畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 教學單位： 專業(yè)：班級： 學號： 姓名： 指導教師： 完成日期： 目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"緒論 4\o"CurrentDocument"1．1概述 4\o"CurrentDocument"一般卷板機結(jié)構(gòu)及特點分析 5\o"CurrentDocument"2．1輥卷板機 5\o"CurrentDocument"2．2三輥卷板機 6\o"CurrentDocument"2．2．1對稱式三棍卷板機結(jié)構(gòu)及特點 6\o"CurrentDocument"方案的確定 6\o"CurrentDocument"傳動設(shè)計 7\o"CurrentDocument"3．2主傳動系統(tǒng)的確定 7\o"CurrentDocument"主電機的選擇和計算 8\o"CurrentDocument"上下輥的參數(shù)選擇計算 8\o"CurrentDocument"主電機的功率確定 9\o"CurrentDocument"上輥的設(shè)計計算校核 17\o"CurrentDocument"上輥結(jié)構(gòu)設(shè)計及受力圖 17\o"CurrentDocument"剛度校核 17\o"CurrentDocument"上輥強度校核 18\o"CurrentDocument"疲勞強度安全強度校核 18\o"CurrentDocument"4.3下輥設(shè)計計算及校核 20\o"CurrentDocument"下輥結(jié)構(gòu)及受力圖 20\o"CurrentDocument"下輥剛度校核： 21\o"CurrentDocument"下輥彎曲強度校核： 21\o"CurrentDocument"下輥疲勞強度校核 22\o"CurrentDocument"5減速器的設(shè)計計算 24\o"CurrentDocument"5．1傳動方案的分析和確定 24\o"CurrentDocument"5．2減速器傳動裝置總的傳動比和各級傳動比的分配 25\o"CurrentDocument"總的傳動比 25\o"CurrentDocument"5．3傳動裝置各軸的參數(shù)計算 25\o"CurrentDocument"各軸轉(zhuǎn)速 25各軸功率 25\o"CurrentDocument"各軸轉(zhuǎn)矩 26\o"CurrentDocument"5．4齒輪傳動設(shè)計 26\o"CurrentDocument"第一級傳動設(shè)計 27\o"CurrentDocument"第二級傳動設(shè)計： 302.軸承的潤滑：因軸承的速度V》1.5-2m/s，故采用飛濺潤滑。 33結(jié)論 34\o"CurrentDocument"參考文獻 35緒論1．1概述卷板機是一種將金屬板材卷彎成筒形、弧形或其他形狀工件的通用設(shè)備。根據(jù)三點成圓的原理，利用工作輥相對位置變化和旋轉(zhuǎn)運動使板材產(chǎn)生連續(xù)的塑性變形，以獲得預定形狀的工件。該產(chǎn)品廣泛用于鍋爐、造船、石油、化工、木工、金屬結(jié)構(gòu)及其它機械制造行業(yè)。卷板機采用機械傳動以有幾十年的歷史，由于結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，造價低廉，至今在中、小型卷板機中仍廣泛應(yīng)用。卷板機作為一個特殊的機器，它在工業(yè)基礎(chǔ)加工中占有重要的地位。凡是鋼材成型為圓柱型，幾乎都用卷板機輥制。其在汽車，軍工等各個方面都有應(yīng)用。根據(jù)不同的要求，它可以輥制出符合要求的鋼柱，是一種相當實用的器械。在國外一般以工作輥的配置方式來劃分。國內(nèi)普遍以工作輥數(shù)量及調(diào)整形式等為標準實行混合分類，一般分為：1）、三輥卷板機：包括對稱式三輥卷板機、非對稱式三輥卷板機、水平下調(diào)式三輥卷板機、傾斜下調(diào)式三輥卷板機、弧形下調(diào)式三輥卷板機和垂直下調(diào)式三輥卷板機等。2）、四輥卷板機：分為側(cè)輥傾斜調(diào)整式四輥卷板機和側(cè)輥圓弧調(diào)整式四輥卷板機。3）、特殊用途卷板機：有立式卷板機、船用卷板機、雙輥卷板機、錐體卷板機、多輥卷板機和多用途卷板機等。卷板機采用機械傳動已有幾十年的歷史，由于結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，造價低廉，至今在中、小型卷板機中仍廣泛應(yīng)用。在低速大扭矩的卷板機上，因傳動系統(tǒng)體積龐大，電動機功率大，起動時電網(wǎng)波動也較大，所以越來越多地采用液壓傳動。近年來，有以液壓馬達作為源控制工作輥移動但主驅(qū)動仍為機械傳動的機液混合傳動的卷板機，也有同時采用液壓馬達作為工作輥旋轉(zhuǎn)動力源的全液壓式卷板機。卷板機是一種通用性及適應(yīng)性較高的彎曲整形機械。為提高卷板機的工作效率，提高制品的加工精度，減輕勞動強度，改善工作條件，通常采用板料送料工作臺、輔助操作機械、托架平臺以及支承滾道等輔助設(shè)備。國外有些廠家已有配上自動焊接機、下料機械手等成線或單元供貨。一般卷板機結(jié)構(gòu)及特點分析2．1輥卷板機雙輥卷板機的原理如圖2.1所示2.1雙輥卷板機工作原理圖上輥是鋼制的剛性輥，下輥是一個包有彈性的輥，可以作垂直調(diào)整。當下輥旋轉(zhuǎn)時，上輥及送進板料在壓力作用下，壓人下輥的彈性層中，使下輥發(fā)生彈性變形。但因彈性體的體積不變，壓力便向四面?zhèn)鬟f，產(chǎn)生強度很高，但分布均勻的連續(xù)作用的反壓力，迫使板料與剛性輥連續(xù)貼緊，目的是使它隨著旋轉(zhuǎn)而滾成桶形。上輥壓人下輥的深度，既彈性層的變形量，是決定所形成彎曲半徑的主要工藝參數(shù)。根據(jù)實驗研究，壓下量越大，板料彎曲半徑越??；但當壓人量達到某一數(shù)值時，彎曲半徑趨于穩(wěn)定，與壓下量幾乎無關(guān)，這是雙輥卷板機工藝的一個重要特征。雙輥卷板機具有的優(yōu)點：1.不必端頭彎曲，加工速度快；2.在一次行程中有做高精度成型的可能；3.板坯即使是經(jīng)過沖孔、切口、起伏成型等加工，也不致產(chǎn)生折裂及不規(guī)則翹曲等；4.不產(chǎn)生皺折，不在制件表面造成劃痕；5.如果把棍輪的壓下量取大，即使倆棍輪的間距有所變動而制件的直徑也不發(fā)生變化，因此設(shè)備精度不是很高也行，使用的是簡單的裝置等等。另一方面，二棍卷板機的缺點是1.由于相對于制件直徑的每一個變化都需要制作導向輥輪，故不適于多品種小批量生產(chǎn)；2.不能做厚板的加工（最大加工板料6~9mm）。2．2三輥卷板機三輥卷板機是目前最普遍的一種卷板機。利用三輥滾彎原理，使板材彎曲成圓形，圓錐形或弧形工作。2．2．1對稱式三棍卷板機結(jié)構(gòu)及特點對稱式三棍卷板機，由工作輥、機架、傳動系統(tǒng)和機座等組成。通常兩個下輥為主動輥，相對于上輥作對稱布置，上輥為從動輥，可垂直調(diào)節(jié)，所以也稱對稱上調(diào)式三棍卷板機。機器一側(cè)安裝有傾倒軸承，稱為機器的傾倒側(cè)，另側(cè)安裝有傳動系統(tǒng)，稱為機器的傳動側(cè)。除去全機械傳動的對稱式三棍卷板機，還有半液壓半機械傳動的對稱式三棍卷板機。傳動側(cè)的翹起機構(gòu)和傾倒側(cè)的軸承傾倒機構(gòu)均是為方便卸下卷制成形的筒件。通過傾倒機構(gòu)能把軸承體傾倒85°~90°，翹起機構(gòu)可把上工作輥翹起1°~3°。在中小型對稱式三棍卷板機中大多采用手動傾倒機構(gòu)和手動翹起機構(gòu)。在大型的對稱式三棍卷板機中，大多采用液壓驅(qū)動的翹起機構(gòu)傾倒機構(gòu)。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，質(zhì)量輕、易于制造、維修、投資小、兩側(cè)輥可以做的很近。形成較準確，但剩余直邊大。一般對稱三輥卷板機減小剩余直邊比較麻煩。方案的確定通過上節(jié)一般小型卷板機結(jié)構(gòu)特點的分析，根據(jù)各種類型卷板機的特點，再根據(jù)三輥卷板機的不同類型所具有的特點，最后形成本設(shè)計方案，12x2000對稱上調(diào)三輥卷板機。雙輥卷板機不需要預彎、結(jié)構(gòu)簡單，但彎曲板厚受限制，只適合小批量生產(chǎn)。雖然三輥卷板機不能預彎，但是可以通過手工或其它方法進行預彎。

