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編號 無錫太湖學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目： 消防水帶清洗機清洗裝置設(shè)計 信機 系 機械工程及自動化 專業(yè) 學 號： 　　　 0823138　　　　 學生姓名： 繆科偉 指導(dǎo)教師： 　 許文 （職稱：副教授 ） （職稱： ） 2013年5月25日 III 無錫太湖學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 消防水帶清洗機清洗裝置設(shè)計 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械91 學 號： 0823138 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學院 　信 機　系 　機械工程及自動化 　專業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 1、題目　　消防水帶清洗機清洗裝置設(shè)計 　　 2、專題　 　 二、課題來源及選題依據(jù) 本課題來源于實際需求。1、消防任務(wù)繁重每次發(fā)生火災(zāi)都需要很多水帶，尤其是在大型火災(zāi)之后，水帶的清洗工作就變得尤其繁重，再加上消防人員身心疲憊，但為了以防萬一又不得不將當天用過的水帶進行清洗，這樣一來勢必會增加消防人員額外的工作壓力；2、清洗消防水帶耗時、耗人力。一條消防水帶長約25 m，如果人工洗滌，每次清洗時僅憑一人是完成不了的，或者說很難完成。這種現(xiàn)狀已經(jīng)持續(xù)了很久而未得到解決。 三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達到的要求： 對市場現(xiàn)有產(chǎn)品及需求進行分析對比，使擬定的設(shè)計方案不但滿足功能 要求，而且要結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、操作和維護方便等；制造成本合理、方案可實施。在規(guī)定時間內(nèi)完成下列任務(wù)要求： ① 消防水帶清洗機總裝圖一張。建議用A0標準圖幅。 ② 消防水帶清洗機清洗裝置總裝圖。建議用A0標準圖幅。 ③ 所有非標準零件圖紙。建議用A3標準圖幅。 ④ 設(shè)計說明書一份。 ⑤ 翻譯8000以上外文印刷字符或譯出4000漢字以上的有關(guān)技術(shù)資料或?qū)I(yè)文獻 四、接受任務(wù)學生： 機械91 班 　　姓名 繆科偉 五、開始及完成日期： 自2012年11月12日 至2013年5月25日 六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師　　　　　　　簽名 簽名 　　　　　　　簽名 教研室主任 　　　　　　　〔學科組組長研究所所長〕　　　　　　　簽名 　　 　　系主任 　　　　　　簽名 2012年11月12日 摘 要 目前，世界各國在清洗消防水帶過程中采用的方法多種多樣，有人工清洗、機械清洗、化學清洗、超聲波清洗等等。 但發(fā)展至今，都傾向于水射流清。水射流清洗由于其獨到的優(yōu)勢，現(xiàn)已占清洗份額的80%左右。但在我國，高壓水射流清洗發(fā)展遠遠滯后于發(fā)達國家，水射流清洗只占清洗份額的10%左右，但發(fā)展迅速，每年正以10%的速度增長。將來水射流清洗在我國的清洗業(yè)中必將占據(jù)主導(dǎo)地位。 我國聲場的微小型清洗機，一般壓力為410MPa.流量為36L/min。在這種形式下，梳刷式消防水帶清洗機以其結(jié)構(gòu)簡單、低水耗、操作簡單、成本低廉應(yīng)運而生[1]。 梳刷式清洗機主要由動力部分、傳動部分、執(zhí)行系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、卷曲裝置及外部框架等6個主要組成部分組成。動力系統(tǒng)包括5.5kw電動機；傳動系統(tǒng)包括拖輪、帶輪及傳動帶；執(zhí)行部分主要由梳刷、梳刷軸、限帶軸和噴淋水管組成[2]。 關(guān)鍵詞：清洗；水射流；梳刷式清洗機；設(shè)計 Abstract At present, methods adopted around the world in the cleaning process of various fire hose, a manual cleaning, mechanical cleaning, chemical cleaning, ultrasonic cleaning, etc.. But so far, have a tendency to water jet. Water jet cleaning because of its unique advantages, has accounted for about 80% share of the cleaning. But in our country, the high pressure water jet cleaning development lags far behind the developed countries, water jet cleaning cleaning share accounts for only about 10%, but the rapid development, are rising at an annual rate of 10%. Future water jet cleaning will occupy the leading position in the cleaning industry in china. Miniature cleaning machine in our field, the general pressure for 410MPa. flow 36L\/min. In this form, the comb brush fire hose