50吨焊接滚轮架主动滚轮架设计（机械CAD图纸）.doc

《50吨焊接滚轮架主动滚轮架设计（机械CAD图纸）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《50吨焊接滚轮架主动滚轮架设计（机械CAD图纸）.doc（39页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、本科机械毕业设计论文CAD图纸 QQ 401339828 50吨焊接滚轮架主动滚轮架设计 摘 要在焊接生产中，经常会遇到需要焊接变位及选择合适焊接位置的情况，针对这些实际需要，我们设计和研制了各种各样的焊接变位装置。焊接滚轮架就是一种能实现焊件自动变位的焊接辅助设备。它的动力驱动装置通过传动装置驱动主动滚轮转动，利用主动滚轮与圆筒类工件之间的摩擦力带动工件旋转实现变位，可实现工件的焊缝处于最理想的位置进行焊接，从而大大提高焊缝的焊接质量和生产率，并大大降低焊工劳动强度。 本次设计的题目是50吨焊接滚轮架主动滚轮架的设计，要求可根据工件的直径调节滚轮的中心距，整个机械系统简单可靠，操作方便，经济

2、适用。本次设计的主要内容包括：主动滚轮架的底座、主动滚轮机构、减速器机构等的机械设计、装配图和零件图设计以及编写设计说明书。本文简要地介绍了50吨滚轮架设计的主要内容，包括设计题目的分析、总体方案的确定、电机的选择、传动比的分配、主动滚轮机构的设计以及主要传动件的设计校核等内容。本次设计的主动滚轮架与从动滚轮架是相互独立的，使用时可根据焊件的重量和长度进行任意组合，因此使用方便灵活，对焊件的适应性很强。关键词：焊接，滚轮架，可调式，设计，校核THE DRIVING ROLLER CARRIER DESIGN OF A FIFTY TONS WELDING ROLLER CARRIERABSTR

3、ACTIn welding production, it is common for us to turn the weldment and choose the appropriate welding position. According to the actual needs, we have designed and developed a variety of welding displacement equipment. For example,welding roller carrier is one of such kinds of welding auxiliary equi

4、pment which can realize welding displacement automatically. Its driving device takes the driving roller rotation through the transmission device, and with the help of the friction between the cylinder weldment and the driving roller ,it can realize the rotation and displacement of the workpiece, whi

5、ch can ensure the welding line in the ideal position for welding, so as to improve the welding quality and productivity dramatically, and reduce the labor intensity of welders significantly. The topic of this thesis is the driving roller carrier design of a fifty tons welding roller carrier. The cen

6、ter distance of its rollers should be adjustable according to the diameter of the workpiece and its mechanical system should be simple, reliable, easy to operate, affordable. The main content of my task includes: the driving roller base and mechanism design, the retarding mechanism design, assembly

7、drawing and part drawing design and writing the design specification. The design process of a 50 tons welding roller carrier is briefly introduced in this paper. The main content includes: the design subject analysis, the determination of overall scheme, the choice of motor, the distribution of tran

8、smission ratio, the design of the active roller mechanism and the main transmission parts design and checking.Due to driving roller carrier and driven roller carrier are mutually independent, they can be combined with each other flexibly according to the weight and length of the weldment.For the sak

9、e of this, it is convenient to use, flexible and adaptable. KEY WORDS:welding,roller bed, adjustable, design, checking 目 录前 言1第一章 题目分析与方案确定31.1 设计题目分析31.2 给定参数31.3 传动方案的确定4第二章 主动滚轮架的设计计算52.1 滚轮的直径及中心距的确定52.2 驱动圆周力和摩擦力的计算62.3 滚轮轴上的载荷的计算82.4 滚轮轴径大小的计算82.5 附着力验算92.6 焊接滚轮架的电动机驱动功率的确定92.7 电动机型号的确定102.8 传

