液壓板料折彎?rùn)C(jī)的設(shè)計(jì)

word文檔可自由復(fù)制編輯word文檔可自由復(fù)制編輯畢業(yè)文）液壓板料折彎?rùn)C(jī)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：學(xué)部（系）：機(jī)械與電氣工程學(xué)部專業(yè)年級(jí)：11級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造1班指導(dǎo)教師：職稱或?qū)W位：2014年5月16日word文檔可自由復(fù)制編輯目錄摘要··········································································Ⅰ關(guān)鍵詞···········································································Ⅰ1緒論············································································11.1液壓板料折彎?rùn)C(jī)概述……·····················································31.2課題研究的目的和意義·····························································31.3國(guó)內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析··············································31.3.1國(guó)外產(chǎn)品研究狀況…………················································31.3.2國(guó)內(nèi)產(chǎn)品研究狀況····························································31.4傳動(dòng)方案及選擇原因································································42電動(dòng)機(jī)的選擇································································53帶的傳動(dòng)設(shè)計(jì)·········································································53.1帶傳動(dòng)特點(diǎn)············································································53.2帶傳動(dòng)類型及應(yīng)用···································································53.3V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算………………63.4V帶輪的設(shè)計(jì)…………·························································84齒輪的設(shè)計(jì)··································································104.1齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)…………………104.1.1齒輪傳動(dòng)的失效形式……………104.2齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算……………114.2.1齒輪幾何尺寸的計(jì)算……………145螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)………175.1螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)……············································175.2螺旋傳動(dòng)的分類……······························································175.3滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)……·································································185.6螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算……·························································186鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)·······························································246.1鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)·····························································246.1.2鏈傳動(dòng)的分類······································································