三辊卷板机的设计
RH2=12397.455N 弯矩M(N·mm) 总弯矩(N·mm) 扭矩T(N·mm) 当量弯矩Mca 2. 轴强度校核[1]
MH=1.094×106 N·mm M＝3.199×106 N·mm αT＝7.56×106 N·mm Mca＝8.527×106 N·mm RV2=4512.253N MV= 3.006×106 N·mm Mca8.52?761?032 ?ca???45.8MPa 8w??1353 [σ-1]=70MPa，因?ca<[σ-1]=70MPa，所以安全。 3. 轴疲劳强度校核 (1) 确定危险截面
因截面A、Ⅱ、Ⅲ受力要比Ⅵ、Ⅶ处小，所以截面A、Ⅱ、Ⅲ无需校核。 因截面Ⅵ、Ⅶ处采用过盈配合，所以应力最集中，但截面Ⅵ不受扭矩作用，轴径也比截面Ⅶ处大，故只对截面Ⅶ校核。截面B处虽受力很大，但应力集中明显校截面Ⅶ小，轴径也比截面Ⅶ大，所以截面B处不需校核。
(2) 截面Ⅶ左侧 a．抗弯截面系数： W??32d3??32?1303?215689.97mm3
b．抗扭截面系数： WT?2W?431379.94mm3 c．左侧弯矩： M?3.944?106?114?54?2.075?106 N·mm 1147610mm d．扭矩： T?1.2?N·
M2.075?106?b???9.61W215989.97e．弯曲应力：MPa
T1.26?107f．剪切应力：?T???29.214
WT4.313?105g．轴材为40Cr，查文献[1]得：
MPa
?B?685Mpa ??1?335Mpa ??1?335MPa应力集中系数??,??：
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减速器的设计计算
???2.148,???1.36（rd?2?0.0154,D?1.038 插值）
d130材料敏感系数：
q??0.81,q??0.84
k??1?q?(???1)?1.93
k??1?q?(???1)?1.30
尺寸系数：???0.60,???0.68 轴表面质量系数：??????0.92 轴未经表面强化处理：?q?1 材料特征系数???0.2～0.3取???0.2，???0.1～0.2取???0.1
S??k?????1????m????335?9.971.93?9.61?00.92?0.6 k??? S????1????m????则： Sca?(3)截面IV右侧
185?2.908
1.3?29.214?0.1?29.2140.92?0.68S?S?S??S?22?2.908?2.79?1S?229.97?2.9089.9?71.故安全。5
a．抗弯截面系数： W??32d3??32?1353?241546.75mm3
b．抗扭截面系数： WT?2W?48309mm3.3 c．右侧弯矩： M?3.944?106114?56?1.9374?106N·mm 1147610mm d．扭矩： T?1.2?N·
e．弯曲应力： ?b?f．剪切应力： ?T?M?8.02MPa WT?26.0MPa 8WTg．查文献[1]得：k????0.8k???，于是：k????3.692， k????2.954 h．轴按磨削加工，质量系数[1] ：??????0.92 i．轴IV右截面处的安全系数为：
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三辊卷板机的设计
S??k?????1????m????335?44.7031.93?8.02?00.92?0.6 k??? S????1????m????则： Sca?185?3.057
1.3?26.08?0.1?26.080.92?0.68S?S?S??S?22?14.8?214.82?24.59?4.3?8S?24.591 . 5 故安全。
因在传动时无较大的瞬间过载和严重的应力循环不对称，故无须静强度校核。 (5)轴承的选择
选择轴承类型的依据：安装轴承处的最小直径和轴承所受负荷的大小、方向及性质；轴向固定形式；调心性能要求；刚度要求；转速与工作环境等。
a．轴I、轴II、轴Ⅲ轴承的选择
因为轴的轴向载荷几乎没有，径向载荷远大于轴向载荷，故轴向载荷可忽略不计，且转速较高，由[1]选择同类型的深沟球滚动轴承如表4。
表4 轴承参数
外形尺寸 轴号 轴承型号（新） D 30 45 80 （mm） D 55 75 125 B 13 16 22 安装尺寸 （mm） 额定动额定静载Cr荷载荷C0rD1 36 51 87 D2 49 61 118 ra 1 1 1 （kN） （kN） 13.2 21.0 47.5 8.30 14.8 39.8 轴I 轴II 轴Ⅲ 6006 6009 6016 b．轴Ⅳ轴承的选择
因为齿轮传动采用直齿传动，故轴向力几乎为零，仅受径向作用力，选用单列圆柱滚了轴承，参照工作要求并依据dⅡ－Ⅲ＝126mm，选用32126，
其尺寸：d×D×T=130×200×33，Cr=152，Cor=125kN，N0=2400r/min。
5.7 轴承校核
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减速器的设计计算
因为输出轴IV传递的扭矩、受力比其它轴承大，所以只对与输出轴IV配合的轴承进行校核即可。 5.7.1 参数：
Cr=152kN Cor=125kN N0=2400r/min 预期寿命：L'h?100000h； 实际参数：n=7.071r/min T?1.26?107N·mm P=9.355kw 5.7.2 求轴承受到的径向力
Fr1?222R?R?11579.06?3H1V1318123?.555?34N.38610
212397.?455?14.N 3 1 910 Fr2?222R?H2?RV2?4512.253因Fr1?Fr2，所以只对轴承左侧校核即可。 载荷系数[1]： fp?1.6。
则有当量载荷： p?fp?Fr2?1.3?3.386?104?4.401?104N 5.7.3 验算轴承寿命：
106?Cn?Lh???60n?P?103106?145????60?7.071?44?103?125417.34h?L'h?100000h
故可达到预计寿命要求，安全。
5.8 键的校核
平键传递扭矩时，其主要失效形式是工作面压溃，因此，通过计算工作面上的压
力进行条件性强度校核。许用压力[1]???p=150MPa，计算公式。
2T?103?p?????pRLdMPa
IV轴
联轴器端平键：b?h?l?32?18?200
h?m 9 d?120mm l?200?28?172mm T?1.26?107N·mm k?0.51第49页（共54页）
三辊卷板机的设计
???p2?1.26?107?10?3?103 故合适。 ?p??133.51MPa 〉
9?120?17228?16?1 0 0对齿轮轮毂上平键： b?h?l? k?10mm l?100mm
2?1.2?6710则有： ?p??186.7M〉Pa?? ?p
10?10?0135采用双键： ?'p???p，则双键合适。 〉?124.44MP?a1.5?p5.9 减速器箱体的结构设计和齿轮、轴承的润滑：
5.9.1 箱体参数
箱体是减速器结构和受力最为复杂的零件，目前尚无完整的设计理论，因此在满足刚度、强度的前提下，同时考虑结构紧凑，制造方便，重量轻而做经验设计。减速器各部分尺寸如表5.4
5.9.2 减速器齿轮、轴承的润滑
1.齿轮的润滑：因低速级的速度V<12m/s，故采用浸油润滑。高速级采用带油轮润滑。
2.轴承的润滑：因轴承的速度V≥1.5-2m/s，故采用飞溅润滑。
5.10 本章小结
根据卷板机所需传动比大，所以采用了三级减速器。根据所选电动机输出功率和转速和三辊卷板机的最后转速，确定各级的传动比，在计算确定减速器的各参数，最后对输出轴、键和轴承的校核都合格。
表5 减速器参数
代号 名称 箱座壁厚 箱盖壁厚 箱座加强肋厚 计算公式 结果 16mm 14mm 14mm ? ??0.025a?5?8 ?1 ?' ?1?0.02a?5?8 ?'?0.85? 第50页（共54页）