鐵水澆包傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

目錄摘 要2第1章鐵水澆包傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 1.1 概述31.2 傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)41.3 傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算6第2章 傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的具體設(shè)計(jì) 2.1 題目分析15 2.2 確定傳動(dòng)比16 2.3 齒輪傳動(dòng)的具體設(shè)計(jì)17 2.4 蝸桿傳動(dòng)的具體設(shè)計(jì)21總結(jié) 23致謝24參考文獻(xiàn) 25摘 要：設(shè)計(jì)鐵水澆包傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求明確傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)重要部件的尺寸。傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)速度較低，無(wú)論是手動(dòng)還是機(jī)動(dòng)，通常采用兩級(jí)減速，第一級(jí)傳動(dòng)可用螺旋傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)，也可采用直齒輪傳動(dòng)。第二級(jí)則均采用蝸桿傳動(dòng)，從不同角度考慮幾種方案，經(jīng)過認(rèn)真比較后，選擇了其中的一種方案。即采用手動(dòng)傳動(dòng)，第一級(jí)傳動(dòng)采用圓錐齒輪傳動(dòng)，第二級(jí)采用蝸桿傳動(dòng)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求計(jì)算出傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)重要部件的尺寸，而后根據(jù)這些基本的尺寸在進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實(shí)際是一種減速裝置，而且能用較小的操作力獲的較大的傾轉(zhuǎn)力矩，性能良好的澆包傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)必須滿足許多的要求。這與澆包傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)合理與否有著極大的關(guān)系。第一級(jí)采用的圓錐齒輪傳動(dòng)，其錐齒輪锝 錐距和錐角是保證嚙合的重要尺寸，其錐距應(yīng)精確到0.01mm；分錐角應(yīng)精確到秒，頂錐角和背錐角應(yīng)精確到分，為控制錐頂?shù)奈恢?，還應(yīng)注出基準(zhǔn)面到錐頂?shù)木嚯x，這一尺寸在輪齒加工調(diào)整和裝配時(shí)都要用到，它影響到嚙合的精度。蝸桿、蝸輪的精度等級(jí)應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)用途，使用條件、傳動(dòng)功率、圓周速度以及其它技術(shù)條件要求決定。 關(guān)鍵字：圓錐直齒輪 蝸輪 蝸桿 第一章 鐵水澆包傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)1.1概述在諸如食品機(jī)械，化工機(jī)械和鑄造機(jī)械中，常需應(yīng)用傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。例如鑄就設(shè)備中的鐵水澆包傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，就是用以控制澆包的一種傳動(dòng)裝置。澆包是車間必不可少的澆注工具，澆包工作是否可靠，安全和靈活，與澆包傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)合理與否有著極大的關(guān)系。金屬澆注的主要工具是澆包，澆包內(nèi)盛有高溫金屬熔液，操作中有一定的危險(xiǎn)性。要十分注意安全。澆包的轉(zhuǎn)軸要有安全裝置，以防意外傾斜。澆注時(shí)，鐵水包盛滿鐵水后，重心要比轉(zhuǎn)軸低100毫米以上，容量大于500公斤的澆包，必須裝有轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)并能自鎖。澆包轉(zhuǎn)動(dòng)裝置要設(shè)防護(hù)殼，以防飛濺金屬進(jìn)入而卡住。 要注意澆包的質(zhì)量檢查和試驗(yàn)。