H型鋼制作工藝裝備設(shè)計(jì)含4張CAD圖
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外文資料
H-beam production process
With the development of industrialization and the arrival of information age, more and more advanced equipment for production of the liberation of a large number of labor, create more social value, increase the production safety coefficient at the same time. In terms of welding h-beam production, h-beam group to the emergence of machine and the use of gantry submerged arc welding welding technology has brought significant technological innovation.
Since h-beam automatic group on the machine put into use, due to the decisive role of h-beam technical parameters to ensure become indispensable in the group of process equipment. H-beam automatically set to the preferred cutter blanking machine work, after flat steel (including flange plate and web plate) in the group of orbit of the machine, with a group of machine clamping device for wing plate and web plate initial clamping positioning, the active entry table input artifacts to host, host prior to adjust benchmark web and flange size, namely artifacts can be accurate positioning spot welding, automatic cycle button, then the head location and spot welding, and then use some good h-beam gantry crane hanging from the group, after the machine into the next procedure. H-beam set of machine is one of the important equipment, ensure the h-beam technical parameters is mainly composed of four large transmission mechanism, specific include: web roller drive mechanism, wing on the two positioning clamping mechanism, about web positioning clamping mechanism and input/output roller transmission mechanism, etc. Pressure on web wheel transmission mechanism adopts hydraulic clamping, use by hydraulic cylinder transfer of power is the highest roller, roller center external use V groove design, to ensure that regulations within the scope of different width of accurate positioning and automatic web for accurate, do not need to reset every time; On roller thrust bearing on inside, can not only convenient for h-beam transmission on the roller table, still can make the h-beam web can fully contact with wing during transmission, for guarantee of h-beam section height size, played an important role.
Through a large number of instances prove that operation, including automatic h-beam group on the machine and gantry submerged arc welding, a large number of the application of advanced instruments and equipment, saving the cost and reduce the time limit for a project, to ensure the quality of reliable, ensure no potential safety hazard and so on. Steel alloy steel, high-quality steel bar mill rebuilding project of 3000 t welded h-beam applied the new equipment, h-beam welding qualified rate reached 99%, greatly improved the production quality and reliability, and productivity increased five times, and the whole project of the welding process in the traditional group saves about $200000, created a considerable economic benefits.
In welding h-beam production, h-beam group to the emergence of machine and the use of gantry submerged arc welding welding technology has brought the significant technical innovation, respectively, analyzing their working principle are introduced, and the group in the welded h-beam production and welding process improvement techniques, through a large number of instances prove that operation, including automatic h-beam group on the machine and gantry submerged arc welding, a large number of the application of advanced instruments and equipment, saving the cost and reduce the time limit for a project, to ensure the reliability of the quality, ensure no safe hidden trouble, etc., can be used effectively provide a reference for similar projects.
中文譯文
H型鋼制作工藝
隨著工業(yè)化的發(fā)展和信息化時(shí)代的到來(lái)，越來(lái)越先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備解放了大量的勞動(dòng)力，創(chuàng)造了更多的社會(huì)價(jià)值，同時(shí)增加了生產(chǎn)安全系數(shù)。在焊接H型鋼制作方面，H型鋼組對(duì)機(jī)的出現(xiàn)和門式埋弧焊的使用給焊接技術(shù)領(lǐng)域帶來(lái)了重大的技術(shù)革新。
