)對輥成型機主要由電動機、帶輪、減速機、給料系統(tǒng)、軸承、壓輥、承壓系統(tǒng)以及潤滑系統(tǒng)等機構組成的。本次設計為使兩對輥之間保持良好的對中性，從而保證型煤的質量，在對輥的輥輪與輥軸之間采用脹套無鍵連接技術，以便根據(jù)需要對輥輪進行相應的調整。本次設計采用同步式齒輪傳動箱傳動，給料方式是自重給料。采用液壓平衡成型力，優(yōu)點是生產(chǎn)機動靈活，可以調整壓力，保護壓輥不受損。另外本次設計采用螺桿固定式框架結構，以滿足結構簡單、承載能力強、裝拆方便的需要。關鍵詞工業(yè)型煤；對輥成型機；自重給料；液壓平衡成型力；螺桿固定式框架結構ABSTRACTTHEDEVELOPMENTOFINDUSTRIALBRIQUETTECOALCANIMPROVETHEUTILIZATIONOFCOAL,SAVEENERGYANDREDUCEENVIRONMENTALPOLLUTIONANDOTHERASPECTSOFGREATSIGNIFICANCETHEINDUSTRYONTHEROLLFORMINGMACHINEISTHEPRODUCTIONOFINDUSTRIALBRIQUETTEEQUIPMENTESSENTIALMACHINERYANDEQUIPMENTONTHEROLLFORMINGMACHINEANDOTHERSIMILARPRODUCTS,COMPAREDWITHTHEBALLHIGH,POWERCONSUMPTIONISSMALL,COMPACTANDEASYMAINTENANCEANDDEBUGGINGDISTINCTTECHNICALADVANTAGESTHISPAPERDESCRIBESTHEOVERALLDESIGNOFROLLFORMINGMACHINEREQUIREMENTSANDTHERELEVANTPARTSOFTHECALCULATIONINDUSTRYONTHEROLLFORMINGMACHINEMAINLYCONSISTSOFMOTOR,PULLEY,GEAR,FEEDINGSYSTEMS,BEARINGS,ROLLER,PRESSURESYSTEMS,ANDOTHERINSTITUTIONSOFTHELUBRICATIONSYSTEMTHEDESIGNOFTHETWOPAIROFROLLSISGOODBETWEENTHENEUTRAL,SOASTOENSURETHEQUALITYOFCOAL,THEPAIROFROLLERSBETWEENTHEROLLERSOFTHEROLLSLEEVEKEYLESSCONNECTIONUSINGEXPANSIONTECHNIQUESTOBEBASEDONTHENEEDFORROLLERSADJUSTEDACCORDINGLYTHEDESIGNUSESASYNCHRONOUSGEARBOXDRIVE,FEEDINGMETHODISWEIGHTFEEDHYDRAULICBALANCINGFORMINGFORCE,THEADVANTAGEOFPRODUCINGFLEXIBLE,YOUCANADJUSTTHEPRESSURETOPROTECTTHEPRESSUREROLLERISNOTDAMAGEDOTHERTHEDESIGNUSESASCREWFIXEDFRAMESTRUCTURETOMEETTHESIMPLESTRUCTURE,STRONGBEARINGCAPACITY,EASYASSEMBLYANDDISASSEMBLYNEEDSKEYWORDSINDUSTRIALCOALONTHEROLLFORMINGMACHINEWEIGHTFEEDINGHYDRAULICALLYBALANCEDSHAPINGFORCESCREWFIXEDFRAMESTRUCTURE目錄1緒論111型煤機械在工業(yè)型煤技術的重要地位112工業(yè)型煤的發(fā)展歷史113國內工業(yè)型煤的發(fā)展狀況114國外工業(yè)型煤的發(fā)展狀況215工業(yè)型煤成型機工作機理316影響型煤的成型因素5161型煤對輥成型機的成型壓力5162煤料粒度、給配對煤料成型帶來的影響5163物料的水分在成型過程中的影響6165物料的成型特性在成型過程中的影響72型輥的計算721確定傳動方案722對輥成型機的主要參數(shù)及設計要求723輥子的寬度計算824型球的分布825輥子的長度計算826對輥成型機電動機的選擇927傳動比的分配與計算928各級軸的參數(shù)計算103V帶的計算1231確定V帶型號1232確定帶輪基準直徑、121D233驗算V帶速度1234確定V帶長度L及中心距A1235驗算小帶輪包角13137計算單根V帶的拉力13LF38軸上的力的計算14Z4減速器齒輪的設計計算1441第一對嚙合齒輪的計算14411選擇齒輪材料14413齒根彎曲疲勞強度的計算及校核17414齒輪主要尺寸的設計計算1842第二對嚙合齒輪的計算19421選擇齒輪材料19422齒面接觸疲勞強度的計算19423齒根彎曲疲勞強度的計算及校核22424齒輪主要尺寸的設計計算2443第三對嚙合齒輪的計算25431選擇齒輪材料25432齒面接觸疲勞強度的計算25433齒根彎曲疲勞強度的計算及校核28434齒輪主要尺寸的設