充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 目錄 1前言 . 1 1.1 課題的來源、設計要求 . 4 1.2 課題在國內（外）發展概況及存在的問題 . 5 1.3 課題設計的總體思路 . 5 1.4 本設計應解決的主要問題、意義及實用價值 . 5 2總體 方案設計 . 6 2.1 傳動方案的擬定 . 9 2.2 電動機的選擇 . 10 2.3 各級傳動比的分配 . 10 3傳動件設計 . 12 3.1 帶傳動設計 . 12 3.2.齒輪傳動設計 . 14 3.2.1 一級齒輪傳動設計 . 15 3.2.2 二級齒輪傳動設計 . 18 3.3 軸的設計 . 20 3.3.1 軸的最小直徑估算 . 20 3.3.2 軸的結構設計 . 21 3.3.3 軸的 校核 . 22 3.4 蝸桿傳動設計 . 27 3.4.1 蝸輪蝸桿參數計算 . 27 3.5 滾動軸承 . 28 3.5.1 滾動軸承的選擇 . 28 3.5.2 滾動軸承的潤滑 . 30 3.6 鍵連接的選擇 . 31 3.7 箱體設計 . 錯誤 !未定義書簽。 5.結論 . 33 參考文獻 . 34 致謝 . 34 附錄 . 35 5T 龍門皮革下料機總體設計及傳動系統設計 1 5T 龍門皮革下料機總體設計及傳動 系統設計 摘要： 龍門皮革下料機 是為了提高工作效率而進行設計 的專用機床，該機械主要用于皮革的切削。 通過分析皮革下料機的設計要求和設計原理，確定了 總體方案， 完成了傳動零件的選定 ，設計非標準件和機床總體結構。 為實現下料機的預期功能，對其傳動系統進行了設計。擬定了傳動方案，分配了各級傳動比，完成了動力和運動參數設計，以及結構設計，并進行有關的計算和校核等。根據下料機切削皮革的要求，選用曲柄滑塊機構來控制工作行程，對曲柄滑塊機構的運動進行了分析。所設計的龍門 皮革下料機的 工作效率高， 能夠準確的運動 ,傳動平穩可靠，使用 安全 ,易于維修，滿足了下料分切干燥要求，工作行程便于調整，能保證所需皮革樣式準確的切除。 關鍵詞： 專用機床 ；曲柄滑塊機構 ；傳動系統 Design of the Overall and Transmission Systems of 5T 鹽城工學院本科生畢業 設計說明書 2007 2 Gantry Machine for Cutting Leather Abstract: 5T Gantry machine for cutting leather is for enhance the working efficiency to carry on the design the special purpose machine, this machinery mainly cuts the leather cutting. Pass after analysis that the machine design demands principle and design principle by a leather, have ascertained an overall plan, have accomplished selects of drive part, have designed the non- standard piece and machine tool overall structure. Be to come true anticipate that function design of transmission systems of machine for cutting. Have designed the drive scheme, have assigned all of the various levels transmission ratio, have accomplished driving force and have moved parameter design and physical design. And make use of what be mimicked knowledge carrying out relevant secretly scheming against and school core and so on. According to lower material machine request