246.1.3鏈傳動(dòng)的失效形式…………·································246.2鏈條的設(shè)計(jì)計(jì)算………………256.2.1鏈輪的選取……………………27結(jié)束語(yǔ)···········································································30參考文獻(xiàn)········································································31致謝············································································32液壓板料折彎?rùn)C(jī)摘要隨著科學(xué)技術(shù)在機(jī)械行業(yè)的不斷應(yīng)用，傳統(tǒng)工業(yè)——機(jī)械制造業(yè)的道了不斷發(fā)展。折彎?rùn)C(jī)是一種折彎金屬板料的機(jī)器，在機(jī)械行業(yè)中占有重要的地位，是機(jī)械制造行業(yè)不可或缺的設(shè)備。折彎?rùn)C(jī)種類繁多，有液壓板料折彎?rùn)C(jī)、液壓板料數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、雙聯(lián)動(dòng)液壓折彎?rùn)C(jī)、雙聯(lián)動(dòng)液壓數(shù)控折彎?rùn)C(jī)等。由于工作環(huán)境和經(jīng)濟(jì)方面的要求，本次設(shè)計(jì)選擇液壓板料折彎?rùn)C(jī)的后擋料調(diào)節(jié)裝置，它是折彎?rùn)C(jī)的核心部位。由于后擋料調(diào)節(jié)裝置的出現(xiàn)給操作人員帶來(lái)諸多方便。關(guān)鍵詞：傳動(dòng)力，接觸強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度第1章概述1.1目的和意義隨著科學(xué)技術(shù)在機(jī)械行業(yè)的不斷應(yīng)用傳統(tǒng)工業(yè)——機(jī)械制造業(yè)的道了不斷發(fā)展。折彎?rùn)C(jī)是一種折彎金屬板料的機(jī)器在機(jī)械行業(yè)中占有重要的地位是機(jī)械制造行業(yè)不可或缺的設(shè)備。，折彎?rùn)C(jī)作為一種折彎金屬板料的機(jī)器，漸漸走進(jìn)人們視野。所謂折彎就是將金屬板材通過(guò)壓力設(shè)備和特制的模具，把平面的板料變?yōu)榱Ⅲw的加工過(guò)程，由于不同材質(zhì)、厚度、長(zhǎng)度、寬度的板材和所須成形的不同形狀和角度，所以就有不同噸位和大小壓力設(shè)備的折彎?rùn)C(jī)。折彎?rùn)C(jī)種類繁多有液壓板料折彎?rùn)C(jī)、液壓板料數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、雙聯(lián)動(dòng)液壓折彎?rùn)C(jī)、雙聯(lián)動(dòng)液壓數(shù)控折彎?rùn)C(jī)等。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動(dòng)廣泛應(yīng)用，特別是1920年以后，發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在19世紀(jì)末20世紀(jì)初的20年間才開(kāi)始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵，為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動(dòng)的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間，在美國(guó)機(jī)床中有30%應(yīng)用了液壓傳動(dòng)。應(yīng)該指出，日本液壓傳動(dòng)的發(fā)展較歐美等國(guó)家晚了近二十多年。但是在1955年前后，日本迅速發(fā)展液壓傳動(dòng)，1956年成立了“液壓工業(yè)會(huì)”。近二三十年間，日本液壓傳動(dòng)發(fā)展之快，已居世界領(lǐng)先地位。折彎?rùn)C(jī)模具標(biāo)準(zhǔn)件適合于社會(huì)化大批量專業(yè)化生產(chǎn)，但中國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)卻一直是散、亂、差的局面。所謂“散”，主要是折彎?rùn)C(jī)模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)廠點(diǎn)太多太散，很少能形成經(jīng)濟(jì)批量。所謂“亂”，主要是標(biāo)準(zhǔn)亂，企業(yè)往往要按國(guó)標(biāo)、行標(biāo)和過(guò)去的好幾個(gè)部標(biāo)及某些企標(biāo)生產(chǎn)。同時(shí)，折彎?rùn)C(jī)模具標(biāo)準(zhǔn)件市場(chǎng)也亂，無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)造成許多不良後果。所謂“差”，就是折彎?rùn)C(jī)模具標(biāo)準(zhǔn)件的質(zhì)量差和企業(yè)的效益差。隨著外資企業(yè)的介入，這種狀況雖有改善，但仍未根本改變。生產(chǎn)與需要相比，尚有較大差距。