吊車式澆包至少每半年檢查與試驗(yàn)一次；手抬式澆包每?jī)蓚€(gè)月檢查與試驗(yàn)一次。吊車式澆包須作外觀檢查與靜力試驗(yàn)，重點(diǎn)部位是加固圈、吊包軸、拉桿、大架、吊環(huán)及傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等，特別重要的部位須用放大鏡仔細(xì)檢查。檢查前，要清除污垢、銹斑、油污。如發(fā)現(xiàn)零件有裂紋、裂口、彎曲、焊縫與螺栓聯(lián)接不良、鉚釘聯(lián)接不可靠等，均須拆換或修理。澆包的靜力試驗(yàn)方法，是將澆包吊至最小高度，試驗(yàn)負(fù)荷為該澆包最大工作負(fù)荷125，持續(xù)15分鐘；手提式澆包試驗(yàn)負(fù)荷等于其最大工作負(fù)荷的150。經(jīng)過檢查、試驗(yàn)的澆包，如未發(fā)現(xiàn)其它缺陷及永久變形，即為合格。澆包使用前要先烘干，盛鐵水的液面高度不超過澆包高度的八分之七。使用手抬式鐵水包時(shí)，每人負(fù)載不超過30公為保證澆注時(shí)安全，主要通道要有3米寬，澆包要走環(huán)形路；火鉗、鐵棒、火鉤和添加劑（硅角、鋁、球化劑等）須預(yù)熱；澆注前，必須檢查壓鐵是否壓牢，螺栓卡子是否卡緊；人工抬澆包步調(diào)要齊，配合一致，抬時(shí)澆口朝外；用吊車進(jìn)行澆注，司機(jī)和吊車指揮員要遵守吊車移動(dòng)信號(hào)，動(dòng)作要平穩(wěn)，吊運(yùn)鐵水澆包起吊高度高地面不大于200毫米；澆注時(shí)，澆包盡量靠近口圈，防止鐵水澆在壓鐵或地上；砂箱高度高于0.7米時(shí)，應(yīng)挖地坑；澆注大砂型，必須注意底部通氣，噴出的一氧化碳再引火燒掉；澆剩的金屬液只準(zhǔn)倒入錠模及砂型中；倒入前，錠模要預(yù)熱到150200，砂坑要干燥。 性能良好的澆包傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)必須滿足以下要求；結(jié)構(gòu)安全可靠，有足夠的強(qiáng)度和剛度； 1） 操作輕巧靈活，使用方便（易于控制傾倒速度以保證澆注質(zhì)量）；2）設(shè)計(jì)成閉式傳動(dòng)裝置。原因是鐵水澆包的工作環(huán)境比較的惡劣（溫度高，塵埃多，鐵水廢渣等雜質(zhì)多），對(duì)傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的正常工作影響較大之故。3）應(yīng)符合通常操作習(xí)慣，必須使傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的手輪轉(zhuǎn)向與澆包傾轉(zhuǎn)方向一致，以避免發(fā)生動(dòng)作而造成生產(chǎn)或人生安全事故；4）為防止操作中途停頓時(shí)澆包體內(nèi)余留金屬的重力引起澆包的傾轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn)事故，傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)必須具有自鎖或設(shè)置制動(dòng)裝置；5）傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)易于制造，便于安裝，維修和保養(yǎng)。1.2傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為了保證澆注質(zhì)量，必須控制速度，這就要求傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度緩慢均勻。所以傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實(shí)際上一種減速裝置，而且能用較小的操作力獲的較大的傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以是手動(dòng)式，也可以是機(jī)動(dòng)式。一般來(lái)說，容量在10噸以下的中小型鐵水澆包其傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)大多采用手動(dòng)式，而在10噸以上的澆包則多采用機(jī)動(dòng)與手動(dòng)結(jié)合的方式，但以機(jī)動(dòng)為主，手動(dòng)主要在檢修或當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)使用。 傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的速度較低，無(wú)論手動(dòng)或機(jī)動(dòng)，通常采用兩級(jí)減速傳動(dòng)，也有采用三級(jí)減速傳動(dòng)或行星減速傳動(dòng)。1.