傳動設(shè)計對稱上調(diào)式三輥卷板機如圖3所示：它是以兩個下輥為主動輪，由主動機、聯(lián)軸器、減速器及開式齒輪副驅(qū)動。上輥工作時，由于鋼板間的摩擦力帶動。同時作為從動軸，起調(diào)整擠壓的作用。由單獨的傳動系統(tǒng)控制，主要組成是：上輥升降電動機、減速器、蝸輪副、螺母。工作時，由蝸輪副轉(zhuǎn)動蝸輪內(nèi)螺母，使螺桿及上輥軸承座作升降運動。兩個下輥可以正反兩個方向轉(zhuǎn)動，在上輥的壓力下下輥經(jīng)過反復的滾動，使板料達到所需要的曲率，形成預計的形狀。3．2主傳動系統(tǒng)的確定圖3.2傳動系統(tǒng)所以選用了圓柱齒輪減速器，減速器通過聯(lián)軸器和齒輪副帶動兩個下輥工作。4動力設(shè)計主電機的選擇和計算上下輥的參數(shù)選擇計算1.已知設(shè)計參數(shù)：加工板料：Q235-A屈服強度：as=235MPa抗拉強度：ab=420MPa輥材：50Mn 屈服強度：as=930MPa抗拉強度：ab=1080MPa硬度：HBSW229HB板厚：s=8-12mm板寬：b=2000mm滾筒與板料間的滑動摩擦系數(shù)：m=0.18滾筒與板料間的滾動摩擦系數(shù)：f=0.8（冷卷）無油潤滑軸承的滑動摩擦系數(shù)：卩=0.05板料截面形狀系數(shù)：K1=1.5（矩形）板料相對強化系數(shù)：K0=11.6（A3鋼）板料彈性模量：E=2.06X105MPa卷板速度：V$6m/min2.確定卷板機基本參數(shù)下輥中心矩：t=（12~14）s=390mm（1 1A上輥直徑：D=——?——t=300mma1.3 1.1丿下輥直徑：D=6.8?0.9）D二240mmca上輥軸直徑：d=（0.5?0.6）D=180mmaa下輥軸直徑：d=6.5?0.6）D=130cc最小卷圓直徑：D=6.25?2.5）D=600mmna筒體回彈前直徑：D'= °=506.607mmn 5D1+2M—S n-0ES