10、动比分配10第三章 各级传动的校核计算113.1 初步设计计算参数113.2 带传动的设计计算113.3 蜗轮蜗杆传动校核计算123.4 第一级齿轮传动的校核计算143.5 第二级齿轮传动的校核计算17第四章 轴承和轴的校核计算204.1 轴及轴承的校核204.2 轴及轴承的校核234.3 轴及轴承的校核274.4 键的校核计算31结 论33参考文献34致 谢35前 言在焊接生产中，经常会遇到需要焊接变位及选择合适焊接位置的情况，针对这些实际需要，我们设计和研制了各种各样的焊接变位装置，使焊缝处于易焊位置，可以实现焊接的机械化、自动化，从而提高了焊接的质量和焊接效率并大大地降低了工人的劳动强度

11、。焊接变位装置广泛应用于化工，锅炉，压力容器，电器，铁路交通，冶金等工业部门的自动焊接系统。焊接滚轮架就是一种能实现焊件自动变位的焊接辅助设备，它与焊接操作机、焊接变位机并称为焊接辅助设备中三大机【1,7,8】。在焊接行业机械化、自动化迅猛发展的背景下，焊接滚轮架应运而生。它作为一种焊接配套设备，由底座、主动滚轮、从动滚轮、支架、传动装置，动力驱动装置等组成。动力驱动装置通过传动装置驱动主动滚轮转动，利用主动滚轮与圆筒类工件之间的摩擦力带动工件旋转实现变位，可实现工件的内外环缝和内外纵缝处于最理想的位置进行焊接。通常它与焊接操作机配合使用可实现筒形的工件的内外环缝和内外纵缝的自动焊接，从而大大

12、提高焊缝的焊接质量和生产率，并大大降低焊工劳动强度。另外，焊接滚轮架还可以作为检测、装配圆筒体工件的设备。在现代加工和制造过程中，焊接滚轮架已悄然成为了一种不可缺少的焊接变位设备，其作用越来越突出。随着我国制造业的迅猛发展，尤其是为满足我国机械、电子、纺织、石油、化工、航空航天以及国防工业的迅猛发展的需求，大壁厚、大型化、高容量、耐磨蚀、耐动载的锅炉及石油、化工压力容器的用量日益增加，与此同时其接头焊接质量的要求也愈来愈高。在上述压力容器的焊接生产中，焊接滚轮架就成了不可或缺的辅助装备之一。特别是近十年来，这一产品在我国工程机械行业获得了广泛的应用。世界范围内，新的焊接技术应用越来越广泛，新的

13、焊接工艺方法不断涌现。焊接技术的高速发展，对焊接生产的机械化和自动化提出了更高的要求，对焊接机械设备的需求量也越来越大。目前，国外焊接设备正朝着高精度、数字化、智能化控制、大型化、集成化以及多功能化的方向发展，并且专业焊接设备日新月异。为赶上世界先进潮流，振兴我国装备制造业，大量采用高度自动化的先进加工设备和焊接装备来促进我国制造装备的升级换代，是我们真正实现工业现代化的必由之路。尽管近年来我国也有一些企业生产焊接滚轮架，最大载重量可达400吨，适应焊件直径可达6米，滚轮线速度多在6-60m/s之间无级调速【1-2】。然而相比较国外，我国焊接滚轮架的研制还不够成熟，在实际生产中依然需要引进国外

14、的焊接设备。这样，一方面要花费大量的外汇，另一方面也远远不能满足我国日益增长的焊接生产需要 。在此背景下，研究设计一批先进、高效、自动化程度高的焊接装备就显得尤为迫切，这必将促进我国焊接装备制造业发生根本性的变革。本次设计的主要内容是一台50吨焊接滚轮架主动滚轮架的设计，可根据工件的直径调节滚轮的中心距，使用方便。主要包括：150吨焊接滚轮架主动滚轮架的底座、主动滚轮机构、减速器机构等的机械设计、装配图和零件图设计。2. 设计参数：额定载重量50吨，工件直径10003000mm。3整个机械系统应简单可靠，操作方便，经济适用。4编写相应的设计说明书。设计的计划安排如下：第 12 周：调查研究、获