washing machine emerge as the times require for its simple structure, low water consumption, simple operation, low cost. Brush type cleaning machine is mainly composed of a power part, a transmission part, execution system, circulatory system, curling 6 main parts of apparatus and external frame etc.. Power system including 5.5kW motor; drive system includes a tug, belt wheel and a driving belt; the main parts of the comb, comb brush shaft, shaft and a spray pipe. Key words:Cleaning; water jet; Comb brush type cleaning machine ; design. 目 錄 摘 要 III Abstract IV 目 錄 V 1 緒論 1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義 1 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 1 1.3 本課題應(yīng)達到的要求 1 2 消防水帶的參數(shù)獲取 2 2.1 水帶的特性 2 2.2 水帶的結(jié)構(gòu) 2 2.3 水帶的性能要求 3 2.4 水帶的日常保養(yǎng)與防護 5 3 消防水帶清洗機的概述 7 3.1 清洗過程中采用的方法 7 3.2 水帶上附著物的主要成分 7 3.3 清洗機的特點 7 4 清洗機的主要構(gòu)成 8 4.1 清洗機的組成 8 4.1.1 電機的選擇 9 4.1.2 V帶輪減速裝置的設(shè)計 10 4.1.3 電機主動帶輪 10 4.1.4 毛刷帶輪 12 4.1.5 水箱 12 4.1.7 水泵主動帶輪 15 4.1.8 托輪與托輪軸 16 4.1.9 壓輥與壓輥軸 17 4.1.10 噴淋水管 19 4.1.11 毛刷與毛刷軸 21 5 錐齒輪的設(shè)計 24 5.1 齒輪傳動特點與分類 24 5.2 齒輪傳動的主要參數(shù)與基本要求 24 5.3 主要參數(shù) 24 5.5 齒輪傳動的失效形式 25 5.6 確定模數(shù)m 25 5.7 按接觸強度計算d1 25 5.7.1 計算公式 25 5.7.2 計算轉(zhuǎn)矩T1 25 5.7.3 許用接觸應(yīng)力[σH] 26 5.7.4 計算d1 26 5.8校核齒根彎曲疲勞強度 26 5.8.1 確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù) 26 6 結(jié)論與展望 31 6.1 結(jié)論 31 6.2 不足之處及未來展望 31 致 謝 32 參考文獻 33 V 消防水帶清洗機清洗裝置設(shè)計 1 緒論 1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義 本課題來源于實際需求。 1.消防任務(wù)繁重每次發(fā)生火災(zāi)都需要很多水帶，尤其是在大型火災(zāi)之后，水帶的清洗工作就變得尤其繁重，再加上消防人員身心疲憊，但為了以防萬一又不得不將當天用過的水帶進行清洗，這樣一來勢必會增加消防人員額外的工作壓力。 2.清洗消防水帶耗時、耗人力。一條消防水帶長約25 m，如果人工洗滌，每次清洗時僅憑一人是完成不了的，或者說很難完成。這種現(xiàn)狀已經(jīng)持續(xù)了很久而未得到解決。 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 目前，世界各國在清洗消防水帶過程中采用的方法多種多樣，有人工清洗、機械清洗、化學清洗、超聲波清洗等等。但發(fā)展至今，都傾向于水射流清。水射流清洗由于其獨到的優(yōu)勢，現(xiàn)已占清洗份額的80%左右。但在我國，高壓水射流清洗發(fā)展遠遠滯后于發(fā)達國家，水射流清洗只占清洗份額的10%左右，但發(fā)展迅速，每年正以10%的速度增長。將來水射流清洗在我國的清洗業(yè)中必將占據(jù)主導(dǎo)地位。我國聲場的微小型清洗機，一般壓力為410MPa.流量為36L/min。在這種形式下，梳刷式消防水帶清洗機以其結(jié)構(gòu)簡單、低水耗、操作簡單、成本低廉應(yīng)運而生[3]。 1.3 本課題應(yīng)達到的要求 對市場現(xiàn)有產(chǎn)品及需求進行分析對比，使擬定的設(shè)計方案不但滿足功能要求，而且要結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、操作和維護方便等；制造成本合理、方案可實施。在規(guī)定時間內(nèi)完成下列任務(wù)要求： 1.消防水帶清洗機總裝圖一張。建議用A0標準圖幅。 2.消防水帶清洗機清洗裝置總裝圖。建議用A0標準圖幅。 3.所有非標準零件圖紙。建議用A3標準圖幅。 4.設(shè)計說明書一份。 5.翻譯8000以上外文印刷字符或譯出4000漢字以上的有關(guān)技術(shù)資料或?qū)I(yè)文獻。 2 消防水帶的參數(shù)獲取 2.1 水帶的特性 消防水帶是消防現(xiàn)場輸水用的軟管。按材料可分為有襯里消防水帶和無襯里消防水帶。其中無襯里消防水帶耐壓低、阻力大，容易漏水，且易霉腐，壽命較短，適合于建筑物內(nèi)火場中鋪設(shè)；有襯里水帶耐高壓，耐磨損，耐霉腐，經(jīng)久耐用，且不易滲漏，阻力小，也可任意彎曲折疊，隨意搬動，使用方便，適用于外部火場鋪設(shè)及接通消防車[4]。 有襯里消防水帶包括棉質(zhì)、尼龍襯膠水帶、滌綸灌膠水帶、麻質(zhì)涂塑水帶。無襯里水帶有棉水帶、亞麻水帶、苧麻水帶。