cutting a leather , come to control a working stroke selecting and using slider-crank mechanism organization, the organization motion has carried out analysis on slider-crank mechanism. Design Gantry machine for cutting leather of working efficiency high, the nicety move, the transmission were stable , safe in utilization, was apt to maintenance, satisfies the yummy treats minute to cut the dry request, the power stroke is advantageous for the adjustment, could guarantee needed the leather style accurate excision. Key word: single purpose machine； slider-crank mechanism； transmission system 5T 龍門皮革下料機總體設計及傳動系統設計 3 鹽城工學院本科生畢業 設計說明書 2007 4 1 前言 1.1 課題的來源、設計要求 課題是 5T 龍門皮革下料機的總體設計及傳動系統設計 5T 龍門皮革下料機總體設計及傳動系統設計 5 課題來源于：鹽城市盛和輕工機械廠。 課題 設計要求 ： 設備應能滿足下料分切干燥要求且結構簡單、運轉平穩，工作可靠 ,同時工作行程應便于調整 ,設備易便于維修 1.2 課題在國內（外）發展概況及存在的問題 改革開放 20 多年來，隨著中國成為皮革工業大國，皮革機械行業也得到了蓬勃發展。皮革機械行業包括制革、制鞋及皮件機械部分，為皮革工業生產提供機械及自動化生產裝備。皮革機械的發展，改變了皮革工業從手工作坊的生產方式到機械化、半自動化大規模工業的生產，提高了產品質量，提高了生產效率。 近三年，中國制鞋機械年銷售額每年都以 20%以上的速度增長 ；去年銷售額增長超過 30%。 隨著中國成為世界鞋業加工基地，鞋機企業完成了創業初期的資金和技術積累，今后將會及時根據鞋廠的工藝改進，設計生產新的機器，提高新產品開發能力，創造中國 鞋機品牌和具有中國特點的鞋機。中國鞋機的質量已經穩定，鞋機出口將有相當大的發展空間。 總的說來，目前中國皮革機械 工業已有一定的規模，各廠家生產的產品，在種類、規格、數量、質量等方面都有很大的發展和提高，基本滿足了皮革企業的需要，部分皮機已達到或接近國際 80年代水平并且出口。近年來，一些軍工大企業也介入皮機生產，有力地促進了皮機 工業 的發展，目前已形成了幾個皮機生產制造基地和集團。 但是，我們不可否認這樣一個事實 :皮革制品加 工業 在中國仍然屬于勞動密集型產業，即使是目前多數大中型皮革企業使用的性能高的機器設備依然以 “洋機 ”為主，國產皮機在質量上與國際先進皮機相比還有一定的差距。 “皮革機械 工業 基礎差，設計理論不夠完善，科研力度仍不夠，專業人才匱乏，以引進、仿造為主 ”，這就是中國現階段皮革機械 工業 的真實寫照，同時也是中國皮革機械水平低、落后的最根本所在。而實現皮革生產的機械化、自動化是其發展的根本出路 。 19 1.3 課題設計的總體思路 本課題首先需要完成總體設計：設計皮革下料機的總體結構，安裝尺寸，確定機器的傳動方案和工作原理，分配各級傳動裝置的傳動比，同時根據需要的生產量確定機器的工作參數。 其次，在完成總體設計的基礎上，需要進行傳動裝置設計：設計曲柄 滑塊機構，利用齒輪結構進行傳動，結構簡單，傳動比準確，高效率，低功耗，平穩運行，具有良好的性能。 1.4 本設計應解決的主要問題、意義及實用價值 解決的主要問題：通過現代 CAD 技術對傳動零件的選定，設計非標準件和機床總體結構。運用 AutoCAD 繪制機床的總裝配圖、各個零件的零件圖和傳動路線圖，以指導各零件的加工和機床的設計。運用 Pro/E 進行該機床零件的三維實體建模，生成三維爆炸視圖，指導該機床的生產裝配。通過專業知識核實所設計的鹽城工學院本科生畢業 設計說明書 2007 6 機床總體結構和各零部件是否合格。 