15、取资料信息，编写开题报告。 第 23 周：继续学习，进行本专业外文阅读和翻译的工作。 第 45 周：进行设计方案的论证、分析和比较工作。 第 67 周：设备的机械结构图、装配图设计。 第 89 周：进行机械装配图、零件图设计。 第1011周：撰写设计说明书。第1213周：修改和打印论文、图纸，准备进行答辩工作。 2013年5月第一章 题目分析与方案确定 1.1 设计题目分析本次设计的题目是：50吨焊接滚轮架主动滚轮架设计。焊接滚轮架是一种能实现焊件自动变位的焊接辅助设备，它与焊接操作机、焊接变位机并称为焊接辅助设备中三大机。焊接滚轮架借助主动滚轮与焊件之间的摩接力带动焊件旋转可实现工件的内外环

16、缝和内外纵缝处于最理想的位置进行焊接。通常它与焊接操作机配合使用，能够大大提高焊接质量和生产率，并大大降低焊工劳动强度。另外，焊接滚轮架还可以作为检测、装配圆筒体工件的设备。焊接滚轮架按结构形式分为两类【1】：第一类是长轴式滚轮架，第二类是组合式滚轮架。组合式滚轮架又包括主动滚轮架、从动滚轮架和混合式滚轮架。它的主动滚轮架，从动滚轮架，混合式滚轮架都是独立的，使用时可根据焊件的重量和长度进行任意组合。因此，使用方便灵活，对焊件的适应性很强。本次设计的题目就是主动滚轮架的设计，草图如下：图1-1主动滚轮架【1-2】 1.2 给定参数 额定载荷：50吨 G=501039.8=4.9105N 焊接滚

17、轮的圆周速度：V=1860m/h范围内无级可调 中心角： 焊件直径：10003000mm 1.3 传动方案的确定整个传动过程，实质上是一个减速过程，即由电动机提供动力，经过减速装置传动带动主动滚轮转动。由于电机一般转速为1000r/min左右，而主动滚轮的转速却不到1r/min，因此减速机构要求能实现比较大的传动比，总传动比要高达一千以上。鉴于较大的传动比，很容易想到蜗轮蜗杆减速机构【3-4,15】，因此减速传动方案可拟定为：电动机经V带传动进行一级减速，然后经蜗轮蜗杆进行二级减速，最后连续经过两级斜齿圆柱齿轮进行三、四级减速。传动方案简图如下图所示：图1-2传动方案简图【3,14】 第二章

18、主动滚轮架的设计计算 2.1 滚轮的直径及中心距的确定由表2-1可知本次设计的50吨滚轮架选取滚轮直径Dr=500mm。当中心角的130时支反力和圆周力急剧增大，相反，当角太小时，滚轮架上的筒体焊件放置有可能不稳定。因此在实际应用中为使焊件在滚轮架上获得可靠的稳定性，并保证焊件可以平稳的转动应不小于40度，我国制定的焊接滚轮架行业标准（ZBJ/T33003-1990）【1,6】中规定中心角应在45度到110度之间。表2-1滚轮直径选取【1】 滚轮的转速n=（0.1910.637）r/min 式中DrmmVm/h 由公式【1】 (2-1)可得当D=1000mm时L=5741228mm；当D=30

19、00mm时L=13392867mm。因此两主动滚轮的中心距L可取为L1=1000mm和L2=1500mm两个值。实际生产过程中可根据焊件直径的大小调整滚轮间的中心距，从而满足不同直径焊件的焊接生产要求。由公式【1】 (2-2)可得当中心距取L1=1000mm时，可适应的焊件直径为D=7202113mm；当中心距取L2=1500mm时，可适应的焊件直径为D=13313419mm。由此可设定当焊件直径为D=10002000mm时，将滚轮中心距调整为L1=1000mm进行焊接；当焊件直径为D=20003000mm时，将滚轮中心距调整为L2=1500mm进行焊接。 2.2 驱动圆周力和摩擦力的计算图2

