钢坯拨钢装置设计（拔钢机）【毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 摘要 拨钢机是轧钢车间上料区主要设备之一，其作用是将加热炉前辊道上的钢 坯或炉前上料台架上的钢坯推入加热炉进行二次加热过程。本设计选用了机械 式拨钢机，在拨钢机结构设计上主要采用了齿轮齿条的结构形式。该机构具有 结构简单，整体尺寸适中，传动效率高，维修方便，造价较低的优点。在本设 计中主要对推钢机进行了结构设计和理论计算，并着重对传动机构做了详细的 分析设计。 关键词：拨钢机；结构设计；理论计算 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 I Abstract Pushing steel-rolling workshop is based on one of the main equipments Dialing steel-machine, and its role is to push the billet material which lies on the Roller or the bench before the furnace into the furnace for reheating process. The design chooses a mechanical Dialing steel-machine,while the structure designed primarily for the use of the gear and rack structure. The advantages of the structure exists that the body is simple in structure, the overall size of moderate, high transmission efficiency, easy maintenance, the lower cost.The main content of the Dialing-design includes the structure design and theoretical calculations and focus on the transmission mechanism to do a detailed analysis and design. Keywords: Dialing steel-machine; Structural Design; Theoretical calculations 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 II 目录 前言 1 第一章 概述 2 1.1 轧制工艺过程简介 2 1.1.1 轧制工艺过程 2 1.1.2 轧制工艺过程的设计与实施 3 1.2 拨钢机的简介 3 1.2.1 拨钢机的种类 3 1.2.2 链式拨钢机的结构 3 1.2.3 设计中应注意的几点事项 4 第二章 传动方案的分析与拟定 5 2.1 传动方案的分析 5 2.1.1 常用的传动类型及其特点 5 2.1.2 机械传动系统设计时应注意的事项 5 2.2 传动方案的拟订 6 第三章 电动机的选择计算 7 3.1 概述 7 3.1.1 常用电动机的种类 7 3.1.2 电动机选择时的注意事项 8 3.2.1 选择电动机的类型和机构型式 8 3.2.2 选择电动机的容量 8 3.2.3 确定电动机转速 9 3.2.4 选定电动机的型号和参数 10 第四章 传动装置的运动及动力参数的选择和计算 11 4.1 传动比的计算与分配 11 4.1.1 传动装置的总传动比 11 4.1.2 分配各级传动比 11 4.2.3 各轴参数的计算 12 第五章 减速器的选择计算 13 5.1 减速器概述 13 5.1.1 减速器的作用 13 5.1.2 减速器的分类 13 5.2 减速器的选用 14 第六章传动机构的设计计算 15 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 III 6.1 齿轮齿条传动设计计算 15 6.1.1 齿条传动的特点 15 6.1.2 齿轮齿条传动的设计计算 16 6.2 齿轮传动的设计计算 21 6.2.1 齿轮传动的特点 21 6.2.2 齿轮传动的设计计算 21 第七章 轴系零部件 25 7.1 轴的设计 25 7.1.1 概述 25 7.1.2 轴的结构设计 26 7.1.3 轴的强度计算 27 7.2 轴承的选择与计算 30 7.2.1 概述 30 