機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)18YQP36預(yù)加水盤式成球機(jī)設(shè)計(jì)

專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 1 1 前言 預(yù)加水小料球快速煅燒技術(shù)，小料球快速燒成技術(shù)是立窯煅燒的一項(xiàng)重要技術(shù)進(jìn)步，目前應(yīng)用十分成功的企業(yè)并不多，主要原因是前幾年預(yù)加水成球系統(tǒng)的控制技術(shù)和設(shè)備還不太過關(guān)，小料球的操作控制要點(diǎn)還沒完全掌握，目前預(yù)加水成球技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到第六代產(chǎn)品，設(shè)備及控制系統(tǒng)基本過關(guān)。 這些都是能否取得高產(chǎn)量、高質(zhì)量料球的保證，從而提高水泥的煅燒質(zhì)量和產(chǎn)量。 本課題來源于江蘇海建集團(tuán) ，該公司為了適應(yīng) 現(xiàn)代 立窯水泥生產(chǎn)的需要， 設(shè)計(jì)產(chǎn)量為 25t/h的預(yù)加水 盤式 成球機(jī)。他們提出了以下幾個(gè) 技術(shù)要求 ： a 產(chǎn)量為 25t/h； b 盤體 工 作面 直徑為 3.6m； c. 結(jié)構(gòu)緊湊，工作連續(xù)穩(wěn)定； d. 節(jié)能、高效、環(huán)保。 在楊曉紅老師的指導(dǎo)下，首先進(jìn)行方案論證。 通過討論研究，最終確定采用可調(diào)盤高 式 盤體、無動(dòng)力刮刀系統(tǒng)、電機(jī) 皮帶 ZQ減速機(jī) 直齒輪副 成球盤的傳動(dòng)方式。然后根據(jù)分析的結(jié)果，開始計(jì)算軸向力、扭矩以及功率。分析擬定傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，分配各級(jí)傳動(dòng)比，進(jìn)而進(jìn)行傳動(dòng)零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核。然后對(duì)盤式預(yù)加水成球機(jī)進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 YQP36預(yù)加水 盤式 成球機(jī)改變了以往所成料球粒徑大，料球耐壓強(qiáng)度和孔隙率質(zhì)量低 的缺陷。并且采用無動(dòng)力刮刀系統(tǒng)，大大地節(jié)省了電耗和維護(hù)費(fèi)用。 本課題新穎實(shí)用，在技術(shù)上有較大改進(jìn)，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。該預(yù)加水 盤式 成球機(jī)將具有很大的市場(chǎng)前景。 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 2 2 總體方案論證 2.1 料球的技術(shù)要求及對(duì)成球盤的技術(shù)調(diào)整分析 高質(zhì)量的料球 與 成球 機(jī) 的盤轉(zhuǎn)速、盤傾角、盤邊高等的選擇和調(diào)整有直接的關(guān)系。轉(zhuǎn)速高時(shí)，成球時(shí)間縮短，孔隙率提高，料球炸裂溫度提高，爆球率低；轉(zhuǎn)速太高將很難成球。一般取 12 13r/min。適當(dāng)增大，可降低爆球率，一般取值在45 55 范圍內(nèi)。傾角的調(diào)整要與盤徑、 轉(zhuǎn)速、邊高綜合考慮。一般盤邊高 H=（ 0.14 0.19） D。在不影響成球質(zhì)量前提下，為降低爆球率，可適當(dāng)減少邊高。 2.2 盤體的技術(shù)分析論證 對(duì)于老式的盤邊高偏高的盤邊改進(jìn)為盤邊高為 400 500mm的可調(diào)式的盤邊，從而提高了成球質(zhì)量和煅燒質(zhì)量。成球盤使用時(shí)間越長(zhǎng)，盤底平面和側(cè)平面變形較大，這將增加成球機(jī)的工作負(fù)荷，極易燒壞電機(jī)、損壞減速機(jī)和傳動(dòng)齒輪。采用型鋼可以提高盤體強(qiáng)度，解決此 類 問題。成球盤擴(kuò)徑主要是提高成球盤的造球能力和料球質(zhì)量。 2.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的技術(shù)分析論證 傳動(dòng)裝置一般為整個(gè)成球 機(jī) 正常穩(wěn)定運(yùn)行的 關(guān)鍵。以往采用傘齒輪副傳動(dòng)，傳動(dòng)方式路線為電機(jī) 皮帶 ZQ 減速機(jī) 傘齒輪副 成球盤。這種傳動(dòng)方式下的球盤負(fù)荷較重時(shí)會(huì)導(dǎo)致的間隙配合的孔鍵相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生黏附磨損和變形，甚至斷齒?，F(xiàn)在更多采用直齒輪副傳動(dòng)，也有通過行星減速機(jī)直接帶動(dòng)的。 常用的減速機(jī)有三種型式，圓柱齒輪減速機(jī)、行星減速機(jī)和擺線針輪減速機(jī)。其中采用圓柱齒輪減速機(jī)較合適，而采用行星減速機(jī)和擺線針輪減速機(jī)常會(huì)出現(xiàn)因球盤起動(dòng)扭矩大，傳動(dòng)系統(tǒng)剛度不足，故障多，有漏油問題。