計計算2944第四對嚙合齒輪的計算30441選擇齒輪材料30442齒面接觸疲勞強度的計算30443齒根彎曲疲勞強度的計算及校核33444齒輪主要尺寸的設計計算345減速器軸的設計計算3551I號軸的計算35511初步估算I號軸的最小直徑35MIND512軸的結構設計36513軸的強度校核3752II號軸的計算39521初步估算II號軸的最小直徑39MIND522軸的結構設計39523軸的強度校核4053III號軸的計算42531初步估算III號軸的最小直徑42MIND532軸的結構設計43533軸的強度校核4454IV號軸的計算45541初步估算IV號軸的最小直徑45MIND542軸的結構設計46543軸的強度校核4755V號軸的計算49551初步估算V號軸的最小直徑49MIND552軸的結構設計49553軸的強度校核506軸承的校核5261I號軸上的軸承校核52611軸承合成支反力的計算52612軸承的派生軸向力計算52613軸承的軸向載荷的計算52614軸承的當量動載荷的計算52615軸承壽命的計算5362II號軸上的軸承校核53621軸承合成支反力的計算53622軸承的派生軸向力計算53623軸承的軸向載荷的計算54624軸承的當量動載荷的計算54625軸承壽命的計算5463III號軸上的軸承校核55631軸承合成支反力的計算55632軸承的派生軸向力計算55633軸承的軸向載荷的計算55634軸承的當量動載荷的計算55635軸承壽命的計算5664IV號軸上的軸承校核56641軸承合成支反力的計算56642軸承的派生軸向力計算56643軸承的軸向載荷的計算56644軸承的當量動載荷的計算57645軸承壽命的計算5765V號軸上的軸承校核57651軸承合成支反力的計算58652軸承的派生軸向力計算58653軸承的軸向載荷的計算58654軸承的當量動載荷的計算58655軸承壽命的計算587減速器軸鍵的校核5971I號軸鍵的校核5972II號軸鍵的校核5973III號軸鍵的校核5974IV號軸鍵的校核6075V號軸鍵的校核608減速器箱體的設計609同步齒輪的計算6191選擇齒輪材料6192齒面接觸疲勞強度的計算6193齒根彎曲疲勞強度的計算及校核6394齒輪主要尺寸的設計計算6410型輥機構的計算65101輥軸的計算651011初步估算I號軸的最小直徑65MIND1012輥軸的結構設計661013輥軸的校核66102軸承的校核681021軸承合成支反力的計算681022軸承的派生軸向力計算691023軸承的軸向載荷的計算691024軸承的當量動載荷的計算691025軸承壽命的計算69103鍵的校核7011對輥成型機其他關鍵部位的設計70111型板材料的選擇70112液力加載系統(tǒng)71113安全聯(lián)軸器的選擇71114機架的設計71115壓輥的設計7112設計總結72參考文獻73翻譯部分73英文原文73中文翻譯79致謝851緒論我國的主要能源是煤炭。煤炭利用率的提高對于整個國民經(jīng)濟的發(fā)展有著重大意義。然而，原煤不經(jīng)過加工而直接用于燃燒，不僅利用率低，浪費能源，而且產(chǎn)生大量的煤煙以及溫室氣體的排放發(fā)，嚴重污染環(huán)境。隨著科學技術的飛速發(fā)展以及能源的日益短缺，人們迫切需要一種有效的節(jié)能方法。而采用清潔煤技術，正是提高煤炭利用效率以及減少環(huán)境污染的重要途徑之一。工業(yè)型煤成套技術就是其中一種比較成熟的方法,通過添加助劑對粉煤進行混捏成型,用作工業(yè)鍋爐和窯爐的燃料,與直接燃燒散煤相比,煙塵排放量可減少60,SO排放量可減少50，而且建廠投資少、周期短、易于推廣等等2。111型煤機械在工業(yè)型煤技術的重要地位由于過去我國對工業(yè)型煤機械不夠重視，在其方面的研究很少，所以到如今，我國生產(chǎn)工業(yè)型煤的主要方式是采用粉煤添加粘結劑來低壓成型工業(yè)型煤。實際上,恰恰成型機械是型煤生產(chǎn)的關鍵設備,這致使我國的工業(yè)型煤技術落后于國外。不過，近年來，隨著我國科學技術的發(fā)展，在這方面正不斷地縮小與發(fā)達國家之間的差距。而國內采用的有粘結劑的低壓成型工藝存在著諸如其過程十分耗時繁瑣、能源消耗大、相關的機械設備陳舊、添加劑昂貴等等不利因素,致使型煤的生產(chǎn)成本偏高,生產(chǎn)廠家獲得的利潤很低，不利于向廣大市場推廣。本論文設計的是工業(yè)對輥成型機械，采用壓輥擠壓成型工業(yè)型煤，這樣可以不用粘結劑，以減少成本。12工業(yè)型煤的發(fā)展歷史過去，我國生產(chǎn)工業(yè)型煤所使用的型煤機械設備大多是仿國外制造的，由于生產(chǎn)力水平不高，存在著諸如型煤設備配置不合理、電機選型不匹配等等問題，結果導致型煤成型工藝水平落后于國外幾十年的巨大差距。當時所使用的型煤機械設備存在著許多的問題，例如機械性能差、耗電量大、經(jīng)常折斷軸、成型率低、型煤質量差等等。為了解決這些問題，工程師們不辭勞苦地努力奮斗，后來經(jīng)過不斷地研制和改造，終于使型煤設備的各方面的性能都得到很大程度上的提高。13國內工業(yè)型煤的發(fā)展狀況我國型煤技術的發(fā)展狀況可以概括為起步晚，發(fā)展慢。