20、-1焊接滚轮架受力简图【1-2，7】 1焊件 2主动滚轮1 3主动滚轮2当重量为G,其偏心距材质均匀的筒体焊件1静置在滚轮座上时，则两滚轮上的支反力相等，即： (2-3) 式中 中心角； D焊件直径； Dr滚轮直径； L两滚轮之间的中心距 当即时， Ffmax=4.27N 当即时，Ffmin=2.65N当重量为G,其偏心距材质均匀的筒体焊件1在滚轮座上转动时，两滚轮的受力如下： (2-4) (2-5) b= （2-6） 式中 Ff1滚轮1支反力； Ff2滚轮2支反力； F1滚轮1驱动圆周力； F2滚轮2驱动圆周力； b 与滚轮尺寸和材料有关的系数； dr 滚轮轴径； f 滚轮与滚轮轴的摩擦因数

21、； 滚轮与焊件的摩擦因数与主动滚轮轴搭配的轴承圆锥滚子轴承，故f=0.02，滚轮采用钢轮，故=0.8。初定滚轮轴径 dr=170mm，则b=100由于当=110。时受力最大，故采用=110。进行计算。由公式（2-4)可得：由公式（2-5）可得： 2.3 滚轮轴上的载荷的计算由于同一列上的滚轮数量为2，即，所以载荷作用不均匀系数。则作用在主动滚轮上的载荷为：P1=P2=Kp=2.15N 2.4 滚轮轴径大小的计算设主动滚轮轴上两轴承中点间的距离l=460mm，则在的作用下，主动滚轮轴的弯曲力矩为： 由于是独立驱动的主动滚轮，所以每一轮轴所承受的扭矩为： 所以主动滚轮所受的当量弯矩为： 滚轮轴的计

22、算直径为： （滚轮轴采用45钢调质，查机械设计【4,9】知许用弯曲应力=60MPa）因为ddr=170mm,故dr=170mm满足要求设计成功。 2.5 附着力验算为保证焊件在滚轮上不打滑，焊件在滚轮上的附着力Kf应满足:Kf= (2-7)式中为焊件在滚轮上的附着系数=0.15，则可得：Kf=13.163 则满足要求。 2.6 焊接滚轮架的电动机驱动功率的确定 滚轮的转速 n=（0.1910.637）r/min 式中Drmm Vm/h 焊接滚轮架的电动机驱动功率 式中 N每个主动滚轮电动机的驱动功率（kw）； 主动滚轮轴的传递扭矩（Nm）； n主动滚轮的转速，即许用最高转速（r/min）； 传

23、动机构的总效率，因为机构中有一级蜗轮蜗杆传动，故=0.4。 2.7 电动机型号的确定上面计算的电动机功率为0.2kw，但根据目前厂家生产的50T滚轮架的实际产品，电动机功率应进行放大。这是因为以上计算只是理想情况下根据理想化模型进行的初步简化计算，实际生产往往复杂的多，因此功率应留足够余量才能使滚轮架稳定工作。为此国家于1990年颁布了焊接滚轮架的行业标准（ZBJ/T33003-1990）中规定了不同吨位的焊接滚轮架的电动机最小功率。表2-2 焊接滚轮架电机最小驱动功率【1】由上表以及电机的参数可确定电机型号为Z2-51，P=3Kw，n0=1000r/min。 2.8 传动比分配 总传动比大约

24、应为i现将传动比分配如下：带传动i1=2.5，蜗轮传动i2=62，一级圆柱齿轮i3=4.2，二级圆柱齿轮i4=2.9，则i1i2i3i4=2.5624.22.9=1888 则传动比可以满足要求，传动比分配成功。第三章 各级传动的校核计算 3.1 初步设计计算参数 经初步计算得以下参数：表3-1初算参数项目电机轴轴轴轴轴转速 r/min10004006.451.530.523功率 Kw32.641.321.181.06转矩 Nm28.663.01954736519355效率0.880.50.90.9传动比2.5624.222.93 3.2 带传动的设计计算 1.查机械设计【4,9】得工作状况系数