相對(duì)而言圓柱齒輪減速機(jī)傳動(dòng)穩(wěn)定，噪音小，齒面接觸穩(wěn)定，在潤(rùn)滑保養(yǎng)良好的條件下，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定 。對(duì)于圓柱齒輪減速機(jī)，其高速軸伸出端在下側(cè)，唇形橡膠密封圈極易磨損，潤(rùn)滑油大量外泄導(dǎo)致缺油、軸承壽命縮短的問題。改進(jìn)為將高速軸伸出端與低速軸同在減速箱的上側(cè)，原伸出孔由端蓋靜密封。改進(jìn)后密封圈略有磨損，不致大量漏油，從而避免缺油事故。 另外，對(duì)成球盤減速機(jī)輸入軸采用花鍵聯(lián)接的，因?yàn)檫@樣的孔軸聯(lián)接是間隙配合，所以傳動(dòng)上存在著諸多缺陷。采用平鍵雙鍵聯(lián)接避免了在與軸安裝時(shí)的間隙配合，從而導(dǎo)致的在盤內(nèi)物料無法卸空的環(huán)境下花鍵由于承受不了較大的慣性力而失效的問題。在強(qiáng)度達(dá)到要求的前提下，平鍵采用過盈配合能保證扭矩的正 常傳遞。 2.4 刮刀系統(tǒng)的分析論證 固定形式底刮刀裝置常采用角鋼和耐磨鋼板制成斷面為三角的整體刮刀。其優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝檢修，無動(dòng)力。缺點(diǎn)有成球盤旋轉(zhuǎn)阻力大，振動(dòng)大，刮刀易磨損?；顒?dòng)形式的底刮刀裝置有以下幾種： 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 3 a. 無動(dòng)力點(diǎn)觸式旋轉(zhuǎn)刮刀裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，刮灰阻力小，成球質(zhì)量相對(duì)較高，零電耗； b. 電動(dòng)往復(fù)式底刮刀裝置，成球盤旋轉(zhuǎn)阻力極小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需經(jīng)常維護(hù)； c. 電機(jī)拖動(dòng)擺線針輪減速機(jī)形式的底刮刀裝置，它具有較好的“刮全性能”阻力小，成球質(zhì)量高，節(jié)能效果顯著，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高。 現(xiàn)在為 了能向節(jié)能這要求上發(fā)展，更流行采用無動(dòng)力式刮刀，其相對(duì)于有動(dòng)力刮刀大大降低了電耗。 固定式邊刮刀由于所刮的物料量不同使刀角磨損成弧形，最后造成盤角積料過多，加快了刀的磨損。這里采用活刮刀，在機(jī)械機(jī)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)邊刮刀隨滑柱沿盤邊上下移動(dòng)，當(dāng)成球盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，盤邊即被刮凈，從而保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。 面對(duì)無動(dòng)力刮刀在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所出現(xiàn)的刮刀桿的刮底作用不均勻，刮刀損壞，成球質(zhì)量差的問題，在刮刀盤的機(jī)架上安裝一飛輪從而起到調(diào)節(jié)刮刀盤轉(zhuǎn)速的作用，使其能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣解決了成球質(zhì)量差的問題，減低了電耗和制造使用成本。 2.5 刮刀 盤、刮刀桿和刀頭分析論證 刮刀盤從形狀上分為五邊形刮刀盤和六邊形刮刀盤。 采用圓柱形刮刀桿的五爪無動(dòng)力刮刀時(shí)，即采用五邊形刮刀盤，存在刀桿不易夾緊，徹底清盤一次的周期長(zhǎng)，清料阻力大，成球盤動(dòng)力消耗高等缺陷。將其改進(jìn)為方形刮刀桿和在刀頭焊接耐磨的硬質(zhì)合金刀頭。從而利于刮刀桿的夾緊，縮短了清盤周期，也有利于清除粘附在成球盤面上的物料，減小了成球盤的運(yùn)轉(zhuǎn)阻力和提高了刮刀的使用壽命。另外采用十爪無動(dòng)力刮刀，即在五邊形刮刀盤各邊中間多裝配一根刮刀桿，其優(yōu)越性更加突出。刮刀底焊 YT15-A325銅焊合金，作為刀頭。刮刀 與盤邊盤底距離保持 3 8cm。設(shè)計(jì)一五等分支架，可用角鋼（ 5#和 6#）焊接，然后焊卡板把刮 條 固定在支架上。 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 4 3 盤式 預(yù)加水 成球機(jī)綜合參數(shù)計(jì)算 3.1 生產(chǎn)能力計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn) 21， 可知 預(yù)加水 盤式 成球法的生產(chǎn) 經(jīng)驗(yàn)公式 如下： G=（ 1.5 2.0） D2 （ 3-1） D 成球盤直徑， m； G 生產(chǎn)能力， KW。 已知 G= Q= 25t/h, 求得 D 3.6m。 3.2 功率計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn) 21，可知預(yù)加水 盤式 成球所需功率相對(duì)滴水成球的小，其經(jīng)驗(yàn)公式如下： N=（ 1.2 1.5） D2 （ 3-2） D 成球盤直徑， m； N 成球盤所需功率， KW。 