C型转子翻车机设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 1 绪论 车机概述 及应用 翻车机也叫铁路货车翻卸机 , 是 可将有轨车辆翻转或倾斜使之卸料的装卸机械 在港口中属港口专用机械 ,是散货装卸车机械的一种 钢厂和电厂中应用较为广泛 ，适用于运输量大的港口和冶金、 煤炭、 热电等工业部门 。其中 炼铁厂原料在厂内运输的中间转运环节，用火车和汽车等载运工具运输时，需要设置原料受卸设施。在钢铁企业中，火车受卸一般采用翻车机、螺旋卸车机等设备进行受卸，也有采用汽车自卸车辆自卸。翻车机在受卸环节中 占有举足轻重的作用，对翻车机进行设计可以使我进一步了解翻车机的 构造及作用，便于排查故障改进设备， 使其更加经济效益。 车机国内外发展 现状 随着 现今社会生产力的提高，人们对装卸设备功的能和工作效率越来越高，使得 翻车机在生产中应用的不断发展，近几年来 我国 先后同美国、英国 等 技术先进企业进行多次合作 ， 制造出了 一系列的新型翻车机。例如： 大型装卸机械 “ C” 型翻车机， 就 是大重 集团 吸收国外先进技术自主开发的国内最新产品 。我国凭借外国的先进技术，自主研发和改进了各种各样的翻车机，为国家钢铁企业的发展做出了巨大贡献。 2004 年 10 月，大连重工 起重集团与秦皇岛港务集团有限公司一次签下 8 亿元的供货合同，在 14 个月内，向秦皇岛港煤四期扩容工程、煤五期新建工程提供 6480 吨 /小时堆料机、 6000 吨 /小时取料机、 7200 吨 /小时三车翻车机等散装物料大型装卸设备22台，机器产品产量过万吨 到 2005年 ， 我国沿海及内河港计划新增万吨级以上泊位 150个 ，其中集装箱 泊位 50 个需要新增或更新大量装船机、翻车机、堆取机和集装箱装卸设备等。 翻车机在 我国 沿海地区的发展中 起了非常重要的作用 ， 为沿海一带的城市发展提供了强而有力的帮助。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 车机国内发展趋势 伴随着国内外各工业部门的不断发展， 对受卸工具的不断需求 ， 对翻车机的设计研发已经刻不容缓。 各国竞相设计出新的设备及新 的功能 的翻车机 ，美国率先推出了可供多节车厢共同作业的 联合式翻车机，大大提高了劳动生产率，并节约了大量人力物力财力， 近些年来我国在消化引进国外先进技术的基础上，先后开发和制造了许多新型翻车机卸车设备，其技术水平已经达到国际同类产品水平。 目前我国吸取国外大量 先进经验和技术，开始独立设计 和制造自动工作，自动检修及自动报警相结合的全自动式三车翻车机（ 图 。 由于国外设计的三车翻车机在实际生产应用中逐渐显现出各种问题和弊端， 2006年由 大连重工 起重集团有限公司 实现设计、制造、安装调试总承包的 新型 三梁两端环三车翻 车机卸车系统是目前国际上最大的一体式翻车机，当年创产值 车翻车机卸车系统是目前国际上最大的一体式翻车机，可一次翻卸三节且每节载重 100吨煤炭的铁路敞车，主要用于我国最大年转运煤炭两亿吨秦皇岛煤码头 。 2007 年 9 月30日，该翻车机在秦皇岛港务集团公司重载试车成功，并投入运行。该卸车系统采用自动化作业，由于拥有良好的性能及较高的设备完好率，目前的翻卸效率为 3 27车小时，为目前国内翻车机的最高效率，日均卸车 1000 余节。翻车机自运行以来一直保持良好的设备状态，完全能够满足生产需要，为秦皇岛港 的煤炭装卸生产提供了可靠保障 。这种新型三车翻车机同国外的三车翻车机相比，实现了六项创新点，如翻车机的转子钢结构采用三箱形梁与两箱形端环及两联系环相连接而形成的框架结构形式，结构稳定；采用平台两侧伸出支架用于压车的布置，可降低钢结构应力值并方便了压车装置的维护等。 新型三梁两端环三车翻车机及其卸车系统的成功开发，标志着我国在大型翻车机设计上已达到了国际先进水平，为我国各类翻车机占领国内市场、打入国际市场起到了率先垂范作用，也为日后开发各类翻车机创建国际一流装卸机械制造基地，提供了有力的技术支持与保障。 未来的 受卸工具将不断的向自动化、智能化方向发展，相信国内翻车机的发展将不断提高劳动生产率，为国家的经济发展到不可替代的作用。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 图 三车翻车机 车机的类型 及原理 翻车机 主要 分转 子 式、侧卸式、端卸式和复合式 4种。各种翻车机都由金属构架、驱动装置和夹车机构组成，用交流电机驱动。 