7.2.2 滚动轴承的类型和选择 30 7.2.3 滚动轴承的受载情况和失效形式 31 7.2.4 滚动轴承的寿命计算 31 7.3 键的设计与校核 34 .3.1 键联接的类型、特点和应用 34 7.3.2 平键的选择和强度校核 35 7.4 联轴器的设计计算 36 7.4.1 联轴器的种类和和特性 36 7.4.2 选择联轴器类型 37 7.4.3 进行必要的校核 38 结 束 语 39 参考文献 40 致 谢 41 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 IV 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 V 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 VI 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 0 前言 钢铁工业作为国民经济的基础工业，一直是衡量一个国家经济发展水平的 重要指标。我国钢铁工业近年来发展很快，钢产量己连续多年突破亿吨大关， 钢铁产品质量也得到了很大的提高，特别是在轧钢生产方面。各种高精度轧钢 机械设备的引进和投产，先进的自动化控制设备和计算机技术的应用，冷轧不 锈钢带、硅钢带、精密合金钢带、稀有合金带、高精度极薄冷轧碳素钢带等各 种高精度高品质产品的出产，大大地促进了轧钢生产企业的经济效益和竞争能 力，有力地提升了我国轧钢生产企业的形象。但是由于科学技术的飞速发展， 新的设备和新的技术以惊人的速度不停地改进和更新，产品的技术含量越来越 高，对产品生产机械设备和操作技术的要求也越来越高。因而及时掌握新型轧 钢机械设备的性能，熟练掌握新的操作技术，全面应用先进的自动化控制技术 和计算机轧制技术，是当前轧钢生产企业进一步提高产品质量、降低轧钢生产 成本、增强轧钢生产企业的市场竞争能力的关键所在。 本设计包括了轧制工艺过程和自动化控制系统及拨钢机的设计，并重点针对 链式拨钢机进行了设计计算。具体包括轧制工艺过程和自动化控制简介，拨钢 机的分类、结构和工作原理，电动机的选用，减速器的选用，传动方式和传动 装置（包括齿轮齿条传动和齿轮传动）设计，轴系零件（包括轴，轴承，联轴 器，键）设计，并对传动机构和关键轴进行了强度和刚度校核。 其中传动方案的设计与拟定是设计的首要任务，决定了传动机构的设计，在 综合比较了各种传动方案的优缺点以及拨钢机本身的技术要求后，最后选定齿 轮齿条传动作为主要传动机构。该传动机构具有结构简单，整体尺寸较小，传 动效率高，维修方便，造价较低的优点。 电动机的选定标准是满足拨钢机总的功率要求，转速适中，并且应具有频繁 快速启动和反转能力以带动拨钢机拨杆做往复运动。最后选定为 YZR400L1 型冶 金用电动机.减速器的选择标准是满足传动比要求，高速轴许用功率要求和承载 能力要求。 传动机构的设计计算包括齿轮齿条传动的设计和齿轮传动的设计两部分。文 中分别从齿轮类型，材料，精度选择，齿面接触疲劳强度和齿根弯曲强度等方 面做了详细设计计算。 轴系零部件的设计计算包括齿轮轴的结构设计和校核，轴承的选择，键的设 计和校核，联轴器的选择和最大转速的校核等。 由于水平所限，错误之处在所难免，敬望读者批评指正。 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 1 第一章 概述 1.1 轧制工艺过程简介 轧钢工艺过程是确定轧钢厂生产系统和机械设备的技术基础，设备是实现 轧钢工艺要求的工具。 轧钢生产是钢铁工业生产的最终环节，是钢铁材料的一种重要加工方法。 轧钢车间担负着生产钢材的任务，因此钢铁轧制在国家工业体系中占有举足轻 重的地位。20 世纪 90 年代以前，我国轧钢生产的平均水平与世界主要生产国 相比，仍存在一定的差距。轧钢生产以型钢为主，生产线大、中、小型并存。 不同企业的技术装备水平参差不齐，能耗、成本较高。很多企业还使用 20 世纪 五六十年代较为陈旧的设备和工艺，这是限制我国钢材质量，品种和效益进一 步提升的主要瓶颈。 20 世纪 90 年代后期，随着我国经济的高速发展，尤其是我国加入 WTO 后， 参与国际钢材市场竞争的需要，各大企业纷纷采用当今世界先进的技术和装备， 进行了大规模的技术改造，广泛引进新技术，新设备，新工艺，使我国轧钢生 产的水平有了长足进步，开发了一批高技术，高附加值的新品种。目前我国轧 钢技术创新发展的方向主要为：通用工艺技术，综合节能与环保技术，新品种 开发与钢材性能优化技术，信息技术和装备机电控制一体化技术等。 