按承受工作壓力分為0.8MPa、1.0MPa、1.3MPa、1.6MPa四類。按直徑分為50、65、80或75、90毫米四類。按編織方式分為平紋水帶和斜紋水帶兩類。每節(jié)水帶的長度一般規(guī)定為20米。 2.2 水帶的結(jié)構(gòu) 接口接口是水帶與水帶、消防泵、消火栓或移動式水炮連接的接頭。主要有水帶接口、管牙接口、閥蓋、內(nèi)螺紋固定接口、外螺紋固定接口、異徑接口，異型接口等[5]。 1. 使用中應(yīng)注意： (1) 使用和存放時，應(yīng)避免摔、撞和重壓，以防變形而使裝拆困難。 (2) 連接之前，應(yīng)認真檢查滑槽和密封部位，若有污泥和砂粒等雜物須及時清除，以防裝拆困難和密封不良。 (3) 連接內(nèi)扣式接口時，應(yīng)將扣爪插入滑槽后再按順時針方向擰足。在連接水帶時，還需將水帶理直，以防水帶扭轉(zhuǎn)而使接口自行脫開。 (4) 連接插入式接口時，應(yīng)插至聽到雌接口彈簧銷伸至雄接口卡槽的聲音為止，以確保連接可靠。 (5) 存放時注意避免與酸、堿等化學物品接觸，以防金屬件腐蝕和橡膠密封圈變質(zhì)。 2. 分水 分水器是將出水線的水流分出支線水流的連接器具。按所分出的支線數(shù)量，有二分水、三分水及四分水之分。 (1) 結(jié)構(gòu) 每個分水器有一個進水口和幾個出水口，可供同時使用，也可分別使用，其接口均為內(nèi)扣式。出水口上均裝有截止閥或球閥，可以隨時關(guān)閉，控制水流，便于增加和調(diào)換支線水帶。 (2) 使用和保養(yǎng) 使用前，要檢查接口密封圈和閥門是否完整好用。嚴冬季節(jié)要設(shè)法保溫，防止凍結(jié)失靈。用后要用清水沖冼干凈。 2.3 水帶的性能要求 1. 水帶的織物層應(yīng)編織得均勻，表面整潔；無跳雙經(jīng)、斷雙經(jīng)、跳緯及劃傷。 2. 水帶襯里(或覆蓋層)的厚度應(yīng)均勻，表面應(yīng)光滑平整、無折皺或其他缺陷。 3. 水帶內(nèi)徑的公稱尺寸及公差應(yīng)符合表2-1的規(guī)定。 4. 水帶的長度及尺寸公差應(yīng)符合表2-2的規(guī)定。 5. 水帶的設(shè)計工作壓力及耐壓值應(yīng)不低于表2-3的規(guī)定 表2-1 公稱尺寸 表2-2 長度 表2-3 壓力 6. 水帶的單位長度質(zhì)量 (1) 設(shè)計工作壓力為0.8MPa、1.0MPa、1.3MPa、1.6MPa的水帶，其單位長度的質(zhì)量不應(yīng)超過規(guī)定。 (2) 設(shè)計工作壓力為2.0MPa、2.5MPa的水帶，其單位長度的質(zhì)量不應(yīng)超過表2-4的規(guī)定。 表2-4 單位長度質(zhì)量 7. 設(shè)計工作壓力為0.8MPa、1.0MPa、1.3MPa、1.6MPa的水帶，在設(shè)計工作壓力下其軸向延伸率和直徑的膨脹率不應(yīng)大于5%。設(shè)計工作壓力為2.0MPa、2.5MPa的水帶，在設(shè)計工作壓力下其軸向延伸率和直徑的膨脹率不應(yīng)大于8%。 8. 在水壓作用下，沿水流方向看，水帶不應(yīng)產(chǎn)生逆時針扭轉(zhuǎn)。在設(shè)計工作壓力下，扭轉(zhuǎn)度不應(yīng)大于表2-5的規(guī)定。 表2-5扭轉(zhuǎn)角 9. 在0.8MPa的水壓下，將水帶彎成外側(cè)半徑如表2-6規(guī)定的圓弧，彎曲部分的內(nèi)側(cè)應(yīng)無明顯折皺。 表2-6 彎曲半徑 10. 按4．6進行粘附性試驗后，襯里間(或覆蓋層間)不應(yīng)有粘附現(xiàn)象。 11. 按4．7進行耐低溫性能試驗后，水帶應(yīng)能立即展開、無卷曲現(xiàn)象，并能再次卷緊，且在設(shè)計工作壓力下無滲漏。 12. 襯里(或覆蓋層)應(yīng)具備下列物理機械性能。 (1) 附著強度 水帶織物層與襯里(或覆蓋層)之間的附著強度不應(yīng)低于20N/25mm。 (2)扯斷伸長率 水帶襯里(或覆蓋層)的扯斷伸長率應(yīng)大于織物層的扯斷伸長率。 (3)熱空氣老化 進行熱空氣老化試驗后，水帶的爆破壓力和襯里(或覆蓋層)的附著強度不應(yīng)低于老化前測定值的75%。 2.4 水帶的日常保養(yǎng)與防護 1.管理方面 要落實專人管理，按質(zhì)分類，編號造冊，及時掌握水帶質(zhì)量和使用情況。建立健全水帶保養(yǎng)制度，經(jīng)常教育全員自覺遵守。 2.存放方面 應(yīng)專門設(shè)存放地點或貯存室，長期貯存?zhèn)溆盟畮бx擇適溫、通風的地方存放，水帶應(yīng)單層卷起立放水帶架上，每年翻動兩次或交換折邊一次。隨車水帶要避免互相摩擦，必要時要交換折邊。 3.使用方面 鋪設(shè)時應(yīng)避免驟然曲折、扭轉(zhuǎn)，充水后避免在地上強行拖拉，避免與油、酸、堿等腐蝕性化學物質(zhì)接觸;在可能有火焰或強輻射熱的區(qū)域，應(yīng)采用棉或麻質(zhì)水帶;登高鋪設(shè)水帶時要用水帶掛鉤;通過鐵路時應(yīng)從鐵軌下面穿過，通過道路時，應(yīng)墊上水帶護橋;防止水帶與有棱角的硬物體接觸，破拆建筑物時，不要向水帶上拋木板、鋼件等物品;水帶用完后應(yīng)清洗干凈;寒冷地區(qū)在建筑物外部鋪設(shè)水帶應(yīng)使用襯里水帶。 4.修補方面 使用時發(fā)現(xiàn)漏洞，應(yīng)及時用包布包扎，以免小孔擴大，并做上記號，用后及時修補。平時應(yīng)經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)破損，及時修補。 5.清洗、使用后的防護 水帶清洗，水帶使用后，要清洗干凈，對輸送泡沫的水帶，必須細致的洗刷，保護膠層。為了清除水帶上的油脂，可用溫水或肥皂洗刷，對凍結(jié)的水帶，首先要使用之融化，然后清洗晾干、沒有晾干的水帶不應(yīng)收卷存放。 3 消防水帶清洗機的概述 3.1 清洗過程中采用的方法 根據(jù)現(xiàn)實中人工清洗消防水帶的原理，將其改造為全自動機械式洗刷。通過電動機帶動傳動輪牽動皮帶，使皮帶傳動，傳動的同時靠分布在機箱內(nèi)的上下兩排毛刷進行梳刷，達到清洗的效果。 