由 D=3.6m， N=（ 1.2 1.5） 3.62KW=（ 15.6 19.44） KW 根據(jù)參考文獻(xiàn) 25，可知預(yù)加水 盤式 成球 功率計(jì)算公式： No=0.2KHR2n 1（ 3-3） No 成球盤傳動(dòng)所需功率， KW； K 刮刀阻力系數(shù)，當(dāng)采用固定刮刀時(shí)， K=1.5； 料球體積密度； 機(jī)械傳動(dòng)效率， =0.85 0.9。 取 H=0.6m、 R=1.8m、 n=12r/min、 =0.85， No=0.2 1.5 0.7 1.82 12 1.2 1 0.85KW=11.52KW 電機(jī)功率： N=K1 No （ 3-4） K1 備用系數(shù)，一般 K1=1.2 1.5。 D較大時(shí)取低值，反之取高值。取 K1=1.4。 N=1.4 11.52KW=16.14KW 主機(jī)功率取 N=18.5KW 3.3 成球機(jī)盤高計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn) 25，可知預(yù)加水 盤式 成球機(jī)盤高計(jì)算公式： H=（ 0.16 0.2） D （ 3-5） H 盤邊高， m； D 盤直徑， m。 由 D=3.6m 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 5 H=（ 0.16 0.2） 3.6m=（ 0.576 0.72） m 3.4 成球機(jī)轉(zhuǎn)速 計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn) 25，可知預(yù)加水 盤式 成球機(jī)盤體 臨界轉(zhuǎn)速 計(jì)算公式： nKP= 42.4D s in c o sf（ 3-6） D 圓盤直徑， m; nKP 圓盤 臨界轉(zhuǎn)速， r/min。 取 =49o、 f=tg35 o=0.7 nKP= 4 2 . 4 s i n 4 9 0 . 7 c o s 4 93 . 6 oor/min=12.15r/min 可知預(yù)加水 盤式 成球盤為全盤成球，圓盤工作轉(zhuǎn)速計(jì)算公式如下： nP= 23D（ 3-7） nP 工作轉(zhuǎn)速， r/min。 nP= 233.6r/min =12.122r/min 3.5 圓盤傾角計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn) 25，取預(yù)加水 盤式 成球機(jī)盤體傾角為 45o 55o。 3.6 料球運(yùn)動(dòng)基本方程 查 根據(jù)參考文獻(xiàn) 25，可知預(yù)加水 盤式 成球機(jī)料球運(yùn)動(dòng)基本方程： 圖 3-1 料球受力圖 cos 2 19 0 0 ( s i n c o s )Rnf （ 3-8） 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 6 R 圓盤半徑， m； n 圓盤轉(zhuǎn)速， r/nim； 圓盤與水平面的傾角，度； f 料球與盤面的摩擦系數(shù)； 料球脫離角，度。 cos 21 . 8 1 2 19 0 0 ( s i n 4 9 0 . 7 c o s 4 9 ) =0.975 得 =12.94 根據(jù)參考文獻(xiàn) 22，根據(jù)預(yù)加水 盤式 成球機(jī)是全盤成球，在計(jì)算存料體積上有公式（ 5-48）： V= 22 1.253 HR=0.833 2HR =0.208 2HD （ 3-9） H 盤邊高， m; V 盤內(nèi)存料量的體積， m3。 取 H=0.6m V=0.208 0.6 3.62m3=1.62 m3 存料量 公式： q=V （ 3-10） 盤內(nèi)物料的密度，水泥生料 =1.2t/ m3 q=1.62 1.2t=1.94t 盤內(nèi)物料中心坐 標(biāo)計(jì)算： 根據(jù)參考文獻(xiàn) 22，坐標(biāo)公式： 圖 3-2 盤體重心坐標(biāo)圖 = 4282tg RV （ 3-11） = 2482tg RV（ 3-12） 由 tg =2HR（ 3-13） V=0.833HR2 （ 3-14） X= = 3 . 63 . 1 4 2 0 . 4 2 41 6 0 . 8 3 3 1 6 0 . 8 3 3R mm 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 7 Y= = 3 . 1 4 0 . 6 0 . 0 3 56 4 0 . 8 3 3 6 4 0 . 8 3 3H mm 盤式預(yù)加水成球機(jī)提升功率 ： N1=0.0482nHD3=0.0482 11.7 0.6 3.63=15.78KW18.5KW 的圓柱齒輪傳動(dòng)減速機(jī)有 ZQ65-20、 ZQH65-20（ JB1585-75） 。 查 參考文獻(xiàn) 34得 ZQ65-20減速機(jī)規(guī)格尺寸： 中心距： a=650、 a1=250、 a2=400；中心高： Hc= 01.5320；最大外形尺寸： L=1278、B=470、 H=700；高速軸： B1=430；低速軸： B2=430、 B3=342、 L1=830、 L2=183、 L3=495；主動(dòng)軸： d1=60、 d2=110、 L1=290、 L2 =108、 K1=32.5、 b1=18、 B1=420；被動(dòng)軸： d3=110、d4=125、 L3=265、 L4=165、 t2=127、 b2=36、 B2=452。 