部分企業(yè)不從質(zhì)量和水平上下功夫，卻只在價(jià)格上做文章，致使過(guò)分壓價(jià)以後造成偷工減料、魚(yú)目混珠、質(zhì)量下降，從而殃及許多企業(yè)，使得折彎?rùn)C(jī)模具標(biāo)準(zhǔn)件總體利潤(rùn)率下降，有些企業(yè)甚至到了虧損的邊緣。主要原因是我國(guó)折彎?rùn)C(jī)模具標(biāo)準(zhǔn)化工作起步較晚，加之宣傳、貫徹和推廣工作力度小，因此折彎?rùn)C(jī)模具標(biāo)準(zhǔn)化落后于生產(chǎn)，更落后于世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家。難點(diǎn)是:傳動(dòng)裝置，彎曲強(qiáng)度，接觸強(qiáng)度1..1傳動(dòng)方案電動(dòng)機(jī)帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)手動(dòng)軸齒輪傳動(dòng)鏈傳動(dòng)1鏈傳動(dòng)2絲杠3編碼器絲杠2絲杠1圖1.1折彎?rùn)C(jī)傳動(dòng)圖1.1.2選擇原因折彎?rùn)C(jī)的的種類繁多，根據(jù)主動(dòng)力機(jī)的個(gè)數(shù)分單機(jī)板料折彎?rùn)C(jī)和雙機(jī)板料折彎?rùn)C(jī)等，根據(jù)系統(tǒng)的不同分為液壓板料折彎?rùn)C(jī)和數(shù)控板料折彎?rùn)C(jī)等。在操作上，液壓板料折彎?rùn)C(jī)采用電鈕控制，簡(jiǎn)單明了，容易操作。液壓板料折彎?rùn)C(jī)不像數(shù)控板料折彎?rùn)C(jī)，操作人員必須有一定的編程基礎(chǔ)，從而才能操作機(jī)器。液壓板料折彎?rùn)C(jī)的操作人員只需經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)，就能熟練的操作機(jī)器，這樣就在無(wú)形中為用戶節(jié)省了資源。在性價(jià)比上，液壓板料折彎?rùn)C(jī)精度高，但是其核心——數(shù)控系統(tǒng)一般都是源自進(jìn)口，價(jià)格昂貴，一般用戶難以接受。所以液壓板料折彎?rùn)C(jī)是首選。在維修上，液壓板料折彎?rùn)C(jī)的技術(shù)含量低，維修簡(jiǎn)單，技術(shù)問(wèn)題也更容易解決。有以上所述，為了更好的滿足用戶的需要，我們選用液壓板料折彎?rùn)C(jī)。第2章電動(dòng)機(jī)的選用選擇YU80-M6B31.5KW970r/min電動(dòng)機(jī)。第3章帶的傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.1概述3.1.1帶傳動(dòng)的特點(diǎn)帶傳動(dòng)主要的優(yōu)點(diǎn)是：①具有彈性，能緩沖，吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小；②過(guò)載時(shí)，帶在帶輪上打滑，防止其他零部件損壞，起安全保護(hù)作用；③適用于中心距較大的場(chǎng)合；④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，拆裝方便。帶傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是：①帶在帶輪上有相對(duì)滑動(dòng)，傳動(dòng)比不恒定；②傳動(dòng)效率低，帶的壽命較短；③傳動(dòng)的外廓尺寸大；④需要張緊，支撐帶輪的軸及軸承受力較大；⑤不適用于高溫，易燃等場(chǎng)所。1.2帶傳動(dòng)的類型及應(yīng)用在帶傳動(dòng)中，常用的有平帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)和同步帶傳動(dòng)。在一般的機(jī)械傳動(dòng)中，應(yīng)用最廣的就是V帶傳動(dòng)。V帶的橫截面是等腰梯形，帶輪也作出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)，V帶只和輪槽的兩個(gè)側(cè)面接觸，即以兩側(cè)面為工作面，根據(jù)槽面摩擦原理，在同樣的張緊力下V帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)產(chǎn)生更大的摩擦力。這是V帶傳動(dòng)的最主要優(yōu)點(diǎn)。再加上V帶允許的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)較緊湊，以及V帶多以標(biāo)準(zhǔn)化并大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因而V帶傳動(dòng)的應(yīng)用比平帶傳動(dòng)廣泛的多。V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1由上所述，選用V帶傳動(dòng)帶的失效形式是：打滑當(dāng)傳遞的圓周力F超過(guò)了帶與帶輪之間的摩擦力的總和的極限時(shí)，發(fā)生過(guò)載打滑，使傳動(dòng)失效。疲勞破壞帶傳動(dòng)在變應(yīng)力長(zhǎng)期作用下，因疲勞而發(fā)生裂紋，脫層，松散，直至斷裂。設(shè)計(jì)的約束條件帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：在保證帶傳動(dòng)不發(fā)生打滑的前提下，充分發(fā)揮帶傳動(dòng)的能力，病史帶傳動(dòng)具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命，且?guī)賤不能過(guò)高或過(guò)低。