我国现在通用的轧钢工艺排列为： 钢坯验收 吊装 计量 编组 入炉加热粗轧 热剪机切头 中轧 飞剪切头 平立交替精轧 机 倍尺飞剪 夹送辊 冷床 冷剪定尺 检验称重打包 收集 入库 1.1.1 轧制工艺过程 1.轧制工艺过程的内容 轧制工艺过程是一系列工序的组合，经过这些工序，把钢锭或钢坯轧成形 状和性能符合要求的钢材。轧钢工艺过程的好坏直接影响产品的质量和产量。 一般情况下，一个轧钢工艺过程是由下列各基本工序组成： 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 2 1）.坯料准备 包括坯料的表面清理，除去表面氧化铁皮和表面缺陷的清理， 也包括预先热处理和坯料加热。坯料加热是重要工序。 2）.钢材轧制 坯料通过轧制变形来实现对产品在形状和尺寸上的要求，内 部组织和性能上的要求以及表面光洁度的要求。轧制过程是轧钢生产工艺过程 的核心工序。 3）.精整 这是轧钢工艺过程的最后一道工序，起保证产品质量的作用。精 整工序的内容比较复杂，由产品的技术要求来确定。技术要求不同，其内容也 大不相同。一般情况精整工序包括钢材的切断或卷取，轧后冷却，矫直，成品 热处理成品表面清理、镀锌、镀锡、涂色等。 1.1.2 轧制工艺过程的设计与实施 设计轧制工艺过程的主要依据是产品的技术条件、钢种的加工工艺性、生 产规模大小、产品成本和工人的劳动条件。其中最主要的依据是产品的技术要 求，即钢材的断面形状和尺寸、化学成分、内部组织和机械性能，设计时必须 保证工艺过程使产品质量达到相应的技术要求。 1.2 拨钢机的简介 1.2.1 拨钢机的种类 常见的拨钢机有链式、行星轮式等。它们各自有自身的特点，在不同的加热 炉上发挥着各自的作用。 链式拨钢机通过齿轮齿条的啮合传动把电机的旋转运动转变为齿条的直线运 动，带动拨杆进行拨钢工作。其工作可靠，传动效率高，推力和行程大，但设 备自身重量大。目前链式推钢机应用比较广泛。 行星式拨钢机由行星轮系推动拨杆工作，结构简单，推力大， 自重轻，速 度、行程易控制，但行程不宜太大，但液压系统制作、维护较困难。 1.2.2 链式拨钢机的结构 链式拨钢机主要包括电机、减速机、联轴器、齿轮轴、齿条、拨杆、机架等。 机架一般为一个多层箱体，箱体间用螺栓联接。齿轮轴位于箱体底层的称为下 置式，齿轮轴位于箱体上层的称为上置式。无论采用下置式还是上置式，都存 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 3 在更换零部件困难的现象，尤其是更换下部零件时，需要把箱体层层拆分开。 1.2.3 设计中应注意的几点事项 1.推力的计算 推力、拨速、行程是拨钢机的主要技术参数，尤其是最大推力。推力计算 的正确与否关系着拨钢机的经济性和使用寿命。 推力计算公式为： （1-1）1;FGgfK 式中：G为钢坯质量，单位是kg； g为重力加速度，一般来说 ；29.8/ms 为考虑到加热炉轨道不平，受热变形等因素的影响系数，1K =1.11.3。 f为滑动摩擦系数，f=0.21；摩擦系数的大小对推力产生直接的影响，而 摩擦系数的大小主要取决于钢坯温度，钢坯温度对摩擦系数的影响为：常温时， f=0.2；300C时，f=0.3； 400C一500C时， f=0.40.5； 600C一 800C时，f=0.60.8；大于800C时，f=0.8-1.0。可见，钢坯温度越高，摩 擦系数愈大。 2.齿轮选择 拨钢机属于低速重载，繁忙使用，齿轮齿条属于重点零件。要通过计算， 选择合理的模数和材质，进行合理的热处理，结构设计要优化，避免出现胶合、 点蚀，甚至断齿等现象。 3.拨杆结构 拨杆工作中会受到齿条推力、钢板阻力、压轮压力等复杂力系的作用，强 度、刚度要高，结构要可靠，一般采用箱型梁钢板焊接结构。 4.拨钢速度 一般来说，影响拨钢机生产率的主要因素是拨杆返回时的空载时间。为了 提高生产率，拨钢机的返回速度可以取得比拨速大，一般返回速度比拨速大 50%至 数倍。实际使用表明，返回速度比拨速大一倍左右比较合适。有的拨钢机设有 慢速拨钢电动机和快速返回电动机，用以调节速度。 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 4 5.机架刚度 理论和实践表明，拨钢机机架刚度要给予重视，其刚度一定要满足推力、拨 速要求，避免出现颤抖现象。压板部位受力非常大，压板结构要满足高强度要 求。 第二章 传动方案的分析与拟定 2.1 传动方案的分析 2.1.1 常用的传动类型及其特点 1.带传动：带传动传递的功率不大（可用于中小功率） ，机构尺寸比其他传动 类型大，但传动平稳，能缓冲吸收冲击振动。