4.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的各參數(shù) 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 9 4.3.1 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比 4.3.1.1 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為 i=123.8 4.3.1.2 分配各級(jí)傳動(dòng)比 i 帶 =3、 i 減速機(jī) =20、 i 齒輪 =2.06 4.3.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù) 4.3.2.1 各軸轉(zhuǎn)速 軸 ： n =mni帶（ 4-1） = 1440 / m i n 4 8 0 / m i n3 rr 軸 ： n =ni減（ 4-2） 480 / m i n 2 4 / m i n20 rr 軸 ： n =ni齒（ 4-3） 24 / m i n 1 1 . 7 / m i n2 . 0 6 r r n 盤4.3.2.2 各軸功率 軸 ： P =PO O =PO 帶 （ 4-4） =18.5 0.95KW=17.58KW 軸 ： P =P =P 軸承 1 齒輪 軸承 2 齒輪 （ 4-5） =17.58 0.99 0.98 0.99 0.98KW=16.54KW 軸 ： P =P =P 軸承 3 齒輪 =P 盤 （ 4-6） =16.54 0.99 0.98KW=16.05KW 4.3.2.3 各軸轉(zhuǎn)矩 軸 ： T =9550Pn（ 4-7） 1 7 . 5 89 5 5 0 3 4 9 . 7 7480 N m N m 軸 ： T =9550Pn（ 4-8） 1 6 . 5 49 5 5 0 6 5 8 1 . 5 424 N m N m 軸 ： T =9550Pn（ 4-9） 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 10 1 6 . 0 59 5 5 0 1 3 1 0 0 . 6 41 1 . 7 N m N m =T 盤 將運(yùn) 動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表 （ 4-2） : 表 4-2 各軸參數(shù)表 參 數(shù) 軸 名 電動(dòng)機(jī)軸 軸 軸 軸 轉(zhuǎn)速 n/r min-1 1440 480 24 11.7 功率 P/KW 18.5 17.58 16.54 16.05 轉(zhuǎn)矩 T/N m 122.69 349.77 6581.54 13100.64 傳動(dòng)比 i 3 20 2.06 效率 0.95 0.94 0.97 5 機(jī)械傳動(dòng)件設(shè)計(jì) （以下所有公式來自于 參考文獻(xiàn) 31） 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 11 5.1 皮帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一 V 帶傳動(dòng)。已知該傳動(dòng)為帶 式傳動(dòng)系統(tǒng)中的高速級(jí)傳動(dòng) ,所需傳動(dòng)功率P=18.5KW, 由 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) , 轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min, 從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2=480r/min。 5.1.1 選擇 V帶型號(hào) 查 表 4.6得工作情況系數(shù) KA=1.4，由式（ 4.22） PCA=KAP （ 5-1） =1.4 18.5KW=25.9KW 按 PCA=25.9KW、 n1=1440r/min查圖 4.11選 C型 V帶。 5.1.2 確定帶輪直徑 dd1、 dd2 5.1.2.1 選取小帶輪直徑 dd1 參考圖 4.11及表 4.4，選取小帶輪直徑 dd1=224mm 5.1.2.2 驗(yàn)算帶速 由式（ 4.8）： V= 11 / 6 0 1 0 0 0ddn （ 5-2） 2 2 4 1 4 4 0 / 6 0 1 0 0 0 /ms 16.9 /ms 在 5 25m/s內(nèi)，合適。 5.1.2.3 確定從動(dòng)帶輪直徑 dd2 dd2=i dd1 （ 5-3） =3 224mm=672mm 查表 4.4，取 dd2=670mm 5.1.2.4 計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比 i i =21dddd （ 5-4） 670 2.992245.1.2.5 驗(yàn)算從動(dòng)輪實(shí)際轉(zhuǎn)速 21/n n i（ 5-5） 1 4 4 0 / 2 . 9 9 / m i n 4 8 1 . 6 / m i nrr （ 481.6-480） /480 100%=0.3%5% 允許。 