皮革下料專用機床的設計制造滿足了技術發展的需 要，提高了生產率和產品的精度，增大了設備的適應能力 ,改善了加工工藝，減少了企業資金的投入。 用戶還可以針對自己的實際情況做出相應的調整。從生產分析來看，在現代制造業中，單一品種的大量生產占有相當大的比重，若要完成這些生產任務，不外乎選擇通用機床、專用機床或數控機床，其中專用機床是最能適應這種生產需要的。 2 總體方案設計 本課題是 5T 龍門皮革下料機總體設計及傳動系統設計。 本課題設計過程主要分為總體設計、傳動系統設計及曲柄滑塊機構的 Pro/E三維造型三個階段。 5T 龍門皮革下料機總體設計及傳動系統設計 7 機械式下料機 下料機主要用于 橡膠、塑料 、皮革 、尼龍、紙板、合成材料等非金屬類之下料 ， 以機械代替手工開裁坯料之用 。 只要配上適當的成型刀模，便能獲得各種形狀的制品。 目前，通常下料機可分為液壓式和機械式下料機兩大類。液壓式下料機 可控性好，精度高，但速度低，能耗大。機械 式下料 機速度快，能量消耗小，能滿足高速大批量生產的要求。但是缺乏柔性，不能控制。目前市場上已出現用伺服電機驅動的機械 式下料 機，這一設計解決了傳統機械 式下料 機不能控制的問題，但是造價昂貴，能耗 也大 。 機械式下料機是 通過 曲柄滑塊機構 將電動機的旋轉運動轉換為滑塊的直線往復運動，對坯料進行成形加工 。 考慮到所設計的下料機主要是對皮革的切削，工作臺尺寸： L*W 1500*1000mm 要求運轉平穩，工作可靠，故采用一級帶傳動和二級圓柱齒輪，該方案結構尺寸大，但有減振和過載保護作用。 鹽城工學院本科生畢業 設計說明書 2007 8 機械式皮 革下料機總裝圖 機械式皮革下料機其特點： 1、結構強度高，機身不變形，經久耐用。 2、設定容易，操作簡便、靈活。 3、 動作平穩 ,工作可靠 ， 使用安全 ,易于維修 。 4、噪音低，可改善車間工作環境 。 考慮到機床運行時要保證所需皮革樣式能夠準確的切除，所以機床采用帶傳動，二級齒輪傳動（一對斜齒輪，一對直齒輪）。 機械式下料機傳動系統裝配圖 本課題所設計的下料機 的工作效率高，能滿足準確的運動，傳動平穩可靠，使用安全，易于維修，滿足了下料分切干燥要求，能保證所需皮革樣式準確的切除。 通過 曲柄滑塊機構 將電動機的旋轉運動轉換為滑塊的直線往復運動，對坯料進行成形加工 ，工作行程就取決了曲軸的偏心距，所以工作行程不能調整。但可以對工作臺進行調整。 為了完成機床的設計，首先對零件進行工藝分析 ,主要是結構、尺寸精度、材料的分析；其次根據基本參數進行設計；最后確定各個零部件的結構和機床總5T 龍門皮革下料機總體設計及傳動系統設計 9 體結構，畫出各零部件、機床的二維或三 維圖，運用 Pro/E 進行該機床零件的三維實 體建模，生成三維爆炸視圖。 2.1 傳動方案的擬定 機器由原動機、傳動裝置和工作機三部分組成。其中傳動裝置是將原動機的運動和動力傳遞給工作機的中間裝置。應具備減速、改變運動形式或運動方向以及將動力和運動進行傳遞和分配的作用。 下面是皮革下料機的傳動方案的運動簡圖 采用一級帶傳動和二級圓柱齒輪，該方案結構尺寸大，但有減振和過載保護作用。 傳動方案：采用二級齒輪傳動，由電動機帶動帶輪 I 軸轉動，通過一對嚙合帶動 II 軸轉動，再由一對直齒輪嚙合帶動曲軸轉動，通過曲柄滑塊機構帶動上工作臺上下往復運動。 鹽城工學院本科生畢業 設計說明書 2007 10 2.2 電動機的選擇 工作機所需功率為 wP ，由于工作臺工作最高頻次為 30次 /min，所以 3 0 3 . 1 4 8 0 3 0 0 . 1 2 5 6 /1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 6 0w dV m s 35 0 1 0 0 . 1 2 5 6 6 . 5 4 21 0 0 0 1 0 0 0 0 . 9 6wwwwFVP k W 電動機所需功率 0P : woPP (2-1) 從電動機到工作機之間的傳動裝置總效率 為： 32 帶 軸 承 齒 輪 (2-2) 查文獻資料 4表 2-4 得 0.96 帶 , 0.99 軸 承 , 0.98 齒 輪 由式（ 2-2）得 320 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 8 0 . 8 9 5 由式（ 2-1）得 6 . 5 4 2 7 . 3 0 90 . 