子式翻车机 转子式翻车机主要由转子、平台、压车机构 、承载托辊及 传动装置等部分组成。工作原理是 将载货敞车 用拨车机或车头 推入形似转筒的金属构架 (图 通过压车机构压紧车辆 ,并和转子一同旋转 140 170,利用自重原理 将散货卸出 。如果车辆具有旋转车钩，不需将货车脱钩就能将整列货车逐节卸车，作业能力可达 8000吨 /时。 转子式翻车机的翻转轴线靠近其旋转轴线的重心 ,虽然需要较大的压车力和较深的基础 ,但因重量较轻 ,耗电量小 ,生产率较高 ,故应用比较广泛 双翻翻车机 ,三翻翻车机 。 转子式翻车机按端环端面结构不同可分 C 型翻车机 , “ O”型转子式翻车机 :端环呈封闭的“ O”型， 早期翻车机产品 ,设备结构较复杂 ,整体刚性好 ,驱动功率较大 ,由于其自身结构问题使得 平台移动 需要 靠车 头做牵引 ，以达到重车机内定位以及推出机内空车的目的。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 图 转子式翻车机 常用的“ O”型转子式翻车机 ： 型：销齿传动，端环在外侧。活动式平台，固定靠板。液压锁钩式压车机构，行程大，冲击力小，但结构较复杂。用大、小电机双速传动，减小了车辆靠帮和翻车机复位时的冲击且使作业时间缩短，但电机台数较多，总功率较大。靠帮上设有振动器。 ：内端环型，拨车机臂头可将重车推入机内就位同时顶出机内空车，取 消了平台上的缓冲器和推车机。转子受力合理，重量轻，但托辊处易积料。平台为固定式，活动靠板。液压锁钩式压车机构。直流电机传动。该机使车辆就位准确可靠，对车辆的冲击也大大减小。 K F J /K F J 型：齿圈传动，四连杆摇臂锁车机构，活动式平台，固定靠板，结构简单，但车辆靠帮、压车时的冲击力较大。端环在转子的最外端，承载托辊不易挡积料。其中 为交流电机单速传动。 除改为直流 电机传动外，还在翻车机上增设了喷洒水装置，可在翻卸过程中及时洒水抑尘；车帮上增设了振动器，卸料更为干净，特别适用于水分较大的铁精矿等物料。 “ C”型转子式翻车机 端环呈不封闭的“ C”型 （图 ， 结构轻巧 ,平台固定 ,液压压车 ,消除了对下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 车辆和设备的冲击 ,降低了压车力 。 根据液压系统特有的控制方式 ,使卸车过程车辆弹簧能量有效释放 ， 驱动功率小 ， 端环一侧设置可供拨车机通过的通道，车 箱 进出翻车机采用拨车机自动控制，省去车头牵引，更有利于实现翻车过程的自动化。 常用的“ C”型转子式翻车机 ：串联式双车翻车机，直流电机齿圈传动。活动平台，最大载重量为 2 100t 。压车机构为重车托住液压锁定式，冲击力小。装有附着式振动器，卸料干净。机上有喷洒水装置，抑尘效果较好。光电定位，程序控制 。 ：二支座内端环式，除转子结构为“ C”型、拨车机臂头可从机内通过外，其余性能类似 图 “ C” 型转子式翻车机 卸式翻车机 侧卸式翻车机 以摇架代替 端环 （图 车辆在摇架上被夹紧后，随同摇架绕上方的轴旋转 140 170 后卸车。由于旋转时摇架和车辆的重心升高，驱动功率和结构重量有所增加，但不需建造地下料仓。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 图 侧卸式翻车机 卸式翻车机 端卸式翻车机 原理是 将车辆推上卸车平台（图 夹紧后，驱动装置使卸车平台绕与车轴平行的轴旋转 50 70 ，物料由端部车门卸出。这种翻车机结构较简单，但只适用于端部开门的车辆。 图 端 卸式翻车机 合式翻车 机 适用于棚车卸料。货车推上卸车平台并夹紧后，二者同向一侧倾斜 15 20 ，然后在车辆的纵向平面内，前后各倾 1 次，倾角约 40 （图 3 次倾斜动作即可使下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 车内物料由中门卸尽。 图 复合式翻车机 车机卸车系统的作业程序 (仅从第 2#车厢开始 ,此时第 1#空车在翻车机内 ): 1. 拨车机大臂下降 ,拨车机后退与车列联挂 (2#)。 2. 拨车机牵引重车列前进，当 3#车前 车钩距翻车机前 6 m 处停止， 人工摘开 2#车与 3#车之间的车钩。 3. 拨车机继续前进与翻车机内的 1#车联挂。 #车前进 (此时仍与 1#车联挂 )，使 2#车在翻车机内定位，拨车机与2#车自动摘钩。 5. 