5.1.3 確定中心矩 a 和帶長(zhǎng) Ld 5.1.3.1 初選中心矩 a0 由式（ 4.23）： 1 2 0 1 20.7 2d d d dd d a d d （ 5-6） 0.7（ 224+670） mm a0 2（ 224+670） mm 625.8mm a0 1788mm 取 a0=1100mm 5.1.3.2 求帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 L0 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 12 由式（ 4.24）： L0 =2a0+ 21212024dddd dddd a （ 5-7） L0= 22 1 1 0 0 2 2 4 6 7 0 / 2 ( 6 7 0 2 2 4 ) / 4 1 1 0 0 3 2 8 8 . 2m m m m 查表 4.2得 Ld =3150mm 5.1.3.3計(jì)算中心矩 a 由式（ 4.25）： 00 2dLLaa （ 5-8） 3 1 5 0 3 2 8 8 . 21 1 0 0 1 0 3 0 . 92 m m m m 5.1.3.4 確定中心矩調(diào)整范圍 由式（ 4.26）： m a x 0 .0 3 da a L（ 5-9） 1 0 3 0 . 9 0 . 0 3 3 1 5 0 1 1 2 5 . 4m m m m m in 0 .0 1 5 da a L（ 5-10） 1 0 3 0 . 9 0 . 0 1 5 3 1 5 0 9 3 6 . 4m m m m 5.1.4 驗(yàn)算小帶輪包角1由式（ 4.12）： 121 1 8 0 6 0oodddda （ 5-11） 6 7 0 2 2 41 8 0 6 0 1 5 4 1 2 01 0 3 0 . 9o o o o 合適。 5.1.5 確定 V帶根數(shù) z 5.1.5.1 確定額定功率 P0 由1 224dd mm、1 1 2 0 0 / m innr及1 1 4 6 0 / m innr查表 4.5得單根 C型 V帶的額定功率分別為 6.71KW和 7.47KW，用線性插值法求 n1=1440r/min時(shí)的額定功率 P0 值： 07 . 4 7 6 . 7 16 . 7 1 1 4 0 0 1 2 0 0 7 . 4 11 4 6 0 1 2 0 0p K W K W 5.1.5.2確定 V帶根數(shù) z 由 式（ 4.28）： 00ca LPz P P K K （ 5-12） 確定 0P：查表 4.7得 0 1.27P KW確定包角系數(shù) K：查表 4.8得 K=0.92 確定長(zhǎng)度系數(shù)LK：查表 4.2得 LK=0.97 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 13 計(jì)算 V帶根數(shù) z： 3 . 3 47 . 4 1 1 . 2 7 0 . 9 2 0 . 9 7z 25.9 根 根取 z=4 根合適 5.1.6 計(jì)算單根 V 帶初拉力0F查表 4.1得 q=0.30Kg/m 由式（ 4.29）： 20 2 . 55 0 0 1caPF q vv e K （ 5-13） 22 5 . 9 2 . 55 0 0 1 0 . 3 1 6 . 9 4 1 51 6 . 9 4 0 . 9 2 NN 5.1.7 計(jì)算對(duì)軸的壓力QF由式（ 4.30）： 102 s in 2QF zF （ 5-14） 1482 4 4 1 5 s i n 3 1 9 12o NN 5.1.8 確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，繪制帶輪 工作 圖 、 1 224dd mm，采用 輻 板式，工作圖見 附 錄 8。 2 670dd mm，采用輻條式（ 6az ），工作圖見 附 錄 7。 5.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一對(duì)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。已知輸入功率 P=16.54KW，小齒輪轉(zhuǎn)速1 24 / m innr，齒數(shù)比 =2.06，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命 10年，每年工作 300天，三班制，工作輕微沖擊，齒輪轉(zhuǎn)向不變。 5.2.1 選擇齒輪材料熱處理方法、精度等級(jí)，齒數(shù)1z、2z及齒寬系數(shù)d考慮到該功率較 大，故大、小齒輪都選用 40Cr調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度分別為 250HBS、280HBS，屬硬齒面半開式傳動(dòng)，載荷輕微沖擊，齒輪速度不高，初選 7 級(jí)精度，小齒輪齒數(shù)1 30,z 大齒輪齒數(shù)21 2 . 0 6 3 0 6 1 . 8zz ，取2 65z ，按硬齒面齒輪懸臂布置安裝查表 6.5，取齒寬系數(shù) 0.35d 。 5.2.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（ 6.11）： 213112 . 3 2 TEtdHKzd （ 5-15） 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 14 5.2.2.1 確定公式中參數(shù) a. 載荷系數(shù)TK： 試選TK=1.5 b. 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩1T： 1T=6581.54Nm =6.58 610 N mm c. 材料系數(shù)EZ： 查表 6.3得 EZ=189.8 MPa d. 