自從H型鋼自動(dòng)組對(duì)機(jī)投入使用以來(lái)，由于其對(duì)H型鋼技術(shù)參數(shù)保證的決定性作用而成為組對(duì)工序中必不可少的設(shè)備。H型鋼自動(dòng)組對(duì)機(jī)工作首選切割機(jī)下料，將平整后的鋼板（包括翼緣板和腹板）吊放進(jìn)組對(duì)機(jī)軌道上，用組對(duì)機(jī)的夾緊裝置進(jìn)行翼板和腹板初步夾緊定位，由主動(dòng)輸入輥道將工件輸入主機(jī)，主機(jī)上事先調(diào)整好腹板和翼板基準(zhǔn)尺寸，也就是可將工件準(zhǔn)確定位點(diǎn)焊，然后自動(dòng)循環(huán)按鈕，進(jìn)行頭部定位點(diǎn)焊，然后將點(diǎn)好的H型鋼用龍門吊吊離組對(duì)機(jī)后，進(jìn)入下一道工序。H型鋼組對(duì)機(jī)是保證H型鋼技術(shù)參數(shù)的重要設(shè)備，主要由四個(gè)大型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，具體包括：腹板上壓輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、翼板左右定位夾緊機(jī)構(gòu)、腹板左右定位夾緊機(jī)構(gòu)及輸入輸出輥道傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。腹板上壓輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用液壓夾緊，使用的動(dòng)力由液壓缸傳遞至上壓輪，上壓輪外部中心處采用V型槽設(shè)計(jì)，能確保規(guī)定范圍內(nèi)不同寬窄的腹板定位準(zhǔn)確和自動(dòng)對(duì)中準(zhǔn)確，不需要每次重新調(diào)整；上壓輪內(nèi)部采用推力軸承，不僅能方便H型鋼在輥道上傳輸，還可使H型鋼腹板在傳輸時(shí)能夠充分接觸到翼板， 對(duì)于H型鋼截面高度尺寸的保證，起到了重要作用。
通過(guò)大量的操作實(shí)例證明，包括H型鋼自動(dòng)組對(duì)機(jī)和門式埋弧焊在內(nèi)大量先進(jìn)的儀器設(shè)備的應(yīng)用，節(jié)約了成本，減少了工期，保證了質(zhì)量的可靠行，確保無(wú)安全隱患等。韶鋼合金鋼、優(yōu)質(zhì)鋼棒材軋機(jī)改建工程的3000t焊接H型鋼應(yīng)用了新型的儀器設(shè)備，H型鋼焊接合格率達(dá)到99%，大大的提高了制作質(zhì)量和可靠程度，生產(chǎn)效率提高了五倍，而且整個(gè)項(xiàng)目較傳統(tǒng)組對(duì)焊接工藝節(jié)省了約20萬(wàn)元，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
在焊接H型鋼制作方面，H型鋼組對(duì)機(jī)的出現(xiàn)和門式埋弧焊的使用給焊接技術(shù)領(lǐng)域
4
帶來(lái)了重大的技術(shù)革新，本文分別分析介紹了他們的工作原理，以及在焊接H型鋼制作中組對(duì)和焊接工藝中改進(jìn)技術(shù)，通過(guò)大量的操作實(shí)例證明，包括H型鋼自動(dòng)組對(duì)機(jī)和門式埋弧焊在內(nèi)大量先進(jìn)的儀器設(shè)備的應(yīng)用，節(jié)約了成本，減少了工期，保證了質(zhì)量的可靠性，確保無(wú)安全隱患等，可有效地為同類工程提供參考借鑒。
H型鋼制作工藝裝備設(shè)計(jì)
摘要
H型鋼是建筑鋼結(jié)構(gòu)最重要的結(jié)構(gòu)元件，而且焊接H型鋼逐漸成為建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中首選的結(jié)構(gòu)型材，焊接H型鋼的需求量逐年大幅度增加。采用手工與機(jī)械組裝焊接生產(chǎn)焊接H型鋼的方式由于生產(chǎn)效率低而遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足建筑鋼結(jié)構(gòu)高速發(fā)展的需要。因此，為提高焊接H型鋼的生產(chǎn)效率，以自動(dòng)生產(chǎn)線的方式組織生產(chǎn)是必然的發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)調(diào)整H型鋼自動(dòng)焊接工藝，對(duì)焊接工作臺(tái)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。先對(duì)H型鋼的定位夾緊，再隨旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)偏轉(zhuǎn)一定角度依次焊接，完成H型鋼制作的焊接工序。此裝備主要設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)以及埋弧焊機(jī)行走的軌道，并涉及電機(jī)的選型、減速器的設(shè)計(jì)以及夾具的選用等內(nèi)容。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，首先能鍛煉和強(qiáng)化分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，再次能解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題，提高生產(chǎn)效率。
關(guān)鍵詞：H型鋼、焊接工作臺(tái)、設(shè)計(jì)
Abstract
H-beam is the most important structure components, construction steel structure and welding h-beam gradually become preferred structure in construction steel structure design and production profiles, the demand of welding h-beam dramatically increased year by year. Use manual and mechanical assembly welding welding h-beam production due to low production efficiency far cannot satisfy the demands of the rapid development of construction steel structure. Therefore, to improve the efficiency of welding h-beam production organization in the form of automatic production line is the inevitable trend of the development of production. By adjusting the h-beam automatic welding technology, to design the welding workbench. First positioning clamping of h-beam, again with the rotary worktable deflection Angle welding, in order to complete welding h-beam production process. This equipment is mainly designed rotary worktable and submerged arc welding machine walking track, and involves motor selection, the design of the reducer and the selection of the fixture, etc. Through this design, first of all, can exercise and strengthen the ability to analyze and solve problems, again to solve production actual problem, improve the production efficiency.
Keywords: H section steel, welding platform, design.
目錄
摘要 Ⅳ
Abstract Ⅴ
第一章 諸論 1
第一節(jié) 概述 1
第二節(jié) H型焊接自動(dòng)化的改進(jìn)方式 2