3.2.2已知數(shù)據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定功率P=1.5KW電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n=970r/min1從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速n=500r/min2每天工作時(shí)間t=10h3.2.3設(shè)計(jì)計(jì)算（1）確定功率pc查表5—6得k=1.1［１］ap=pp=1.1×1.5KW=1.65KW（3-1）c c選擇型帶根據(jù)p=1.65KW和n=970r/min，確定為Z型。 c 1傳動(dòng)比n970i=1==1.94（3-2）n5002小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1考慮結(jié)構(gòu)緊湊，由表5—7取d=71mm［１］d1（5）大帶輪基準(zhǔn)直徑d=id(1-) d d12通常取彈性滑動(dòng)率=0.02，故d=1.9471(10.02)mm134.98mmd2取d=140mmd2（6）驗(yàn)算帶速v（3-3）dn71970v d11=m/s3.6m/s25～30m/s（3-4）601000 601000（7）初定中心距a0a=270mm0因0.7(dd)147mm270mm2(dd)422mm（3-5） d1 d2 d1 d2（8）計(jì)算帶的長(zhǎng)度Ld0 (dd)2L=2a(dd)d1 d2（3-6） d0 02d1 d2 4a0227071140140712mm876mm 2 4270選取節(jié)線長(zhǎng)度L900mm1的V帶。d實(shí)際中心距a LL 900876aad d0 0 2270mm282mm（3-7）2小帶輪包角1dd=180°-d2 d157.3°=166°>120°(3-8)1 a確定帶的根數(shù)因dpZ= d (3-9)(pp)KK 1 1 a l因α=166°查表5—4得包角修正系數(shù)K=0.962a因L900mm查表5—5得帶長(zhǎng)修正系數(shù)K=1.03 d lZ=6.5根取Z=7,因?yàn)檠b置經(jīng)常不滿載工作單根V帶的初張緊立F02.5pF=500K1ZVdmv2(3-10)0a其中m為單位長(zhǎng)度質(zhì)量(kg/m)得m=0.06kg/m2F=51.6N0（12）有效圓周力FtpF=d103=458.3N(3-11)tv（13）作用在軸上的力Fr 166F=2FZsin1251.67sinN717N(3-12)r 0 2 2（14）所用規(guī)格Z﹣900×73.3V帶輪的設(shè)計(jì)3.3.1V帶輪設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量?。唤Y(jié)構(gòu)工藝性好；無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻；轉(zhuǎn)速高時(shí)要求經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡；輪槽加工面要求精細(xì)，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布均勻。3.3.2V帶輪的材料帶輪的材料Q235-A3.3.3V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸因?yàn)閂帶輪的基準(zhǔn)直徑d71mm2.5d47.5mm，且d300mm，V帶輪由7根 d1 1 d1皮帶帶動(dòng)帶輪寬很窄，所以帶輪采用實(shí)心結(jié)構(gòu)。由Z﹣900×7可知帶輪的尺寸結(jié)構(gòu)：基準(zhǔn)寬度（節(jié)寬）b(b) d pb(b)=8.5mmd p基準(zhǔn)線上槽深ha取h=2.0mma基準(zhǔn)線下槽深hf取h=7.0mmf槽間寬ee=0第一槽對(duì)稱面端面距離ff=7.0mm最小輪緣厚5.5mmmin帶輪寬BB=(z-1)e+2f=14mm(3-13)外徑dadd2h=71+2×2.0mm=75mm (3-14)a1 d1 add2h140+2×2.0mm=144mma2 d2 a輪槽角=34°1=38°2 圖3.1大帶輪圖3.2小帶輪第4章齒輪的設(shè)計(jì)4.1概述4.1.1齒輪的傳動(dòng)特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛。齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)有：效率高，在常用的間歇傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)的效率最高。結(jié)構(gòu)緊湊，在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較小。工作可靠，壽命長(zhǎng)，工作可靠。傳動(dòng)比穩(wěn)定，傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對(duì)傳動(dòng)性能的基本要求。齒輪傳動(dòng)得以廣泛應(yīng)用也是由于具有這一特點(diǎn)。齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格昂貴，且不宜適用于傳動(dòng)距離較大的場(chǎng)合。4.1.2齒輪傳動(dòng)的失效形式齒輪的失效主要是輪齒的失效，而輪齒的失效形式又是多種多樣的，常見(jiàn)的有：齒斷裂輪；齒面磨損；齒面點(diǎn)蝕；齒面膠合；塑性變形。除了這五種形式外，還可能出現(xiàn)過(guò)熱和由于多種原因造成的腐蝕與裂紋等等。