實際上，為了減少能源的浪費以及減小對于環(huán)境的破壞污染，我國是從20世紀50年代起才開始研究民用型煤。60年代到70年代，國內開展了大規(guī)模的民用型煤研究，并且隨后研制出了以無煙煤為原料的上點火蜂窩煤。1980年后開始研究與開發(fā)工業(yè)型煤技術，并且取得了明顯的成就。但總體上與發(fā)達國家比較，還存在著不小的差距，特別是在型煤專用設備的開發(fā)研究方面，差距依然十分巨大。綜上所述，我國在型煤機械設備上的研制和開發(fā)對于解決能源資源日益短缺，環(huán)境污染問題等等，有著重大作用，是一件利國利民的好事。工業(yè)上我國目前普遍采用機制冷壓一次成型來生產(chǎn)工業(yè)型煤。主要的成型設備有對輥成型機和擠出機等等。工業(yè)對輥成型壓力相對較低,一般在25MPA左右。型煤的形狀有圓形、方形、枕形、棒形等等。2國內用于生產(chǎn)工業(yè)型煤的粘結劑可分為無機質、有機質以及兩者結合起來的復合粘結劑。目前國內注重于開發(fā)具有良好冷態(tài)強度和防水性能的免烘干粘結劑，以此來大規(guī)模生產(chǎn)工業(yè)型煤，減少成本。目前國內生產(chǎn)型煤的設備主要有兩種發(fā)展趨勢其一，由國外引進高壓成型設備；其二，大力推廣國內研制的低壓爐成型設備。兩種發(fā)展趨勢可以有效地降低生產(chǎn)成本,提高型煤的成型質量,加快我國工業(yè)型煤規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化進程。另外，由于型煤的生產(chǎn)成本高于原煤,并且型煤的生產(chǎn)要消耗能源電能,而生產(chǎn)廠家的目的是追求一定的經(jīng)濟利潤,導致型煤的價格一般比原煤高出幾十塊錢。型煤所帶來的經(jīng)濟利潤十分的少,于是在市場經(jīng)濟調節(jié)下,難以擁有市場。這是中國工業(yè)型煤很難在市場普遍推廣的根本原因。工業(yè)型煤爐前成型技術是節(jié)能技術改造重要的一部分，但其不能很好地減少環(huán)境污染。14國外工業(yè)型煤的發(fā)展狀況國外型煤發(fā)展已有半個多世紀的歷史。生產(chǎn)量較大，技術較成熟的國家有英國、法國、德國、日本等。國外壁爐用型煤較多，生產(chǎn)能力最大能達到50萬T/年。國外型煤生產(chǎn)工藝、粘結劑配方、型煤機械設備都較先進，技術成熟，能夠形成生產(chǎn)規(guī)模。國外整套型煤設備中壓球機發(fā)展的主要趨勢是為了提高型煤產(chǎn)品質量，加大成型壓力。型煤設備中壓球機的研發(fā)方法主要有兩種，一種是加大成型壓輥直徑，另一種是加上預壓機構和必要的控制系統(tǒng)兩級成型。為了解決壓球機沿輥寬壓力不均的問題，可以在壓球機上增加復雜的分行調壓機構，但這大大地增加了壓球機的加工成本。由于國外發(fā)達國家正在尋找研究新的能源，研究其它潔凈燃料和技術，國外型煤業(yè)日趨萎縮。目前，成型用立式調和機正向中心供熱、高速混合、自動定量出料方向發(fā)展。15工業(yè)型煤成型機工作機理成型機是工業(yè)型煤成型過程中關鍵的機械設備，其性能將直接影響型煤生產(chǎn)線上生產(chǎn)型煤的質量。工業(yè)對輥成型機是成型機的主要機型之一，它有一對直徑相同、水平方向上相互平行并且彼此間存在著一定間隙的圓柱形壓輥，壓輥上分布著許多形狀和大小相同并且交錯排列的成型槽，壓輥是對輥成型機的關鍵部件，如圖11所示。圖11對輥成型機工作示意圖型煤設備配置及選型工業(yè)對輥成型機在電動機的驅動下，帶動兩個壓輥以相同速度、相反方向轉動，當原煤落入兩壓輥之間并且在A處開始受壓時，煤料在相應兩成型槽之間受擠壓致使其體積被壓縮；隨著壓輥連續(xù)轉動，成型槽逐漸閉合，并且成型壓力逐步增大，當壓輥轉動到兩個成型槽距離最小時成型壓力達到最大值，型煤固定成型。然后壓輥繼續(xù)轉動使成型槽逐漸分離，成型壓力也隨之逐漸減小。在成型壓力減至零之前，擠壓成型的型煤就開始自動脫落。由工業(yè)型煤機械設備的配置及選型研究可知，按圖2來分析成型槽對原煤的成型作用力原理。為簡明論述，我們把成型槽中點看做成型槽對原煤的受力作用點，在A、B兩點同時作用一對壓力。為方便計算，我們設壓輥的A點為研究對象，在A點壓輥對煤料產(chǎn)生一個壓力J。該作用力可分解為兩個力，垂直力PSLNA對煤料起著支撐的作用，使煤料脫離壓輥；而水平力PCOSA對原煤料產(chǎn)生擠壓作用。并且同時，壓輥對煤料產(chǎn)生一個摩擦力F。此摩擦力也可以分解為兩個作用力，垂直分力FCOSA使煤料被擠壓到兩壓輥之間，而水平分力FSLNA則克服煤料的內阻力，從而讓煤料被壓縮成型。圖12型煤成型時的受力分析要使壓輥能咬入煤料并且正常工作，必須滿足以下條件圖12型煤成型時的受力分析公式圖上述式中P為煤料與壓輥之間的摩擦角。由此可以得出結論工業(yè)對輥成型機要想正常工作必須使壓輥上的咬入角于或者等于煤料與壓輥間的摩擦角。綜上所述可以得出，煤料的壓制主要是在咬合區(qū)內進行的，在進入咬合區(qū)前煤料只起搖實密度的作用。