其中M為常數(shù)，M=K+竺o。0012Dn4.1.2主電機的功率確定因在卷制板材時，板材不同成形量所需的電機功率也不相同，所以要確定主電機功率，板材成形需按四次成形計算：1．成形40%時1）板料變形為40%的基本參數(shù)D0.41．成形40%時1）板料變形為40%的基本參數(shù)D0.4R0.4二仝二506.607二1266.518mm0.4 0.4D+S1266.518+12 639259=—04 = =639.259mm2sina0.43902= = =0.235rjS2+D2 639'259+6****+120tana0.4二0.242M二0.WM二0.Wx51.5+11.6x12]2x639.259丿x4.8x104x2352）板料由平板開始彎曲時的初始彎矩M1M=KW5=1.5x4.8x104x235=1.692x107(kgf-mm)11二1.815x107(kgf-mm)4）消耗于變形的扭矩M（Rn10》R')0.4M=(M+M:

n1 10.IR0.4R0丿=(1.692+1.815)x107x240x 4二3.292x106(kgf-mm)上輥受力：P=

a0.4(P=

a0.4(R+0.42M04

S\tana0.42x応15x107 =2.325x105kgf(639.259+6)x0.242下輥受力：P=

c0.40.4Msr+—sina2丿0.4=(1.815x)07 =1.197x105kgf(639.259+6)x0.2355）消耗于摩擦的摩擦阻力矩Mn2M=f(P +2P)+yn2 a0.4 c0.4(Pa0.4D 、c+P?dDca=0.8x(2.325+1.197x2)x105+0.05x(2.325180x240+1.197x130]x1052 300 丿二2.315x106(kgf-mm)6）板料送進時的摩擦阻力矩Mn3DcDaM=f(P +2P )DcDan3 a0.4 c0.4 a0.4180x180x240\x105=0.8x(3.292+2.325x2)x105+0.05xl2.325x2x300丿=1.381x106(kgf-mm)7）拉力在軸承中所引起的摩擦阻力矩Mn4M+MM=n1 n3x卩dn4 Dcc=(3.292+13.81)x105x0.05x130=1.519x105(kgf-mm)240卷板機送進板料時的力矩M

M二mPD二0.18x1.197x105x240二5.171x106（kgf-mm）0cc9）卷板時板料不打滑的條件：M>M+MTOC\o"1-5"\h\z0 n1 n3M+M二3.292x106+1.381x106二4.673x106（kgf-mm）n1 n3因為M>M+M，所以滿足。0 n1 n310）驅(qū)動功率：M二M+M+M=（3.292+2.315+1.381）x106二5.769x106（kgf-mm）n n1 n2 n3N二M+》pff+N二M+》pff+pd]-|V2丿」dnc=k.769x106+3.522x105（0.8+0.05x2x0.1二7.954kw240x0.82．成形70%時1）板料變形為70%的基本參數(shù)D0.7R0.7D0.7R0.7=n= =723.724mm0.7 0.7D+S723.724+12 3678622? t'2sina = — = =0.3950.7 R'+s+D367.862+6+1200.7 -/2c2tana二0.4290.42）板料變形70%時的最大彎矩M0.7廠KS、M=K+ 0Wx50.7fi2R）s0.7='1.5+11.6x12]x4.8x104x235I2x367.862丿二1.905x107（kgf-mm）3）消耗于變形的扭矩M （R——>R）n1 0.4 0.7