該清洗機分粗、精洗兩道工序由兩套高壓水泵兩組八個噴頭獨立完成，其精洗用水由自來水供給，回水至下置水箱，粗洗用水由下置式水箱供給，回水自流排至機外。 使用時，打開清洗倉門將水帶連接器可靠的放入牽引器，并依次將水帶放入回旋槽內(nèi)，關(guān)閉清洗倉門；按啟動按鈕，清洗開始，定時清洗結(jié)束并自動切斷電源，再打開清洗倉門，將水帶取出，清洗完成，有效的工作時間約2分鐘。 同時，該清洗機用水由自來水供給，其流量不少于40升/分鐘?！　? 3.2 水帶上附著物的主要成分 水帶上一般多泥沙附著在表面。 3.3 清洗機的特點 1. 安全性好：由于消防水帶在清洗工作過程中的運行速度比較平緩，且周圍機箱堅固防腐，所以不會出現(xiàn)人員受傷的情況。 2. 操作方便：當水帶放到指定位置以后，操作人員就可以站在一邊等待，整個清洗過程全部由消防水帶清洗機自動完成，而且整個操作過程中僅需一名操作人員。 3. 機動性好：由于水帶清洗機底部裝有輪子和把手，既可人力推動，也可以車載運輸。 4. 低噪聲：為了增強清洗效果，可以適量地使用清洗劑。同時，該清洗機采用皮帶傳動，且轉(zhuǎn)速比較低，從而可以大大降低噪聲。 5. 低消耗：內(nèi)置水循環(huán)系統(tǒng)，清洗機粗加工用水主要靠精洗用水后的回水置下置水箱，粗洗用水由下置式水箱供給，回水自流排至機外。合理利用水源，節(jié)約水資源。 6. 效率高：全自動操作，水帶清洗機帶有牽引器，將水帶鏈接器放入牽引器，同時清洗機帶有卷曲裝置，可將清洗干凈的水帶自動盤好，省時省力。 4 清洗機的主要構(gòu)成 4.1 清洗機的組成 梳刷式清洗機主要由動力部分、傳動部分、執(zhí)行系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、卷曲裝置及外部框架等6個主要組成部分組成。動力系統(tǒng)包括5.5kw電動機；傳動系統(tǒng)包括拖輪、帶輪及傳動帶；執(zhí)行部分主要由梳刷、梳刷軸、限帶軸和噴淋水管組成。清洗機長1080mm，寬525mm，高1040mm。整個清洗機組成如圖4-1所示。 1- 電機 2- 電機主動帶輪Ⅰ 3- 梳刷帶輪 4- 水箱 5- 水泵主動帶輪 6- 水泵 7- 托輪、托輪軸 8壓輥、壓輥軸 9- 噴淋水管 10- 毛刷、毛刷軸 11- 壓輥、壓輥軸 12- 卷曲軸 圖4.1 清洗機的主要組成 借鑒人工清洗水帶的原理，即人工用刷子梳刷水帶以達到清洗水帶的目的，梳刷式水帶清洗機的工作過程是：電動機1帶動主動帶輪2，主動帶輪2通過皮帶帶動梳刷傳動帶輪3旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動上梳刷轉(zhuǎn)動，上梳刷通過鏈輪帶動下梳刷。水帶從托輪7被伸展拉平后自兩排毛刷之間穿過，配合噴淋水管9的噴淋，從而達到清洗水帶的目的，同時，在清洗過程中在上方可以通過手柄搖動由錐齒輪傳動的卷曲裝置，把洗好的水帶盤好，在這個過程中，前期通過水流進行粗洗，而粗洗使用的水源是經(jīng)過毛刷和水管配合精洗后的回水，整個過程全部由清洗機自動完成，包括：將水帶展開拉平-粗洗-精洗-人工卷曲。 4.1.1 電機的選擇 電動機的選擇一般遵循以下三個步驟： 4.1.1.1 型號的選擇 電動機的型號很多，通常選用異步電動機。從類型上可分為鼠籠式與繞線式異步電動機兩種。常用鼠籠式的有J、J2、JO、JO2、JO3系列的小型異步電動機和JS、JSQ系列中型異步電動機。繞線式的有JR、JR O2系列小型繞線式異步電動機和JRQ系列中型繞線式異步電動機。[10] 從電動機的防護形式上又可分為以下幾種： 1．防護式。這種電動機的外殼有通風孔，能防止水滴、鐵屑等物從上面或垂直方向成45o以內(nèi)掉進電動機內(nèi)部，但是灰塵潮氣還是能侵入電動機內(nèi)部，它的通風性能比較好，價格也比較便宜，在干燥、灰塵不多的地方可以采用。“J”系列電動機就屬于這種防護形式。 2．封閉式。這種電動機的轉(zhuǎn)子，定子繞組等都裝在一個封閉的機殼內(nèi)，能防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵入電動機內(nèi)部，但它的密封不很嚴密，所以還不能在水中工作，“JO”系列電動機屬于這種防護形式。在農(nóng)村塵土飛揚、水花四濺的地方（如農(nóng)副業(yè)加工機械和水泵）廣泛地使用這種電動機。 3．密封式。這種電動機的整個機體都嚴密的密封起來，可以浸沒在水里工作，農(nóng)村的電動潛水泵就需要這種電動機。 實際上，農(nóng)村用來帶動水泵、機磨、脫粒機、扎花機和粉碎機等農(nóng)業(yè)機械的小型電動機大多選用JO、JO2系列電動機。 在特殊場合可選用一些特殊用途的電動機。如JBS系列小型三相防爆異步電動機，JQS系列井用潛水泵三相異步電動機以及DM2系列深井泵用三相異步電動機。[11] 4.1.1.2 功率的選擇 一般機械都注明應(yīng)配套使用的電動機功率，更換或配套時十分方便，有的農(nóng)業(yè)機械注明本機的機械功率，可把電動機功率選得比它大10%即可（指直接傳動）。一些自制簡易農(nóng)機具，我們可以憑經(jīng)驗粗選一臺電動機進行試驗，用測得的電功率來選擇電動機功率。[12] 電動機的功率不能選擇過小，否則難于啟動或者勉強啟動，使運轉(zhuǎn)電流超過電動機的額定電流，導(dǎo)致電動機過熱以致燒損。電動機的功率也不能選擇太大，否則不但浪費投資，而且電動機在低負荷下運行，其功率和功率因數(shù)都不高，造成功率浪費。 選擇電動機功率時，還要兼顧變壓器容量的大小，一般來說，直接啟動的最大一臺鼠籠式電動機，功率不宜超過變壓器容量的1/3。[13] 4.1.1.3 轉(zhuǎn)速的選擇 選擇電動機的轉(zhuǎn)速，應(yīng)盡量與工作機械需要的轉(zhuǎn)速相同，采用直接傳動，這樣既可以避免傳動損失，又可以節(jié)省占地面積。若一時難以買到合適轉(zhuǎn)速的電動機，可用皮帶傳動進行變速，但其傳動比不宜大于3。 異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min等。