成型機一個很重要的參數(shù)便是咬合角，在相同壓輥直徑的條件下，咬合角越大，則咬合區(qū)H越大，被咬入煤料的體積就越大，壓縮率和成型壓力也就隨之而增大。咬合角的大小與煤料的特性有關。一般大約在左右。一般在咬合角相O1054同的條件下，增大壓輥直徑就增大咬合區(qū)的寬度，進而可以增大型煤的壓縮率和成型強度，這也是現(xiàn)在國外工業(yè)型煤成型機壓輥向大直徑方向發(fā)展的主要原因。然而，增大壓輥直徑的同時，也應該考慮到負面影響。16影響型煤的成型因素煤料的成型除了與壓輥的直徑和寬度以及輥子的轉速、兩對輥之間的中心距相關外還與對輥成型機的成型壓力、煤料的粒度、物料的水分、粘結劑與煤料的配比、煤料的成型特性等因素息息相關，因此在設計過程中需要將這些因素也考慮到其中。161型煤對輥成型機的成型壓力煤炭原料在壓輥上成型槽的填滿程度在一定程度上決定著對輥成型機成型壓力的大小，而成型壓力的大小對于型煤的成型質量又起著至關重要的作用。當成型壓力小于壓潰力時，型煤的機械強度隨成型壓力的增大而提高。煤種不同，其壓潰力也有所差別。一般，型煤的成型壓力有一個最佳值，其主要與成型物料的種類、成型物料的水分、成型物料的粒度組成以及成型所用的粘結劑種類和用量等因素有密切的關系。所以說，為了能使對輥成型機產(chǎn)生足夠大的壓力來壓實成型槽里面的煤球，需要將成型槽里面的煤料填充滿。因為煤料填充得越多，則在兩對輥成型時對煤料擠壓產(chǎn)生的反作用力就越大，從而使煤料越容易成型。162煤料粒度、給配對煤料成型帶來的影響煤料粒度的大小與料度級配分布也是影響型煤的成型強度與成型率的重要因素之一。在成型過程中，煤料過粗過細不僅會消耗電動機的動力，浪費能源，而且還會增加粘結劑的用量，使其灰分增大固定碳含量低，最終影響型煤的成型質量。所以，通過對成型強度及成型率良好的情況下，最佳煤料粒度及料度級配跟蹤測試結果對比，存在著一個較好的粒度范圍。實踐證明，較小的物料粒度有利于粒子的緊密排列，型煤壓球機采用粘合劑成型工藝時，最佳粒度組成應使物料的總比表面最小的粒子間的總空隙也最小，以減少粘合劑用量，從而降低型煤的生產(chǎn)成本。確定物料粒度及粒度組成時，應該遵循以下兩個原則（1）確保煤料顆粒在型塊內的以最為緊密的方式排列，以提高型煤的成型質量。實踐證明，較小的物料粒度有利于粒子的緊密排列；（2）若采用粘結劑生產(chǎn)工業(yè)型煤工藝時，最佳粒度組成應該使煤料的總表面達到最小值、煤料顆粒間的總空隙也達到最小值，這樣可以減少粘結劑的用量，從而降低型煤的生產(chǎn)成本。163物料的水分在成型過程中的影響型煤成型水分的大小直接關系到型煤的成型率、固化時間、初期強度、后期強度等等。型煤生產(chǎn)線要求被壓制物料含水量不的超過最佳含水量范圍，當然具體物料壓制時含水量要求也不同。物料中的水分在成型過程中的作用主要有（1）適量的水分可以在成型過程中起潤滑劑的作用，也可以降低成型系統(tǒng)的內摩擦力，提高型煤的成型質量。若是物料的水分過多，顆粒表面的水層變厚，就會影響顆粒之間的充分密集，并且降低型煤的成型質量。而且，物料水分過多則在型煤干燥時易產(chǎn)生裂紋，導致型煤發(fā)生碎裂現(xiàn)象；（2）如果在工業(yè)型煤成型過程中采用親水性粘結劑，適量的水分會起著預先潤濕物料粒子表面的作用，從而時物料的粒子更容易相互粘結。但是如果水分過多的話，反而會使粘結劑失效。根據(jù)研究得出比較適宜的成型水分范圍一般在1015之間；（3）如果工業(yè)型煤成型過程中采用疏水性粘結劑成型，則物料的水分會減弱粘結劑對型煤成型的效果，所以在成型時一般控制物料的水分在4以下。164粘結劑與物料的配比對煤料成型的影響由于大部分煤種的成型性能較差，因而采用粘結劑的成型工藝應用較為普遍。此時，粘結劑的用量不但是型煤強度的關鍵影響因素，而且對型煤生產(chǎn)成本有非常重要的影響。從粘結劑在成型過程中固結后的方面來說，增大粘結劑的用量有利于提高型煤的成型質量；但從型煤的成型過程來說，增大粘結劑的用量將減小成型壓力并且降低型煤的質量；再從型煤脫模的穩(wěn)定性這方面來說，增大粘結劑的用量也不利于提高型煤的質量。所以，一般需要反復試驗來確定一個最佳的粘結劑用量。165物料的成型特性在成型過程中的影響物料的成型特性是在型煤成型過程影響煤料成型的關鍵的內在因素，其中以物料的彈性與塑性的影響最為突出。原煤的塑性越高，其煤料的成型特性就會越好。5泥炭、褐煤等煤種均富含塑性高的瀝青質和腐植酸物質，所以它們的成型特性好，5成型質量高，甚至可以不使用粘結劑來成型工業(yè)型煤。隨著煤化度的提高，煤的塑性逐漸下降，其成型特性也逐漸變差。對煤化度較高的煤，一般需添加粘結劑以增加煤料的塑性方可成型。2型輥的計算21確定傳動方案本次設計的對輥成型機是由電動機通過帶傳動帶動一個同步減速器，再通過可調節(jié)聯(lián)軸器帶動兩個輥子同步相向轉動，傳動方案如下圖2122對輥成型機的主要參數(shù)及設計要求輥子轉速1012轉/分（即輥子圓周速度為）M/S604成型壓力；小時產(chǎn)量1015噸；KNCM3015給料方式自重給料；型球尺寸；枕形結構284采用液壓平衡成型力；螺桿固定式框架結構；同步式齒輪傳動箱。