8 9 5wo PP k W 選取電動機額定功率 Pm ， 使 ( 1 1 . 3 ) ( 1 1 . 3 ) 7 . 3 0 9 ( 7 . 3 0 9 9 . 5 0 1 7 )P m P o k W 查文獻資料 4表 2-2 取 7.5Pm kW 確定電動機轉速 工作機轉速 wn 為： 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 0 . 1 2 5 6 3 0 / m i n3 . 1 4 8 0ww Vnrd 按文獻資料 9表 11-9 推薦的傳動比合理范圍，取 V 帶傳動比 2 4i 帶 ，單級圓柱齒輪傳 動 4 6i 齒 輪 ,總傳動比合理范圍 32 144i ，故電動機轉速可選范圍為： ( 3 2 1 4 4 ) 3 0 9 6 0 4 3 2 0 / m i nmwn i n r 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、結構和帶傳動及減速器的傳動比，選定電動機的型號為 Y132M-4。 表 1 電動機性能參數表 電動機型號 額定功率 Pw/kW 同步轉速/ 1minr 滿載轉速/ 1minr 電動機質 量 /kg 總傳動比 V 帶傳動 二級齒輪傳動 Y132M-4 7.5 1500 1440 81 48 2.5 19.2 2.3 各級傳動比的分配 A.傳動裝置的總傳動比為： 1440 4830mwni n B.分配各級傳動比： 5T 龍門皮革下料機總體設計及傳動系統設計 11 因 1 2 3 4i i i i gg帶 齒 輪 齒 輪，取 2.5i 帶 取 12 4.8i 齒 輪 ， 34 4.5i 齒 輪 C.運動和動力參數的計算 a.各軸轉速 軸1 1 4 4 0 / m i n 5 7 6 / m i n2 . 5mnrnri 帶 軸12 12 5 7 6 / m i n 1 2 0 / m i n4 . 8nri 齒 軸23 34 1 2 0 / m i n 2 6 . 6 7 / m i n4 . 5nrnri 齒 b.各軸功率 軸1 7 . 5 0 . 9 6 7 . 2oP P k W k W 帶 軸21 7 . 2 0 . 9 9 0 . 9 8 6 . 9 9P P k W 軸 承 齒 輪 軸32 6 . 9 9 0 . 9 9 0 . 9 8 6 . 7 8P P k W 軸 承 齒 輪 c.各軸轉矩 軸11 1 7 . 29 5 5 0 9 5 5 0 1 1 9 . 3 7 5576PT N mn 軸22 2 6 . 9 99 5 5 0 9 5 5 0 5 5 6 . 2 8 7 5120PT N mn 軸33 3 6 . 7 89 5 5 0 9 5 5 0 2 4 2 7 . 7 82 6 . 6 7PT N mn 鹽城工學院本科生畢業 設計說明書 2007 12 3 傳動件設計 3.1 帶傳動設計 A.帶傳動的特點 帶傳動由主動輪、從動輪及緊套在其上的環形傳動帶所組成。 摩擦帶傳動中，傳動帶張緊在主動輪和從動輪上，帶與兩輪接觸面之間產生壓力。當主動輪旋轉時，由這個壓力所產生的摩擦力拖拽帶運動，同理帶又拖拽從動輪旋轉，完成運動和動力的傳遞。 按帶的截面形狀，帶可分平帶、 V 帶、多楔帶和圓形帶等。 V 帶又分為普通V帶、窄 V帶、寬 V 帶、接頭 V 帶、聯組 V帶 、齒形 V帶及大楔角 V 帶等 10 多種。其中普通 V 帶應用最廣，窄帶則在近十年來應用越來越多。 帶傳動的主要優點是： a.緩沖和吸振，傳動平穩、噪聲小； b.帶傳動靠摩擦力傳動、過載時帶與帶輪接觸面間發生打滑，可防止損壞其他零件； c.適用于兩軸中心距較大的場合； d.結構簡單，制造、安裝和維護等均較為方便，成本低廉。 帶傳動的缺點是： a.不能保證準確的傳動比； b.需要較大的張緊力，增大了軸和軸承的受力； c.整個傳動裝置的外廓尺寸較大，不夠緊湊； d.帶的壽命較短，傳動效率較低。 鑒于上述特點，帶傳動主要適用于： a.速度較高的場合，多用于原動機輸出的第一級傳動。帶的工作速度一般為5 30m/s,高速帶可達 60m/s。 b.中、小功率傳動，通常不超過 50KW。 c.傳動比一般不超過 7，最大用到 10。 d.傳動比不要求十分準確。 B.帶傳動設計 a.選擇 V帶型號 (a)確定計算功率 caP 查文獻資料 8表 4-6 得工作情況系數 1.2AK 1 . 