異步電動機的轉(zhuǎn)速一般要低2%～5%，在功率相同的情況下，電動機轉(zhuǎn)速越低體積越大，價格也越高，而且功率因數(shù)與效率較低；高轉(zhuǎn)速電動機也有它的缺點，它的啟動轉(zhuǎn)矩較小而啟動電流大，拖動低轉(zhuǎn)速的農(nóng)業(yè)機械時傳動不方便，同時轉(zhuǎn)速高的電動機軸承容易磨損。所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上一般選用1500r/min的電動機，它的轉(zhuǎn)速也比較高，但它的適應(yīng)性較強，功率因數(shù)也比較高。 本課題水帶電動機選擇功率為5.5kw的三相異步電動機。轉(zhuǎn)速n=1440r/min。電機處無需裝減速器，主要靠V帶配合帶輪起減速效果。 4.1.2 V帶輪減速裝置的設(shè)計 1.確定計算功率 由以上計算可知P=5.5kw，選工作情況系數(shù)， 由 則 2.選定V帶帶型 由、查課本《機械原理》[6]圖8－9，選用A型。 3.確定帶輪基準直徑、 取主動輪基準直徑 從動輪基準直徑， 根據(jù)表8-7，取 。 則實際的傳動比為 帶的速度， 合適。 4.確定V帶的基準長度和傳動中心距 根據(jù) 有， 初選 計算帶所需的基準長度 ： 選取帶的基準長度 則 5.驗算主動輪上的包角 ，合適。 6.計算窄V帶的根數(shù) z 由， 查《機械原理》[6]表8－5c 和表8－5d 得 ， ， 查《機械原理》[6]課本表8－8 得 ， 查《機械原理》[6]課本表8－2 得 ， 代入上式得： 取z =2 7.計算預(yù)緊力 查《機械原理》[6]課本表8-4 得 412.22N 8.計算作用在軸上的壓軸力 9.確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 由，采用腹板式結(jié)構(gòu)， ，采用腹板式結(jié)構(gòu)。 由V帶設(shè)計可知 z=2根， 則由課本《機械原理》[6]表8-10可得 e=12mm,f=8mm,=2.0mm 則帶輪的寬度為 小帶輪的外徑 大帶輪的外徑 4.1.3 電機主動帶輪 圖4.2 電機主動帶輪 主動帶輪與電機軸相連，軸與帶輪間采用鍵連接。 選取平鍵，已知電機軸直徑取值為25mm，經(jīng)查《機械制圖》附表15.。 公稱直徑d〉22~30，鍵公稱尺寸b×h=8×7。 鍵長估算：L≈（1.4+0.003d）×d=（1.4+0.003×25）×25=36.875mm。 參考文獻《V帶輪的設(shè)計》[7]《畫法幾何及機械制圖》[8]后，通過CAD軟件畫出凸輪輪廓線及機構(gòu)簡圖如下圖： D一 三角帶重心線所在帶輪直徑，也叫帶輪的計算直徑 。 圖4.3 帶輪 帶輪外徑D外=D+2C 帶輪內(nèi)徑D內(nèi)=D外-2e 帶輪輪圓寬度B=（z-1）t+2s z一 槽數(shù) 表4-1 膠帶型號 已知a=13.1 t=16 φ =34° e=12.5 根據(jù)數(shù)據(jù)，查找表4-1，選擇A型膠帶。驗證正確。 4.1.4 毛刷帶輪 圖4.4 毛刷帶輪 因為選取A型膠帶φ取34°，a取13.1mm，e取值為12.5mm。 選取帶輪直徑D=230mm。 毛刷帶輪與軸相連，軸與帶輪間采用鍵連接。 選取平鍵，已知毛刷軸直徑取值為23mm，經(jīng)查《機械制圖》附表15.。 公稱直徑d〉22~30，鍵公稱尺寸b×h=8×7。 鍵長估算：L≈（1.4+0.003d）×d=（1.4+0.003×23）×23=33.787mm 4.1.5 水箱 水箱由不銹鋼板焊接而成。規(guī)格為307mm×210mm×270mm 圖4.5 箱體 4.1.6 水泵 圖4.6水泵 . 1一 水泵 2一水管 圖4.7 水泵簡易圖 圖4.5為水泵在水帶清洗機中示意安裝位置。 圖4.6為水泵簡易結(jié)構(gòu)圖 4.1.6.1 高壓柱塞水泵的流量計算 選取高壓柱塞水泵，使用壓力一般應(yīng)在10MPa～100MPa之間。屬于容積式泵，它是借助工作腔里容積的周期性變化來達到輸送液體的目的。原動機的機械能經(jīng)泵直接轉(zhuǎn)化為輸送液體的壓力能 。泵的容量只取決于工作腔容積變化值及其在單位時間內(nèi)的變化次數(shù)，理論上與排出壓力無關(guān)。[9] 泵的理論流量：Qt=A×S×n×Z 式中Qt為泵的理論流量；A代表柱塞（或活塞）的截面積；S代表行程；n為曲軸轉(zhuǎn)速（或柱塞的每分鐘往復(fù)次數(shù)）；Z是聯(lián)數(shù)（柱塞或活塞數(shù)）。 泵的實際流量：Q=Qt－Q 式中Q為泵的流量；Qt代表泵的理論流量；Q是泵的流量損失。 造成泵的流量損失的因素有： 1. 液體壓縮或膨脹造成的容積損失。 2. 閥在關(guān)閉時滯后造成的容積損失。 3. 閥關(guān)閉后不嚴，通過密封面的泄漏造成的容積損失。 4. 通過柱塞、活塞桿或活塞環(huán)的泄漏造成的容積損失等。 4.1.6.2 高壓柱塞水泵的功率 泵的有效功率：單位時內(nèi)，被泵排出的液體從泵獲得的能量稱為有效功率。 Ne=PQ 式中 Ne有效功率，P代表壓力，Q代表流量。 代入單位后公式變?yōu)椋? Ne(千瓦)=1/36.7×P(千克力/平方厘米)×Q(立方米/小時) 考慮到傳動裝置的效率、機械摩擦、容積效率、介質(zhì)溫升等原因造成的功率損失，選擇原動機功率時，對低壓往復(fù)泵，N=1/(0.85~0.9)N；對高壓往復(fù)泵，N=1/(0.75~0.85)N。 往復(fù)泵的應(yīng)用范圍 柱塞泵主要適用于高壓小流量，要求泵的流量恒定或定量、成比例輸送各種不同的介質(zhì)，或者要求吸入性能好，或者要求有自吸性能的場合。 柱塞式高壓水泵不僅有良好的吸入性能，而且還有良好的自吸性能。因此，對多數(shù)往復(fù)泵來說，在啟動前通常不需灌泵。機器效率較高，且節(jié)能。 4.1.7 水泵主動帶輪 圖4.8 水泵主動帶輪 在打開電動機后，葉輪在水泵主動帶輪（圖4.8）的傳動下在泵體內(nèi)做高速旋轉(zhuǎn)運動。