拨车机继续推送 1#车出翻车机，通过逆止器。 翻车机进行翻转然后返回原位。 6. 拨车机与 1#车自动摘钩。 7. 拨车机后退，大臂抬起，高速返回。 8. 拨车机返回原位。 车机设计的内容 “ C”型 转子式 翻车机设计内容包括选择并评定合理的传动方案，并对传动方案所需的电动机功 率和减速器传动比等进行选择；对主要零件进行设计和强度校核；撰写设下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 计说明书，绘出总图和其它部分图纸、翻译与翻车机有关的外文资料等。 车机设计的要求 悉冶金机械设备设计的全过程 能在各设计环节中精确应用，理论联系实际； 怕反复修改； 到有理有据，所引用的公式一定注明公式来源，所有未在公开刊物中发表的公式，要给出推导过程； 合国家 现行标准。 2 设计方案的选择及评定 动方案的设计 翻车机的工作状态是由左、右端环同时做旋转运动来实现的。 原理是采用双电机通过减速器带动两端环下的小齿轮旋转，从而带动整个端环旋转实现翻车。工作状态：由两侧端环旋转运动实现。 传动方案：交流电动机 调速机构（加、减速器） 主动轮（小齿轮） 工作机构（大端环）。为确保机构重心在通过托辊中心线时靠自 重旋转可能对机构造成的破坏，需要安装制动器，另外各轴间连接需要联轴器。主传动系统示意图见图（ 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 图 型转子式翻车机主传动示意图 计方案的评定 翻车机由两个端环构成，采用双电机驱动。翻车机的翻转时间为 1秒，翻转角度小于 180 ， 故需要小齿轮转速较小，必须使用减速机。由于翻车机翻车过程中本身质量加车厢质量较大，运转速度较 慢，且做圆周运动， 环境条件较差，因此不宜选用液压系统，故本次方案的主传动选用电动机进行传动。压车机构做直线运动，且在车厢翻转时承受整个车厢的重量，不宜采用电气传动，故本方案压车系统采用液压传动，但也存在精度要求高，技术含量高，故障识别及排除较难等缺点。机构端环采用分段铸造焊接组成，弥补了体积、重量大，结构复杂等缺点。但焊接点 带来局部应力集中，强度较差等，设计中需采用螺栓等连接，以提高机构的综合性能。托辊机构为两套并列的两对滚轮组成，左侧滚轮设置凹槽，利于保持整个机构的平衡，并减小了机构旋转时的摩擦，但机构装配时必须保证滚轮转动灵活，无卡死现象。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 计参数 1. 适用车型 长 - - - - - 11938 14038 - - - - - 3140 3243 - - - - - 3293 . 最大翻转重量 - - - - - - - - - - - 100 t 3. 回转 速度 - - - - - - - - - - - - 1 r/ 传动装置的设计 择电动机 动功率的计算 翻车机在翻转的过程中，要经历两个过程，即往程和返程，这两个过程中所受的转矩不同，所以需要的驱动功率也不相同，故分两部分进行讨论。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 第一阶段 在此阶段车厢的最大重量为 100t， 设备重量为 126t， 偏心矩为 300对于车厢的重力由于偏心所产生的转矩，端环四周的焊接件重心偏差所引起的转矩差可以忽略不计，只需计算车厢的重力由于偏心所产生的转矩。 已知条件：1m 100t2m 126tL=300 n=1r/中： 12端环的偏心 转矩： T=G L 其中 ： G 车厢 及物料的总 重力 L G=2()m m g=226 310 10N 0 N T=G L= 62 1 0 0 56 . 7 8 1 0 所以， T=9550 率： P=9550= 56 1 0 19550=W 电机功率： 由文献（ 1，表 （ 2，表 查得： 齿轮啮合效率 齿（齿轮精度为 7级） 滚动轴承效率 承联轴器效率 联由图（ 知： 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 传动装置总效率 3 4 3 总 承联 齿3 4 30 . 9 9 0 . 9 9 0 . 9 8 电机功率： 7 0 . 9 9 8 0 . 9 20 . 8 7 7 3r 程时，在翻转过程中随着翻转角度的变化，端盘所受的转矩 (阻力矩 )大小也不相同。可分为两个阶段，第一个阶段是翻转角由 165 变为 90 ，第二个阶段是翻转角由 90变为 0 ，在返程时两个阶段所受的阻力矩与端环各段所受转矩 不同有关 。 