2 7 . 5 9c a AP K P k W (b)選擇 V 帶型號 按 9caP kW ， 1 1 4 4 0 / m innr ，查文獻資料 8圖 4-1得 , 選擇 B 型 V帶 b.確定帶輪直徑 1d 、 2d (a)選取小帶輪直徑 1d 5T 龍門皮革下料機總體設計及傳動系統設計 13 查文獻資料 8圖 4-11 及表 4-4，選取小帶輪直徑 1 140dd mm (b)驗算帶速 11 / ( 6 0 1 0 0 0 ) 1 4 0 1 4 4 0 / ( 6 0 1 0 0 0 ) 1 0 . 5 6 /dv d n m s v 在 5 25m/s 內，合適。 (c)確定從動帶輪直徑 2dd 21 2 . 5 1 4 0 3 5 0ddd id m m 查文獻資料 8表 4-4 選取 2 355dd mm c.確定中心距 a 和帶長 dL (a)初選中心距 0a 1 2 0 1 20 . 7 ( ) 2 ( )d d d dd d a d d （ 3-1） 由式（ 3-1）得 03 4 6 . 5 9 9 0m m a m m 取 0 900a mm (b)求帶的計算基準長度 0L 2210 1 2 0()2 ( )24 ddo d d ddL a d d a （ 3-2） 由 式（ 3-2）得 20 2 9 0 0 ( 1 4 0 3 5 5 ) / 2 3 5 5 1 4 0 / ( 4 9 0 0 ) L 2590mm 查文獻資料 8表 4-2 選取 2500dL mm (c)計算中心距 a 0 2doLLaa (3-3) 由式（ 3-3）得 2 5 0 0 2 5 9 09 0 0 8 5 52a m m (d)確 定中心距調整范圍 m a x 0 . 0 3 8 5 5 0 . 0 3 2 5 0 0 9 3 0da a L m m m i n 0 . 0 3 8 5 5 0 . 0 1 5 2 5 0 0 8 1 8da a L m m d.驗算小帶輪包角 1 211 1 8 0 6 0ddoodda （ 3-4） 由式（ 3-4）得 1 3 5 5 1 4 01 8 0 6 0 1 6 4 . 9 1 1 2 0855o o o o 故 1 165o ，合適。 e.確定 V帶根數 Z (a)確定額定功率oP由 1 140dd mm 、 1 1 2 0 0 / m innr 及 1 1 4 6 0 / m innr 根據文獻資料 8表 4-5，得單根 B型 V帶的額定功率分別為 2.47kw 和 2.83kw，用線性插值法求1 1 4 4 0 / m innr 時的額定功率 0P 值 0 2 . 8 3 2 . 4 72 . 4 7 1 4 4 0 1 2 0 01 4 6 0 1 2 0 0P k W 2.8kW 鹽城工學院本科生畢業 設計說明書 2007 14 (b)確定 V 帶根數 z 00()ca LPz P P K K （ 3-5） 查文獻資料 8表 4-7 得 0 0.46P kW 表 4-8 得 0.96K ， 表 4-2 得 1.03LK 由式（ 3-5）得 9 2 . 7 9( 2 . 8 0 . 4 6 ) 0 . 9 6 1 . 0 3z 根 根取 Z=3 根，合適 f.計算單根 V帶初拉力 0F 查文獻資料 8表 4-1 得 0 .1 7 /q kg m 22 . 55 0 0 ( 1 )cao PF q vv Z K （ 3-6） 由式（ 3-6）得 29 2 . 55 0 0 ( 1 ) 0 . 1 7 1 0 . 5 61 0 . 5 6 3 0 . 9 6oF 246.82Ng.計算對軸的壓力 QF 102 s in 2QF Z F （ 3-7） 由式（ 3-7）得 1652 3 2 4 6 . 8 2 s i n2QF o 1468.25N h.確定帶輪的結構尺寸 1 140dd mm ，采用實心輪結構 2 355dd mm ，采用四孔板輪結構 3.2.齒輪傳動設計 A.齒輪傳動的特點 齒輪傳動是現代機械中應用最廣的一種傳動形式。最常用的漸開線齒輪傳動。 齒輪傳動的主要優點是： a.瞬時傳動比恒定，工作平穩，傳動準確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力； b.適用的功率和速度范圍廣，功率從接近于零的微小值到數萬千瓦，圓周速度從很低到 300m/s； c.