大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim1H、lim2H按齒面硬度查圖 6.8得 l i m 1 l i m 28 5 0 7 8 0HHM P a M P a、e. 應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 21/NN（ 5-16） 871 . 0 4 1 0 / 2 . 0 6 5 . 0 3 1 0 1160 hN n JL（ 5-17） 86 0 2 4 1 1 0 3 0 0 2 4 1 . 0 4 1 0 f. 接觸疲勞壽命系數(shù)12HN HNKK、查圖 6.6得 120 . 9 8 1 . 2 2H N H NKK、g. 確定許用接觸應(yīng)力12HH 、 取安全系數(shù) 1Hs 11 l i m 1 /H H N H HKS （ 5-18） 0 . 9 8 8 5 0 8 3 3M P a M P a 22 l i m 2 /H H N H HKS（ 5-19） 1 . 0 2 7 8 0 7 9 5 . 6M P a M P a 5.2.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 a. 試算小齒輪分度圓直徑1td取 2HH2631 1 . 5 6 . 5 8 1 0 2 . 0 6 1 1 8 9 . 82 . 3 2 2 7 5 . 1 80 . 5 2 . 0 6 7 9 5 . 6td m m m m b. 計(jì)算圓周速度 v 116 0 1 0 0 0tdnv （ 5-20） 2 7 5 . 1 8 2 4 / 0 . 3 5 /6 0 1 0 0 0 m s m s c. 計(jì)算載荷系數(shù) K 查表 6.2得使用系數(shù) 1.25Ak ； 根據(jù) v=0.35m/s， 7級(jí)精度查圖 6.10得動(dòng)載系數(shù) 1.1vK ； 查圖 6.13得 1.24K 則 K=AvK K K（ 5-21） 1 . 2 5 1 . 1 1 . 2 4 1 . 7 0 5 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 15 d. 校正分度圓直徑1d由式（ 6.14）： 311 /ttd d K K（ 5-22） 32 7 5 . 1 8 1 . 7 0 5 / 1 . 5 2 8 7 . 1 8m m m m 5.2.2.3 計(jì)算齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸 a. 計(jì)算模數(shù) m 11/m d z（ 5-23） 2 8 7 . 1 8 / 3 0 9 . 5 7 mm 按標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù) m=16mm。 b. 兩輪分度圓直徑12dd、11d mz（ 5-24） 1 6 3 0 4 8 0m m m m 22d mz（ 5-25） 1 6 6 5 1 0 4 0m m m m c. 中心矩 a 12/2a m z z（ 5-26） 1 6 3 0 6 5 / 2 7 6 0m m m m d. 齒寬 21dbd（ 5-27） 0 . 3 5 4 8 0 1 6 8m m m m 取2 170b mm由公式：125bb（ 10） mm （ 5-28） 取1 175b mme. 齒高 h 2.25hm （ 5-29） 2 . 2 5 1 6 3 6m m m m 5.2.3 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由式（ 6.12）： 12312F F S FdKT YYzm（ 5-30） 5.2.3.1 確定公式中各參數(shù)值 a. 大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限lim 1 lim 2FF、查圖 6.9，取lim 1 370F M P a 、lim 2 350F M P a b. 彎曲疲勞壽命系數(shù)12FN FNKK、查圖 6.7，取120 . 9 1 0 . 9 5F N F NKK、c. 許用彎曲應(yīng)力 12FF、取定彎曲疲勞安全系數(shù) 1.4FS ，應(yīng)力修正系數(shù) 2.0STY 得 1 1 l i m 1 /F F N S T F FK Y S（ 5-31） 0 . 9 1 2 3 7 0 / 1 . 4 4 8 1M P a M P a 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 16 2 2 l i m 2 /F F N S T F FK Y S（ 5-32） 0 . 9 5 2 3 5 0 / 1 . 4 4 7 5M P a M P a d. 齒形系數(shù)12Fa FaYY、和應(yīng)力修正系數(shù)12Sa SaYY、查表 6.4得：112 . 5 5 2 . 2 8 1 . 6 1 1 . 7 3F a S a F a 2 S a 2、 Y 、 、 Ye. 計(jì)算大小齒輪的 111Fa SaFYY和 222Fa SaFYY，并加以比較取其中大值代入公式計(jì)算 111 2 . 5 5 1 . 6 1 0 . 0 0 8 5481F a S aFYY 222 2 . 2 8 1 . 7 2 0 . 0 0 8 3475F a S aFYY 小齒輪的數(shù)值大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 5.2.3.2 校核計(jì)算 6232 1 . 7 0 5 6 . 