泵體內(nèi)的液體隨著葉輪一塊轉(zhuǎn)動，在離心力的作用下液體在出品處被葉輪甩出，甩出的液體在泵體擴散室內(nèi)速度逐漸變慢，液體被甩出后，葉輪中心處形成真空低壓區(qū)，液池中的液體在外界大氣壓的作用下，經(jīng)吸入管流入水泵內(nèi)。泵體擴散室的容積是一定的，隨著被甩出液體的增加，壓力也逐漸增加，最后從水泵的出口被排出。液體就這樣連續(xù)不斷地從液池中被吸上來然后又連續(xù)不斷地從水泵出口被排出去。 水泵主動帶輪與軸相連，軸與帶輪間采用鍵連接。 選取平鍵，已知毛刷軸直徑取值為23mm，經(jīng)查《機械制圖》附表15。 公稱直徑d〉38~44，鍵公稱尺寸b×h=12×8。 鍵長估算：L≈（1.4+0.003d）×d=（1.4+0.003×38）×38=57.532mm 4.1.8 托輪與托輪軸 圖4.9 托輪與托輪軸 參考《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》[10]，考慮托輪起托起水帶作用，一般水帶寬度d〈150mm，取托輪長度L=160mm,外徑d1=50mm,內(nèi)徑d2=24.3mm。 托輪軸尺寸：長L=196mm，與托輪套接連部分軸長ｌ=180mm。左右兩邊預(yù)留8mm與托輪軸支架配合。 托輪裝配前一定要注意調(diào)整。 托輪調(diào)整的目的：維持窯筒體中心線為一直線，使窯體沿軸向正常地往復(fù)竄動，使各擋輪均衡的承受窯體載荷，這樣才能延長窯的安全運轉(zhuǎn)周期、見笑輪帶與托輪及軸瓦的磨損。節(jié)約大量維修費。 原理與方法：改變摩擦系數(shù)進行調(diào)整。當窯筒體上竄時，在托輪表面涂抹粘度較大的油（齒輪油），減小輪帶與托輪表面間的摩擦系數(shù)以控制筒體向上竄動；當窯筒體下竄時，在托輪表面涂抹粘度較小的油（柴油），增大輪帶與托輪表面間的摩擦系數(shù)以控制筒體向下竄動。 托輪調(diào)整注意事項： 1.必須經(jīng)常細致的對托輪承受正壓力，推窯向上力大小及托輪是否錯誤歪斜作全面檢查、準確判斷。托輪正壓力大小用輪帶與托輪接觸面的光澤程度來識別，接觸面發(fā)亮的受力大。托輪推窯向上力的大小，用低端托輪軸肩推力盤的油膜厚薄來識別，油膜少而薄的推窯向上力大。 2.有毛病的先調(diào)。 3.在窯運動中進行調(diào)整。 4.保持輪帶兩邊托輪中心線的總距離不變。 5.保持輪帶兩邊托輪中心線互相平行。并與筒體中心線調(diào)歪成一定角度。 6.筒體上竄，上推力打的托輪先調(diào)。 7.筒體臨時彎曲不做調(diào)整。 8.傳動裝置附近的托輪一般不作調(diào)整。 9.調(diào)整托輪后，應(yīng)仔細檢查觀察窯的運轉(zhuǎn)情況，發(fā)現(xiàn)異常情況時應(yīng)重新調(diào)整。 10.每次調(diào)整托輪的全部數(shù)據(jù)應(yīng)詳細記錄，作為技術(shù)檔案妥善保管，供以后調(diào)整時參考。 4.1.9 壓輥與壓輥軸 圖4.10 壓輥與壓輥軸 考慮壓輪起壓平舒展水帶的作用，一般水帶寬度d〈150mm，取壓輪長度L=150mm,外徑d1=40mm,內(nèi)徑d2=20.2mm。 壓輪軸長度L總=222mm，右半軸L1=150mm用于裝配壓輪套。L2=15mm，用于裝配軸承配合軸轉(zhuǎn)動。L3=222-15-150=57mm。 壓輥在清洗機中起壓平水帶的作用，將皺褶的水帶鋪展壓平，從而方便后面的清洗。輥筒的生產(chǎn)主要有輥體初車、初校靜平衡、軸頭過盈裝配焊接、精車和精校動平衡等工序組成。若對形位公差如圓度、圓柱度和直線度等要求在0.2mm以下的，則在精車后需要上外圓磨床或軋輥磨床磨削加工。對表面硬度有要求的，則需要增加熱處理工序。 輥筒成型后，出于防銹防腐、耐磨和支撐的需要，還需要表面處理或包覆如噴漆、鍍鋅、TEFLON噴涂、包橡膠、鍍鉻、陶瓷噴涂和氧化等工序。[11] 輥筒的制作要求： 1. 輥筒應(yīng)具有足夠的剛性，確保在重載作用下，彎曲變形不超過許用值。 2. 輥筒表面應(yīng)有足夠的硬度，一般要求達到HRC50度以上，具有較強的耐腐蝕能力。鍍層具有抗剝落能力，確保輥筒工作表面具有較好的耐磨性及耐腐蝕性。 3. 輥筒工作表面應(yīng)精細加工，保證尺寸精度和表面粗糙度。粗糙度應(yīng)在Ra0.16以上，不能有氣孔或溝紋。輥筒工作表面的壁厚要均勻，否則會使輥面溫度不均，影響制品質(zhì)量。 4. 輥筒的材料應(yīng)具有良好的導(dǎo)熱性，通常采用冷硬鑄鐵，特殊情況采用鑄鋼或鉬鉻合金鋼，無論是加熱還是冷卻，均能達到快速均勻。 為延長滾筒的使用壽命，必須做好滾筒的保養(yǎng)工作。 1. 定期清理滾筒沾上的粉塵等異物。 2. 要定期檢查滾筒殼與端蓋焊接處是否牢固。 3. 潤滑良好，降低磨損的損失。 4. 避免超負荷運轉(zhuǎn)，延長滾筒使用壽命。 4.1.10 噴淋水管 1一 擋圈 2一 噴管 3一 接頭 4一 端堵 圖4.11 噴淋水管 如圖4.11所示，在水帶清洗機中，上下兩排噴淋水管在整個清洗過程中主要負責粗洗，首先將水帶上的泥沙等大顆粒臟污沖洗干凈，同時配合后續(xù)的毛刷刷洗進行精洗。 圖4.12 噴頭 如圖4.12所示，噴頭與噴頭水管連接，其中，接頭3可拆卸，端堵4防止水流溢出。 噴嘴種類較多，可供選擇的范圍較大，一般地說脫脂和水洗工序的噴嘴，可選用沖擊力較強的噴射型噴嘴：以"V"型即扇型噴嘴為例，其噴射角度以60°為最佳，具有較大的沖擊力量；而磷化工序的噴嘴則可選用霧化好、水粒細密均勻、沖擊力較弱的離心噴嘴：以"Z"型即錐形噴嘴為例，其噴嘴離工件的最佳距離為40cm～50cm，具有分散，使液體霧化的噴淋作用。噴嘴在噴管上的排列，可采用并行和交叉兩種形式，對通道式，采用垂直交叉排列，噴淋效果較好。在此清洗機中選用噴射型噴嘴。 選用噴嘴的因素有流量、壓力、噴霧角度、覆蓋范圍、沖擊力、溫度、材質(zhì)、應(yīng)用等，而這些因素之間往往相互牽連、相互制約。流量與壓力，噴霧角度與覆蓋范圍均成正比關(guān)系。任何噴嘴的噴射目的是要維持連續(xù)不斷使槽液與工件接觸，流量這個因素比壓力更為重要。液體的溫度不會影響噴嘴的噴霧性能，但它影響?zhàn)ざ群捅戎?，同時還影響材料的選擇。噴嘴的材料還應(yīng)根據(jù)槽液的化學特性來確定，對非腐蝕性槽液可根據(jù)加工的難易，采用青銅鑄造或塑料壓鑄。