手動(dòng)傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)如上所述，手動(dòng)傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)多為兩級(jí)減速裝置。第一級(jí)傳動(dòng)可用螺旋圓柱齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)見圖(1A)，也可采用直齒圓錐齒輪傳動(dòng)（見圖1B）。第二級(jí)均采用蝸桿傳動(dòng)。 A） 第一級(jí)采用螺旋圓柱 B）第一級(jí)采用圓錐齒輪齒輪或蝸桿傳動(dòng) 傳動(dòng)1蝸桿；2蝸輪；3手輪；4澆包；5圓錐齒輪；6螺旋齒輪 圖 11 澆包傳動(dòng)傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的一般型式第一級(jí)采用圓錐齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，齒面之間的摩擦小，傳動(dòng)效率高，安裝調(diào)整比較方便，鐵水澆包傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，手輪與主動(dòng)小圓錐齒輪的軸固定在一起，蝸輪固裝在澆包軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí)，通過圓錐齒輪和蝸桿傳動(dòng)使?jié)舶剞D(zhuǎn)，從而帶動(dòng)傾轉(zhuǎn)（應(yīng)與手輪方向一致）倒出鐵水。為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和徑向尺寸緊湊，蝸輪軸的兩端支承采用滑動(dòng)軸承，澆包軸籍澆包板與澆包焊在一起。0.5噸小型鐵水澆包的傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)圖（附圖）。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是蝸輪軸為空心即軸套，通過軸套而與澆包軸聯(lián)接，構(gòu)成軸裝式結(jié)構(gòu)。這樣，圓錐齒輪蝸桿傳動(dòng)減速裝置就可作為一個(gè)獨(dú)立的部件進(jìn)行裝拆，給維修帶來(lái)方便。為了不使生產(chǎn)停頓、檢修時(shí)可迅速更換一個(gè)相同的減速裝置而使設(shè)備繼續(xù)工作，從而提高生產(chǎn)效率。 第一級(jí)采用螺旋圓柱齒輪傳動(dòng)，由于兩軸交錯(cuò)，裝手輪的小螺旋齒輪布置在大螺旋齒輪的下方，而使減速裝置的尺寸比較的緊湊。但因螺旋尺寸傳動(dòng)的承載能力和效率均低，所以這種方案不如第一級(jí)采用圓錐齒輪傳動(dòng)的廣泛。 2機(jī)動(dòng)傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 對(duì)于10噸以上的大型澆包，應(yīng)當(dāng)采用機(jī)動(dòng)傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以控制澆注速度和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作以策安全。圖12為機(jī)動(dòng)及手動(dòng)兩用的傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖，手動(dòng)時(shí)用圓錐齒輪蝸桿兩級(jí)減速傳動(dòng)；機(jī)動(dòng)時(shí)用三級(jí)減速傳動(dòng)，即蝸桿圓錐齒輪蝸桿三級(jí)傳動(dòng)。機(jī)動(dòng)抑或手動(dòng)操作通過爪型離合器來(lái)控制。機(jī)動(dòng)時(shí)，將操縱桿前推，爪型離合器向前接合，使圓錐齒輪的軸與第一級(jí)傳動(dòng)的蝸輪，手動(dòng)時(shí)，將操縱桿后拉，離合器向后接合，使圓錐齒輪的軸與手輪連接。 1澆包軸；2蝸桿；3蝸輪；4圓錐齒輪；5圓錐齒輪；6蝸桿；7蝸輪； 8手動(dòng)制動(dòng)器；9爪型離合器；10操縱桿；11手輪；12電動(dòng)制動(dòng)器； 13電動(dòng)機(jī) 圖12 機(jī)動(dòng)傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1.3傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)澆包的最大力矩就是減速裝置輸出軸所需的扭矩。它包括傾轉(zhuǎn)澆包體所需扭矩、澆注過程中傾倒?jié)舶鼉?nèi)金屬（或其它流體）所需的扭矩和澆包軸處的摩擦力矩。其均值隨澆包傾轉(zhuǎn)角度的改變而改變。在此設(shè)計(jì)中傾轉(zhuǎn)力矩作為原始數(shù)據(jù)澆包容量0.5噸，其傾轉(zhuǎn)力矩0.15KN.m。2.傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)減速裝置的傳動(dòng)比 傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比的大小直接影響操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度、澆注速度和澆注質(zhì)量。因此，確定傳動(dòng)比時(shí)必須作如下考慮。1） 考慮操作力矩時(shí)的傳動(dòng)比iT0前面已指出，傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)既是一個(gè)減速機(jī)構(gòu)，即操作者能用較小的操作力矩產(chǎn)生較大的傾轉(zhuǎn)力矩。傳動(dòng)比越大，操作者就省力。如果澆包的最大傾轉(zhuǎn)力矩為Tmax（N.m）,這時(shí) T0iT0Tmax （11） T0 F.R （12） 式中：傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的總效率（齒輪. 蝸桿. 軸承），當(dāng)采用自鎖蝸桿時(shí)， 0.30.4，當(dāng)采用非自鎖時(shí)0.70.9。 F操作者施加于手輪的最大圓周力，連續(xù)操作時(shí)可?。?0100）,短時(shí)間歇操作可取200N。 R手輪半徑，米，可按表11的推薦選用 將式（12）代入（11）中，得 iT0Tmax F.R考慮澆注速度和澆注質(zhì)量時(shí)的傳動(dòng)比iq當(dāng)手輪轉(zhuǎn)一定時(shí)，傳動(dòng)比越大，澆注速度就越慢，過低的澆注速度，除影響生產(chǎn)外，還會(huì)在鑄件壁厚較薄情況下影響鑄件的質(zhì)量，由此可見傳動(dòng)比不能過大。一般滿足 iqG 2qR式中：G澆包內(nèi)的金屬容量，Kg q 平均澆注速度，Kg/S，可根據(jù)鑄件的工藝要求照表12選取 11 澆包手輪半徑推薦值 澆包容量G, Kg0.15103(0.751.0)103(1.53)103(48)103(1012)103手輪半徑R,m 0.2 025 0.35 0.4 0.5 1-2 鑄件的平均澆注速度q鑄型中金屬容量 Kg平均澆注速度q Kg/S鑄型中金屬容量 Kg平均澆注速度q Kg/S9010010025025050050010006881214202025100050005000100001000050002550508080140注：澆注速度的較小值適用于厚壁件、大件或復(fù)雜的合金鑄件、較大值適用于薄壁件。鑄型中最大容量即澆包容量。為兼顧上述要求，所選定的傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比id應(yīng)滿足下列條件式: iT0idiq 在生產(chǎn)實(shí)踐中，可能會(huì)遇到iT0iq的情況，這時(shí)，為保證iq，可考慮有兩人同時(shí)操作 減速裝置傳動(dòng)比的分配對(duì)于手動(dòng)傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，一般采用兩級(jí)減速 idi.i式中：i第一級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比，為使減速裝置的結(jié)構(gòu)緊湊，齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比不宜過大，推薦i13 i第二級(jí)蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比，iii 應(yīng)使i801.傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中減速傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)和蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算1）對(duì)于直齒圓錐齒輪和蝸桿傳動(dòng)考慮到傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度較低，工作環(huán)境比較惡劣和潤(rùn)滑條件差（圖通常用脂潤(rùn)滑）機(jī)其它一些原因,因此直齒圓錐齒輪和蝸桿傳動(dòng)的失效形式主要是齒面嚴(yán)重的磨損，導(dǎo)致齒厚變薄，最后造成齒輪折斷，所以對(duì)這兩種傳動(dòng)，主要應(yīng)保證輪齒的彎曲強(qiáng)度。必須注意，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取小圓錐齒輪的齒數(shù)Z120，以保證尺寸一定時(shí)獲得足夠的模數(shù)。此外，考慮到傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作安全，通常采用自鎖蝸桿傳動(dòng)。