傳動效率高， =0.92-0.98，在常用的機械傳動中，齒輪傳動的效率較高； d.工作可靠，使用壽命長； e.外廓尺寸小，結構精湊。 齒輪傳動的主要缺點是：制造和安裝 精度要求較高，需專門設備制造，成本較高，不宜用于較遠距離兩軸之間的傳動。 5T 龍門皮革下料機總體設計及傳動系統設計 15 齒輪傳動應滿足的基本要求是 : a.瞬間傳動比不變，沖擊、振動和噪聲小，能保證較好的傳動平穩性和較高的運動精度； b.在尺寸小、質量輕的前提下，輪齒的強度高，耐磨性好，承載能力大，能達到預期的工作壽命。 B.齒輪傳動的設計準則 對閉式軟齒面齒輪傳動，主要失效形式是齒面點蝕，故按齒面接觸疲勞強度進行設計計算，再按齒根彎曲疲勞強度進行校核。 對閉式硬齒面齒輪傳動，其齒面抗點蝕能力較強，主要失效形式表現為齒根彎曲疲勞折斷，故按齒根彎曲疲勞強度 進行設計計算，再按齒面接觸疲勞強度進行校核。 對開式齒輪傳動，主要失效形式是齒面磨損和齒根彎曲疲勞折斷，故先按齒根彎曲疲勞強度進行設計計算，然后考慮磨損的影響，將強度計算所求得的齒輪模數適當增大。 3.2.1 一級齒輪傳動設計 A.選擇齒輪材料、熱處理方法、精度等級、齒數 1z 與 2z 及齒寬系數 d 并初選螺旋角 考慮到該下料機的功率不大，故大、小齒輪選用 40Cr 調質處理，齒面硬度為 48 55HRC ；屬軟齒面開式傳動，載荷平穩，齒輪速度不高，選 7級精度，小齒輪齒數 1 20z ，大齒輪齒數 21 4 . 8 2 0 9 6z iz ，按軟齒面齒輪非對稱安裝查文獻資料 8表 6-5，取齒寬系數 0.8d ；初選螺旋角 13 o 。 B.按齒根彎曲疲勞強度設計 a確定公式中各參數值 213 212 c o sF a S antdFK T Y Y Y Ymz（ 3-8） (a)載荷系數 tK 試選 tK =1.5。 (b)小齒輪傳遞的轉矩 1T 1117 . 29 5 5 0 9 5 5 0 1 1 9 . 3 7 5576PT N mn (c)大、小齒輪 的彎曲疲勞強度極限 lim1F 、 lim2F 查文獻資料 8圖 6-9 得， lim 1 380F M P a , lim 2 380F M P a (d)應力循環次數（工作壽命 10年 ，每年工作 300 天，兩班制） 9116 0 6 0 5 7 6 1 1 0 3 0 0 1 6 1 . 6 5 9 1 0hN n j L 9821 / 1 . 6 5 9 1 0 / 4 . 8 3 . 4 5 6 1 0N N i (e)彎曲疲勞壽命系數 1FNK 、 2FNK 查文獻資料 8圖 6-7 得， 1 0.92FNK , 2 0.96FNK (f)計算許用彎曲應力 1F 、 2F 取彎曲疲勞安全系數 1.4FS ，應力修正系數 2STY ，則 鹽城工學院本科生畢業 設計說明書 2007 16 1 1 l i m 1 / 3 8 0 0 . 9 2 2 / 1 . 4 4 9 9 . 4 3F F N F S T FK Y S M P a 2 2 l i m 2 / 3 8 0 0 . 9 6 2 / 1 . 4 5 2 1 . 1 4F F N F S T FK Y S M P a (g)查取齒形系數和應力校正系數 根據當量齒數 3311 / c o s 2 0 / c o s 1 3 2 1 . 6 3vzz o 22 / c o s 9 6 / c o s 1 3 1 0 3 . 7 8vzz o 查文獻資料 8表 6-4得 1 2.8FaY ， 2 2.19FaY 1 1.55SaY ， 2 1.79SaY (h)計算大 小齒輪的Fa SaFYY 并加以比較 1112 . 8 1 . 5 5 0 . 0 0 8 6 9 4 9 9 . 4 3F a S aFYY 2222 . 1 9 1 . 7 9 0 . 0 0 7 5 2 5 2 1 . 1 4F a S aFYY 因 1 1 2 212 F a S a F a F aFFY Y Y Y ，故按小齒輪進行齒根彎曲疲勞強度設計 (i)重合度系數 Y 及螺旋角系數 Y 取 0.7Y , 0.86Y b設計計算 (a)試算齒輪模數 ntm 由式（ 3-8）得 23 22 1 . 5 1 1 9 3 7 5 c o s 1 3 0 . 7 0 . 8 6 2 . 8 1 . 5 50 . 8 2 0 4 9 9 . 4 3ntm o.771mm (b)計算圓周速度 v 11 1 . 7 7 1 2 0 5 7 6 1 . 