25、KA=1.1则计算功率为：Pca=KAP=1.13=3.3Kw 2.由KA和小带轮转速1000r/min查的选A型带，则可选小带轮直径d1=80mm，则大带轮直径d2=id1=2.580=200mm 3.初定带轮中心距a0=480mm 则带所需基准长度为：Ld0=2a0+(d1+d2)+ =则可选L=1400mm的A型带。4.验算小带轮包角1：= 满足要求。5. 计算带的根数z由d1=80mm和小带轮转速n1=1000r/min查得P0=0.65Kw由n1=1000r/min，i=2.5和A型带查得P0=0.11Kw 则单根V带额定功率为：Pr=则带的根数为z=6. 计算单根V带的最小初拉力

26、7.计算压轴力压轴力最小为8. 带轮的结构设计见装配图【3-4,9-10】。 3.3 蜗轮蜗杆传动校核计算经初步设计计算得：m=5,z1=1,z2=62,d1=90mm,d2=310mm,r=,a=200mm1.接触疲劳强度校核公式【4】为: (3-1)式中 -接触系数 ZE-材料弹性影响系数，ZE=160 K-载荷系数 T2-蜗轮转矩滑动速度为查机械设计知K=，,T2=1954000Nmm,210MPa则计算接触应力为：故满足接触疲劳强度要求。2.弯曲疲劳强度校核公式【4】： (3-2)式中 YFa2-蜗轮齿形系数 Y-螺旋角影响系数Y=1- (3-3)则Y=1-=0.977蜗轮的当量齿数z

27、v2=则查的YFa2=2.28 则蜗轮的弯曲疲劳应力为：滚轮架设计寿命为10年，每年工作300天，每天工作8个小时，则蜗轮应力循环次数为：N=109.3 则寿命系数为： 查表的蜗轮基本弯曲许用应力为： 则蜗轮的弯曲许用应力为：则 满足弯曲疲劳强度要求。3. 蜗杆传动的热平衡计算公式【4】为：to=ta+ (3-4)式中 P-为蜗杆传递的功率； t0-为油的工作温度，一般限制在6070； ta-为周围空气温度，室温取20； -为蜗杆传动的总效率，=0.44； -为箱体表面传热系数，可取为=12W/(m2)； S-为箱体散热面积S=2 则工作时油温度为： 则蜗轮蜗杆传动满足热平衡条件。 3.4 第

28、一级齿轮传动的校核计算经初步设计计算的以下参数z1=23,z2=97,d1=95.07mm, d2=400.93mm,m=4,b=100mm,=1.轮齿弯曲疲劳强度校核公式【4】为： （3-5）式中 KF-载荷系数； Ft-圆周力； YFa-齿形系数； YSa-应力校正系数； Y-螺旋角影响系数； -端面重合度齿轮材料选择45钢调质后表面淬火，硬度为4855HRC,齿轮为8级精度。计算圆周速度： 又有8级精度可查得： Kv=1 又查得 KA=1 计算齿宽与齿高之比： 又有，则可查得则可得KF= KH=由齿轮齿数和螺旋角查得： 圆周力大小为： 则查的计算当量齿数： 则查的齿形系数与应力校正系数为

29、： 则计算弯曲应力为：查得45钢调质并表面淬火【11】的弯曲疲劳极限为计算应力循环次数： 则可查得弯曲疲劳寿命系数为：KFN1=0.98 KFN2=1.06取安全系数为S=1.25，则可得许用弯曲应力为： 则可知： 则满足弯曲疲劳强度要求。2. 轮齿接触疲劳强度校核公式【4】： (3-6)式中 u-大齿轮与小齿轮的齿数比； ZH-区域系数； ZE-材料弹性影响系数，又查得ZH=2.43,ZE=189.8MPa则可得接触疲劳计算应力为：1210.8MPa45钢调质并表面淬火后，接触应力极限为：由应力循环次数：则可查得接触疲劳寿命系数为： 由于点蚀破坏只会引起振动、噪声，不会引起严重后果，故安全系