由于摩擦产生静电，不适用于有 瓦斯及煤尘等爆炸危险的场合，常用于高速级传动中。 2.链传动：链传动的瞬时传动比是变化的，且具有冲击振动，故不适用于高 速传动和传动比要求准确的场合，一般多用于低速级传动及传动比要求不太严 格的场合。 3.齿轮传动：齿轮传动瞬时传动比不变，且效率高，体积小，是在传动中使 用最多的一种传动件。直齿圆柱齿轮的设计加工容易，但速度高时有噪音，故 多用于减速器低速级中，亦可用于高速级但噪音大。斜齿圆柱齿轮传递运动平 稳，噪音小，承载能力高，故多用在减速器中高速级上，低速级上也可以使用。 人字齿轮基本上与斜齿轮相同，它对轴承不产生轴向力，多用于大型减速器。 锥齿轮将较困难，特别是模数，直径大时受到机床的限制，故一般在改变轴的 方向等情况下才使用，使用时应尽量使模数直径小些，以利于加工。锥齿轮常 用于高速级上，如用弧齿锥齿轮时噪音小，工作平稳，故速度可高些。开式齿 轮较闭式齿轮磨损大，多用于低速级。 4.蜗杆传动：蜗杆传动传动速比大，传递运动平稳，但效率低，消耗有色金 属。因此普通圆柱面蜗杆传动适用于中小功率，由于其效率低，不适用于连续 工作，故多用于间歇工作的场合。 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 5 2.1.2 机械传动系统设计时应注意的事项 1.在满足传动要求的情况下，应尽量使机构的数目减少，使传动链短，这样 可以提高机械效率，减低生产成本。 2.当机械传动系统的总传动比较大而采用多级传动时，应合理分配各传动机 构的传动比。传动比的分配原则时使总的体积小和发挥各类传动机构本身的优 势。 3.合理安排传动机构的次序。当总传动比 时，要考虑多级传动。如有带传8 动时，一般将带传动放置在高速级；如采用不同类型的齿轮机构组合，圆锥齿 轮传动和蜗杆传动一般放置在高速级；链传动一般不宜放在高速级。 4.在满足传递要求的前提下，应尽量采用平面传动机构，使制造，组装，维 修更加方便。 5.在对传动系统的尺寸的要求较小时，可采用行星轮系机构。 2.2 传动方案的拟订 根据设计要求，钢坯为 300x300x300，所需最大推力 F=21KN，设定拨钢 速度为 0.1m/s，返回速度为 0.16 m/s，可见拨钢机整体尺寸不大，且在低速状 态下工作。 综合考虑以上传动类型的特点和拨钢机的设计要求，现选用齿轮齿条传动和 开式齿轮传动，并采用减速器与电动机相连接。 综合以上方案的优点，具体传动方案如下图所示： 图 2-1 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 6 电动机经减速器和齿轮机构减速后，由齿轮齿条机构将轴的转动转化为拨 杆的往复运动。 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 7 第三章 电动机的选择计算 3.1 概述 电机是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。它的主 要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。 3.1.1 常用电动机的种类 1按工作电源分类 根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流 电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。 2按结构及工作原理分类 电动机按结构及工作原理可分为直流电动机，异 步电动机和同步电动机。同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动 机和磁滞同布电动机。异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感 应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。交流 换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。 直流 电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流 电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励 直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流 电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流 电动机。 