0 9 6 /6 0 1 0 0 0 c o s 6 0 1 0 0 0 c o s 1 3ntm z nv m s o(c)計算載荷系數 K 查文獻資料 8表 6-2 得使用系數 1.25AK ；根據 1.096 /v m s 、 7級精度，查文獻資料 8圖 6-10 得動載系數 1.08K ；斜齒輪傳動取 1.2K ；查文獻資料 8圖 6-13 得 1.24K 。 則載荷系數 1 . 2 5 1 . 0 8 1 . 2 1 . 2 4 2 . 0 0 9AK K K K K (d)校正并確定模數 nm 33/ 1 . 7 7 1 2 . 0 0 9 / 1 . 5 1 . 9 5n n t tm m K K m m 取 3nm mm c計算齒輪傳動的幾何尺寸 (a)中心距 a 12 3( ) ( 2 0 9 6 ) 1 7 8 . 5 82 c o s 2 c o s 1 3nma z z m m o 取 179a mm (b)螺旋角 5T 龍門皮革下料機總體設計及傳動系統設計 17 12( ) 3 ( 2 0 9 6 )a r c c o s a r c c o s 1 3 . 5 72 2 1 7 9nm z za o 13 3412 o (c)兩輪分度圓直徑1d、2d1 3 2 01 6 1 . 7 2c o s c o s 1 3 3 4 1 2nmzd m m o2 3 9 62 2 9 6 . 2 7c o s c o s 1 3 3 4 1 2nmzd m m o(e)齒寬 1b 、 2b 1 0 . 8 6 1 . 7 2 4 9 . 3 7 6db d m m 1 ( 5 1 0 )b b m m 取 2 55b mm ， 1 60b mm (f)齒高 h 2 . 2 5 c o s 2 . 2 5 3 c o s 1 3 3 4 1 2 6 . 5 6nh m m m m m o C.校核齒面接觸疲勞強度 12121 H H E HK T iZ Z Z Zb d i （ 3-9） a確定公式中各參數值 (a)大、小齒輪的接觸疲勞強度極限 lim1H 、 lim2H 查文獻資料 8圖 6-8 得 l i m 1 l i m 2 1170HH M p a (b)接觸疲勞壽命系數 查文獻資料 8圖 6-6 得 1 0.94HNK 2 0.98HNK (c)計算許用接觸應力 1H 、 2H 取安全系數 1HS ，則 1 1 l i m 1 / 0 . 9 4 1 1 7 0 / 1 1 0 9 9 . 8H H N H HK S M P a 2 2 l i m 2 / 0 . 9 8 1 1 7 0 / 1 1 1 4 6 . 6H H N H HK S M P a 12 ( ) / 2 1 0 9 9 . 8 1 1 4 6 . 6 1 1 2 3 . 2H H H M p a (d)節點區域系數 HZ 查文獻資料 8圖 6-19 得 節點區域系數 2.44HZ (e)重合度系數 Z 重合度系數 0.8Z (f)螺旋角系數 Z 螺旋角系數 c o s c o s 1 3 3 4 1 2 0 . 9 8 6Z o (g)材料系數 EZ 查文獻資料 8表 6-3 得 材料 系數 1 8 9 .8EZ M pa b校核計算 由式（ 3-9） 鹽城工學院本科生畢業 設計說明書 2007 18 12121 H H E HK T iZ Z Z Zb d i 22 2 . 0 0 9 1 1 9 3 7 5 4 . 8 12 . 4 4 1 8 9 . 8 0 . 8 0 . 9 8 65 5 6 1 . 7 2 4 . 8 6 0 7 . 5 8 HM p a 故齒面接觸疲勞強度滿足要求 D.齒輪結構設計及繪制齒輪零件圖 大齒輪：齒頂圓直徑大于 290mm 但小于 500mm，故選用腹板式結構，結構尺寸按文獻資料 8圖 6-26薦用公式計算。 3.2.2 二級齒輪傳動設計 A.選擇齒輪材料、熱處理方 法、精度等級、齒數 3Z ， 4Z 及齒寬系數 d 考慮到該下料機的功率不大，故大、小齒輪都選用 45 鋼調質處理，齒面硬度分別為 220HBS 、 260HBS ；屬軟齒面開式傳動，載荷平穩，齒輪速度不高，選 7 級精度，小齒輪齒數 3 25z ，大齒輪齒數 43 4 . 5 2 5 1 1 2z iz ，按軟齒面齒輪非對稱安裝查文獻資料 8表 6-5，取齒寬系數 1.0d B.