M=(M +M:n1 0.7 0.4R0.4丿=(1.905+1.851)x107x、367.862—639.259丿240x—M=(M +M:n1 0.7 0.4R0.4丿=(1.905+1.851)x107x、367.862—639.259丿240x—4二2.601x106(kgf-mm)上輥受力：P=a0.7R'0.72Mtana= 2x1.905x107 =2376kf(367.862+6)x0.429-.gf0.7下輥受力：P=c0.7R'+—0.7 2丿1.905x107 10 = =1.289x105kgf. (367.862+6)x0.395sina0.74）消耗于摩擦的摩擦阻力矩Mn2M=f(P +2P )+yn2 a0.7 c0.7(Pa0.7dD 」ad+P?d2Dca=0.8x(2.376+1.289x2)x105+0.05xl2.376180x240+1.289x130]x1052 300 丿二2.428x106(kgf-mm)5）板料送進時的摩擦阻力矩Mn3M=f(P +2P )+yPn3 a0.7 c0.7 a0.7dD——a c2Da=0.8x(2.376+1.289x2)x105+0.05xl2.376x180x240'2x300丿x105二1.423x106(kgf-mm)6）拉力在軸承中所引起的摩擦阻力矩Mn4M+MM= n1 n3xRdn4 Dc

二(2.601+1.423)x106x0.05x130二1.308x105(kgf-mm)240卷板機送進板料時的力矩M0M=mPD=0.18x1.289x105x240=5.568x106(kgf-mm)0cc卷板時板料不打滑的條件：M>M+MTOC\o"1-5"\h\z0 n1 n3M+M=2.601x106+1.423x106=4.024x106(kgf-mm)n1 n3因為M>M+M，所以滿足。0 n1 n3驅(qū)動功率：M=M+M+M=(2.601+2.428+1.423)x106=5.169x106(kgf-mm)N=MN=M+》pff+pd1-2V2丿」Dnc=5169x106+3.665x105(0.8+0.05x75)]2x0.1=7.408kw240x0.83.成形100%時1）板料變形為100%的基本參數(shù)D'=506.607mm1.0R'DR'D'+S506.607+12=259.304mm1.0sma = = =0.5061-0R；o+S2+Dc2 259.304+6+120tana=0.5870.42)板料變形100%時的最大彎矩M1.0(KS)M=K+-^Wx5l.oI1 2R'丿s1.01.5+11.6x12]2x639.259丿x4.8x104x235二1.995x107(kgf-mm)3）消耗于變形的扭矩M （R'0.9n13）消耗于變形的扭矩M （R'0.9n1)1.0M=(M +M:n1 1.0 0.9IR1.0R0.9丿=(1.995+1.965)x107、259.304—287.45丿240x—4=8.972x105(kgf-mm)上輥受力：P=a1.0R'1.0P=a1.0R'1.02M——S)+—tana2丿1.0=2x1.995x107=(259.304+6)x0.506=2.972x105kgf下輥受力：P=c1.0R'1.0MS丫+—sina2丿1.01.995xf7 =1.281x105kgf(259.304+6丿x0.5874）消耗于摩擦的摩擦阻力矩Mn2M=f(P +2P)+yn2 a1.0 c1.0(Pa1.0DcDa1

?dc丿180x240+1.281x1301x1052 300 丿=0.8x(2.972180x240+1.281x1301x1052 300 丿二2.725x106(kgf-mm)5）板料送進時的摩擦阻力矩Mn3DcDaM=f(P +2P)DcDan3 a1.0 c1.0 a1.0=0.8x(2.972+1.281x2)x105180x240\+0^5-2?972x2x300丿x105二1.727x106(kgf-mm)6）拉力在軸承中所引起的摩擦阻力矩Mn4M+MM=——n1 n3XRdn4 Dcc=8.529x105(kgf-mm)7） 卷板機送進板料時的力矩M0M二mPD二0.18x1.281x105x240二5.534x106（kgf-mm）0cc8） 卷板時板料不打滑的條件：M>M+MTOC\o"1-5"\h\z0 n1 n3M+M二8.972x105+1.727x106二2.624x106(kgf-mm)n1 n3因為M>M+M，所以滿足。0 n1 n3驅(qū)動功率：M二M+M+M=(0.897+1.727+0.853)x106二4.485x106(kgf-mm)n n1 n2 n3N=N=M+Ypff+Rd1JV2丿」Dnc=?485x106+4?2533105(0-8+0.05x加鍛=7-019kw綜合上述的計算結(jié)果總匯與表4表4計算結(jié)果總匯成形量計算結(jié)果40%70%100%簡體直徑（mm）1266.518723.724506.607簡體曲率半徑R'mm）639.259367.862259.304初始變形彎矩M1（kgf?mm）1.692X107村料受到的最大變1.815X1071.905X1071.995X107