第三節(jié) 設(shè)計(jì)要求和主要參數(shù) 3
第二章 傳動(dòng)方案的確定 4
第一節(jié) 傳動(dòng)時(shí)滿足的要求 4
第二節(jié) 裝夾H型鋼旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)傳動(dòng)方案的選擇 4
第三節(jié) 裝夾H型鋼工作臺(tái)質(zhì)量和功率估算 5
一、工作臺(tái)質(zhì)量估算 5
二、工作臺(tái)功率估算 5
第四節(jié) 電機(jī)的選用 6
一、電機(jī)傳至工作機(jī)效率 6
二、電機(jī)功率 6
三、電機(jī)轉(zhuǎn)速 7
四、傳動(dòng)比的分配 7
五、傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算 7
第三章 齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 9
第一節(jié) 高速軸齒輪設(shè)計(jì) 9
一、主要參數(shù) 9
二、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 9
三、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 16
四、幾何尺寸計(jì)算 19
第二節(jié) 第二級(jí)傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì) 13
一、主要參數(shù) 13
二、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 13
三、校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 16
第三節(jié) 第三級(jí)傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì) 23
一、主要參數(shù) 23
二、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 24
三、校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 27
第四節(jié) 第四級(jí)傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì) 21
一、主要參數(shù) 21
二、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 28
三、校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 31
第四章 軸的設(shè)計(jì) 32
第一節(jié) 第一根軸的設(shè)計(jì) 32
一、選擇軸的材料 32
二、軸的尺寸計(jì)算 32
三、求軸上的載荷及校核 27
第二節(jié) 第三根軸的設(shè)計(jì) 30
一、選擇軸的材料 30
二、軸的尺寸計(jì)算 30
第三節(jié) 第二根軸的設(shè)計(jì) 32
一、選擇軸的材料 32
二、軸的尺寸計(jì)算 40
第四節(jié) 第四根軸的設(shè)計(jì) 35
一、選擇軸的材料 35
二、軸的尺寸計(jì)算 35
第五章 潤(rùn)滑方式及密封形式的選擇 38
第一節(jié) 潤(rùn)滑方式 38
一、潤(rùn)滑類型 38
二、箱體內(nèi)齒輪的潤(rùn)滑 38
三、軸承的潤(rùn)滑 38
第二節(jié) 密封形式的選擇 39
第六章 減速器箱體設(shè)計(jì) 40
第一節(jié) 箱體設(shè)計(jì) 40
一、選擇材料 40
二、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸表 40
第七章 H型鋼裝焊夾具的選擇 42
第一節(jié) 夾緊定位選擇 42
一、在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)應(yīng)滿足的基本要求 42
二、基準(zhǔn)面的選擇 42
三、定位方式及元器件選擇 42
四、夾緊方式及元器件選擇 44
五、裝焊夾具結(jié)構(gòu) 44
六、裝焊方案 44
第二節(jié) 主要零件的設(shè)計(jì)說(shuō)明 45
一、夾具體 45
二、手動(dòng)螺旋夾緊器 45
三、擋板 45
四、反變形裝置 45
五、墊板 46
六、銷釘 46
七、螺栓 46
第八章 埋弧焊機(jī)軌道設(shè)計(jì) 47
第一節(jié) 概述 47
第二節(jié) 類型 47
第三節(jié) 鋼軌的固定 47
總結(jié) 49
參考文獻(xiàn) 50
致謝 55
VII
第1章 緒論
第1節(jié) 概述
H型鋼分為熱軋H型鋼和焊接H型鋼（H）兩種，此次設(shè)計(jì)主要探討焊接H型鋼工序中的焊接工序裝備。主要是解決H型鋼的夾緊，定位，以及H型鋼隨工作臺(tái)偏轉(zhuǎn)一定角度進(jìn)行埋弧焊那部分，完成H型鋼制造的焊接自動(dòng)化。H型鋼焊接自動(dòng)化由兩方面的含義：一是焊接工序的自動(dòng)化，二是焊接生產(chǎn)的自動(dòng)化。焊接工序的自動(dòng)化是指H型鋼產(chǎn)品制造過(guò)程中，對(duì)于某部位或某道焊縫的焊接實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化:焊接生產(chǎn)的自動(dòng)化是指焊接H型鋼的生產(chǎn)過(guò)程，包括從備料、切割、裝配焊接、檢驗(yàn)等工序組成的焊接生產(chǎn)全過(guò)程的自動(dòng)化。H型鋼焊接工序的自動(dòng)化是焊接生產(chǎn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)，而只有實(shí)現(xiàn)了焊接生產(chǎn)全過(guò)程的自動(dòng)化，才能得到穩(wěn)定的焊接質(zhì)量和均衡的焊接生產(chǎn)節(jié)奏以及較高的焊接生產(chǎn)效率。
對(duì)于H型鋼焊接工序自動(dòng)化來(lái)說(shuō)，主要是焊接過(guò)程及焊接裝備的自動(dòng)控制問(wèn)題。該自動(dòng)化系統(tǒng)的基本單元包括機(jī)械裝置、執(zhí)行裝置、電源、傳感器、控制器、自動(dòng)焊機(jī)。其中機(jī)械裝置有能夠?qū)崿F(xiàn)某種運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，例如：夾緊H型鋼的工作臺(tái)能根據(jù)要求由水平方向旋轉(zhuǎn)45度后水平埋弧焊接，旋轉(zhuǎn)180度再進(jìn)行焊接，反方向旋轉(zhuǎn)90度由另一側(cè)的埋弧焊機(jī)水平焊接焊縫，再反方向旋轉(zhuǎn)180度進(jìn)行焊接；執(zhí)行裝置主要是驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)或液壓、氣動(dòng)裝置等。傳感器主要是指檢測(cè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的傳感器?？刂破髦饕糜跈C(jī)械運(yùn)動(dòng)控制的電子控制電路系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、可編程序控制器等。自動(dòng)焊機(jī)包括弧焊電源、送絲機(jī)、焊槍等，它是一個(gè)獨(dú)立的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
H型鋼焊接自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)主要包括機(jī)械技術(shù)、傳感技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)等。
（1） 機(jī)械技術(shù)就是根據(jù)焊件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、焊接工藝過(guò)程的要求，應(yīng)用經(jīng)典的機(jī)械理論與工藝，借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，設(shè)計(jì)并制造出先進(jìn)、合理的，焊接H型鋼的機(jī)械裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接過(guò)程中的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的一門技術(shù)。