按齒根彎曲疲勞強度設計 a確定公式中各參數值 23 232F a S antdFK T Y Ymz（ 3-10） (a)載荷系數 tK 試選 tK =1.5 (b)小齒輪傳遞的轉矩 2T 2226 . 9 99 5 5 0 9 5 5 0 5 5 6 . 2 8 7 5120PT N mn (c)大、小齒輪的彎曲疲勞強度極限 lim3F ， lim4F 查文獻資料 8圖 6-9 得， lim 3 240F M P a , lim 4 240F M P a (d)應力循環次數（工作壽命 10年 ，每年工作 300 天，兩班制） 8326 0 6 0 1 2 0 1 1 0 3 0 0 1 6 3 . 4 5 6 1 0hN n j L 8743 / 3 . 4 5 6 1 0 / 4 . 8 7 . 6 8 1 0N N i (e)彎曲疲勞壽命系數 查文獻資料 8圖 6-7 得 3 0.96FNK ， 4 0.98FNK (f)計算許用彎曲應力 3F 、 4F 取彎曲疲勞安全系數 1.4FS ，應力修正系數 2STY ，則 3 3 l i m 3 / 2 4 0 0 . 9 6 2 / 1 . 4 3 2 9 . 1 4F F N F S T FK Y S M P a 4 4 l i m 4 / 2 4 0 0 . 9 8 2 / 1 . 4 3 3 6F F N F S T FK Y S M P a (g)查取齒形系數和應力校正系數 查文獻資料 8表 6-4 得 3 2.62FaY ， 4 2.19FaY 3 1.59SaY ， 4 1.79SaY 5T 龍門皮革下料機總體設計及傳動系統設計 19 (h)計算大小 齒輪的Fa SaFYY 并加以比較 3332 . 6 2 1 . 5 9 0 . 0 1 2 6 6 3 2 9 . 1 4F a S aFYY 4442 . 1 9 1 . 7 9 0 . 0 1 1 6 7 3 3 6F a S aFYY 因 3 3 4 434 F a S a F a F aFFY Y Y Y ，故按小齒輪進行齒根彎曲疲勞強度設計 b設計計算 (a)試算齒輪模數 ntm 由式（ 3-10）得 3 22 1 . 5 5 5 6 2 8 7 . 5 2 . 6 2 1 . 5 91 2 5 3 2 9 . 1 4 1ntm 2.73mm (b)計算圓周 速度 v 32 2 . 7 3 2 5 1 2 0 0 . 4 2 9 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0ntm z nv m s (c)計算載荷系數 K 查文獻資料 8表 6-2 得使用系數 1.25AK ；根據 0.429 /v m s 、 7級精度，查文獻資料 8圖 6-10 得動載系數 1.08K ；斜齒輪傳動取 1.08K 。 則 1 . 2 5 1 . 0 8 1 . 0 8 1 . 4 5 8AK K K K (d)校正并確定模數 nm 33/ 2 . 7 3 1 . 4 5 8 / 1 . 5 2 . 7n n t tm m K K m m 取 3m mm c計算齒輪傳動的幾何尺寸 (a)中心距 34a 3 4 3 4 3( ) ( 2 5 1 1 2 ) 2 0 5 . 522nma z z m m 取 34 206a mm (b)兩輪分度圓直徑 3d 、 4d 33 3 2 5 7 5nd m z m m 44 3 1 1 2 3 3 6d m z m m (c)齒寬 3b 、 4b 3 1 7 5 7 5db d m m 3 ( 5 1 0 )b b m m 取 4 75b mm ， 3 80b mm (d)齒高 h 2 . 2 5 2 . 2 5 3 6 . 7 5h m m m m m C.校核齒面接觸疲勞強度 鹽城工學院本科生畢業 設計說明書 2007 20 22321 H H E HK T iZZb d i （ 3-11） a確定公式中各參數值 (a)大、小齒輪的接觸疲勞強度極限 lim3H 、 lim4H 查文獻資料 8圖 6-8 得， l i m 3 l i m 4 1170HH M p a (b)接觸疲勞壽命系數 查文獻資料 8圖 6-6 得， 3 0.96HNK 、 4 0.98HNK (c)計算許用接觸應力 3H 、 4H 取安全系數 1HS ，則 3 3 l i m 3 / 0 . 9 6 1 1 7 0 / 1 1 1 2 3 .