4.2齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1已知數(shù)據(jù)輸入功率p`1p`=1.5KW1小齒輪的轉(zhuǎn)速n3n=500r/min齒數(shù)比4工作壽命（每年工作300天）t=15年34.2.2選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選用直齒輪傳動(dòng)折彎?rùn)C(jī)的后擋料調(diào)節(jié)裝置材料選擇小齒輪的材料為40C，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼硬度為r240HBS1(4)選小齒輪的齒數(shù)為Z=20，大齒輪的齒數(shù)為Z=80 1 24.2.3按齒面的接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)KTu1Z2由設(shè)計(jì)計(jì)算公式d2.323t1 E(4-1)1t ud H進(jìn)行計(jì)算。確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值計(jì)算載荷系數(shù)K=1.3齒寬系數(shù)1取彈性影響系數(shù)Z189.8［１］ t d E95.5105P小齒輪傳遞的矩T12.865104Nmm(4-2) 1 n3按硬齒面設(shè)計(jì)得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限600MPa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)Hlim1度極限550MPaHlim2計(jì)算齒輪的工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N60njL1.058109(4-3) 1 3 hNN12.646108其中，j為齒輪每轉(zhuǎn)一周時(shí)，同一齒面嚙合的次數(shù)；2 4L為齒輪的工作壽命（單位為小時(shí)）h取接觸疲勞壽命系數(shù)K 1K 1［１］ HN1 HN2計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1公式KNlim（4-4）S得KN1Hlim1600MPaKN2Hlim2550MPa H1 S H2 S計(jì)算小齒輪的分度圓直徑d，將的最小值代入公式中得× t1 H1.32.923104412286501.35d3 mm41.94mm ［ １ ］ 1t 550 4 1 （4-5）dcos41.94xcos20取m1t 2.031n z 201按表3-7取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.0mm.則nmα=n(zz)106.4172cos12圓整后取α=110mm.修改螺旋角：m(zz)β=arcosn 1 2203212amzd=n144.0044mm1cobmzd=n2176.56mm2cos計(jì)算圓周速度vdn40500V=13m/s1.04m/s（4-6）601000601000計(jì)算齒寬bb=d140mm40mmb40(5~10)45mm （4-7）2d1t 1計(jì)算齒寬與齒高之比b/hd 40模數(shù)m=1t2.0mm（4-8）tz 201齒高h(yuǎn)=2.25m=4.50mm得b/h=40/4.50=8.89t計(jì)算載荷系數(shù)KKt3KKt31.8dd40344.7mm1 1t1.3（9）計(jì)算模數(shù)md 44.7m1 2.23mm（4-9） z 2014.2.4按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算2KTYY彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式為m3 1FazSamm（4-10）dz12d1確定公式內(nèi)的各個(gè)計(jì)算數(shù)值小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限500MPa［１］，大齒輪的彎曲疲勞極限強(qiáng)度F1380MPa［１］F2取彎曲疲勞壽命系數(shù)K 0.89，K 0.91 FN1 FN2計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式KNlim（4-11）SKFN1F10.87500311MPaF1 S 1.4KFN2F20.91380247MPaF2 S 1.4查齒形系數(shù)Y［１］FaY2.85，Y2.228 Fa1 Fa2查應(yīng)力校正系數(shù)Y［１］SaY1.54，Y1.762 Sa1 Sa2YY計(jì)算大小齒輪的FaSa并加以比較FYYFa1Sa10.0141F1YYFa2Sa20.0159F221.82.923104大齒輪的數(shù)值大，由公式（4-9）得m 0.01591.6131202對(duì)比此計(jì)算結(jié)果，由于齒面的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪的模數(shù)的大小取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒面直徑有關(guān)，所以模數(shù)取接近于標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm，按接觸強(qiáng)度算 d 44.7得的分度園直徑d44.7mm，算出小齒輪齒數(shù)z=1 221m2大齒輪z4z=88這樣設(shè)計(jì)出的齒輪的傳動(dòng)，既滿足了接觸疲勞強(qiáng)度要求又滿足1了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免了浪費(fèi)。