（2） 傳感與檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳感器的功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程度就越高。
（3） 伺服傳動(dòng)技術(shù)對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能具有決定性的影響。
（4） 自動(dòng)控制技術(shù)中控制器是系統(tǒng)的核心，控制器的主要作用主要負(fù)責(zé)是H型鋼焊接自動(dòng)化中的信息處理與控制，最終給出控制信號(hào)，通過(guò)執(zhí)行裝置使焊接機(jī)械裝置按照一定的規(guī)則運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接。
（5） 系統(tǒng)技術(shù)就是以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)。從系統(tǒng)的目標(biāo)出發(fā)，將整個(gè)焊接自動(dòng)化系統(tǒng)分解成若干個(gè)相互關(guān)聯(lián)的功能單元。
第2節(jié) H型焊接自動(dòng)化的改進(jìn)方式
在現(xiàn)行的焊接H型鋼生產(chǎn)線中，角焊縫的自動(dòng)化大都采用船型位置的埋弧焊。這種工藝方法的優(yōu)點(diǎn)是可以保證焊縫成形良好，大尺寸焊腳的焊縫可一次行程完成。其缺點(diǎn)是H型鋼的4條角焊縫必須分別在四個(gè)不同的工位，由4臺(tái)焊機(jī)一次進(jìn)行焊接，不僅增加生產(chǎn)線的設(shè)備投資，而且延長(zhǎng)了半成品傳送翻轉(zhuǎn)的輔助時(shí)間，降低了生產(chǎn)效率。
上述缺點(diǎn)主要是由選用傳統(tǒng)的埋弧焊方法焊接角焊縫多決定的。另一方面，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位對(duì)H型鋼角焊縫尺寸的要求偏于保守，設(shè)計(jì)圖紙往往規(guī)定較大的焊腳尺寸。而我國(guó)黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ΨB3301-92已作明確規(guī)定，焊接H型鋼角焊縫的尺寸κ按0.6τ1計(jì)算，τ1為腹板的厚度。美國(guó)AΩΣΛ1.1-98“鋼結(jié)構(gòu)焊接法規(guī)”中亦明確規(guī)定了最小角焊縫尺寸不超過(guò)所連接部件中較薄板厚度的1/2，對(duì)于厚度小于等于19μμ的腹板，最小角焊縫尺寸僅為6μμ。
根據(jù)上述規(guī)定，H型鋼角焊縫焊接方法不必再選埋弧焊，而改用XO2 氣體保護(hù)藥芯焊絲電弧焊或自保護(hù)藥芯焊絲電弧焊更合適。采用這種焊接方法可以在橫焊位置一次行程焊接焊腳高度達(dá)8μμ的角焊縫。由于藥芯焊絲電弧焊焊縫的冷卻速度大大高于埋弧焊，故在橫焊位置仍能保證較大焊腳尺寸的角焊縫成形良好。這樣就可以采用雙頭自動(dòng)焊機(jī)，同時(shí)焊接H型鋼一面的二條角焊縫，焊接生產(chǎn)效率至少提高一倍。
對(duì)于輕型焊接H型鋼的自動(dòng)化生產(chǎn)，可以將腹板與翼板的組裝、焊接、焊后翼緣的矯正集成于一臺(tái)裝焊矯組合一體機(jī)上完成，可大大提高生產(chǎn)效率，并節(jié)省設(shè)備投資費(fèi)用，縮小生產(chǎn)線占地面積。
隨著鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)制造質(zhì)量要求越來(lái)越高，特別是焊接后的H型鋼涂裝前表面處理已成為鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要工藝?，F(xiàn)在研制開發(fā)的H型鋼拋丸清理機(jī)，采用輥道連續(xù)輸送清理形式，自動(dòng)化程度高、表面清潔度可達(dá)Σα2?，并達(dá)到一定的粗糙度使H型鋼油漆后附著牢固并解決了H 型鋼的防腐問(wèn)題。
第3節(jié) 設(shè)計(jì)要求和主要參數(shù)
要求：完成2000×350×12mm H型鋼的焊接，滿足H型鋼制作通用工藝要求中埋弧自動(dòng)焊的工藝要求，且要求電控操作，定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，具有反變形措施。參考如下表1-1。
表1-1反變形參數(shù)表
板厚
F（mm）
（A﹢2）/2
反變形角度（平均值）
B（mm）
150
200
250
300
﹤10
1°30′40″
2
2.5
3
4
12
1°22′40″
2
2.5
3
3.5
14
1°4′
1.5
2
2.5
3
16
55′
1
2
2
3
20
34′20″
1
1.5
2
3
第2章 傳動(dòng)方案的確定
第1節(jié) 傳動(dòng)時(shí)滿足的要求
裝夾H型鋼的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)組成，傳動(dòng)裝置在電動(dòng)機(jī)和工作臺(tái)之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。在本設(shè)計(jì)中，電動(dòng)機(jī)采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)，工作臺(tái)為旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，傳動(dòng)裝置主要是減速器。?
合理的傳動(dòng)方案主要滿足以下要求：?
(1)機(jī)械的功能要求：應(yīng)滿足工作臺(tái)的功率、轉(zhuǎn)速和運(yùn)動(dòng)形式的要求；
(2)工作條件的要求：例如工作環(huán)境、場(chǎng)地、工作制度等；
（3）工作性能要求：保證工作可靠、傳動(dòng)效率高等；? ???
(4)結(jié)構(gòu)工藝性要求：如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、使用維護(hù)便利、工藝性和經(jīng)濟(jì)合理等。
第2節(jié) 裝夾H型鋼旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)傳動(dòng)方案的選擇
為了設(shè)計(jì)的產(chǎn)品達(dá)到預(yù)期的要求我們確定傳動(dòng)方案為：三相交流異步電動(dòng)機(jī)——減速器——齒輪傳動(dòng)——工作臺(tái)的方案。?
傳動(dòng)方案分析：?
減速箱齒輪傳動(dòng)具有承受載能力高，運(yùn)動(dòng)傳遞平穩(wěn)、準(zhǔn)確，傳遞功率和圓周速度范圍大，傳遞效率高、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。具體傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖2-1所示：
圖2-1旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖
第3節(jié) 裝夾H型鋼工作臺(tái)質(zhì)量和功率估算
1、 工作臺(tái)質(zhì)量估算
（1）底板、支撐板、定位板、夾緊元件所選材料為冷軋鋼板，據(jù)文獻(xiàn)[8]表2-14鋼板理論質(zhì)量可做如下估算，見表2-1。
表2-1 重量估算表
厚度
mm
理論質(zhì)量
kg/m2
個(gè)數(shù)
質(zhì)量估算
mm
底板
30
235.5
1
0.46×2.1×235.5=227.493kg
支撐板
60
471.6
6
0.02×0.2×471.6×6=11.3184kg
定位板
20
157.0
3
0.09×0.2×157×3=8.478kg
夾緊元件
60
30
471.6
235.5
3
02.15×0.06×471.6=4.24kg
0.15×0.1×235.5=3.532kg
總：（4.24＋3.532）×3=23.315kg
（2）兩個(gè)箱體、三個(gè)氣缸所選材料為HT300，密度是7.4g/cm3
箱體：(46×8×61－π×62×8)×2=43.086kg
氣缸：[π×122×2＋π×42×2＋π×(82－42)×5＋π×(122－82)×1]×3
=6.032kg
（3）氣缸門架所選材料是ZG270-500，密度是7.85g/cm3
氣缸門架：（17×5－14×3）×210×7.85=70.886kg
（4）H型鋼所選材料為Q23513，密度是7.85g/cm3
H型鋼：（1.2×25×2＋35×1.2）×200×7.85=160.14kg