2） 對(duì)于螺旋圓柱齒輪傳動(dòng)（1）螺旋齒輪的幾何計(jì)算 在傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，通常采用90度的螺旋齒輪傳動(dòng)，該傳動(dòng)從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向視主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向和輪齒的旋向，見圖13(A)左旋； 13(B)右旋 圖13(A)左旋 圖 13(B)右旋齒輪的主要參數(shù)的計(jì)算公式見表13。單個(gè)螺旋齒輪的幾何尺寸計(jì)算斜齒圓柱。 由于螺旋齒輪的傳動(dòng)比 i Z2/Z1d2 cos2d1 cos1，故在傳動(dòng)i不變的情況下，可用改變螺旋角來(lái)改變齒輪的分度圓直徑，以達(dá)到配湊中心的目的，而齒輪無(wú)需進(jìn)行變位。 對(duì)于軸交角90的螺旋角轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)表13得Z1 cos1+Z2 sin1 =2a mn 表 1-3 參數(shù)名稱 代號(hào) 計(jì)算公式說明 傳動(dòng)比 ii Z2/Z1da1d1+2han*mn d2 cos2d1 cos1，Z1-小齒輪齒數(shù)Z2-大齒輪齒數(shù)分度圓直徑 d d1= mnZ1cos1 d2= mnZ2cos2 mn-發(fā)面模數(shù)中心距 aa=1/2(d1+d2)=mn2( Z1 cos1+Z2 sin1 )齒寬 bb3mnsin1分度圓上的螺旋角 中心距最小時(shí) 1arctan3i 2=90-1兩輪分度圓直徑相等時(shí)1arctani 2=90-1中心距一定時(shí)Z1 cos1+Z2 sin1 =2a mn2=90-1大小齒輪的旋向相同齒頂圓直徑 dada1d1+2han*mnda2d2+2han*mnhan*齒頂高系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)han*1 應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)Z1，Z2，a和mn已知時(shí)，由式（1-7）求解1十分麻煩。因此，將式1-7進(jìn)行改寫如下： K=2amnZ1 (1-8)式中 k=1 cos1+1 sin1 =sec1+icsc1 (1-9)K、i和1三者之間的數(shù)值關(guān)系列于表14和圖19，它們分別適用于下面兩種情況以確定1i），第一種情（原始數(shù)據(jù)與所查表i值一致時(shí)）這時(shí)根據(jù)原始參數(shù)i和式18求的K值若中心距未給定，則應(yīng)預(yù)定值而由式17求出初定中心距a0，在按式18求的K值可查表到的值，應(yīng)當(dāng)指出：A)若K值介于表中所列兩行的數(shù)值之間，則用插入法求得精確的1值；B）若K值的1值有兩個(gè)值即不同解時(shí)，則從工藝考慮取小的1值；C）若K值比在所查的表列的范圍之內(nèi)時(shí)，則表明無(wú)解而應(yīng)重新確定傳動(dòng)的參數(shù)后在求1值。i i）第二種情況（原始數(shù)據(jù)與所查表i值不一致時(shí)）這時(shí)，應(yīng)根據(jù)原始參數(shù)i和按式18求得的值K值查圖確定1值的大致范圍，接著按式19定出較小的的范圍值，近而用內(nèi)插入法求得精確的1值。3）螺旋齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度的計(jì)算 根據(jù)嚙合原理知道，螺旋齒輪傳動(dòng)為點(diǎn)觸，而且齒面之間的滑動(dòng)速度V甚大，因此磨損劇烈，發(fā)熱厲害，傳動(dòng)的承載力和效率均低。為使螺旋齒輪傳動(dòng)具有一定的使用壽命，必須采用耐磨性較高的材料及其組合，并進(jìn)行充分的潤(rùn)滑。但對(duì)此鐵水澆包傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)來(lái)說，難以實(shí)現(xiàn)充分潤(rùn)滑，這使螺旋齒輪的承載能力更加受到影響，實(shí)踐表明，在其它條件相同的情況下，螺旋齒輪傳動(dòng)的承載能力一般只有普通圓柱齒輪的百分之五十左右。 螺旋齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是齒面磨損和齒面膠合。作強(qiáng)度計(jì)算時(shí)候，目前是齒面接觸強(qiáng)度為依據(jù)，而在許用應(yīng)力系數(shù)Ca中計(jì)入磨損與膠合的因素（對(duì)齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算一般不必進(jìn)行），其齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算公式如下 mn38.753T1cos21 CHdZ12式中：mn發(fā)面模數(shù)，m m T1小齒輪所傳遞的扭矩，N.m。