4.2.5幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑d44mm，d176mm 1 2（2）計(jì)算中心距aa=d1d2110mm2計(jì)算齒寬bb45mm，b50mm 1 24.2.6驗(yàn)算F2T122.9231041328.6Ntd 441KAFt11328.6N/mm30.2N/mm100n/mm故合適。b 444.2.7齒輪的基本參數(shù)模數(shù)m=2壓力角20分度圓直徑dd44mm，d176mm1 2齒頂高h(yuǎn)ahh*m（4-12）a a其中h*1則hhh*m12mm2mma a1 a2 a齒根高h(yuǎn)fh(h*c*)m(4-13)f a其中，頂隙系數(shù)c*0.25，則hh(10.25)22.5mmf1 f2全齒高h(yuǎn)hh(2h*c*)m4.5mm1 2 a齒頂圓直徑d(z2h*)m（4-14） a ad(z2h*)m48mm，d(z2h*)m180mma1 1 a a2 2 a齒根圓直徑d(z2h*2c*)m（4-15） f ad(z2h*2c*)m29mm，d171mmf1 1 a f2基圓直徑ddcos（4-16） b bddcos44cos2041mmb1 1ddcos176cos20165mmb2 2齒距pm（4-17）pm6.28mm基圓齒距ppcos （4-18）bp6.28cos205.90mmbm齒厚s （4-19）22s3.14mm2m齒槽寬e （4-20）2e3.14mm頂隙cc*m（4-21）c0.2520.5mm標(biāo)準(zhǔn)中心距am(zz)2(2288)a1 2 mm110mm 2 2節(jié)圓直徑d，因?yàn)橹行木嗍菢?biāo)準(zhǔn)中心距a，即dd，dd44mm；dd176mm 1 1 2 2 z 88傳動(dòng)比i24z 221圖4.1小齒輪圖4.2大齒輪第5章螺旋傳動(dòng)（絲杠）的設(shè)計(jì)5.1概述5.1.1螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)螺旋傳動(dòng)一般是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)，或反過(guò)來(lái)將直線運(yùn)動(dòng)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)進(jìn)行能量和力的傳遞。5.1.2螺旋傳動(dòng)的分類螺旋傳動(dòng)按用途可分為：①以傳遞動(dòng)力為主的傳力螺旋，如螺旋千斤頂和螺旋壓力機(jī)；②以傳遞動(dòng)力為主，精度要求較高的傳動(dòng)螺旋，如金屬切削機(jī)床的進(jìn)給絲杠；③調(diào)整零件位置的調(diào)整螺旋，如軋鋼機(jī)的壓下螺旋等螺旋傳動(dòng)按螺紋間摩擦狀態(tài)可分為：①滑動(dòng)螺旋；②滾動(dòng)螺旋；③靜壓螺旋5.1.3滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)滑動(dòng)螺旋的螺紋通常為梯形、鋸齒形及矩形三種。梯形螺旋應(yīng)用最廣。鋸齒形螺旋主要用于單向受力。矩形螺紋雖然傳動(dòng)效率高，但加工困難，且強(qiáng)度較低，應(yīng)用比較少?；瑒?dòng)螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，成本低廉；當(dāng)螺紋升角小于摩擦角時(shí)能自鎖；傳動(dòng)平穩(wěn)；摩擦阻力大，效率低，在0.3-0.7之間，自鎖時(shí)低于0.5，常在0.3-0.4之間；螺紋間有側(cè)向間隙，反向時(shí)有空行程，定位精度及軸向剛度較差；磨損快，低速和微調(diào)時(shí)可能出現(xiàn)爬行。滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)廣泛用于金屬切削機(jī)床的進(jìn)給和分度機(jī)構(gòu)的傳導(dǎo)螺旋，摩擦壓力機(jī)及千斤頂?shù)膫鲃?dòng)力螺旋。5.2螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算5.2.1概述根據(jù)設(shè)計(jì)要求選取滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)?；瑒?dòng)螺旋傳動(dòng)副設(shè)計(jì)計(jì)算主要是確定螺旋的中徑、螺牙基本高度以及螺母的基本長(zhǎng)度等尺寸?；瑒?dòng)螺旋傳動(dòng)的主要失效形式是螺紋磨損，因此應(yīng)該根據(jù)螺桿、螺母的耐磨性來(lái)決定其中徑，或由結(jié)構(gòu)決定中徑后，再進(jìn)行耐磨性的計(jì)算。長(zhǎng)徑比大且受壓的螺桿，還應(yīng)該算其壓桿的穩(wěn)定性。精密的傳導(dǎo)螺桿應(yīng)該校核其軸向剛度。要求自鎖的螺桿應(yīng)該校核其自鎖性。較長(zhǎng)的螺桿而且轉(zhuǎn)速較大時(shí)，應(yīng)該校核其臨界轉(zhuǎn)速。受重載荷的青銅螺母或鑄鐵螺母，有時(shí)還應(yīng)該校核其剪切和彎曲強(qiáng)度。傳力螺桿則應(yīng)該校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度。5.