已知条件： 1 5323m 2 3215m 3 4849m 4 2937m = g= 1234返程第一阶段： 行程图见图（ 角 165 90 时。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 图 程第一阶段端环各部分位置图 由于返程时端环向顺时针方向旋转，故在返程 第一阶段 阶段 （图 示 1、 2、 3、4 为端环结构的原始位置，而 1 、 2 、 3 、 4 是端环结构返程时随 变化而变化的，在此过程中1T、4T、3则整 个端环在返程第一阶段受的阻力矩总和为： 3 2 1 4T T T T T阻 （ + ） - （ + ）3 1 2 4T T T T（ - ） + （ - ）3 1 2 4( ) s i n ( ) c o R G G R 4 8 4 9 5 3 2 3 s i n 3 2 1 5 2 9 3 7 c o ( 2 7 8 c o s 4 7 4 s i n ) 讨论： 2 7 8 c o s 4 7 4 s i n 0当 时 . 2 7 8 c o s 4 7 4 s i n 7874 6 5 a r c t a n 3 0 . 3 9 1 5 故当 时， 无论取何值， ，即动力矩 大于阻力矩，不需下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 要电机带动，端环可靠自身各部分重力矩的差值自由返程。当 时， ，即阻力矩大于动力矩，需要电机带动才能完成翻转，翻转中最大阻力矩为： ( 2 7 8 c o s 0 4 7 4 s i n 0 )T R g 阻 43 7 . 2 4 2 7 81 . 0 3 5 1 0 则返程时所 需电机功率： M a n阻 阻 41 . 0 3 5 1 0 195501 1 . 0 8 1 . 2 30 . 8 7 7 3M a W 阻返程第二阶段：行程图见图（ 角 90 0 时。 图 程第二阶段端环各部分位置图 在此过程中1T、2T、4端环在返程第二阶段受的阻力矩总和为： 3 4 1 2 （ +T ） - （ T + T ）3 1 4 2T（ + （ T - T ）下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 3 1 4 2( ) c o s ( ) s i R G G R 4 8 4 9 5 3 2 3 c o s 2 9 3 7 3 2 1 5 s i ( 2 7 8 s i n 4 7 4 c o s ) 在此时无论 取何值 ，即动力矩永远大于阻力矩，故在此阶段不需电机牵引，机构可以凭借自身个部分重力矩实现自由翻转。 综上所述，在往、返程中所需的电动机的功率 最大值 为 W。 择电机的型号 工业生产中常采用三相交流电动机，翻车机用于灰尘较大，经常起、制动和正反转的场合，所以电动机需要较小的转动惯量 ，并需要具有较大的承载能力，根据以上条件，在本设计中选用 Y 系列封闭式交流电动机，电压 380V 根据文献（ 2， 录）选用 电动机，基本性能如下： 额定功率 - - - - - - - - - 2载转速 - - - - - - - - - 585r/率 - - - - - - - - - - - 转矩 - - - - - - - - - - - 速器的选择 已知：1 7620d 020a 1 1 / 以：1 3810r 1 4 0 2 0 3 8 1 0 2 1 0r a r m m 试取 m=20 得： 1 381Z 2 21Z 由于： 1 2 22 1 13810 1 8 . 1 4 3210n Z ri n Z r 所以： 1212381 1 1 8 . 1 4 3 / m i n 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 2585 3 2 . 51 8 . 1 4 3n 减 电机的输出功率为： 45据（ 2， 225用 减速器，公称传动比为 动装置传动比的分配 图 型转子式翻车机传动装置简图 传动系统参数计算： 轴：即电动机轴 ： 4585r/4 5 1 09 . 5 5 9 . 5 5585 N m 轴：即减速器高速轴 ： 4 5 0 . 9 9 4 4 . 5 5 联载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 585 5851 联r/4 4 . 