数控等离子切割机主传动系统设计-毕业设计.doc

如需图纸资料，请联系QQ719918229 主传动系统设计 第一级齿轮计算 1、需求分析 配总减速比i=8.75，所以此级减速比i12=i/i34=8.75/14=0.625 按照启动受力分析有传递功率P1=P电=0.0971kW，转速n1=n电=194.34r/min，按照工作机设计寿命，15年，双班制，大小齿轮均悬臂布置。齿轮为双向受力。 2、设计计算 1）选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （1）选用直齿圆柱齿轮传动，传动效率高 （2）大小齿轮材料45号钢，调质处理，大齿轮齿面硬度为220HBS，小齿轮齿面硬度为250HBS （3）等离子切割为非机械力切割，受力不大，速度不高，齿轮选8级精度即可 （4）试选大齿轮齿数为Z1=48，小齿轮齿数Z2=30 2）齿面硬度HB350HBS，属于闭式软齿面设计范畴，按齿面接触强度设计 （1）确定公式内的各计算数值 a试选载荷系数Kt=1.6 b计算大齿轮传递的转矩 T1=95.5×105×P电/n12=95.5×105×0.0971/194.34=4771.56Nmm C小齿轮为悬臂布置，选择齿宽系数φd（0.4~0.6）=0.5 D查得45号钢的弹性影响系数ZE=189.8 E按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim2=550MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=500MPa F计算应力循环次数 N1=60n1jLh=60×194.34×2×(2×8×300×15)=16.80×108 N2=N1/i1=8.40×108/0.625=26.86×108 G查图得接触疲劳寿命系数KHN1=1.02，KHN2=1.00 H计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1，计算 3）计算 （1）试算大齿轮分度圆直径d1t，带入[σH]中较小的值 =40.984mm （2）计算圆周速度v （3）计算齿宽b （4）计算齿宽与齿高之比 模数mt=d1t/z1=40.948/48=0.853mm 齿高h=2.25mt=2.25×0.853=1.919mm 齿高之比b/h=20.474/1.919=10.67 （5）计算载荷系数 根据v=0.417m/s，8级精度，查得动载系数Kv=1.02 直齿轮KHα=KHβ=1 查得使用系数KA=1 用插值法查得8级精度，小齿轮相对于支承非对称布置时， 由b/h=10.67，KHβ=1.216查得KFβ=1.85 故载荷系数 （6）按实际的载荷系数校正所得到的分度圆直径 （7）计算模数m M=d1/Z1=37.66/48=0.78mm 为了确保产品的可靠性，提高其耐用度，选用m=1.5mm D1=mZ=72mm b1=22mm 4）校核，按齿根弯曲疲劳强度进行校核 由于最后的设计在分度圆直径、模数等重要参数方面大出原设计很多，所以在闭式软齿面的范畴下，其弯曲疲劳强度必定满足需求。但为了熟悉一下设计步骤，这里仍然校核一下。由于重要参数都作了保守设计，与原设计相差很多，所以重新计算齿轮参数。 （1）确定公式内各计算数值 齿宽系数φd1=φ1/d1=22/72=0.3 Φd2=φ2/d2=25/45=0.56 使用系数KA=1（工作原动机、载荷状态） 动载系数KV=1.05（由圆周速度及齿轮精度查取） 载荷系数K 传递转矩T电=4.77156Nm 齿形系数YFa1=2.32 YFa2=2.52（按齿数） 应力校正系数YSa1=1.70 YSa2=1.625（按齿数选） （2）计算弯曲疲劳许用应力 弯曲疲劳寿命系数KFN1=1 KFN2=1 取安全系数SF=1.4 弯曲疲劳强度极限σFE1=460MPa σFE1=460MPa （3）校核 从上面可看出本齿轮设计富裕量过分充足，可适当降低一些性能参数，此处从略。 3、齿轮副的参数 模数m=1.5 压力角α=20° 分度圆直径d1=72mm d2=45mm 齿顶高ha1=ha2=ha*m=1×1.5=1.5mm 齿根高hf1=hf2=（ha*+c*）m=(1+0.25)*1.5=1.875mm 齿全高h1=h2=(2ha*+c*)m=3.375mm 齿顶圆直径da1=(Z1+2ha*)m=75mm da2=(Z2+2ha*)m=48mm 齿根直径df1=68.25mm df2=41.25mm 基圆直径db1=d1cosa=67.66mm db2=d2cosa=42.29mm 齿距p=πm=4.71mm 基圆齿距(法向齿距)pb=pcosa=4.43mm 齿厚s=π