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算已知數(shù)據(jù)：軸向載荷FF2105N螺桿的最大工作長(zhǎng)度ll1600mmmax選取絲杠外徑d80mm,螺距p10mm,螺母中徑dd580575mm(5-1)2絲杠內(nèi)徑dd11801169mm(5-2)1 s 1010螺紋升角=arctanarctan 32.431 d 751032(5-3)牙型角30牙側(cè)角152(5-4)導(dǎo)程對(duì)于單線螺紋Sp10mm（1）耐磨性計(jì)算滑動(dòng)螺母的磨損與螺紋工作面上的壓力、華東速度、螺紋表面粗糙度以及潤(rùn)滑狀態(tài)等因素有關(guān)，其中最主要的是螺紋工作面上的壓力，壓力越大，螺旋副之間越容易形成過(guò)度磨損。因此，滑動(dòng)螺旋的磨損計(jì)算，主要是限制螺紋工作面上的壓力p使其小于材料的W,許用壓力p，即pFpp（5-5）Wdhn p2其中，對(duì)于梯形螺紋應(yīng)使Fd0.8（5-6）2pp根據(jù)設(shè)計(jì)要求1.5,取p20MPa［３］p由公式（5-5）得 F 21050.8max0.8m p 1.520106p螺母高度0.065m65mmd75mm故滿足要求2H=d（5-7）2Hd1.575mm112.5mm2H懸合圈數(shù)n應(yīng)使n10~12，則pH112.5n11.2512滿足要求。p 10梯形螺紋h0.5p0.510mm5mm由公式（5-5）得工作比壓pw F 2105p p15.1106p15.1MPap20MPa符合wdhn75103510311.25a a p2耐磨性條件（1）螺桿穩(wěn)定性計(jì)算對(duì)于長(zhǎng)徑比大的受壓螺桿，當(dāng)軸向壓力F大于某一臨界值時(shí)，螺桿就會(huì)突然發(fā)生側(cè)向彎曲而喪失其穩(wěn)定性，因此在正常情況下，螺桿承受的軸向力F必須小于臨界載荷F。則e螺桿的穩(wěn)定性條件為Fe2.5~4.0（5-8）Fd4螺桿危險(xiǎn)截面的軸慣性I1（5-9） a 64d4(69103)4I1m41.1106m4a 64 64AIAIaAIiAI d 69ia1mm17.25mm 4 4取長(zhǎng)度系數(shù)13，則l11600103 92.754（5-11）i 17.25103l當(dāng)80~90時(shí)，臨界載荷Fi e2EI22061091.1106Fel2a116001032 N8.74105N（5-12）其中材料的彈性模量E206109Pa由公式（5-8）可得F 8.736105e 4.372.5~4.0故滿足穩(wěn)定性條件。F 2105螺母螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算螺紋牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，故只需 j校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度。螺紋的剪切強(qiáng)度條件為F （5-13）dbn p螺紋牙的彎曲強(qiáng)度條件為3F(dd) 2（5-14）Wdb2n WP其中，b為螺紋牙根部的寬度，許用應(yīng)力35MPa［３］，許用彎曲應(yīng)力50MPa［３］。 p WP對(duì)于梯形螺紋b0.65p0.6515.875mm10.32mm。分別由公式（5-13）和（5-14）得 F 2105 =Pa6.86MPa35MPa dbn8010310.3210311.25 p 3F(dd) 32105(8010375103) 2 PaWdb2n80103(10.32103)211.25 9.96MPa50MPaWP根據(jù)以上計(jì)算得滿足螺母螺紋牙的強(qiáng)度條件。螺桿的強(qiáng)度計(jì)算受力較大的螺桿需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，螺母工作時(shí)承受軸向壓力（或拉力）F和扭矩T的作用。螺桿危險(xiǎn)截面上即有壓縮（或拉伸）應(yīng)力，又有切應(yīng)力。因此，校核螺桿強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論求出危險(xiǎn)截面的應(yīng)力［４］，其強(qiáng)度條件為ca4F2ca d0.2d33T2p(5-15) 1 1對(duì)于45號(hào)鋼，螺桿材料的屈服極限500MPaS螺桿的許用應(yīng)力［３］。p500SMPa100~166.67MPa（5-16）p3~53~5摩擦系數(shù)f=0.09［３］ f 0.09arctan arctan5.32（5-17）V coscos15螺桿受到的扭矩TdTFtan()2（5-18）V2751032105tan(2.4315.32)Nm 2 1021.24Nm則 4F2 cad230.2Td32 1 1 421052 1021.24 2(69103)230.2(69103)3Pa59.9MPa100~166.67MPap滿足螺桿的強(qiáng)度條件。5.2.3基本尺寸螺距pp10mm絲杠外徑dd80mm絲杠外徑d1d69mm1絲杠、螺母中徑d2d75mm2螺母外徑ddd10801070mm（5-19）牙底寬WfWf3.92mm間隙ZZ0.5mm圓角半徑rr0.3mm圖（5.1）絲杠螺母圖（5.2）滾珠絲杠第6章鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)6.1概述6.1.1鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)鏈傳動(dòng)是應(yīng)用較廣泛的一種機(jī)械傳動(dòng)。它是由鏈條和主、從動(dòng)鏈輪組成的，鏈輪上有特殊齒形的齒，依靠鏈輪的輪齒與鏈節(jié)的嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力。