23輥子的寬度計算因為設計給出的工況為，即MIN/R120NM/S064V可得輥子半徑4S3VR24型球的分布棍子的周長251L周向單列最多可為個5641BN由于各成型槽之間存在間距，將暫定周向單列成型槽數(shù)，間距定為6MM361N單個型煤的質量VM是煤的密度，通常取315T/所以其質量KG1053102840339由于要符合每小時產(chǎn)量的要求，需要產(chǎn)出的型煤的數(shù)量為T433795610510MN所以成型輥上的成型槽列數(shù)6472103679120642N取成型輥上的成型槽列數(shù)52N25輥子的長度計算因此輥子的實際寬度M3410264B輥子的直徑D2R800MM，寬度為341MM26對輥成型機電動機的選擇已知成型時成型壓力，輥寬KN/C3015P315B工作阻力N2BF阻力轉矩TMN4603270433工作功率PKW851159630759NWT傳動裝置的總效率4承聯(lián)齒帶查機械手冊可得660帶7齒90聯(lián)9承可求得總效率97984則可求得電機功率KW1375070851240P經(jīng)研究決定采用同步轉速的Y系列電動機。R/MIN所選用的電動機為，6極電機，額定轉速，額定功率為。28SYR/MIN98K4527傳動比的分配與計算此傳動裝置采用圓柱直齒輪減速器，分配傳動比要考慮一下原則1）各級齒輪傳動的承載能力大致相同。2）各級傳動中的大齒輪浸油深度大致相同。由于所選電機額定轉速，工作時電機轉速，因此R/MIN980R/MIN150GN其總傳動比10GZNI經(jīng)查機械手冊可知普通V帶傳動比，通常取24，因為V帶傳動比不宜過大，所71以一般應使。這樣可使傳動裝置結構緊湊，因而取。CVI2I所以減速器的傳動比4928VZJI分配各級傳動比1I6523I4校核傳動比，該傳動比在合理范圍193625829043210IINVG內。28各級軸的參數(shù)計算將傳動裝置中的各軸從高速級到低速級排列依次為I號軸、II號軸，III號軸，相鄰兩軸之間的傳動比為、，各軸的輸入功率為、，各軸的轉速為、12I31P21N，各軸的輸入轉矩為、，另外0軸即為電動機軸，因而各軸的功率、2NT28轉速、轉矩的計算如下0軸KW450PR/MIN980MN524389015500PTI軸KW75425011R/MIN9281VNMN198340755911PTII軸KW91752212PR/MIN84901INMN5428617505322NTIII軸KW049042233PR/MIN651723INN1593047933NTIV軸KW25974134PMIN/265034RINN1459049344NTV軸KW453902542545PR/MIN13645INMN236890459355NT3V帶的計算31確定V帶型號工作情況系數(shù)查機械手冊表46得AK731AK計算功率CPKW58231CCPV帶型號根據(jù)和值查機械手冊圖46得選用C型V帶0N732確定帶輪基準直徑、1D2小帶輪直徑查機械手冊表47得200355MM，取171M301D已知，取彈性滑動系數(shù)VI02大帶輪直徑，取2M6953212633驗算V帶速度/S60983601ND由于要求帶速在5M25M之間，所以帶速符合要求。34確定V帶長度L及中心距A初定中心距0A212170DDM18063初算V帶基準長度0L02121042ADA57436M5查機械設計手冊可圓整得L0實際中心距A的計算M1783020LAD35驗算小帶輪包角1OOOO381705783063571802AD36V帶根數(shù)Z的確定單根V帶試驗條件下許用功率查機械設計手冊得0P7KW2310P傳遞功率增量查機械手冊表45可得0P7K80包角系數(shù)查機械手冊表48可得K9K長度系數(shù)查機械手冊表43可得L771LV帶根數(shù)Z045980650LCKPZ經(jīng)圓整可得Z5根37計算單根V帶的拉力LFV帶單位長度的質量M查相關資料得M03KG/M9MVKVZPCL152023915098357894N38軸上的力的計算ZFN576923810SIN594782SIN21ZFLZ4減速器齒輪的設計計算41第一對嚙合齒輪的計算411選擇齒輪材料小齒輪40CR，調質，HBS2601大齒輪45，正火，S412齒面接觸疲勞強度的計算確定齒輪傳動精度等級，由于，估取圓周速度，查310213NPVYM/S4YV機械設計手冊可得其精度等級為II公差組8級。7求小齒輪分度圓直徑1D321112UZKTHED齒寬系數(shù)查機械手冊可按齒輪相對軸承為非對稱布置D7小齒輪齒數(shù)推薦值范圍為2040，取1Z271Z大齒輪齒數(shù)，圓整取2652781ZI5Z齒數(shù)比U1U傳動比誤差由于誤差在范圍710827O5內，所以所選齒輪齒數(shù)合適。