3按起动与运行方式分类 电动机按起动与运行方式可分为电容起动式单相 异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和 分相式单相异步电动机。 4按用途分类 电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。 驱动用 电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具） 用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、 影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型 机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 8 控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。 5按转子的结构分类 电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标准 称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动 机）。 6按运转速度分类 电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒 速电动机、调速电动机。低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、 力矩电动机和爪极同步电动机等。 调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级 恒速电动机、有级变速电动机和无级变速电动机外，还可分为电磁调速电动机、 直流调速电动机、PWM 变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。 3.1.2 电动机选择时的注意事项 1.如果电动机功率选的过小，就会出现“小马拉大车”现象，造成电动机长 期过载，使其绝缘因发热而损坏，甚至电动机被烧坏。 2.如果电动机功率选的过大，就会出现“大马拉小车”现象，其输出机械功 率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利，而且 还会造成电能浪费。 3.2 电动机的选择计算 3.2.1 选择电动机的类型和机构型式 在交流电动机中，三相异步电动机在工业中广泛应用。常用的 Y 系列三相异 步电动机属于一般用途的全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，其结构简单， 工作可靠，启动性能好，价格低廉，维护方便，适用于非易燃易爆，无腐蚀性 和无特殊要求的机械上，也适用于某些对启动转矩有较高要求的机械，如压缩 机等。 经常启动，制动和反转的机械设备要求电动机具有较小的转动惯量和较大 的过载能力，应选用起重的冶金用的三相异步电动机电动机，常用 YX 型（笼型） 和 YZR 型(绕线型)。 由于拨钢机推杆做往复运动，需要频繁快速启动和反转，故选用 YZR 型电 动机。 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 9 3.2.2 选择电动机的容量 已知拨钢机的最大推力 F=2.1KN,推钢速度 =0.1m/s，返回速度1V =0.16m/s:2V 拨杆的最大作用力： F=2119.5kgx9.8N/kg=20771.1N 则拨钢机电动机的输出功率: ； （3-2）1/0.dPFV 式中 -总效率； = ； （3-123n 3） 式中 为传动系统中每一个传动副，轴承，联轴器等的效123,n 率。 查表知： （齿轮齿条传动（油润滑） ）=0.930.95；1 （开式齿轮传动（脂润滑） ）=0.95；2 （一对滚子轴承）=0.98；3 （二级圆柱齿轮减速器）=0.950.96；4 （齿式联轴器）=0.99；5 则 2221345 = 20.9.0.98.609 =0.74； 代入公式（3-2）得： =20771x0.1/1000x0.74KW=2.8KW1/0wdPFV 选择电动机容量时，应保证电动机的额定功率 等于或稍大于工作机所需的edP 电动机功率 ，故取 =3KW。dPed 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 10 3.2.3 确定电动机转速 容量相同的电动机，有几种不同的转速可供设计者选择。