5 8 1 0 2 . 5 5 1 . 6 1 9 7 . 6 40 . 5 3 0 1 6FF M P a 彎曲疲勞強(qiáng) 度 夠。 5.2.4 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖見 附 錄 5與附錄 6 5.3 軸設(shè)計(jì)及校核 5.3.1 軸設(shè)計(jì) 已 知 輸 入 大 齒 輪 旋 轉(zhuǎn) 方 向 從 左 向 右 看 為 順 時(shí) 針 ， 單 向 旋 轉(zhuǎn) 。1 1 . 7 / m i n 1 6 . 0 5 1 3 1 0 0 . 6 4n r P K W T N m 、 、。 圖 5-1 軸結(jié)構(gòu)圖 段軸身的長(zhǎng)度45 67LL、：為使密封蓋與軸身 有良好的 密封效果，減小摩擦，取4 5 6 7 100L L m m。 5.3.1.1 確定軸上零件的裝配方案 為方便表示，記軸的左端面為，并從左向右每個(gè)截面變化處依次標(biāo)記為、 ，對(duì)應(yīng)每軸段的直徑和長(zhǎng)度則分別記為12 23dd、 、和12 23LL、 、5.3.1.2 確定軸的最小直徑mind 軸段主要受轉(zhuǎn)矩作用，直徑最小。 a. 估算軸的最小直徑minod45鋼調(diào)質(zhì)處理，查表 11.3確定軸的 C值 取 C=112 30 m in /d C P n （ 5-33） 31 1 2 1 6 . 0 5 0 . 9 9 / 1 1 . 7 1 2 4m m m m 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 17 雙鍵槽軸徑應(yīng)增大 10% 14%，即增大至 136.4mm 141.36mm，取minod=138mm b. 確定軸的最小直徑mind應(yīng)滿足m i n 1 2 2 0 m i nd d d d ，取12 138d mm5.3.1.3 確定各軸段的尺寸 段軸頭的長(zhǎng)度12L：為了保證大齒輪的軸向定位的可靠性，12L應(yīng)略小于b大 齒 輪 ，取 12 200L mm 段軸身的直徑23d：處軸肩高 h=(0.07 0.1)d=(9.8 14)mm，又因軸肩有承受軸向力，故取 h=11mm 則23 12 2d d h。 （ 5-34） (1 3 8 2 1 1 ) 1 6 0m m m m 段軸身的長(zhǎng)度23L：取23 130L mm 段23 78dd、，選擇軸承型號(hào)：取3 4 7 8 2 3160d d m m d ，查 參考文獻(xiàn) 35，選用型號(hào)為角接觸球軸承 7232AC，其內(nèi)徑 d=160mm、外徑 D=290mm、寬度 B=48mm、額定載荷 Cr=262KN、 Cor=298KN。 段軸身的直徑45 67dd、：為方便安裝及減小摩擦應(yīng)略大于34d，取4 5 6 7 170d d m m。 段軸身的直徑56d：為減小加工 時(shí)車削的背吃刀 量，56d應(yīng)略大于45d，取56d=175mm。 段軸身的長(zhǎng)度56L：取56L=1179mm。 5.3.1.4 軸上零件的周向固定 齒輪與軸的周向固定 ： 采用雙鍵連接，軸承與軸的周向固定采用過渡配合。 齒輪處的雙鍵選擇：查 參考文獻(xiàn) 32普通平鍵（ GB/T1096 1979），選型為 A型 36 20 160，即鍵 36 160 GB/T1096 0979。 齒輪輪轂與軸的配合 ： 為了保證對(duì)中良好，采用較緊的過渡配合 ，配合為 H7/k6。 滾動(dòng)軸承與軸的配合：采用較緊的過盈配合，軸徑尺寸公差為 h6。 5.3.1.5 確定倒角和圓角的尺寸 軸兩端的倒角：根據(jù)軸徑查手冊(cè)，去倒角為 2 45o。 各 軸肩出圓角半徑：考慮應(yīng)力集中的影響，由軸段直徑查手冊(cè)，取裝配圓角 R1，其他圓角 R2。 5.3.1.6 繪制軸的結(jié)構(gòu)裝配圖：見 附錄 4。 5.3.2 軸強(qiáng)度校核 估算盤體與存料共重 38KN。 5.3.2.1 求軸上載荷 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 18 a.計(jì)算齒輪受力 齒輪的分度圓直徑：22 1 6 6 5 1 0 4 0d m z m m m m 圓周力 ：1 2 2 22/ttF F T d（ 5-35） 342 1 3 1 0 0 . 6 4 1 0 / 1 0 4 0 2 . 5 2 1 0NN 徑向力：12/rtF F tg（ 5-36） 442 . 5 2 1 0 / 2 0 6 . 9 1 0ot g N N 合力 ：2 / c o sNtFF （ 5-37） 2 . 5 2 1 0 / c o s 2 0 2 . 6 8 1 0o NN 22 2 c o sr N r N rF F G F G （ 5-38） 222 6 . 8 3 1 . 1 2 2 6 . 8 3 1 . 3 c o s 2 0 o KN =10.9KN b. 求支反力 軸 承 支 點(diǎn)位置： 齒寬中心距左支點(diǎn)距離： 1 2 2 5 / 2 1 3 0 4 8 / 2 2 6 6 . 5L m m m m 齒寬中心距右支點(diǎn)距離： 2 2 2 5 / 2 1 3 0 4 8 1 3 7 9 4 8 / 2 1 6 9 3 . 5L m m m m 圖 5-2 軸向受力圖 圖 5-3 軸截面受力圖 左支點(diǎn)的支反力： 0BM 0AXN 2 2 1/ArY F L L L （ 5-39） 1 0 . 9 1 6 9 3 . 5 / 1 6 9 3 2 6 6 . 