形彎矩M(kgf.mm)上輥受力Pa(kgf)2.325X1052.376X1052.972X105下輥受力Pc(kgf)1.197X1051.289X1051.281X105村料變形彎矩Mnl(kgf?mm)3.292X1061.869X1068.972X105摩擦阻力扭矩Mn22.321X1062.428X1062.725X106材料送進時摩擦阻力扭矩Mn31.381X1061.423X1061.727X106空載力矩0拉力引起摩擦扭矩Mn41.519X1051.308X1058.529X104Mn1+Mn34.673X1064.024X1062.624X106總力矩M05.171X1065.568X1065.534X106驅(qū)動力矩Mn5.769X1065.119X1064.485X106驅(qū)動功率N(kw)7.9547.4087.0195．主電機的選擇：由表4.1可知，成形量為40%時所需的驅(qū)動功率最大，考慮工作機的安全系數(shù)，電動機的功率選11kw。因YZ系列電機具有較大的過載能力和較高的機械強度，特別適用于短時或斷續(xù)周期運行、頻繁起動和制動、正反轉(zhuǎn)且轉(zhuǎn)速不高、有時過負荷及有顯著的振動與沖出的設(shè)備。其工作特性明顯優(yōu)于Y系列電機，故選YZ160L—6型電機，其參數(shù)如下：N=11kw；r=953r/min；Fa=40%； G=160kw。升降電動機選擇YD系列變極多速三相異步電動機，能夠簡化變速系統(tǒng)和節(jié)能。故選擇YD90S—6/4，其參數(shù)如下：N=0.65kw；r=1000r/min；G=15kg。上輥的設(shè)計計算校核上輥結(jié)構(gòu)設(shè)計及受力圖由上部分計算可知輥筒在成形100%時受力最大：P_P_2.972x105kgf P_1.281x105kgfca剛度校核撓度：_PL—38EI確定公式各參數(shù)：兀D4兀x3004_ _ _3.976x108mm4（la為軸截面的慣性矩）a64 64P二2.972x105kgfE=2.06x105kgfmb=2000mm L=2470mma

得：f_PL

fa_28得：f_PL

fa_28El2.972xlO5x24703384x2.06x105x3.976x108_0.081(2000)3+ (2470丿L1000因為f<[f],3所以上輥剛度滿足要求。aa上輥強度校核危險截面為I、II、III，因I、III相同，且M>M，所以只需校核I、II處:r I口I：PM_-^x235_3.492x107(kgf-mm)r2b M 3.492x10713172f/ )b_r_ ? _13.17(kgf/mm2)max W 兀D3//32b_49(kgf/mm2)bn_i_3.72>1IbmaxI：PLP(L )2M_—--^ —235 —1.078x106(kgf-mm)口 222LJ2 丿Mb —―&—0.414(kgf/mm2)maxWb 49n_—^― —118.357>>1&b 0.414max故安全，強度合乎條件。疲勞強度安全強度校核50Cr：b_1080Mpa_108(kgf/mm2)c_93(kgf/mm2)bs◎二0.20+Q)+100二50.2(kgf/mm2)ab在截面I、II處：r=0II處M<M,i nD300==1d300所以只需校核II、III處: >[S]:S2+S2o r因上輥轉(zhuǎn)矩T=0,故:應(yīng)力集中系數(shù)K=1.66oKoo+申oaark]=1.2~1.5表面質(zhì)量系數(shù)卩二1.8尺寸影響系數(shù)￡二0.60T彎曲平均應(yīng)力oo=

aM5.542——max二W2.651=20.905Mpa502x20.950=15.59>k]om1.8x0.60III處:二1.66B=1.8 ￡=0.6TM=

inx235=3.094x107(kgf-M=

in=131.72MpaM 3.492x=131.72Mpao=max=aW 2.651x106KoPeTo-1o+申oaom502166x131.72=2.479>k]1.8x0.6故：疲勞強度滿足條件。下輥設(shè)計計算及校核下輥結(jié)構(gòu)及受力圖下輥受力如圖4.3受力：FR1圖4.3下輥受力圖二FR2P1.281=三=丁x105=6?405x104如k主電機P=11kw齒輪嚙合效率：n=0.97聯(lián)軸器效率：n=0.9812軸承效率：耳二0.983總傳動效率：n=n3耳3耳2=0.85V二6m/min132P轉(zhuǎn)矩：T=9550 =1.122x106kgf-mmnn=6000=7.958r/min兀x240M二Fx215二6.405x104x215二1.377x107kgf-mmiR12470F=F ———RR12247012=5.212x107kgf-mm(b12(b138—4+＜乙＜乙PL3下輥剛度校核：PL3I為軸截面的慣性矩：r兀D4兀x2404I= = =1.629x108mm464 64撓度：384EIcP二1.281x105kgfb=2000mmE二2.06x104kgf/m L=2470mmcPL384El(b)PL384El(b)3+—IL丿=0.885mmf]=0.0005L=1.235mmCf<[f]c c故：安全。下輥彎曲強度校核：由受力圖知彎曲強度危險截面在II、III處:II處：M=5.219x107kgf-mm T=1.122x106kgf-mmn 2M=J.M2+(aT)2=5.220x107kgf-mm (a=1)an n nc=49kgf-mm0cc=49kgf-mm0max兀d3c32安全系數(shù)：n=^s=1.274>1ncmaxIII處： M=1.377x107T=1.122x107in inM=、M2+T2=1.776x107kgf-mmca ininMc=ca

maxMc=ca

maxW1.776x107x32兀x2403=13.08kgf-mm49安全系數(shù)n=翫=3746＞1故安全’故彎曲強度滿足。4.3.4下輥疲勞強度校核初選I、11、III初選I、11、III、W、V截面:I、III同類;w、V同類；II、W處：T豐0；I、W處：t二0九>sv故僅校核ii、iii、w即可。疲勞強度校核公式S二疲勞強度校核公式S二SS