以上四項(xiàng)總和是550.75kg，再估算氣缸門架里管道線路50kg，所以工作臺(tái)質(zhì)量最終估算是600kg。
二、工作臺(tái)功率估算
（1） 計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
GD2=?W（a2＋d2） （kg·m2) （2-1）
其中，W是工作臺(tái)重量（kg），d是工作臺(tái)長(zhǎng)度，a是工作臺(tái)高度，d=2（m),a=0.61（m),W=600kg，代入公式，則:
GD2=?×600×（0.612＋22）=874.42 kg·m2
（2） 轉(zhuǎn)矩計(jì)算
T=GD2/375×n/t （kg·m2） （2-2）
其中，n是轉(zhuǎn)速（r/min），T是轉(zhuǎn)矩（kg·m），GD2是回轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg·m2），t是時(shí)間（s），設(shè)定工作臺(tái)轉(zhuǎn)速為2.5r/min,帶入公式，則：
T=874.42/375×2.5/5=1.166kg·m2
(3) 功率計(jì)算
=1.027nT (w) (2-3)
將上述數(shù)據(jù)帶入，得裝夾H型鋼工作臺(tái)功率：
=1.027×2.5×1.166=2.993kW
第4節(jié) 電機(jī)的選用
三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，可直接接于三相交流電網(wǎng)中，因此在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用。
Y系列電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式三相異步電動(dòng)機(jī)，具有效率高、性能好、噪聲低、振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械上。
一、電機(jī)傳至工作機(jī)效率
（2-4）
由文獻(xiàn)[1]表3-1機(jī)械傳動(dòng)效率概略值可查，聯(lián)軸器=0.99，一對(duì)滾子軸=0.98，直齒圓柱齒輪=0.97，錐齒輪傳動(dòng)，則效率為：
=0.808
二、電機(jī)功率
由文獻(xiàn)[1]公式3-4
（2-5）
帶入數(shù)據(jù)得：Pd=2.993/0.808=3.704kW，考慮安全因數(shù)s=1.5，故最終電動(dòng)機(jī)功率： =5.556kW。
三、電機(jī)轉(zhuǎn)速
旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)速2.5r/min，取單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比i=3～5，錐齒輪傳動(dòng)比，則合理總傳動(dòng)比范圍為i=54～375，故電機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：
=（54～375）×2.5=135～937.5r/min
因此據(jù)文獻(xiàn)[9]p17-54選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y160L-8。該型號(hào)電機(jī)額定功率為7.5kW，同步轉(zhuǎn)速750r/min，滿載轉(zhuǎn)速720r/min。
四、傳動(dòng)比的分配
據(jù)文獻(xiàn)[1]公式3-5可求傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比：
=920/2.5=288
傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比i是各串聯(lián)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比的連乘積，先分配減速器箱外軸Ⅳ和
據(jù)文獻(xiàn)[9]表查得三級(jí)減速器Ⅰ軸和Ⅱ軸傳動(dòng)比，Ⅱ軸和Ⅲ軸傳動(dòng)比，則Ⅲ軸和Ⅳ軸傳動(dòng)比
即傳動(dòng)比如下：
Ⅰ.Ⅱ軸：
Ⅱ.Ⅲ軸：
Ⅲ.Ⅳ軸：
Ⅳ.Ⅴ軸：
五、傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算
（1） 各軸的轉(zhuǎn)速n（r/min）
Ⅰ軸：r/min
Ⅱ軸：r/min
Ⅲ軸：r/min
Ⅳ軸：r/min
Ⅴ軸：r/min
（2） 各軸的輸入功率P（kW）
Ⅰ軸：7.5×0.99=7.425kW
Ⅱ軸：7.425×0.98×0.97=7.058kW
Ⅲ軸：7.058×0.98×0.97=6.71kW
Ⅳ軸：6.71×0.98×0.97=6.38kW
Ⅴ軸：6.38×0.98×0.97=6.06kW
（3） 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩T（N·M）
Ⅰ軸：9550×7.425/720=98.48N·M
Ⅱ軸：9550×7.058/163.64=411.90N·M
Ⅲ軸：9550×6.71/25.175=2545.40N·M
Ⅳ軸：9550×6.38/6.247=9753.32N·M
Ⅴ軸：9550×6.06/2.5=23149.2N·M
第3章 齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
第1節(jié) 高速軸齒輪設(shè)計(jì)
一、主要參數(shù)
小圓錐選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)硬度為280HBS，大圓錐選用45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)硬度為240HBS，大小圓錐齒輪均采用七級(jí)精度，24，24×4.4=105.6≈106，軸交角為90度的直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，得，。
二、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
（一）確定小齒輪分度圓直徑
由文獻(xiàn)[7]公式10-29，即：
（3-1）
①載荷系數(shù)，試選
②小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩
③大小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限，據(jù)文獻(xiàn)[7]圖10-25d查得：
，
④應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，由[7]公式10-25
（3-2）
⑤由文獻(xiàn)[7]圖10-23查得接觸疲勞壽命系數(shù)
,
⑥選取齒寬系數(shù),由圖10-20查得區(qū)域系數(shù)，由表10-5查得材料的彈性影響系數(shù)。
⑦計(jì)算許用彎曲應(yīng)力
取接觸疲勞安全系數(shù),失效概率為1%，由文獻(xiàn)[7]公式10-14，查得
（3-3）
取和中的較小者為該齒輪的接觸疲勞許用應(yīng)力，即
=523Mpa
（二）調(diào)整小齒輪分度圓直徑
①試算直徑
（3-4）
②圓周速度
mm （3=5）
m/s （3-6）
③計(jì)算載荷系數(shù)
由[文獻(xiàn)7]表10-2查得使用系數(shù)
根據(jù)m/s，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)
由表10-3查得齒間載荷分配系數(shù)
由表10-4查得齒向載荷分布系數(shù)
據(jù)，公式10-2可得：
（3-7）
④由公式10-12，按照實(shí)際載荷系數(shù)算出分度圓直徑為
m （3-8）
三、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
（一）模數(shù)計(jì)算
由[7]公式10-27，即
（3-9）
確定公式中的各參數(shù)值
①試選
②計(jì)算
由分錐角和，可得當(dāng)量齒數(shù):
，
由圖10-17查得齒型系數(shù)，
由圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)，
由圖10-24c查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為:
,
由圖10-22取彎曲疲勞壽命系數(shù),
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.7，由公式10-14得
（3-10）
（3-11）
因?yàn)榇簖X輪的大于小齒輪，所以?。?