為防止腐蝕，可采用非金屬材料；對硫酸、鹽酸等強腐蝕槽液，可采用尼龍塑料；用于磷化槽液的噴嘴材料一般采用耐酸的不銹鋼，防止銹蝕的噴嘴也可直接選用不銹鋼或尼龍材質(zhì)制作。 具有一定沖擊力的噴嘴應(yīng)選用小角度噴嘴，以液柱流（即射流）為最佳；扇形噴嘴適用于清洗、脫脂、冷卻等方面，錐形噴嘴適用于漂淋、表層、磷化、加濕、除塵等方面；在儲漆缸、槽體中應(yīng)安裝文丘里攪拌噴嘴，以“H”型即攪拌噴嘴（也稱為文丘里噴嘴）為例，槽液經(jīng)一定壓力與引道口被吸入的液體共同以1：4的流量混合后擴散噴射出來，達到溶質(zhì)無空氣混合攪拌的效果，從而防止了沉淀，因為攪動確保了化學溶液均勻的混合。 在按工件的外廓尺寸組成的環(huán)形管道上按一定的排列安裝若干噴嘴，將工件包圍，使工件經(jīng)過噴淋區(qū)時，全部表面均能被槽液噴洗，整個噴淋區(qū)應(yīng)均勻布置噴嘴以保證噴洗的工藝時間及效果。噴嘴距工件之間的距離，應(yīng)在射流最佳擴散射程之內(nèi)，為此噴管與噴嘴布置要合理。噴管與噴嘴之間的距離為250mm～300mm，交叉排布時，噴嘴與工件之間的距離最好不低于250mm。 噴嘴的質(zhì)量檢查： 噴嘴需要維修，定期檢查、清潔甚至更換，以便保證最終產(chǎn)品質(zhì)量和保持生產(chǎn)過程的經(jīng)濟效益。維修程序的方式和頻率取決于用途。 影響噴嘴噴霧問題的常見原因有七種： 1. 腐蝕和磨損：噴嘴噴口和內(nèi)流通道表面的物質(zhì)逐漸變大或變形，進而影響流量、壓力和噴霧形狀。 2. 腐蝕：噴霧液或環(huán)境的化學作用引起腐蝕破壞了噴嘴材料。 3. 阻塞：液體中的污垢或其它雜質(zhì)阻塞了噴嘴口部，因而限制了噴嘴的流量和干擾了噴霧形狀及其均勻度。 4. 黏結(jié)：由液體蒸發(fā)而引起在噴嘴口邊緣內(nèi)側(cè)或外側(cè)材料上的噴濺、霧氣或化學堆積作用，能遺留一層干燥的凝固層，阻塞噴嘴口或內(nèi)流通道。 5. 溫度損害：過熱對非高溫用途設(shè)計的噴嘴材料會有一定的損害影響。 6. 不正確安裝：偏離軸心的墊圈，過度上緊或其它改變位置的問題均能產(chǎn)生不良影響。 7. 意外損傷：在安裝和清潔中，由于使用不正確的工具可能意外地對噴嘴造成損傷。 4.1.11 毛刷與毛刷軸 圖4.13 毛刷 毛刷生產(chǎn)方法： 1. 直接植毛 這是最傳統(tǒng)的一種方式，就是將尼龍絲、磨料絲直接種植在磨輥上。[13] 優(yōu)點：強度好，制造加工周期短。 缺點：植毛成本高，而且無法進行局部更換，是初期無奈的選擇。 2. 尼龍?zhí)? 優(yōu)點：制作工藝簡單?，F(xiàn)為耐高溫尼龍絲毛刷輥的主要生產(chǎn)方式。 缺點：如果用質(zhì)量差的尼龍制造，尼龍的熱脹冷縮會導(dǎo)致尼龍變長，使輥體兩端的尼龍長出磨毛輥而頂住機器也會導(dǎo)致尼龍?zhí)酌浟?，使整支磨毛輥報廢；使用騎馬釘種植刷毛，強度不高，容易脫毛；尼龍的強度不高，無法提高種植密度等等。 3. 纏繞式 優(yōu)點：從國外引進的一種植毛方式，將磨料絲做成可以纏繞的金屬條上，然后纏繞在磨毛輥上，可以根據(jù)磨毛輥長短定制，現(xiàn)為磨料絲毛刷輥的主要生產(chǎn)方式。 缺點：由于磨料絲是卡在金屬條上，所以會導(dǎo)致抽絲（磨料絲被抽出來）的現(xiàn)象，強度不高，而且纏繞后只有兩端固定，所以中間很難做的緊，如果一端松掉的話，就會產(chǎn)生事故，新雙鋼帶纏繞較普通纏繞功能改進不少，但成本較大。 4. 鋁合金刷輥-新型磨毛輥 優(yōu)點：生產(chǎn)的磨毛輥，產(chǎn)用鋁合金筒拼接而成，可以定制任意長度的刷輥；高強度鋁合金基板可使植毛密度最高，而且產(chǎn)用最前沿的植毛技術(shù)，不脫毛，更不會像尼龍產(chǎn)生崩裂，變長的現(xiàn)象；該輥體可以將動平衡精確校驗。 缺點：制造成本過高，對工人的技術(shù)要求比較高，不適合用金屬絲作為材料的毛刷輥的制造。 按材料可分為馬毛刷輥、豬鬃刷輥、羊毛刷輥。劍麻刷輥、不銹鋼絲刷輥、塑料絲刷輥、尼龍絲刷輥、磨料絲刷輥等. 按毛刷輥的刷絲排列可分為：1為普通毛刷輥，2為異型毛刷輥。 按毛刷輥的作用排列可分為：1為清理類毛刷輥，2為清掃類毛刷輥，3為清洗類毛刷輥，4為安全類毛刷輥。 圖4.14 毛刷軸 如圖4-14，毛刷軸左端連接毛刷帶輪帶動軸轉(zhuǎn)動，右端連接毛刷。均采用平鍵連接。 選取平鍵，已知毛刷軸直徑取值為23mm，經(jīng)查《機械制圖》附表15。 公稱直徑d〉38~44，鍵公稱尺寸b×h=12×8。 5 錐齒輪的設(shè)計 5.1 齒輪傳動特點與分類 齒輪傳動的適用范圍很廣，傳遞功率可高達數(shù)萬千瓦，圓周速度可達150m／s(最高300m／s)，直徑能做到10m以上，單級傳動比可達8或更大，因此在機器中應(yīng)用很廣。[14] 和其他機械傳動比較，齒輪傳動的主要優(yōu)點是：工作可靠，使用壽命長；瞬時傳動比為常數(shù)；傳動效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。缺點是：齒輪制造需專用機床和設(shè)備，成本較高；精度低時，振動和噪聲較大；不宜用于軸間距離大的傳動等。 1. 按齒線相對于齒輪母線方向分：直齒，斜齒，人宇齒，曲線齒 2. 按齒輪傳動工作條件分：閉式傳動，形式傳動，半形式傳動 3. 按齒廓曲線分：漸開線齒，擺線齒，圓弧齒 4. 按齒面硬度分：軟齒面(≤350佃)，硬齒面(>350佃) 5.2 齒輪傳動的主要參數(shù)與基本要求 齒輪傳動應(yīng)滿足兩項基本要求:1)傳動平穩(wěn);2)承載能力高。 在齒輪設(shè)計、生產(chǎn)和科研中，有關(guān)齒廓曲線、齒輪強度、制造精度、加工方法以及熱理工藝等，基本上都是圍繞這兩個基本要求進行的。 5.3 主要參數(shù) A 基本齒廓。漸開線齒輪輪齒的基本齒廓及其基本參數(shù)查閱《機械設(shè)計》[11]。 B 模數(shù)。為了減少齒輪刀具種數(shù)，規(guī)定的標準模數(shù)查閱《機械設(shè)計》[11]。 C 中心距。