―6——6 =50.2kgf-mmrDII截面：一rDII截面：一=0 =1dd應(yīng)力集中系數(shù)K=1.666M=5.219x107kgf-mm T=1.122x106N-mnn[s]=1.2?1.5表面質(zhì)量系數(shù)卩=1.8尺寸影響系數(shù)￡=尺寸影響系數(shù)￡=0.88T彎曲平均應(yīng)力6=0mM6=max=38.46MpaaW6S= 6S= -1 6K66+申60￡a6mT50.2=1.245x38.46八+01.8x0.88應(yīng)力集中系數(shù)K=1.73表面質(zhì)量系數(shù)0=0.58尺寸影響系數(shù)￡=應(yīng)力集中系數(shù)K=1.73表面質(zhì)量系數(shù)0=0.58尺寸影響系數(shù)￡=0.55T T彎曲平均應(yīng)力和應(yīng)力副t=t=—=0.413am2WTT-Tp=―1 亠=0.481TT050.2TS= — =rK 1.73x0.413jt+?t +0.413x0.481a6m0.58x0.88T=25.1SS6生1.245x25.1S= = =1.245>ls].■S2+S2 *'1.2452+25.126 T所以：截面II處滿足疲勞強度要求。rDIII截面：一=0—=1Mdd應(yīng)力集中系數(shù)K=1.666=1.776x107kgf-mmT=1.122x106kgf-mmink]=1.2?1.5表面質(zhì)量系數(shù)卩=1.8尺寸影響系數(shù)￡尺寸影響系數(shù)￡=0.88T彎曲平均應(yīng)力6=0m6=a6=aMmaxW=13.08MpaS=-GKdG+pGp￡a GmT50.2=3.662S=-GKdG+pGp￡a GmT50.2=3.662x13.08門+01.8x0.88應(yīng)力集中系數(shù)K=1.73T表面質(zhì)量系數(shù)P=0.58尺寸影響系數(shù)￡=0.55T彎曲平均應(yīng)力和應(yīng)力副T=TaT=——=0.413m 2WTT-Tp=—1 亠=0.481TT0T——150.2KGT+Qp￡aT=25.11.73x0.413+0.413x0.4810.58x0.88SSGT3.662x25.1 ，SSGT=3.624>IS1t'S2+S2 <36622+25.12故滿足疲勞強度要求。W截面:二4.323二4.323x106kgf-mmT二1.122x106N-m兀 兀=d3= x1303=2.157x105mm332c32=丄=0.0231d130D二空二1.846d130表面質(zhì)量系數(shù)卩二0.58應(yīng)力集中系數(shù)表面質(zhì)量系數(shù)卩二0.58G尺寸影響系數(shù)￡=0.88彎曲平均應(yīng)力gTG=

aMmaxW=200.417Mpa50.2KGG+pGp8?GmT=1.8712.12x200.417八+01.8x0.88應(yīng)力集中系數(shù)K=1.73T表面質(zhì)量系數(shù)P=0.58尺寸影響系數(shù)￡=0.55T彎曲平均應(yīng)力和應(yīng)力副TT T-T=t= =2.601p=—1 亠=0.481am 2W TTT050.2S= -1 = =5.569rK 1.73x2.601jT+?t +0.413x0.481阻aGm0.58x0.88TSSGT1.871x5.569S=gt= =1.6884>k]V;S2+S2 ‘1.8712+5.5692故滿足疲勞強度要求。F=F=6.405x104kgfR1 R2

T二1.122x106kgf-mmM二1.377x107kgf-mmi

M二5.219x107kgf-mmn剛度條件滿足。n=1.274n滿足彎曲強度要求。g廣50.2kgf-mm5減速器的設(shè)計計算5．1傳動方案的分析和確定本設(shè)計的卷板機卷板時所需的大功率是由一個主電機通過減速器傳遞給個下輥來獲得的，為了避免兩下輥發(fā)生干涉，故減速器采用對稱式結(jié)構(gòu)。又因減速器轉(zhuǎn)速較高，而減速器輸也軸轉(zhuǎn)速較低，故總傳動比較大。考慮到經(jīng)濟性，故采用結(jié)構(gòu)簡單、展開式的減速器。傳動方案如圖5.1：