小齒輪轉矩1T490525105966NPMN83載荷系數(shù)KKVA使用系數(shù)查機械手冊得A71A動載荷系數(shù)推薦值范圍為10514，選取V31V齒向載荷分配系數(shù)推薦值范圍為1012，選取K5K齒間載荷分配系數(shù)推薦值范圍為1012，選取7載荷系數(shù)K491531VA許用接觸應力NHZSMINL查機械手冊可得接觸疲勞極限21LIM/702LIM5H求應力循環(huán)次數(shù)N可得10384961JLN8105772/2UN84查機械手冊可得接觸強度的壽命系數(shù)、71NZ21N查機械設計手冊可得接觸強度最小安全系數(shù)7MINHS則21/700H2515N材料彈性系數(shù)查機械設計手冊可得EZ72819NZE節(jié)點區(qū)域系數(shù)查機械設計手冊,由可得H0,X5HZ重合度系數(shù)推薦值范圍為085092，選取經(jīng)計算可得32181508198037492DM1齒輪模數(shù)M，圓整取M524571ZD小齒輪分度圓直徑131圓周速度V6049NDSM/843與估計值相近，故滿足設計要求。SY/故小齒輪分度圓直徑135MM1D1大齒輪分度圓直徑2MZ3752標準中心距A21MA255MM齒寬BMDB18341801圓整取B113MM大齒輪齒寬2M32小齒輪齒寬1B1051B120MM413齒根彎曲疲勞強度的計算及校核許用彎曲應力FXNFYSMINL彎曲疲勞極限機械設計手冊，雙向傳動乘07LIMF721LI/3802LIMNF彎曲強度壽命系數(shù)查機械設計手冊可得NY71NY2彎曲強度尺寸系數(shù)查機械設計手冊可得XXX彎曲強度最小安全系數(shù)查機械設計手冊可得MINFS741MINFS則413801LI1FXNFY2/4274130LIM1FXNFSY2/5728由0COS123812Z075172重合度系數(shù)Y721507502068由式610FSAFFYMBDKT1齒形系數(shù)AY52A18A應力修正系數(shù)S63179SY由此可得6803520274F2N/M8791516392F2/5由于，故齒根彎曲強度滿足設計要求。1F2F414齒輪主要尺寸的設計計算分度圓直徑DM13571Z52M齒頂高AHHA齒根高F5201CF625MM齒全高HMFAH齒頂圓直徑A齒根圓直徑F61FFHM532352FFD基圓直徑JD8610COSCS1J7O2J齒距PM715齒厚S82齒槽寬E頂隙C510M中心距AM23721D傳動比12I8751Z42第二對嚙合齒輪的計算421選擇齒輪材料小齒輪40CR，調質，HBS2801大齒輪45，正火，S422齒面接觸疲勞強度的計算確定齒輪傳動精度等級，由于，估取圓周速度，310213NPVYM/S71YV查機械設計手冊可得其精度等級為II公差組8級。7求小齒輪分度圓直徑1D321112UZKTHED齒寬系數(shù)查機械設計手冊可按齒輪相對軸承為非對稱布置D7小齒輪齒數(shù)推薦值范圍為2040，取1Z301Z大齒輪齒數(shù)，圓整取2579621ZI792Z齒數(shù)比U301U傳動比誤差由于誤差在范圍OO760652O5內，所以所選齒輪齒數(shù)合適。小齒輪轉矩1PMN286543載荷系數(shù)KKVA使用系數(shù)查機械設計手冊得A7251A動載荷系數(shù)推薦值范圍為10514，選取V0V齒向載荷分配系數(shù)推薦值范圍為1012，選取K1K齒間載荷分配系數(shù)推薦值范圍為1012，選取2載荷系數(shù)K710251VA許用接觸應力NHZSMINL查機械手冊可得接觸疲勞極限21LI/80M2LIM56H求應力循環(huán)次數(shù)N可得1038751JLN802/12U7589查機械設計手冊可得接觸強度的壽命系數(shù)、71NZ21NZ062查機械設計手冊可得接觸強度最小安全系數(shù)7MINHS則21/8080H2594165N材料彈性系數(shù)查機械設計手冊可得EZ72819MNZE節(jié)點區(qū)域系數(shù)查機械設計手冊,由可得H0,X5HZ重合度系數(shù)推薦值范圍為085092，選取經(jīng)計算可得3216515948018026437DM81齒輪模數(shù)M，圓整取M6276301ZD小齒輪分度圓直徑1801圓周速度V6750NDSM/41與估計值相近，故滿足設計要求。Y/7故小齒輪分度圓直徑180MM1D1大齒輪分度圓直徑2MZ47962標準中心距A2301MA327MM齒寬BMDB461581圓整取B150MM大齒輪齒寬2M502小齒輪齒寬1B11B156MM423齒根彎曲疲勞強度的計算及校核許用彎曲應力FXNFYSMINL彎曲疲勞極限查機械設計手冊，雙向傳動乘07LIMF721LI/382LIM6NF彎曲強度壽命系數(shù)查機械設計手冊可得NY71NY2彎曲強度尺寸系數(shù)查機械設計手冊可得XXX彎曲強度最小安全系數(shù)查機械設計手冊可得MINFS741MINFS則413871LI1FXNFY2/42764136LIM1FXNFSY2/823由0COS123812ZO079173重合度系數(shù)Y3152502068由式610FSAFFYMBDKT1齒形系數(shù)AY52A182A應力修正系數(shù)S6179SY由此可得6805805437F2/9MN791612F2/08由于，故齒根彎曲強度滿足設計要求。