③試算模數(shù)
mm
（二）調(diào)整齒輪模數(shù)
①圓周速度v和齒寬b
mm （3-12）
mm
m/s
（3-13）
②計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)
根據(jù)m/s，8級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)
直齒錐齒輪精度較低，取齒間載荷分配系數(shù)
由表10-4用插值法查得，于是
則載荷系數(shù)為
由公式10-13.可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)為
（3-14）
按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，就近選擇標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，按照接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)
取，則大齒輪齒數(shù)，為了使兩齒輪的齒數(shù)互質(zhì)，取。
四、幾何尺寸計(jì)算
①計(jì)算分度圓直徑
②計(jì)算分錐角
（3-15）
③計(jì)算齒輪寬度
④計(jì)算圓周速度
m/s
第2節(jié) 第二級(jí)傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)
一、主要參數(shù)
大小齒輪均采用20CrMnTi，經(jīng)滲碳淬火，齒面硬度為58～62HRC，七級(jí)精度，24，24×6.5=156，，。
二、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
（一）確定模數(shù)
（3-9）
①載荷系數(shù)，試選
②小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩
③大小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限，據(jù)[7]圖10-24d查得：
④應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，由[7]公式10-25
（3-2）
⑤由[7]圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)
,
⑥計(jì)算許用彎曲應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù),由[7]公式10-14，查得
（3-10）
（3-16）
由文獻(xiàn)[7]圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)，,再由圖10-17查得齒型系數(shù)，則：
（3-11）
因?yàn)?所以按小齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算。
⑦重合度系數(shù)及螺旋角系數(shù)
=0.70，=0.90
（二）設(shè)計(jì)計(jì)算
①模數(shù)
②圓周速度
m/s （3-17）
③計(jì)算載荷系數(shù)K
由文獻(xiàn)[7]表10-2查得使用系數(shù)
根據(jù)m/s，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)
由表10-3查得齒間載荷分配系數(shù)
由表10-4查得齒向載荷分布系數(shù)
據(jù)，公式10-2可得；
（3-7）
④校正并確定模數(shù)
由公式10-13，按照實(shí)際載荷系數(shù)算出齒輪模數(shù)
m （3-14）
取
（三）計(jì)算齒輪傳動(dòng)幾何尺寸
①中心距a
（3-18）
②螺旋角β
（3-19）
③齒輪分度圓直徑
（3-20）
mm
④齒寬
三、校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
由文獻(xiàn)[7]公式10-10，即
（3-21）
確定上式公式各參數(shù)值：
①由圖10-25e查得
②由圖10-23查得接觸疲勞壽命系數(shù):,
③計(jì)算許用接觸應(yīng)力
取安全系數(shù)
由文獻(xiàn)[7]公式10-14，
④節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
由圖10-20，查得
⑤重合度系數(shù)
⑥螺旋角系數(shù)
⑦材料系數(shù)
⑧校核
帶入數(shù)據(jù)得：
第三節(jié) 第三級(jí)傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)
一、主要參數(shù)
大小齒輪均采用20CrMnTi，經(jīng)滲碳淬火，齒面硬度為58～62HRC，七級(jí)精度，24，，，。
二、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
（一）確定模數(shù)
(3-9)
①載荷系數(shù)，試選
②小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩
③大小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限，據(jù)[7]圖10-24d查得：
④應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，由[7]公式10-25
（3-2）
⑤由文獻(xiàn)[7]圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)
,
⑥計(jì)算許用彎曲應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù),由[7]公式10-14，查得
（3-10）
（3-16）
由文獻(xiàn)[7]圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)，再由圖10-17查得齒型系數(shù)，則：
(3-11）
因?yàn)?所以按小齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算。
⑦重合度系數(shù)及螺旋角系數(shù)
=0.70，=0.90
(二)設(shè)計(jì)計(jì)算
①模數(shù)
②圓周速度
m/s （3-17）
③計(jì)算載荷系數(shù)K
由文獻(xiàn)[7]表10-2查得使用系數(shù)
根據(jù)m/s，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)
由表10-3查得齒間載荷分配系數(shù)
由表10-4查得齒向載荷分布系數(shù)
據(jù)，公式10-2，即
（3-7）
④校正并確定模數(shù)
由公式10-13，按照實(shí)際載荷系數(shù)算出齒輪模數(shù)
m （3-14）
取
（三）計(jì)算齒輪傳動(dòng)幾何尺寸
①中心距a
（3-18）
②螺旋角β
（3-19）
③齒輪分度圓直徑
（3-20）
mm
④齒寬
三、校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
由文獻(xiàn)[7]公式10-10，即
（3-21）
確定上式公式各參數(shù)值：
①由圖10-25e查得
②由圖10-23查得接觸疲勞壽命系數(shù):,
③計(jì)算許用接觸應(yīng)力
取安全系數(shù)
由[7]公式10-14，
④節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
由圖10-20，查得
⑤重合度系數(shù)
⑥螺旋角系數(shù)
⑦材料系數(shù)
⑧校核
帶入數(shù)據(jù)得：
第4節(jié) 第四級(jí)傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)
一、主要參數(shù)
大小齒輪均采用20CrMnTi，經(jīng)滲碳淬火，齒面硬度為58～62HRC，七級(jí)精度，24，24×2.5=60，，。
二、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
（一）確定模數(shù)
(3-9)
①載荷系數(shù)，試選
②小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩
③大小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限，據(jù)[7]圖10-24d查得：
④應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，由文獻(xiàn)[7]公式10-25
（3-2）
⑤由文獻(xiàn)[7]圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)
,
⑥計(jì)算許用彎曲應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù),由文獻(xiàn)[7]公式10-14，查得
（3-10）
（3-16）
由文獻(xiàn)[7]圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)，再由圖10-17查得齒型系數(shù)，則：
（3-11）
因?yàn)?所以按小齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算。
⑦重合度系數(shù)及螺旋角系數(shù)
=0.70，=0.90
（二）設(shè)計(jì)計(jì)算
①模數(shù)
②圓周速度
m/s （3-17）
③計(jì)算載荷系數(shù)K
由文獻(xiàn)[7]表10-2查得使用系數(shù)
根據(jù)m/s，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)
由表10-3查得齒間載荷分配系數(shù)
由表10-4查得齒向載荷分布系數(shù)
據(jù)，公式10-2，即
（3-7）
④校正并確定模數(shù)
由公式10-13，按照實(shí)際載荷系數(shù)算出齒輪模數(shù)
m （3-14）
取
（三）計(jì)算齒輪傳動(dòng)幾何尺寸
①中心距a
（3-18）
②螺旋角β
（3-19）
③齒輪分度圓直徑
（3-20）
mm
④齒寬
三、校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
由文獻(xiàn)[7]公式10-10，即
（3-21）
確定上式公式各參數(shù)值：
①由圖10-25e查得
②由圖10-23查得接觸疲勞壽命系數(shù):,
③計(jì)算許用接觸應(yīng)力
取安全系數(shù)
由文獻(xiàn)[7]公式10-14，
④節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
由圖10-20，查得
⑤重合度系數(shù)
⑥螺旋角系數(shù)
⑦材料系數(shù)
⑧校核
帶入數(shù)據(jù)得：
第4章 軸的設(shè)計(jì)
第1節(jié) Ⅰ軸的設(shè)計(jì)
一、選擇軸的材料
初選軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)制處理，其機(jī)械性能查表可得：
，，，
2、 軸的尺寸計(jì)算
（1） 輸入軸
功率，轉(zhuǎn)速r/min ，轉(zhuǎn)矩。
（二）初步確定軸的最小直徑
取, （4-1）
有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大5%-7%，
所以
（3） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.圖4-1為一軸的裝配方案
圖4-1 Ⅰ軸的裝配圖
2.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段軸徑和長(zhǎng)度，如下圖4-2：
圖4-2 Ⅰ軸各段軸徑長(zhǎng)度
（四）選擇聯(lián)軸器
根據(jù)條件選取，確定聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩，結(jié)合電動(dòng)機(jī)型號(hào)，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，型號(hào)TL7聯(lián)軸器，即該端選用的半軸連接器的孔徑，故取軸徑，半聯(lián)軸器轂空的長(zhǎng)度L=112mm，故取L1=112mm。
（五）初步選擇滾動(dòng)軸承
軸承同時(shí)承載軸向力和徑向力，但軸向力較小，故選用單列深溝球軸承。參照工作要求，并根據(jù)尺寸，選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承6309，其尺寸為,從而可以知道：，。
（六）由經(jīng)驗(yàn)公式算軸肩高度
，故取h=5mm，從而確定，?。ㄆ撸┐_定軸段5
根據(jù)軸承安裝方便的要求，取和均比小2mm，則：；根據(jù)安裝軸承旁螺栓的距離要求取，根據(jù)齒輪與內(nèi)壁的距離要求，取
（8） 確定軸段6
根據(jù)齒輪孔的軸徑和長(zhǎng)度，確定，至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
（九）軸上零件的周向定位
齒輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按手冊(cè)查得，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接處的平鍵截面b×h=12mm×8mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為80mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見GB/T 1096-1079）。
為了保證聯(lián)軸器與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇聯(lián)軸器輪轂與軸配合為H7/k6。齒輪與軸的聯(lián)接處的平鍵平鍵截面b×h=10mm×8mm(GB/T1096-2003),長(zhǎng)度為40mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工。
（十）確定軸上的圓角和倒角尺寸
取軸端倒角為，圓角大小見零件圖。
三、求軸上的載荷及校核
（一）根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖，做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，如下圖4-3：
圖4-3 Ⅰ軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖
（齒輪取齒寬中點(diǎn)處的分度圓直徑作為力的作用點(diǎn)，軸承在寬度中點(diǎn)為作用點(diǎn)）。
軸承1和軸承2之間的距離為105mm，軸承2和錐齒輪間的距離為54.5mm
1.計(jì)算作用在齒輪上的力
圓錐小齒輪
因已知高速級(jí)小錐齒輪的平均分度圓直徑為，而
（4-2）
（4-3）
（4-4）
2. 校核軸承壽命：
查手冊(cè)得6309型深溝球軸承參數(shù),
查表13-6得
（1）計(jì)算軸承所承受的軸向載荷
因?yàn)檩S承1固定，軸承2游離，結(jié)合受力分析圖可知，軸承1被“壓緊”，軸承2被“放松”。由此可得軸承2不受軸向力，所以
,
（2）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷
軸承1：，由表13-5，用線性插值法可求得：e1=0.175
（4-5）
由e1查表13-5，并用線性插值法求得：,,由此可得
（4-6）
軸承2：
由表13-5，用線性插值法可得：e2=1.6
由e2查表13-5的，，由此可得
（4-7）
（3）軸承壽命計(jì)算
因?yàn)?，所以按軸承2計(jì)算軸承的壽命
（4-8）
所選軸承6309深溝球軸承合格。
3. 做彎矩圖和扭矩圖如下圖4-4：
圖4-4 Ⅰ軸的彎矩和扭矩圖
4.校核軸的強(qiáng)度
由彎矩圖可知危險(xiǎn)截面出現(xiàn)在軸承2處，校核軸上最大彎矩截面的強(qiáng)度：
（4-9）
故安全。
第2節(jié) Ⅲ軸的設(shè)計(jì)
軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與軸上齒輪輪轂孔內(nèi)徑及寬度、滾動(dòng)軸承的選擇和校核、鍵的選擇和驗(yàn)算、與軸連接的半聯(lián)軸器的選擇同步進(jìn)行。因箱體內(nèi)壁寬度主要由中間軸的結(jié)構(gòu)尺寸確定，但三級(jí)減速器Ⅱ軸比Ⅲ軸尺寸小，故先對(duì)Ⅲ軸進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后對(duì)Ⅱ、Ⅳ軸進(jìn)行設(shè)計(jì)。