5．2減速器傳動裝置總的傳動比和各級傳動比的分配總的傳動比n953n0=7?074r/min ni=953r/minn=—= =134.719總n7.0740傳動比的分配i總」1Xi2i1=6.2i2=i總5．3傳動裝置各軸的參數(shù)計算各軸轉(zhuǎn)速nI=953r/min=153.71r/minn=153.71r/mininin=住= =32.023rnini4.8n各軸功率各軸輸入效率：n1=0.97 聯(lián)軸器效率：n2=0.99軸承：n3=0.98I軸：Pl=POn01=11X0.99=10.891wII軸：PII=PIn12=10.89x0.98X0.97=10.352kwIII軸：PIII=PIIn23=10.352X0.98X0.97=9.841kw各軸轉(zhuǎn)矩P11電動機軸： T=9550亠=9550x=11.Q3N-mTOC\o"1-5"\h\z0 n 953IP 10.89I軸： T=9550t=9550x =109.129N-mi n 953IP 10.352II軸： T=9550卡=9550x =643.170N-m口 n 153.71nP 9.841III軸： T-9550-m—9550x' -2934.814N-mIn n 32.023In將上述結(jié)果匯總于表5.1以備查用。表5.1減速器參數(shù)表軸名功率(kw)轉(zhuǎn)矩T(N?m)轉(zhuǎn)速n(r/min)傳動比i效率n電動機軸11110.23195310.99rffl車H10.89109.1299530.976.2II軸10.3526432.170153.7100.974.8III軸9.8412934.81432.0230.974.527W軸9.35512623.3827.0710.975．4齒輪傳動設(shè)計因合金結(jié)構(gòu)鋼比碳素調(diào)質(zhì)鋼具有較好塑性和韌性，即有較好的綜合機械性能，再綜合卷板機的工作特性：低速、大功率、交變負荷，所以選擇較為適合的合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr。對于大型減速器，為了提高箱體的強度，選用箱體材料為鑄鐵或鑄鋼。5.4.1第一級傳動設(shè)計1.齒輪參數(shù)選擇1）選用圓柱直齒傳動。2）材料熱處理：因此級傳遞功率校大，磨損嚴重，考慮磨損對齒輪強度的削弱，齒輪材料為40Cr，表面需調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為48—55HRC。3） 選取精度等級：選7級精度（GB10095-88）。4） 選小齒輪數(shù)：Z1=24,Z2=uZ1=148.8,Z2取149齒數(shù)比：u=6.2由于u>5所以采用斜齒0=15。2.按齒面接觸強度計算和確定齒輪尺寸, '2KTu+1(ZZZZd>3―-^-1 —e「N~if_1t 3eud、2mm（1）確定公式內(nèi)各參數(shù)a）試選載荷系數(shù)：Kt=1.3b）小齒輪傳遞扭矩：T1=1.093X105N?mmC）齒寬系數(shù)：e二0.9d材料的彈性影響系數(shù)：Ze=189.9<Mpa 取a=20°z―2cos吒H\sinacosa=2.452屮—J+40,789其中f二0.75F二0.858a1 a2F=F+F二1.608a a1 a2勺「‘cos0=0.983e）按齒面硬度中間值52HRC查得大小齒輪的接觸疲勞強度極限:g=g=1170MpaHlim1Hlim2計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1=60n1JLn=60X953X1X(2X8X300X15)=4.117X109N2=4.117/6.2=6.64X108查得接觸疲勞壽命系數(shù)：ZN1=1.0ZN2=1.0h）計算接觸疲勞許用應(yīng)力:安全系數(shù)S=1t]二Khnlimi二1170X1二1170MpaH1 S 1K tH——HN2 lim^H2 S1170x11—1170Mpa所以:t]-t]—936.36MpaH H12）計算a）試算小齒輪分度直徑d1t：d1t■2KTu+1t1；eudi2x1.3x1.093x105 6.2+1（2.45x189.8x0.983x1.608丫0.96.21170—52.53mmb） 計算圓周速度V：兀dn 兀x56.674x953-.v— 1^-1— —2.621m/s60x1000 60000c） 齒寬b：b—ed—0.9x52.53—47.407mmd1td） 齒寬與齒高之比b/h：模數(shù)： mt=d1t/Z1=52.53/24=2.195mm齒高： h=2.25mt=2.25X2.195=4.939mm齒高之比： b/h=47.407/4.939=9.599e） 計算載荷系數(shù)：根據(jù)v=2.621m/s,7級精度動載荷系數(shù)：Kv=1.11KHa=KFa=1.4使用系數(shù)：KA=1KH0=1.41KF0=1.46故載荷系數(shù)：K=KHKVKHaKHp=1X1.11X1.41X1.4=2.191f）按實際載荷系數(shù)校正分度圓直徑：d—d*K.；k—52.674x彳1.722]3—62.685mm,取d—64mm。g）計算模數(shù)m：m=d1/Z1=52.23/24=2.666mm按齒根彎曲強度設(shè)計：