30、数取为S=1，则许用接触疲劳应力为： 则该齿轮副的许用接触应力为：则即满足接触疲劳强度要求。 3.5 第二级齿轮传动的校核计算经初步设计计算的以下参数z1=27,z2=79,d1=138.57mm, d2=405.43mm,m=5,b=150mm,=1.轮齿弯曲疲劳强度校核公式为： （3-7）式中 KF-载荷系数； Ft-圆周力； YFa-齿形系数； YSa-应力校正系数； Y-螺旋角影响系数； -端面重合度齿轮材料选择45钢调质后表面淬火，硬度为4855HRC,齿轮为8级精度。计算圆周速度： 又有8级精度可查得： Kv=1又查得 KA=1 计算齿宽与齿高之比： 又有，则可查得则可得KF= K

31、H=由齿轮齿数和螺旋角查得： 圆周力大小为： 则查的计算当量齿数： 则查的齿形系数与应力校正系数为： 则计算弯曲应力为：查得45钢调质并表面淬火的弯曲疲劳极限为计算应力循环次数： 则可查得弯曲疲劳寿命系数为：KFN1=1.06 KFN2=1.18取安全系数为S=1.25，则可得许用弯曲应力为： 则可知： 则满足弯曲疲劳强度要求。3. 轮齿接触疲劳强度校核公式： (3-8)式中 u-大齿轮与小齿轮的齿数比； ZH-区域系数； ZE-材料弹性影响系数，又查得ZH=2.44,ZE=189.8MPa则可得接触疲劳计算应力为：45钢调质并表面淬火后，接触应力极限为：由应力循环次数：则可查得接触疲劳寿命系

32、数为： 由于点蚀破坏只会引起振动、噪声，不会引起严重后果，故安全系数取为S=1，则许用接触疲劳应力为： 则该齿轮副的许用接触应力为：则即满足接触疲劳强度要求。第四章 轴承和轴的校核计算 4.1 轴及轴承的校核 1.蜗轮蜗杆啮合时各力大小【4,15】为： 式中 Ft1、Ft2分别为蜗杆和蜗轮的圆周力； Fa1、Fa2分别为蜗杆和蜗轮的轴向力； Fr1、Fr2分别为蜗杆和蜗轮的径向力一轴的结构以及受力如图4-1所示，然后可分别将一轴的空间受力分解到h面和v面，其受力图分别如图4-2和图4-3所示。其中FP和T为带轮对轴的力，Frv、Frh、Fa为圆锥滚子轴承对轴的力，Frv1、Frh1为深沟球轴承

33、对轴的力。图4-1一轴的结构及空间受力【3-5,12-13】对h面的受力【5】有：则由以上几式联立可求得： 图4-2 一轴h面受力图及弯矩图求出各个未知力后即可画出一轴在h面内的弯矩图，h面内弯矩图如图4-2所示。同理对于v面有：则由以上几式联立可求得： 求出各个未知力后即可画出一轴在v面内的弯矩图，v面内弯矩图如图4-3所示。图4-3一轴v面受力图及弯矩图图4-4 一轴弯矩图和扭矩图求出两平面的弯矩图后，可将其合成一轴所受的总弯矩图如图4-4所示，则可以确定一轴弯矩最大的截面为危险截面。轴的强度校核公式【5】为： (4-1)式中 W-抗弯截面系数； -轴计算应力； M-轴受的弯矩； T-轴受

34、的扭矩； -许用弯曲应力； -折合系数，则危险截面计算应力为：查得45钢调质处理后，=60MPa,则有8000h则满足寿命要求。由于深沟球轴承受力极小无需校核。 4.2 轴及轴承的校核1.斜齿圆柱齿轮啮合时各力大小为： 式中 Ft-齿轮所受的圆周力； Fa-齿轮所受的轴向力； Fr-齿轮所受的径向力二轴的结构以及受力如图4-5所示，然后可分别将二轴的空间受力分解到h面和v面，其受力图分别如图4-6和图4-7所示。其中Ft2、Fa2、Fr2为蜗轮对轴的力，Frv1、Frh1、FA1、Frv2、Frh2、FA2为圆锥滚子轴承对轴的力。图4-5二轴的结构及空间受力对h面的受力有：其中 则由以上几式联