5 KN =12.9 右支點(diǎn)的支反力： 2 1 . 8BaX F K N B R AY F Y（ 5-40） 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 19 (1 0 . 9 1 2 . 9 ) 2K N K N 1ArM F L1 0 . 9 2 6 6 . 5 2 9 0 4 . 8 5N m N m 5.3.2.2 繪制軸力圖和彎矩圖 圖 5-4 軸力圖和彎矩圖 5.3.2.3彎矩強(qiáng)度校核 通常只校核軸上最大彎矩截面的強(qiáng)度：危險(xiǎn)截面為 A 截面 A處彎矩： 2 9 0 4 . 8 5c a AM M N M 截面 A處計(jì)算應(yīng)力： /ca caMW （ 5-41） 322 9 0 4 . 8 5 1 0 / 0 . 1 1 6 0 M P a 8.4MPa 強(qiáng)度校核： 45號(hào)鍛鋼調(diào)質(zhì)處理，由表 11.2 查得 1 60M Pa 1ca彎矩強(qiáng)度滿足要求。 5.3.2.4 軸向壓應(yīng)力強(qiáng)度校核 通常只校核軸上受壓應(yīng)力軸徑最小的截面強(qiáng)度，取 段任一截面 截面處壓力： 2 1 .8vaF M Pa截面處計(jì)算應(yīng)力： ava FS （ 5-42） 322 1 . 8 1 0 1 . 11584M P a M P a 強(qiáng)度校核： 45號(hào)鍛鋼調(diào)質(zhì)處理，由表 11.2 查得 640B M P a va B抗壓強(qiáng)度滿足。 5.4 軸承校核 現(xiàn)選一對(duì)角接觸球軸承 7232AC，軸轉(zhuǎn)速 n=12.12r/min，軸向力 21.8aF KN，徑向負(fù)荷分別為1 1 2 . 2 2 . 1rF K N K Nr2、 F。工作時(shí)有中等沖擊，脂潤(rùn)滑，正常工作專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 20 溫度，預(yù)期壽命 100000h。 5.4.1 確定 7232AC 軸承的主要性能參數(shù) 查 參看文獻(xiàn) 35得 2 5 2 6 2 2 9 8 0 . 6 8 0 . 8 7o C r K N C o r K N e Y 、 、 、 、 5.4.2 計(jì)算派生 軸向力12SSFF、11SrF eF（ 5-43） 0 . 6 8 1 2 2 0 0 8 2 9 6NN 22SrF eF（ 5-44） 0 . 6 8 2 1 0 0 1 4 2 8NN 5.4.3 計(jì)算軸向負(fù)荷12aaFF、圖 5-5 軸承支承圖 12( 8 2 9 6 2 1 8 0 0 ) 3 0 0 9 6S a e SF F N N F 故軸承被壓緊，軸承被放松，得： 21a S aeF F F（ 5-45） ( 8 2 9 6 2 1 8 0 0 ) 3 0 0 9 6NN 118296asF F N5.4.4 確定系數(shù)1 2 2X X Y1、 、 Y 、118296 0 . 6 812200arF eF 2230096 1 4 . 32100arF eF 查表 8.10得 1122100 . 4 1 0 . 8 7XY、5.4.5 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷12PP、1 1 1 1 1raP X F Y F（ 5-46） 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)，工藝及工裝夾具設(shè)計(jì) 聯(lián)系 QQ 834308595 21 1 1 2 2 0 0 1 2 2 0 0NN 2 2 2 2 2raP X F Y F( 0 . 4 1 2 1 0 0 0 . 8 7 3 0 0 9 6 ) 3 0 9 5 7 . 9NN 5.4.6 計(jì)算軸承壽命 已知 =3，查表 8.7、 8.8得： 1 .6 1Ptff、16667 tnPfCLn f p （ 5-47） 31 6 6 6 7 2 6 2 0 0 0 2035091 2 . 1 2 1 . 6 3 0 9 5 7 . 9 hh 5.4.7 驗(yàn)算軸承是否合適 2 0 3 5 0 9 1 0 0 0 0 0nL h h該軸承合格。 5.5 雙鍵（軸）設(shè)計(jì)校核（普通平鍵） 已知 T=13100.64N m、 d=138mm、 k=h/2、 l=160mm。 由公式（ 12.1）： 2PPTdkl（ 5-48） 查表 12.1得：靜連接鋼質(zhì)輪 轂沖擊狀態(tài)下 ( 6 0 9 0 )P M P a :查參考文獻(xiàn) 32表 12.25得： 選用 36 20 的鍵 即 h=20mm, k=h/2=20/2mm=10mm 32 1 3 1 0 0 . 6 4 / 2 1 0 5 9 . 31 3 8 1 0 1 6 0PPM P a M P a 故該雙鍵選型滿足強(qiáng)度要求。 5.6 盤體固定螺栓校核 已知主軸轉(zhuǎn)矩 1 3 1 0 0 . 6 4T N m 查公式（ 13.6）得： 21 m a x 1/ziiF T r r （ 5-49） 3 2 31 1 3 1 0 0 . 6 4 1 0 5 0 0 / 1 0 5 0 0 2 . 6 1 0 2 . 6rF N N K N 2 /10FG （ 5-50） 3 1 . 1 / 1 0 3 . 1 1K N K N 比較得，取 22m a x 1 2F F F （ 5-51） 22( 2 . 6 3 . 1 ) 4 .