如果手輪裝在小齒輪的軸上，則T1也就是操作力矩，即T1T0，N.m； 1小齒輪分度圓上的螺旋角，初值時(shí)可預(yù)取 145度，按式110算得法面模數(shù)mn 后，再按前面所述的方法對(duì) 1即進(jìn)行精密的計(jì)算。d齒寬系數(shù)，db/d1，其中b為齒寬，m m，d1為小齒輪的分度圓的直徑。由于螺旋齒輪傳動(dòng)就是嚙合，所以增大齒寬承載能力的有效措施，而且 齒輪越寬，加工也就更加的困難。因此，加工設(shè)計(jì)時(shí)d不宜取得過大，一般可取d0.20.6；Z1 小齒輪的齒數(shù)，螺旋齒輪傳動(dòng)不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)較少，通取Z1 12，這樣，在一定的傳動(dòng)尺寸下可獲得較大的模數(shù)，有利于輪齒的彎曲強(qiáng)度； CH螺旋齒輪傳動(dòng)的許用接觸應(yīng)力，其它與傳動(dòng)的材料組合及滑動(dòng)速度Vs有關(guān)，按表14 表14 材料組合 滑動(dòng)速度Vs，m/s主動(dòng)輪從動(dòng)輪123456810淬火鋼淬火鋼鋼鋼，鑄鐵淬火鋼青銅青銅鑄鐵6.03.42.51.85.02.72.01.54.02.21.61.23.51.91.40.83.01.61.22.51.41.02.01.20.81.71.0注：1;滑動(dòng)速度（軸交角90度時(shí)） VsV1 cos2 式中：d1小齒輪的分度圓直徑，m m，n1為小齒輪的轉(zhuǎn)速，r/min2表中的CH值適用于連續(xù)傳動(dòng)，對(duì)間歇傳動(dòng)CH值可增大百分之五十左右4.傾轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中軸與軸承的設(shè)計(jì)1）軸傾轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中各軸的設(shè)計(jì)方法與“機(jī)械設(shè)計(jì)”教材所述相同，則視傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的安裝方式而定，若減速傳動(dòng)裝置做成阻力部件至于蝸輪軸的結(jié)構(gòu)，則蝸輪不是直接而是通過空心蝸輪即中間軸套15與澆包連接。由于中間軸套15的壁厚一般不大（外經(jīng)與內(nèi)徑之比值1.5），故為保證不因切制內(nèi)、外鍵槽而過分削弱強(qiáng)度，鍵槽尺寸應(yīng)比常規(guī)選用的要減小一檔。如果鍵聯(lián)接的強(qiáng)度不夠，則考慮采用雙鍵。若減速裝置不做成獨(dú)立部件，則蝸輪直接安裝在澆包軸上。澆包軸除支持澆包體外，還承受澆包內(nèi)液體金屬的重力，因此澆包軸受到彎矩和剪切力的作用，按實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算彎曲強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。計(jì)算彎曲強(qiáng)度時(shí)，澆包軸的危險(xiǎn)剖面A-A處的彎曲應(yīng)力。 b=MW 式中 M按作用于澆包軸上的最大彎矩考慮，M=Qg2.12=14Qg , N.m W危險(xiǎn)剖面的抗彎剖面模量，W=0.1dH3 , mm 考慮澆包軸在澆包軸板過渡的應(yīng)力集中后，澆包軸的彎曲強(qiáng)度條件為 b=2.5KQgldH3b或 dH32.5KQglb度計(jì)算于一般軸的設(shè)計(jì)相同. 表15 澆包容量G, Kg0.510311032.01035.0103101031510320103空澆包體自重GK，Kg1202505001200280040005000 2)軸承 傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中各軸的支承，可以采用滾動(dòng)，也可以采用滑動(dòng)軸承。一般滾動(dòng)軸承輕便靈減速裝置的油箱密封欠佳，所以潤(rùn)滑油容易發(fā)生火警危險(xiǎn)，所以潤(rùn)滑劑大多采用耐高溫潤(rùn)滑脂。表16列出幾種常用潤(rùn)滑脂的性能和應(yīng)用范圍。 表16常用潤(rùn)滑脂的性能及用途 應(yīng)用范圍可用于工作溫度高至120135攝氏度的機(jī)械，應(yīng)避免水及濕氣環(huán)境。用于工作溫度145攝氏度以下的各種摩擦副及滾動(dòng)軸承又稱軸承潤(rùn)滑脂，工作溫度可達(dá)80100攝氏度，廣泛用于各種機(jī)械的滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑復(fù)合造基脂復(fù)合鈣基潤(rùn)滑脂醋酸及脂肪酸的復(fù)合鈣基+潤(rùn)滑脂120135度0.1耐水、耐高溫又稱高溫潤(rùn)滑脂，能在120135攝氏度下使用，耐水性也較好二硫化鉬基復(fù)合潤(rùn)滑脂310二硫化鉬+復(fù)合鈣基潤(rùn)滑脂180240度摩擦系數(shù)低，極低性能良好耐150200攝氏度高溫度用于重載、高溫、潮濕條件下的礦山、化工機(jī)械烴基脂膨潤(rùn)土潤(rùn)滑脂膨潤(rùn)土+石蠟潤(rùn)滑油250度耐高溫，耐潮濕，極壓性能好價(jià)廉。