1F2F424齒輪主要尺寸的設計計算分度圓直徑DMZ180631M4792齒頂高AHHA齒根高F62501CF75MM齒全高HMHFA3齒頂圓直徑AD19268021A48472齒根圓直徑FMHFF51DFF922基圓直徑JDJ1460COS8S1MJ547CO2齒距PM6齒厚S92齒槽寬EM42頂隙CM5160中心距AD327821傳動比12I630791Z43第三對嚙合齒輪的計算431選擇齒輪材料小齒輪40CR，調質，HBS2701大齒輪45，正火，S4432齒面接觸疲勞強度的計算確定齒輪傳動精度等級，由于，估取圓周速度，310213NPVYSMVY/950查機械設計手冊可得其精度等級為II公差組8級。7求小齒輪分度圓直徑1D321112UZKTHED齒寬系數(shù)查機械設計手冊可按齒輪相對軸承為非對稱布置D7小齒輪齒數(shù)推薦值范圍為2040，取1Z31Z大齒輪齒數(shù)，圓整取2573121ZI72Z齒數(shù)比U481U傳動比誤差由于誤差在范圍內，OO052O5所以所選齒輪齒數(shù)合適。小齒輪轉矩1T0467191096NPMN53載荷系數(shù)KKVA使用系數(shù)查機械設計手冊得A7251A動載荷系數(shù)推薦值范圍為10514，選取V0V齒向載荷分配系數(shù)推薦值范圍為1012，選取K41K齒間載荷分配系數(shù)推薦值范圍為1012，選取6載荷系數(shù)K380512VA許用接觸應力NHZSMINL查機械手冊可得接觸疲勞極限21LI/780M2LIMH求應力循環(huán)次數(shù)N可得10384661JLN7059482/1059/712UN7843查機械設計手冊可得接觸強度的壽命系數(shù)、71NZ2021NZ04查機械設計手冊可得接觸強度最小安全系數(shù)73MINHS則21/63028H250147N材料彈性系數(shù)查機械設計手冊可得EZ72819MNZE節(jié)點區(qū)域系數(shù)查機械設計手冊,由可得H0,X5HZ重合度系數(shù)推薦值范圍為085092，選取經(jīng)計算可得32151560818905382DM71齒輪模數(shù)M，圓整取M8183251ZD小齒輪分度圓直徑241圓周速度V60860NDSM/8與估計值相近，故滿足設計要求。Y/95故小齒輪分度圓直徑248MM1D1大齒輪分度圓直徑2MZ61782標準中心距A231MA432MM齒寬BMDB3620175801圓整取B201MM大齒輪齒寬2M2小齒輪齒寬1B1051B207MM433齒根彎曲疲勞強度的計算及校核許用彎曲應力FXNFYSMINL彎曲疲勞極限查機械設計手冊，雙向傳動乘07LIMF721LI/3842LIM0NF彎曲強度壽命系數(shù)查機械設計手冊可得NY71NY2彎曲強度尺寸系數(shù)查機械設計手冊可得XXX彎曲強度最小安全系數(shù)查機械設計手冊可得MINFS41MINFS則41381LI1FXNFY2/92744130LIM1FXNFSY2/8624由0COS123812ZO07172重合度系數(shù)Y721507502069由式610FSAFFYMBDKT1齒形系數(shù)AY602A182A應力修正系數(shù)S59179SY由此可得69056824073F/MN711592F2/70由于，故齒根彎曲強度滿足設計要求。1F2F434齒輪主要尺寸的設計計算分度圓直徑DMZ48311M6782齒頂高AHHA齒根高F82501CF10MM齒全高HMHFA齒頂圓直徑AD2648421A362齒根圓直徑FMHFF101DFF59622基圓直徑JDJ43COS48CS1MJ706O2齒距PM13258齒厚S62齒槽寬E頂隙CM2850中心距AD432611傳動比12I823721Z44第四對嚙合齒輪的計算441選擇齒輪材料小齒輪40CR，調質，HBS2701大齒輪45，正貨，S3442齒面接觸疲勞強度的計算確定齒輪傳動精度等級，由于，估取圓周速度，31021NPVYSMVY/520查機械設計手冊可得其精度等級為II公差組8級。7求小齒輪分度圓直徑1D321112UZKTHED齒寬系數(shù)查機械設計手冊可按齒輪相對軸承為非對稱布置D7小齒輪齒數(shù)推薦值范圍為2040，取1Z301Z大齒輪齒數(shù)，圓整取2873621ZI72Z齒數(shù)比U01U傳動比誤差由于誤差在范內，OO31362O5所以所選齒輪齒數(shù)合適。小齒輪轉矩1T426505910596NPMN4載荷系數(shù)KKVA使用系數(shù)查機械設計手冊得A7251A動載荷系數(shù)推薦值范圍為10514，選取V06V齒向載荷分配系數(shù)推薦值范圍為1012，選取K81K齒間載荷分配系數(shù)推薦值范圍為1012，選取載荷系數(shù)K57068125VA許用接觸應力NHZSMINL查機械設計手冊可得接觸疲勞極限721LIM/780NH22LI/64H求應力循環(huán)次數(shù)N可得1034601JLN732/0/12U70查機械設計手冊可得接觸強度的壽命系數(shù)、71NZ241NZ06查機械設計手冊可得接觸強度最小安全系數(shù)3MINHS則21/630478H2516N材料彈性系數(shù)查機械設計手冊可得EZ2819MNZE節(jié)點區(qū)域系數(shù)查機械設計手冊,由可得H0,X5HZ重合度系數(shù)推薦值范圍為085092，選取經(jīng)計算可得32136158018904572DM691齒輪模數(shù)M，圓整取M1232051ZD小齒輪分度圓直徑6011圓周速度V42360NDSM/5與估計值相近，故滿足設計要求。