5 5 1 09 . 5 5 9 . 5 5585PT n N m 轴：即减速 器 低速 轴： 4 4 . 5 5 0 . 9 4 1 2 0 . 9 9 减 585 183 2 . 5 1 减 联r/4 1 . 5 1 1 09 . 5 5 9 . 5 5 2 2 0 2 3 . 3 618 N m 轴：即传动长 轴 ： 4 1 . 5 1 0 . 9 9 4 1 . 0 9 联8 181 联r/4 1 . 0 9 1 09 . 5 5 9 . 5 5 2 1 8 0 0 . 5 318 N m 轴：即传动短轴 ： 4 1 . 0 9 0 . 9 9 4 0 . 6 8 联8 181 联r/4 0 . 6 8 1 09 . 5 5 9 . 5 5 2 1 5 8 318 N m 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 表 轴运动及运动参数 轴序号 功率 P (转速 n (r/转矩 T (N m) 传动型式 传动比 i 效率 45 585 轴器 85 速器 8 轴器 8 8 21583 联轴器 载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 4 主要零件的设计和校核 轮的 设计 计算 定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 用直齿圆柱齿轮传动 . 荷较大，故选用 7 级精度 文献 3表 100度为 280环（大齿轮）采用分段铸 造焊接形式，材料选用 火），硬度为 220材料间硬度差为 60 小齿轮齿数1 21Z 211 8 . 1 4 3 21 2 1 1 8 . 1 4 3 3 8 1Z Z u 齿面接触强度设计 由文献 3公式 10： 213112 . 3 2 t d (1)确定公式内的各计算数值 1)试选载荷系数 2)计算小齿轮传递的转矩 . 2T G L其中 G L 362 2 6 1 0 1 0 2 . 2 6 1 0G m g N 300L 以 62 2 . 2 6 1 0 0 . 3T 0N216 . 7 8 1 00 . 9 8 1 8 . 1 4 3齿下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 73 1 0 N m m 3)由文献 3表 10取齿宽系数 4)由文献 3表 10料的弹性影响系数 121 8 9 P a5)由文献 3图 10齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 760H 齿轮的接触疲劳强度极限 450H 6)由文献 3公式 103 6 5 2 4 1 5 1 3 1 4 0 0 1160 hN n 0 1 8 . 1 4 3 1 3 1 4 0 0 12 0 7)由文献 3图 10触疲劳寿命系数1 ；2 8)计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1%,安全系数 1S ,由文献 3,公式 10,得 1 l i m 11 H N 0 . 9 7 7 6 0 7 3 7 . 21 2 l i m 22 H N 1 . 1 8 4 5 0 53112) 计算 1)试算小齿轮分度圆直径1入 H中较小的值 213112 . 3 2 t d 273 1 . 5 3 . 8 2 1 0 1 8 . 1 4 3 1 1 8 9 . 82 . 3 2 0 . 7 1 8 . 1 4 3 5 3 1 2 1 6 9 6 载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 2)计算圆周速度 v 1160 1000 3 . 1 4 3 9 2 . 3 0 2 1 8 . 1 4 36 0 1 0 0 0 m/s 3)计算齿宽 b 1 0 9 2 2 )计算齿宽与齿高之比 11tt dm z 高 2 1 8 1 7 4 . 6 1 1 4 6 . 5 3 34 2 . 0 3 25)计算载荷系数 根据 m/s,7 级精度，由文献 3图 10得动载系数 的直齿轮，假设 / 1 0 0 b N/文献 3表 101 由文献 3表 10知 ,使用 系数为 1 由文献 3表 10得 7 级精度、小齿轮相对支承非对称布置时， 2 2 31 . 1 2 0 . 1 8 1 0 . 6 0 . 