用于重載、高溫、潮濕條件下的礦山、化工機(jī)械 2.1 題目分析 考慮到鐵水澆包容量較小，手動(dòng)傾轉(zhuǎn)，擬采用兩級(jí)減速裝置，第一級(jí)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，第二級(jí)采用自鎖蝸桿傳動(dòng)。第一級(jí)采用圓錐齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，齒面之間的摩擦小，傳動(dòng)效率高，安裝調(diào)整比較方便，鐵水澆包傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，手輪與主動(dòng)小圓錐齒輪的軸固定在一起，蝸輪固裝在澆包軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí)，通過圓錐齒輪和蝸桿傳動(dòng)使?jié)舶剞D(zhuǎn)，從而帶動(dòng)傾轉(zhuǎn)（應(yīng)與手輪方向一致）倒出鐵水。為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和徑向尺寸緊湊，蝸輪軸的兩。但因螺旋尺寸傳動(dòng)的承載能力和效率均低，所以這種方案不如第一級(jí)采用圓錐齒輪傳動(dòng)的廣泛 2.2 確定傳動(dòng)比1從操作省力考慮 由原始由式得 iqG 2qR50020.22062.5兼顧兩方面要求： iT0idiq id503傳動(dòng)比分配取第一級(jí)齒輪傳動(dòng)比i1.3 則第二級(jí)蝸桿傳動(dòng)比： iii 501.338.52.3 齒輪傳動(dòng)的具體設(shè)計(jì)第一級(jí)采用直齒圓錐齒輪傳動(dòng)（軸交角90度時(shí)）1）選擇齒輪材料熱處理小齒輪選用45 （2）確定齒數(shù)比Z 取Z119 則Z2Z1.i25實(shí)際傳動(dòng)比i(即齒數(shù)比u)Z1/Z21.315（3）確定齒形系數(shù)YFa YFaYFa/0.9分度圓錐角 1=acttan-1i=37。155 2=90-152。4455當(dāng)量齒數(shù) Z1 =Z1/cos124 Z2 =Z2/cos241其YFa根據(jù)圓錐當(dāng)量齒數(shù)Z 從由參考資料1從圖3.726查得齒形系數(shù) YFa1=3.04 YFa2=2.77計(jì) 手輪所需操作力矩 T0 Tmax id.150 500.358.75N故小齒輪所傳遞的扭矩 T0T18.75N （7）計(jì)算齒輪模數(shù)m 按設(shè)計(jì)公式計(jì)算： m19.313KT1.1-0.5 R2. . Z12.R. u2+1 = 19.3131.58.57.1-0.152. .192.0.3. 1.3152+1 =2.48取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m2.5mm3）齒輪其它的主要尺寸大端分度圓直徑 d1mZ1=47.5 d2mZ2=62.5錐距 R1/2 d12+d2齒寬 b=RR=11.77,取b12mm4)彎曲強(qiáng)度校核計(jì)算（1）確定許用彎曲應(yīng)力F因齒輪的使用期限為5年，按每年300天計(jì)算，每天16小時(shí)，則齒輪的工作總時(shí)間為 t=530016小齒輪轉(zhuǎn)速 n1=n手輪V手輪R V手輪為手輪圓周轉(zhuǎn)速，在正常的操作情況下不應(yīng)大于0.8m/s，按V手輪=0.8m/s計(jì)算，則： n1300.80.238.2r/min大齒輪轉(zhuǎn)速 n2n1/i29r/min 應(yīng)力變化次數(shù) N160n1t=5.5107 N2N1/i=4.18107從由參考資料1從圖3.730查得通常，彎曲疲勞極限應(yīng)力的循環(huán)基數(shù)N03106，所以當(dāng)應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)NN0時(shí)，即認(rèn)為按無(wú)限壽命計(jì)算，這時(shí)YN1壽命系數(shù)：YN1=YN2=1根據(jù)模數(shù)m2.5從由參考資料1查得Flim2YN2YxSFlimSrt298.5N/mm2（2）計(jì)算齒輪圓周力 小圓平均分度圓直徑 dm1=(1-0.5R)d40.375mm Ftm=2T1dm1=314.6N (3)確定載荷系數(shù) 從由參考資料1得： 使用系數(shù)：載荷平穩(wěn)，KA=1. 從由參考資料1查得 動(dòng)載系數(shù)：應(yīng)平均速度Vmdm1n1601000