Y/2故小齒輪分度圓直徑360MM1D1大齒輪分度圓直徑2MMZ840722標準中心距A311A600MM齒寬BMDB62953801圓整取B296MM大齒輪齒寬2M296小齒輪齒寬1B1051B302MM443齒根彎曲疲勞強度的計算及校核許用彎曲應力FXNFYSMINL彎曲疲勞極限查機械設計手冊，雙向傳動乘07LIMF721LI/3842LIM0NF彎曲強度壽命系數(shù)查機械設計手冊可得NY71NY2彎曲強度尺寸系數(shù)查機械設計手冊可得XXX彎曲強度最小安全系數(shù)查機械設計手冊可得MINFS41MINFS則41381LI1FXNFY2/92744130LIM1FXNFSY2/7235由0COS123812ZO07173重合度系數(shù)Y3152502068由式610FSAFFYMBDKT1齒形系數(shù)AY52A4A應力修正系數(shù)S631751SY由此可得68032029F/594MN751413672F2/0由于，故齒根彎曲強度滿足設計要求。1F2F444齒輪主要尺寸的設計計算分度圓直徑DMZ360121M8472齒頂高AHHA齒根高F1250CF15MM齒全高HMHFA7齒頂圓直徑AD3841236021A6842齒根圓直徑FMHFF051DFF81202基圓直徑JDJ293COS36CS1MJ4784O2齒距PM07齒厚S512齒槽寬EM8頂隙CM3150中心距AD60242傳動比12I30721Z5減速器軸的設計計算51I號軸的計算511初步估算I號軸的最小直徑MIND由于此軸上的分度圓直徑和軸徑相似，所以把該軸加工成齒輪軸?？蛇x取45號鋼作為軸的材料并對其進行調質處理。查機械設計手冊可得A113，則33MIN4907521PAD5012MM1234567圖511為了留有加工余量以及加工的方便，可將最小直徑取值稍微大一些。由于大帶輪是裝在該軸的最小直徑上，可根據(jù)大帶輪輪轂取值最小直徑為70MM。512軸的結構設計1軸段1上安裝大帶輪，其定位是靠軸端擋板及軸肩定位的。由帶輪計算可得其長度，直徑M401LM701D2軸段2由于要對大帶輪軸向定位，暫定軸肩H5MM，考慮到箱體的內部拆裝空間及透蓋的安裝，所以其長度，直徑32LM802D3軸段3上安裝軸承，為便于安裝軸承內圈，并且要符合標準軸承內徑。查機23械設計手冊暫選圓錐滾子軸承，型號為32318，其基本尺寸為MM。所以該軸段長度，直徑6457190BTDD943LM903D4軸段4由于要考慮到對軸承的定位以及對箱體內部空間的安排，其長度，直徑M384LM4D5軸段5為軸齒輪段，根據(jù)第一對嚙合齒輪中的小齒輪寬度及齒根圓直徑可得其長度，直徑1205156軸段6由于要考慮到對箱體內部空間的安排，其長度，直徑M62L6D7軸段7上安裝軸承，考慮到軸段3也選用32318圓錐滾子軸承，這樣可以將產(chǎn)生的軸向力相互抵消掉。因此其長度，直徑M947L907D另外軸段1上要有健，選用C型普通圓頭平健。18LHB513軸的強度校核軸的計算簡圖圖512轉矩1TMN8319大帶輪直徑VD60徑向力2RFR572圓周力和軸向力均為0齒輪的直徑CDM16圓周力TFNTCT513480892徑向力1RTR2910TANOSAN1O軸向力FNT0由和求得THR21219735HR96068MNMH781MNMH253072求得12VRVRRF11997354VRRRF3951012MNMV53241MNMV953042圓錐滾子軸承產(chǎn)生的軸向力YRFZ601521截面處彎矩合成MNVH796435375822211由于，可見截面處彎矩更大，是軸的危險截面。MT截面處的當量彎矩2CA22TM28319609534MN78軸的選材為45號鋼，并經(jīng)過調質處理，查機械設計手冊可得抗拉強度極限7。因為，即為，取。2/640MNBB102/45MN2/60MN軸的應力CA327896DWMCAC351022/60/6MNN52II號軸的計算521初步估算II號軸的最小直徑MIND由于此軸上的分度圓直徑和軸徑相似，所以把該軸加工成齒輪軸?？蛇x取45號鋼作為軸的材料并對其進行調質處理。查機械設計手冊可得A113，則33MIN175904PAD702MM1234567圖521為了留有加工余量以及加工的方便，可將最小直徑取值稍微大一些。由于軸承是裝在該軸的最小直徑上，可根據(jù)軸承的相關參數(shù)取值最小直徑為M90522軸的結構設計1軸段1上安裝軸承，為便于安裝軸承內圈，并且要符合標準軸承內徑。查機械設計手冊暫選圓錐滾子軸承，型號為32318，其基本尺寸為MM。所以該軸段長度，直徑645790BTDD83L903D2軸段2由于要考慮到對軸承的定位以及對箱體內部空間的安排，其長度，直徑M1482LM12D3軸段3為軸齒輪段，根據(jù)第一對嚙合齒輪中的小齒輪寬度及齒根圓直