與帶傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：沒(méi)有彈性滑動(dòng)和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高（封閉式鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)效率=0.95~0.98）；軸的壓力較?。粋鬟f功率大，過(guò)載能力強(qiáng)；能在低速重載下較好工作，能適應(yīng)惡劣環(huán)境（如多塵，油污，腐蝕和高強(qiáng)度場(chǎng)合）。其缺點(diǎn)是：瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比不是常數(shù)，工作中有沖擊和噪音。6.1.2鏈的分類按用途不同，鏈可分為：傳動(dòng)鏈、輸送鏈和起重鏈。輸送鏈和起重鏈主要用在運(yùn)輸和起重機(jī)械中，而在一般傳動(dòng)中，常用的是傳動(dòng)鏈。傳動(dòng)鏈傳遞的功率一般在100kW以下，鏈速一般不超過(guò)15m/s，推薦使用的最大傳動(dòng)比i8。鏈傳動(dòng)有滾子鏈、齒形連等類型。其中滾子鏈?zhǔn)褂米顝V，齒形連使用較少。max6.1.3鏈傳動(dòng)的失效形式鏈傳動(dòng)的失效形式有：鏈的疲勞破壞；鏈條鉸鏈的磨損；（3）鏈條鉸鏈的膠合；（4）鏈條靜力拉斷。6.2鏈條的設(shè)計(jì)與計(jì)算6.2.1已知數(shù)據(jù)輸入功率PP1.5kW轉(zhuǎn)速n3 n 500n2 r/min125r/min34 46.2.2傳動(dòng)鏈的選取鏈的主要目的是通過(guò)鏈輪帶動(dòng)絲杠同步旋轉(zhuǎn)。選擇鏈輪齒數(shù)z和z。小鏈輪齒數(shù)對(duì)鏈傳動(dòng)的平穩(wěn)性和使用壽命有較大的影響。齒 1 2數(shù)少可減少輪廓尺寸，但齒數(shù)過(guò)少，將會(huì)導(dǎo)致：傳動(dòng)的不均勻性和動(dòng)載荷增大；鏈跳進(jìn)如何退出嚙合時(shí)，鏈節(jié)間的相對(duì)轉(zhuǎn)角增大，使鉸鏈的磨損加?。绘渹鲃?dòng)的圓周力增大，從而加速了鏈條和鏈輪的損壞。為了提高鏈傳動(dòng)的平穩(wěn)，降低動(dòng)載荷，減少齒輪受力和磨損，通常z17。鏈節(jié)數(shù)通常是偶數(shù)，為了使鏈條和鏈齒磨損均勻，鏈輪齒數(shù)一般應(yīng)取與鏈節(jié)1數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)，并優(yōu)先選用以下數(shù)列：17、19、21、23、25、38、57、76、95、114。假設(shè)鏈速v0.6~3m/s，n 970鏈傳動(dòng)速比i=1 7.76n1253由表5-14選取z19［１］。1計(jì)算功率PKP1.01.5kW1.5kW（6-1）c A確定鏈節(jié)數(shù)Lp初定中心距a。中心距過(guò)小時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)鏈條繞過(guò)鏈輪的次數(shù)過(guò)多，鏈條鉸鏈次數(shù)0和鏈極應(yīng)力循環(huán)次數(shù)過(guò)多，會(huì)加快鉸鏈的磨損和鏈輪的疲勞；中心距過(guò)大時(shí)，會(huì)加速鏈條的抖動(dòng)，因此中心距不受限制時(shí)，可定中心距a=(30~50)p，最大可取到a80p。 0 0根據(jù)傳動(dòng)要求初定a=80p，則鏈節(jié)數(shù)為0 2a zz pzz2L01 22 1（6-2）p p 2 a20 280p1919 p19192=179節(jié)p280p2取L180節(jié)（取偶數(shù)）p確定鏈條的節(jié)距p按照小鏈輪轉(zhuǎn)速的估計(jì)，鏈工作在功率曲線頂點(diǎn)的左側(cè)，就會(huì)出現(xiàn)鏈板疲勞破壞。1z1.08191.08據(jù)此查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)K11［１］，選取的是單排鏈，即z19 19K1.0，故所需傳遞的功率為m P 1.5Pc 1.5kW(6-3)KK 11zm根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速n125r/min及功率P1.5kW，由此選擇鏈號(hào)為10A的單排鏈，查0得鏈節(jié)距p15.875mm確定鏈長(zhǎng)L及中心距aLp18015.875Lp2.86m（6-4）10001000apzzzz2zz2（6-5） L1 2L1 282 1 4p 2p 22=1278mm中心距的調(diào)整量一般應(yīng)大于2pΔa≥2p=2×15.875mm=31.75mm實(shí)際安裝中心距a′=a-Δa=(1278-31.75)mm=1246.25mm驗(yàn)算帶速vnzpv31(6-6)601000122.51915.875m/s0.62m/s與原假設(shè)相符。601000作用在軸上的壓軸力FpFKF（6-7） p FPe有效圓周力FePF1000（6-8）e v1.51000N2419.4N0.62按水平布置取壓軸力系數(shù)K1.15，故FPFKF1.152419.42782.31Np FPe6.2.3鏈輪的主要尺寸鏈輪采用45號(hào)鋼。節(jié)圓直徑d p 15.875dmm96mm180180 sin sin z 19齒頂圓直徑da 180dp0.54cot（6-9）az 18015.8750.54cotmm104mm 19齒根圓直徑dfddd（6-10）f 1其中，d為滾子外徑，有以上計(jì)算得d10.16mm，所以d86mm1 1 f最大齒根距離Lx90Ldcosd（6-10）