电动机的同步转速 越高，磁极对数越少，其重量越轻。但是电动机转速与工作机转速相差过大势 必使总传动比加大，致使传动装置的外廓尺寸与重量增加，价格提高。因此在 确定电动机转速时应进行分析比较，选择最优方案。 3.2.4 选定电动机的型号和参数 综上，查表选择 YZR400 型冶金用电动机，额定功率 =3KW，转速1LedP ，转动惯量 ，额定电压 。587minwr24.5Ikgm 395Vv 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 11 第四章 传动装置的运动及动力参数的选择和计算 4.1 传动比的计算与分配 4.1.1 传动装置的总传动比 由选定电动机的满载转速 和工作机轴的转速 可得传动装置的总传动比：mnwn ； （4-1）awi 总传动比等于各级传动比的乘积，即： ； （4-2）0123aniii 已知拨杆拨钢速度 =0.1m/s，选定齿轮直径 D=544mm。V 则： （4-3）6.54wvnD =3.51 ；minr 所以总传动比： =167.23；aw 4.1.2 分配各级传动比 分配传动比主要考虑以下几点： 1.各级传动比应在推荐范围内选取，不得超过最大值。 2.各级传动零件应做到尺寸协调，结构匀称，避免相互间发生碰撞或安装 不便。 3.应尽量使传动装置的外廓尺寸紧凑或重量较小。 4.在卧式二级齿轮减速器中，各级齿轮都应该得到充分润滑。为了避免因 各级大齿轮都能浸到油而使某级大齿轮浸油过深而增加搅油损失，通常使各级 大齿轮直径相近，应使高速级传动比大于低速级，此时高速级大齿轮能浸到油， 低速级大齿轮直径稍大于高速级大齿轮，浸油稍深而已。 根据以上原则，初步选定齿轮传动的传动比 ，则减速器传动比04i 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 12 r/min；1067.2341.8ai 4.2.3 各轴参数的计算 将传动装置中各轴从高速轴到低速轴依次编号，定为 0 轴（电机轴） ，1 轴 （减速器低速轴） ，2 轴（齿轮轴） ；相邻两轴传动比表示为 ， ；相邻两轴1i2 的传动效率为 ， ；各轴的输入功率为 ， ， ；各轴输入转矩为 ,010p121T , 。2T3Y .各轴转速计算； 电机轴转速 0587/min;nr 第一轴转速 114.0/in;.ri 第二轴转速 2135 2.各轴功率计算； 电机轴功率 P=3KW 第一轴功率 P1=2.82KW 第二轴功率 P2=1.27KW 3.各轴扭矩计算； 电机轴扭矩 T=9549xP/n=9549x3/587=48.8N.m 第一轴扭矩 T1=9549x2.82/14.04=1917.96N.m 第二轴扭矩 T2=9549x1.27/3.51=3455.05N.m 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 13 第五章 减速器的选择计算 5.1 减速器概述 减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大 转矩以满足各种工作机械的需要。在原动机和工作机之间用来提高转速的独立 的闭式传动装置成为增速器。 5.1.1 减速器的作用 减速器的作用主要为： 1.降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不 能超出减速机额定扭矩。 2.降速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。 5.1.2 减速器的分类 减速器的种类很多，按照传动形式不同可分为齿轮减速器，蜗杆减速器和 行星减速器；按照传动的级数可分为单级和多级减速器；按照传动的布置形式 又可以分为展开式，分流式和同轴式减速器，常用减速器主要有； 1.齿轮减速器 主要有圆柱齿轮减速器，圆锥齿轮减速器，和圆锥-圆柱齿轮减速器。 齿轮减速器特点 1).齿轮采用高强度低碳合金钢经渗碳淬火而成，齿面硬度达 HRC58-62， 齿轮均采用数控磨齿工艺，精度高，接触性好。 2).传动率高：单级大于 96.5%，双级大于 93%，三级大于 90%。 3).运转平稳，噪音低。 4).体积小，重量轻，使用寿命长，承载能力高。 5).易于拆检，易于安装。 2.蜗杆减速器 主要有圆柱蜗杆减速器，环面蜗杆减速器和锥蜗杆减速器。 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 14 蜗杆减速器的特点是在外廓尺寸不大的情况下，可以获得大的传动比，工 作平稳，噪声较小，但效率较低。