2 3 1 0H d 2 2 31 . 1 2 0 . 1 8 1 0 . 6 0 . 7 0 . 7 0 . 2 3 1 0 2 7 4 . 6 1 1 4 1 . 1 2 0 . 1 1 4 1 3 0 . 0 6 3 由 , 1 7 1 ,文献 3图 10知 , 故载荷系数 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 A V H K K K 1 1 . 1 3 1 . 2 1 . 2 9 7 1 )按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由文献 3公式 10 3113 1 . 7 5 8 93 9 2 . 3 0 2 1 . 5 )计算模数 m 11dm z 按齿根弯曲强度设计 由文献 3,公式 10知 ,弯曲强度的设计公式为 : 13 212 F a S (1) 确定公式内的各计算数值 1)由文献 3,图 10得小齿轮的弯曲疲劳强度极限1 470 大齿轮的弯曲疲劳强度极限2 320)由文献 3,图 10得弯曲疲劳寿命系数1 ，2 3)计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 ,由文献 3,公式 10得 111 F N F 222 F N F )计算载荷系数 K A V F K K K 1 1 1 )查取齿形系数 由文献 3表 10得 ，2 6)查取应力校正系数 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 由文献 3表 10得 ，2 7)计算大、小齿轮的 112加以比较 111 2 . 7 6 1 . 5 6 0 . 0 1 4 9 12 8 8 . 7 1 4F a S 222 2 . 0 6 1 . 9 7 0 . 0 2 0 1 82 0 1 . 1 4 3F a S 大齿轮的数值大 (2) 设计计算 73 22 1 . 6 9 5 3 . 8 1 1 0 0 . 0 2 0 1 80 . 7 2 1m 比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算 的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数 m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径 (即模数与齿数的乘积 )有关，可取由弯曲强度算得的模数 就近圆整为标准值 20m 接触强度算得的分度圆直径1 出小齿轮齿数。 11 4 1 3 . 6 8 6 2 0 . 6 8 420dz m 取1 21z 大齿轮齿数 21 1 8 . 1 4 3 2 1 3 8 1z u z 这样设计出的齿轮传动，即满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。 轮几何尺寸计算 (1) 计算分度圆直径 11 2 1 2 0 4 2 0d z m 2 3 8 1 2 0 7 6 2 0d z m 2) 计算标准中心矩 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 12() 2 0 ( 2 1 3 8 1 ) 402022m z 3) 计算齿轮宽度 1 0 . 7 4 2 0 2 9 4 2 290B 300B 4) 计算齿顶圆直径 1 *1( 2 ) ( 2 1 2 1 ) 2 0 4 6 0z h m 2 *2( 2 ) ( 3 8 1 2 1 ) 2 0 7 6 6 0z h m 5) 计算 齿根圆直径 1 *1( 2 2 ) ( 2 1 2 1 2 0 . 2 5 ) 2 0 3 7 0z h c m *2( 2 2 ) ( 3 8 1 2 1 2 0 . 2 5 ) 2 0 7 5 7 0z h c m 齿轮的结构设计 因 端环（大齿轮）不是封闭的齿轮形，且直径较大，不方便分析，在此对小齿轮的 结构 进行 设计：由于小齿轮齿顶圆大于 160 又小于 500 以选用腹板式结构为宜。其他有关尺寸由 文献 3图 10用的结构尺寸设计，并绘制小齿轮零件 图如图 图 动装置小齿轮设计简图 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 的设计 轴是组成机器的主要零件之一。在本设计中，小齿轮处的轴选取的材料为 45 钢（调质处理）。