35、立可求得： 图4-6 二轴h面受力图及弯矩图求出各个未知力后即可画出二轴在h面内的弯矩图，h面内弯矩图如图4-6所示。同理对于v面有：其中则由以上几式联立可求得： 求出各个未知力后即可画出二轴在v面内的弯矩图，v面内弯矩图如图4-7所示。图4-7 二轴v面受力图及弯矩图图4-8 二轴受的弯矩图与扭矩图求出两平面的弯矩图后，可将其合成二轴所受的总弯矩图如图4-8所示，则可以确定二轴弯矩最大的截面为危险截面。轴的强度校核公式【5】为： 式中 W-抗弯截面系数； -轴计算应力； M-轴受的弯矩； T-轴受的扭矩； -许用弯曲应力； -折合系数，则危险截面计算应力为：查得45钢调质处理后，=60MPa

36、,则有则可知二轴满足强度要求。 2.圆锥滚子轴承型号为30313，其所受径向力为： 圆锥滚子轴承的派生轴向力为： 二轴上外部轴向力为 则有：P2，故用P1进行寿命校核。轴承30313的基本额定动载荷为则圆锥滚子轴承的寿命为：8000h则该轴承满足寿命要求。 4.3 轴及轴承的校核1.三轴输出端的斜齿圆柱齿轮啮合时各力大小为： 式中 Ft1-齿轮所受的圆周力； Fa1-齿轮所受的轴向力； Fr1-齿轮所受的径向力三轴的结构以及受力如图4-9所示，然后可分别将三轴的空间受力分解到h面和v面，其受力图分别如图4-10和图4-11所示。其中Ft2、Fa2、Fr2为输入端齿轮对轴的力，Frv1、Frh1

37、、FA、Frv2、Frh2为轴承对轴的力。图4-9三轴的结构及空间受力对h面的受力有：其中 则由以上几式联立可求得： 求出各个未知力后即可画出三轴在h面内的弯矩图，h面内弯矩图如图4-10所示。同理对于v面有： 图4-10 三轴h面受力图及弯矩图其中 则由以上几式联立可求得： 求出各个未知力后即可画出三轴在v面内的弯矩图，v面内弯矩图如图4-11所示。图4-11 三轴v面受力图及弯矩图求出两平面的弯矩图后，可将其合成三轴所受的总弯矩图如图4-12所示，则可以确定三轴弯矩最大的截面为危险截面。图4-12 三轴弯矩图与扭矩图轴的强度校核公式为： 式中 W-抗弯截面系数； -轴计算应力； M-轴受的

38、弯矩； T-轴受的扭矩； -许用弯曲应力； -折合系数，则危险截面计算应力为：查得45钢调质处理后，=60MPa,则有P2，故用P1进行寿命校核。 轴承22216的基本额定动载荷为则圆锥滚子轴承的寿命为：8000h则该轴承满足寿命要求。 4.4 键的校核计算键强度校核公式为： (4-2)式中 -挤压应力； T-传递的转矩； k-键与键槽接触的高度； l-键的工作长度； d-轴的直径； -许用挤压应力1.由于电机为外购件，故而电机轴的键无需校核。一轴的键为 A型键1个 则有k=4mm,l=38mm又有d=40mm,T=63Nm 则键的计算应力为：查得键的许用挤压应力为=150MPa则 即一轴键满足强度要求。2.二轴的键为 A型键1个 则有k=6mm,l=80mm又有d=75mm,T=1954Nm 则键的计算应力为：查得键的许用挤压应力为=150MPa则 即二轴键满足强度要求。3.三轴的键为 B型键2个 则有k=8mm,l=90mm,又有d=100mm,T=7365Nm 则键的计算应力为：查得键的许用挤压应力为=150MPa则 即