i2KTcos2卩]YYm>J 4 -i2KTcos2卩]YYm>J 4 -3 0Z2d1 、F(1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值|YYepa） 查大小齒輪的彎曲疲勞強度極限：g=g =680MpaFE1 FE2b） 查得彎曲疲勞壽命系數(shù)：Y=1.0Z=1.0N1 N2c） 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取安全系數(shù)S=1.4rrzg=—N_FlimlF1SF1.0X68014=485.71MpaG]F2Z=—N2_Flim2S1.0X6801.4=485.71Mpad）計算載荷系數(shù)K：K=KKKK=1X1.11X1.4X1.46=2.269AVFaFP查取齒形系數(shù)：Y=2.65Y=2.14Fa1 Fa2查取應(yīng)力校正系數(shù)：Y=1.58Y=1.583Sa1 Sa2YYg）計算大小齒輪的g］鄧并加以比較:FYYra1YYra1]Fp1F12.65x1.58485.71=0.00862YY1.83X2.14卩2]耶2= =0.00806r] 485.71F2YY YY皿=0.00862>^2]FP?=0.00806F1 F2故小齒輪數(shù)值較大。（2）模數(shù)設(shè)計算m>:2xm>:2x2.269x1.093x105xcos215。0.9x242x0.00862x0.716x0.833=1.68mm因為齒輪模數(shù)m的大小是由齒根彎曲疲勞強度計算所得的承載能力決定的，而齒面接觸疲勞強度計算所得的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，又因齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m

大于齒根彎曲疲勞的計算模數(shù)，故取彎曲強度算得模數(shù)m=1.68mm,圓整后m=2mm。校正后的分度圓直徑d1=64mm。齒數(shù)Z1、Z2： Z1=d1/m=64/2=32取Z1=32 Z2=i1XZ1=2000確定：a= =240.184,取a=241mm2cosl5。Z+ZB=arccosT2=15.708°2a幾何尺寸計算a）兩齒輪的分度圓直徑:=71mmd=Zxm==71mmd=Zxm=200x2=400mm221 cos15.708°=2TF= =2TF= 1td12XL。933105=3104.225N71KF——A_t

b3104.225x165=47.757<100N/mb)中心距： a=(d1+d2)/2=241mmc）齒寬：b=Qd=71x0.9=63.9mm故?。篵1=65,b2=60。d15.驗算故：假設(shè)正確，設(shè)計合理。5.4.2第二級傳動設(shè)計：1．齒輪參數(shù)選擇1） 選用圓柱直齒傳動2） 材料熱處理：因此級傳遞功率校大，磨損嚴重，考慮磨損對齒輪強度的削弱，齒輪材料為40Cr，表面需調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為48—55HRC。3） 選取精度等級：選7級精度（GB10095-88）。4） 選小齒輪數(shù)：Z1=24,Z2=iIlXZ1=4.8X24=115.Z2取116齒數(shù)比：u=4.8、2mm、2mm,'2KTu+1(ZZZZd1t、I t1 F「Nlpd1td（1）確定公式內(nèi)各參數(shù)

a） 試選載荷系數(shù)：Kt=1.3b） 小齒輪傳遞扭矩：T1=6.432X105N?mmc） 齒寬系數(shù)：Q二0.9 材料的彈性影響系數(shù)：Z=189.9「麗d Ed） 按齒面硬度中間值52HRC，查得大小齒輪的接觸疲勞強度極限:g=g =1170MpaHlim1Hlim2e）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1=60n1JLn=60X153.71X1X（2X8X300X15）=6.64X108N2=6.64X108/4.8=1.383X108f）接觸疲勞壽命系數(shù)：ZN1=1.0 ZN2=1.0g）計算接觸疲勞許用應(yīng)力：安全系數(shù)S=1「］ KgH 1170x1G =—HN1 lim1= =1170MpaTOC\o"1-5"\h\zH1 S 1r1KGH 1170x1G =—HN2 lim2= =1170MpaH2 S 1所以：rG1=rG1=936.36Mpa所以：H H1（2）計算a）試算小齒輪分度直徑d1ta）試算小齒輪分度直徑d1t：d=1ti2x1.3x6.432xi2x1.3x6.432x105 4.8+1（2x189.8￥X x4.80.91170丿=71.44mmb） 計算圓周速度：兀dn 兀x71.44x153.71____.v= = =0.577m/s60x1000 60000c） 齒寬b：b=Qd=0.9x71.44=64.57mmd1td） 齒寬與齒高之比b/h：模數(shù)：mt=d1t/Z1=71.44/24=2.99mm齒高：h=2.25mt=2.25X2.99=6.723mm齒高之比：b/h=64.57/6.728=9.597e）計算載荷系數(shù)：動載荷系數(shù)：Kv=1.03KHa=KFa=1.1使用系數(shù)：KA=1 KHp=1.323KFp=1.39故載荷系數(shù)：K=KHKVKHaKHp=1X1.03X1.1e）計算載荷系數(shù)：動載荷系數(shù)：Kv=1.03KHa=KFa=1.1使用系數(shù)：KA=1 KHp=1.323KFp=1.39故載荷系數(shù)：K=KHKVKHaKHp=1X1.03X1.1X1.323=1.499f） 按實際載荷系數(shù)校正分度圓直徑：d二d彳k/k=71.744x3；；1-49913二75.232mm,取d二76mm。g） 計算模數(shù)m： m=d1/Z1=75.232/24=3.167mm按齒根彎曲強