其中应用最广的是单级蜗杆减速器，两级蜗 杆减速器则应用较少。蜗轮蜗杆减速机的主要特点是具有反向自锁功能，可以 有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是 一般体积较大，传动效率不高，精度不高。 3.蜗杆齿轮减速器及涡轮-蜗杆减速器 4.行星齿轮减速器 行星齿轮减速器由于减速比大，体积小，重量轻，效率高等优点，在许多 情况下可代替二级，三级的普通齿轮减速器和蜗杆减速器。行星减速机其优点 是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以 做的很大。但价格略贵。 5.摆线针轮减速器 6.谐波齿轮减速器 其中圆柱齿轮减速器的特点是效率高及可靠性高，工作寿命长，维护简便， 因而应用范围很广。 上述 6 种减速器已有标准系列产品，使用时只需要结合所需传动功率，转 速，传动比，工作条件和机器的总体布置等具体要求。 5.2 减速器的选用 根据已知的设计要求，即减速器计算传动比 r/min；高1067.2341.8ai 速轴输入功率 P=3x0.99x0.99=2.94KW, 高速轴转速 5/min;r 查表选择减速器型号为 型 ，公称传动比 40.实际1306ZL(137)JB 传动比 40.85，中心距 高速轴许用功率 2.94KW，承载能力,am n=750r/min; 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 15 第六章传动机构的设计计算 6.1 齿轮齿条传动设计计算 6.1.1 齿条传动的特点 1.齿条同侧齿廓为平行线,它在与齿定线平行的任一直线上具有相同齿距 。 2.齿条直线齿廓上各点具有相同的压力角,等于直线齿廓的齿形角,一般为标 准值 。 3.当齿轮齿条标准安装时,齿轮分度圆与齿条分度线重合,啮合角等于齿形角; 齿轮以角速度 转动, 带动齿条以线速度 直线移动。 4.中心距增大后，齿条远离齿轮轴心 01移动 X 距离(下图虚线所示),根据齿 条直线齿廓的特点,啮合线不会随齿条位置改变而改变,故节点位置 P 也不变化, 此时,齿轮的分度圆仍然与节圆重合，啮合角仍然等于齿条的齿形角,即等于齿 轮分度圆上的压力角;而齿条位置的改变使齿条的中线与节线不再重合，齿侧间 隙 j 加大，顶隙增加。即：齿轮齿条正变位传动时, 。 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 16 图 6-1 6.1.2 齿轮齿条传动的设计计算 1.选定齿轮类型，精度等级，材料和齿数： 已知输入功率齿轮轴 p=1.27KW,转速 3.51/min;nr 1）.压力角 的选择：一般选取 =20。 2）.齿数的选择： 为使轮齿免于根切，对于 =20的标注直齿轮，应取 故直齿17;z 轮取 齿条取 所以齿数比17,z215,z2150.8;zu 3）.齿宽系数 的选择：d 查表，对两支撑相对于小齿轮做对称布置并靠近齿轮取 0.74;db 4） 精度选择：对一般机械，速度不高，选 8 级精度 (1958)GB 5） 材料选择：综合考虑齿轮，齿条的工作条件（载荷大小，有无冲击） ， 加工工艺，经济性以及材料来源等，查表选择齿轮选 40 （调质） ，硬度为Cr 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985 17 241286HBS；齿条选 ZG35SiMn（调质） ，硬度为 217269 HBS； 2.按齿面接触疲劳强度计算： 由设计公式进行试算，即： （6-1） 21312. ;t EtdHkTzud 1）.确定公式内各计算数值： .试选载荷系数 .3;tk .计算齿轮转矩 T1=9549X1.27/3.51=3455.1N.m .选取齿宽系数 0.74;db .查表的材料的弹性影响系数 1289.;EaZMP .按齿面硬度查表得齿轮轴接触疲劳强度极限 齿条接触lim1;60HaP 疲劳强度极限 lim2;650HaMP .计算应力循环次数： （6-2）713.1283015.20;ihNnjL 假设工作寿命 15 年，每年工作 300 天； （6-3） 7712.5.;08u .查表取接触疲劳寿命系数 1.9;HNK 205 .计算接触疲劳许用应力： 取失效概率为 1%，安全系数为 S=1； （6-4）1lim10.9654;HN aKMPS （6-5）2li22 17. 2）.计算： .试算齿轮分度园直径 ，代入 中较小的值：1tdH 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1