下面将对此轴进行设计和校核。 的结构 设计 （一） 拟定轴上零件的装配方案 左侧 轴承端盖、 挡圈、隔 筒 、 滚动 轴承、垫圈、 半联轴器 依次从左往右安装，右侧小齿轮、挡圈 、轴承端盖、隔套、 滚动 轴承、 圆螺母、隔筒 、 轴承端盖 依次从右往左安装。 具体结构参见图 由于该齿轮传动为直齿圆柱齿轮传动，故滚动轴承选用深沟球轴承。 （二） 轴上零件的定位 为防止轴 上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动，轴上零件除了有游动或空转的要求外，都必须进行轴向和周向定位，以保证其准确的工作位置。 筒 、 轴端 挡圈、轴承端盖、和圆螺母 等 来保证的。 本次设计的 轴 上 有两个普通平键，可对零件的周向进行定位 图 上零件装配与轴的结构示 意图 （三） 各轴段直径和长度的确定 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 零件在轴上的定位和装拆方案确立后，轴的形状便大体确定。 各轴所需的直径与轴上的载荷大小有关。在设计各段轴直径时， 有配合要 求的轴段，应尽量采用标准直径。另外 ，应尽可能使结构紧凑，同时还要保证零件所需的装配或调整空间。 1. 确定各轴段直径 由文献 3表 15得 103A (因转数低故取小值 ) 由文献 5,362可知轴的直径 d ， 3 因为小齿轮处在 轴上，所以： P 为入轴功率 ： P=W n 为入轴转速 ： n=18 r/以： 33 3 2 . 3 6 71 0 3 1 2 5 . 2 518n 虑有键槽，轴径需增大 45%，因此初取 140d 如图 4示，轴段 要外接轴承，查 11可知轴承标准件的最接近内径的为 65 轴段 的直径定为 65 段 是一个定位轴肩， 定位轴肩的高度 h 一般取h = (0 1 2 )d，故 h=15 轴段 的直径为 120 步设定该处轴段 的直径为 160 段 与轴段 对称分布，故轴段 的直径也为 150 确定各轴段长度 设定该轴的总长为 1735 由于轴段外接联轴器，查 13可知联轴器标准件的宽度为 560 轴器需向外延伸少段距离，故试选轴段的长度为 568 由于 轴段外接轴承， 试选 轴段的长度为 65 轴段 是一个定位轴肩，定位轴肩的高度 h = (0 1 2 )d，故 h=15 轴段 的直径为 120 轴段外接小 齿轮，由于齿宽是 300 且左端有挡圈定位，需要缩进 2 轴段的长度为 298 定 轴段直径为 100 轴段外接轴承， 查 11可知轴承标准件的宽度为 65 于右端有挡圈 定位，需要缩进 2 试选 轴段的长度为 63 轴段需连接圆螺母，故初定轴段直径为 40四） 提高轴的强度的常用措施 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 减小轴的载荷。 4. 改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度。 的计算 轴的计算通常都是在初步完成结构设计后进行校核计算，计算准则是满足轴的强度和刚度的的要求，必要是还应该校核轴的振动稳定性 （一） 按扭转强度条件计算 由文献 3,370可知轴的扭转强度条件为 395500000 . 2 式中：T 扭转切应力， T 轴所受 的扭矩， N ; 轴的抗扭截面系数， 3 n 轴的转速， r/P 轴传递的功率， d 计算截面处轴的直径， 将数据代入上式得： 334 0 . 6 89 5 5 0 0 0 0 9 5 5 0 0 0 0180 . 2 0 . 2 1 6 0T =文献 3表 15得 25 45T 以： 扭转强度校核符合要求。 （二） 按弯扭合成强度条件计算 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 通过 轴的结构设计，轴的主要结构尺寸，轴上零件的位置，以及外载荷和支反力的作用位置均已确定，轴上的载荷（弯矩和扭矩）已可以求得，因而可按弯扭合成强度条件对轴进行强度校核计算。 1. 做出轴 的计算简图（即力学模型） 轴所受的载荷是从轴上零件传来的，计算时常将轴上的分布载荷简化为集中力，其 作用点取为载荷分布段的中点。绘制力学模型见图 其中：1 474l 2 400l 3 370l 的载荷分析图 2. 做出弯矩图 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或