1、 選擇軸的材料
初選軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)制處理，其機(jī)械性能查表可得：
，，，。
二、軸的尺寸計(jì)算
（一）輸入軸
功率，轉(zhuǎn)速r/min ，轉(zhuǎn)矩。
（二）初步確定軸的最小直徑
取, （4-1）
有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大5%-7%,
所以
（三）軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軸承采用兩端固定方式，然后按軸上零件的安裝順序，從處開始設(shè)計(jì)
1.軸承的選擇與軸段①及軸段⑤的設(shè)計(jì)
考慮齒輪有軸向力存在，選用圓柱滾子軸承，根據(jù)Ⅲ軸最小軸徑，據(jù)[8]表8-15選圓柱滾子軸承代號(hào)NU1016，其尺寸為
定位軸肩直徑，故，通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào)，則。
2.軸段②和軸段④的設(shè)計(jì)
軸段②上安裝齒輪4，軸段④上安裝齒輪5，為便于齒輪的安裝，和應(yīng)分別略大于和，可初定。
齒輪4輪轂寬度范圍為，取其輪轂寬度與齒輪寬度相等，右端采用軸肩定位，左端采用套筒固定。齒輪5取其輪轂寬度與齒輪寬度相等，左端采用軸肩定位，右端采用套筒定位。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸段②和軸段④的長(zhǎng)度應(yīng)比相應(yīng)齒輪的輪轂略短，故取，。
3.軸段③
該段為Ⅱ軸上的兩個(gè)齒輪提供定位，其軸肩高度范圍為，取其高度為h=7mm，故d3=96mm。
齒輪5右端面與箱體內(nèi)壁距離與齒輪4左端面距箱體內(nèi)壁距離均取為：，齒輪4與齒輪5的距離初定為，則箱體內(nèi)壁之間的距離為，齒輪4的左端面與箱體內(nèi)壁的距離。
4.軸段①及軸段⑤的長(zhǎng)度
該減速箱齒輪的圓周速度小于2m/s，故軸承采用脂潤(rùn)滑，需用擋油環(huán)阻止箱體內(nèi)潤(rùn)滑油濺入軸承座，軸承內(nèi)端面距箱體內(nèi)壁距離取為，中間軸上兩個(gè)齒輪的固定均由擋油環(huán)完成，則軸段①的長(zhǎng)度為
（四）軸上零件的周向定位
齒輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接，鍵取用45號(hào)鋼。按[8]表6-2（摘自GB/T 1095-2003）查得，齒輪4與Ⅲ軸的聯(lián)接處的平鍵截面，齒輪5與Ⅲ軸的聯(lián)接處的平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工。（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見GB/T 1096-1079）。
由文獻(xiàn)[7]公式6-1鍵強(qiáng)度計(jì)算：，其中T是傳遞的轉(zhuǎn)矩N·m，l是鍵的工作長(zhǎng)度mm，圓頭平鍵，單圓頭平鍵，平頭平鍵,這里L(fēng)為鍵的公稱直徑mm，b為鍵的寬mm，d是軸的直徑mm，并查詢表6-2鍵連接的許用擠壓應(yīng)力、許用壓力。
1.聯(lián)接齒輪4平頭平鍵的校核
鍵強(qiáng)度計(jì)算： （4-10）
2.連接齒輪5平頭平鍵的校核
鍵強(qiáng)度計(jì)算：
所以兩鍵均安全。
第3節(jié) Ⅱ軸的設(shè)計(jì)
1、 選擇軸的材料
初選軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)制處理，其機(jī)械性能查表可得：
，，，。
二、軸的尺寸計(jì)算
（一）輸入軸上
功率，轉(zhuǎn)速r/min ，轉(zhuǎn)矩。
（二）初步確定軸的最小直徑
取, （4-1）
有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大5%-7%,
所以
（三）軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軸不長(zhǎng)，故軸承采用兩端固定方式，然后，按軸上零件的安裝順序，從處開始設(shè)計(jì)
1.軸承的選擇與軸段①及軸段⑤的設(shè)計(jì)
考慮齒輪有軸向力存在，選用雙列圓錐滾子軸承，根據(jù)Ⅱ軸最小軸徑，據(jù)文獻(xiàn)[8]表8-15選雙列圓錐滾子軸承代號(hào)351310E，其尺寸為
定位軸肩直徑，對(duì)軸的力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離，故，通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào)，則。
2.軸段②和軸段④的設(shè)計(jì)
軸段②上安裝齒輪3，軸段④上安裝齒輪2，為便于齒輪的安裝，和應(yīng)分別略大于和，可初定。
齒輪2輪轂寬度范圍為，取其輪轂寬度與齒輪寬度相等，左端采用軸肩定位，右端采用套筒固定。齒輪3取其輪轂寬度與齒輪寬度相等，右端采用軸肩定位，左端采用套筒定位。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸段②和軸段④的長(zhǎng)度應(yīng)比相應(yīng)齒輪的輪轂略短，故取，。
3.軸段③
該段為Ⅱ軸上的兩個(gè)齒輪提供定位，其軸肩高度范圍為，取其高度為h=5mm，故d3=62mm。
齒輪3左端面與箱體內(nèi)壁距離取為：，大錐齒輪中心與小錐齒輪所在軸線的距離為，大錐齒輪輪轂左端距離小錐齒輪，齒輪3右端距離小錐齒輪軸線距離為，則齒輪2和齒輪3之間的軸肩長(zhǎng)。
4.軸段①及軸段⑤的長(zhǎng)度
該減速箱齒輪的圓周速度小于2m/s，故軸承采用脂潤(rùn)滑，需用擋油環(huán)阻止箱體內(nèi)潤(rùn)滑油濺入軸承座，軸承內(nèi)端面距箱體內(nèi)壁距離取為，中間軸上兩個(gè)齒輪的固定均由擋油環(huán)完成，齒輪2輪轂右端面距離箱體內(nèi)壁距離為：則軸段①的長(zhǎng)度為
（四）軸上零件的周向定位
齒輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接，鍵取用45號(hào)鋼。按文獻(xiàn)[8]表6-2（摘自GB/T 1095-2003）查得，齒輪3與Ⅱ軸的聯(lián)接處的平鍵截面，齒輪2與Ⅱ軸的聯(lián)接處的平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工。（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見GB/T 1096-1079）。
由文獻(xiàn)[7]公式6-1鍵強(qiáng)度計(jì)算：，其中T是傳遞的轉(zhuǎn)矩N·m，l是鍵的工作長(zhǎng)度mm，圓頭平鍵，單圓頭平鍵，平頭平鍵,這里L(fēng)為鍵的公稱直徑mm，b為鍵的寬mm，d是軸的直徑mm，并查詢表6-2鍵連接的許用擠壓應(yīng)力、許用壓力。
1.聯(lián)接齒輪3圓頭平鍵的校核
鍵強(qiáng)度計(jì)算： （4-10）
2.連接齒輪2圓頭平鍵的校核
鍵強(qiáng)度計(jì)算：
所以兩鍵均安全。
第4節(jié) Ⅳ軸的設(shè)計(jì)
一、選擇軸的材料
初選軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)制處理，其機(jī)械性能查表可得：
，，，。
二、軸的尺寸計(jì)算
（一）輸入軸上的功率，轉(zhuǎn)速r/min ，轉(zhuǎn)矩。
（二）初步確定軸的最小直徑
取, （4-1）
有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大5%-7%,
所以
1.軸承的選擇與軸段③及軸段⑥的設(shè)計(jì)
軸不長(zhǎng)，故軸承采用兩端固定方式，然后，按軸上零件的安裝順序，從處開始設(shè)計(jì)，考慮齒輪有軸向力存在，選用雙列圓錐滾子軸承，根據(jù)Ⅳ軸最小軸徑，據(jù)[8]表8-15選雙列圓錐滾子軸承代號(hào)352926X2，其尺寸為，定位軸肩直徑，故，通常一根
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