薦用的中心距系列查閱《機械設(shè)計》。 D 傳動比i、齒數(shù)比u。主動輪轉(zhuǎn)速n l與從動輪轉(zhuǎn)速n 2之比稱為傳動比i。大齒輪的齒數(shù)z 2與小齒輪齒數(shù)z 1之比稱為齒數(shù)比u。減速傳動時，u=i；增速傳動u=1/i。 E 標準模數(shù)m： ①斜齒輪及人宇齒輪取法向模數(shù)為標準模數(shù)，錐齒輪取大端模數(shù)為標準模數(shù)。 ②標準中優(yōu)先采用第一系列，括號內(nèi)的模數(shù)盡可能不用。 F 變位系數(shù)。刀具從切制標準齒輪的位置移動某一徑向距離(通稱變位量)后切制的齒輪，稱為徑向變位系數(shù)。刀具變位量用X m表示，X稱為變位系數(shù)。刀具向齒輪中心移動，x為負值，反之為正值。隨著x的改變，輪齒形狀也改變，因而可使?jié)u開線上的不同部分作為工作齒廓，以改善嚙合性質(zhì)。由變位齒輪所組成的齒輪傳動，若兩輪變位系數(shù)的絕對值相等，但一為正值，另一為負值，即x1=-x2稱為“高度變位”，此時，傳動的嚙合角等于分度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓重合，中心距等于標準齒輪傳動中心距，只是齒頂高和齒根高有所變化。若x1=-x2；x1+x2≠0，這種齒輪傳動稱為角度變位齒輪傳動。此時，嚙合角將不等于分度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓不再重合。 5.4 精度等級的選擇 在漸開線圓柱齒輪和錐齒輪精度標準(GBl0095—-88和GBll365—89)中，規(guī)定了12個精度等級，按精度高低依次為1—12級，根據(jù)對運動準確性、傳動平穩(wěn)性和載荷分布均勻性的要求不同，每個精度等級的各項公差相應(yīng)分成三個組：第Ⅰ公差組、第Ⅱ公差組和第Ⅲ公差組。 5.5 齒輪傳動的失效形式 齒輪傳動的失效形式主要有輪齒折斷和齒面損傷兩類。齒面損傷又有齒面接觸疲勞磨損(點蝕)、膠合、磨粒磨損和塑性流動等。[15] 減速器中齒輪分布如圖所示，齒輪的傳動形式一般有： 1)齒輪傳動：按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計公式作齒輪的設(shè)計計算，不按齒面接觸疲勞強度設(shè)計公式計算，也無需用齒面接觸疲勞強度校核公式進行校核。開式齒輪傳動，將計算所得模數(shù)加大10%-15%（考慮磨損影響。傳遞動力的齒輪模數(shù)一般不小于1.5-2mm（以防意外斷齒）。 2)齒輪傳動： 方法一：軟齒面閉式齒輪傳動傳動，接觸疲勞點蝕是主要失效形式，計算時先按齒面接觸疲勞強度設(shè)計公式求出小齒輪直徑d1和接觸齒寬b，再用齒根彎曲疲勞強度校核公式進行校核。硬齒面閉式齒輪傳動計算時先按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計公式求出模數(shù)m和接觸齒寬b，再用齒面接觸疲勞強度校核公式進行校核。 方法二：不論軟硬齒面都分別按彎曲疲勞強度設(shè)計公式求出模數(shù)m,按接觸疲勞強度設(shè)計公式求出小齒輪分度圓直徑d1，再按d1=mZ1調(diào)整齒數(shù)Z1。與方法一相比，這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既剛好滿足接觸疲勞強度，又剛好滿足彎曲疲勞強度，所以結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。 5.6 確定模數(shù)m 選取齒輪模數(shù)m=3 5.7 按接觸強度計算d1 5.7.1 計算公式 5.7.2 計算轉(zhuǎn)矩T1 T1=95500P/n=9550×2.88/568=48.423N·m 1. 計算載荷系數(shù)K[16] K=KAKVK (1) 查表選用系數(shù)Ka=1.00 (2) 低一級的精度線及Vm選動載荷系數(shù)KV=1.15，齒間載荷分配系數(shù)Ka=Kha=1 (3) 取軸承系數(shù)KHβe=1.25 2. 齒向載荷分布系數(shù)KHβ=1.5KHβe=1.5×1.25=1.875 (1) 計算 K=KAKVKαKβ=1×1.15×1×1.875=2.156 5.7.3 許用接觸應(yīng)力[σH] 1. 由課本[17]P209圖10-21查得σHlimZ1=560mpa,σHlimZ2=530mpa 2. 由課本[17]P206式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N N1=60njLh=60×568×1×16×365×5=9951356000 N2=N1/i=199027200/1.859=53530661 3. 由課本[17]圖10-19查得接觸疲勞的壽命安全系數(shù)SH=1 所以 [σH]1=KHN1·σHlimZ1/s=1.03×560=576.8mpa [σH]2=KHN2·σHlimZ2/s=1×530=530mpa 5.7.4 計算d1 d1=86.8mm 齒數(shù)：Z1=d1/m=86.8/3=28.8 選小齒輪齒數(shù)Z1=30 選大齒輪齒數(shù)Z2=56 5.8校核齒根彎曲疲勞強度 由式10-23 5.8.1 確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù) 分度圓直徑：d1=m·Z1=3×30=90mm, d2=mZ2=3×56=168mm 錐距： 齒寬：b=φR·R=1/3×95.29=31.76mm 齒形系數(shù)Yfa1和應(yīng)力修正系數(shù)Ysa1 根據(jù)齒數(shù)Z1=28，Z2=58查10-5得 YFa1=2.52，Ysa1=1.625, YFa2=2.29，Ysa2=1.72 5.8.1.1許用彎曲應(yīng)力[σF] 根據(jù)式10-12 由圖10-18查得：KFN1=KFN2=1，齒根彎曲疲勞強度安全系數(shù)SF=1.3 由圖10-23c查得：σFlim1=310mpa，σFlim2=290mpa