4.齿轮结构的设计

　　通过齿轮传动的强度计算，仅仅只能确定出齿轮主要部分的尺寸，比如齿数、模数、齿宽、螺旋角、分度圆直径等内容，而齿圈、轮辐等等，其具体部分的结构形式以及尺寸大小，通常都由结构设计而定。

　　齿轮的结构设计过程，务必要考虑到齿轮的几何尺寸大小、材料的选择、毛坯的加工成型方式，粗细加工的加工方法、生产使用过程的经济性以及具体的使用要求等因素。因而，进行齿轮结构设计之时，必须要综合考虑上述各因素，仔细权衡。通常先按照所涉及的齿轮的直径大小，来选定合适的结构形式，之后根据经验公式，再行确定各部分具体的结构尺寸。

　　我设计的这台矫直机中大齿轮采用腹板式结构，小齿轮为实心式，其结构如下图所示。

　　图6 大斜齿轮结构示意图

　　图7 小斜齿轮结构示意图

　　齿轮的润滑方式

　　齿轮传动时，其相互啮合的齿轮齿面间要承受很的压力并且有相对滑动，故而必须要进行润滑，以减小摩擦和磨损，并且有利于散热和延长设备的使用寿命。

　　我设计的这台钢筋矫直机齿轮运转速度低，且为开式结构，因而采用的是人工定期加润滑油或者涂抹润滑脂。

　　润滑油和润滑脂的种类依照工作环境的温度及气压等情况，依照使用手册选用推荐的种类牌号。

　　3.3.3.4 V带传动的设计

　　(1)确定计算功率Pc

　　Pc是根据传递的名义功率P，并考虑载荷系数、原动机种类和每天运转的时间等因素而确定的，即

　　Pc=KAP

　　式中：KA是工况系数，此设计中取为KA=1.1，则

　　Pc =1.1×5.5=6.05kw

　　(2)选择V带型号

　　根据计算出的功率和小带轮转速这两个数据，在机械设计手册中依据相应图表可以初选带型。当在两种型号交界线附近时，可以对两种型号同时进行计算，最后择优选定。此设计中选择的带型为B型普通V带。

　　(3)确定带轮基准直径

　　初选小轮直径

　　带轮直径小时，传动尺寸紧凑，但弯曲应力大，使带的疲劳强度降低;传递同样的功率时，所需有效圆周力也大，带的根数相应增多。因此一般取≥，并取标准值。

　　≥=mm，取为标准值132mm。

　　验算带速v

　　带速过高则离心力大，使带与带轮间的压力减小，易打滑。因此，必须限制带速v≤。对B型普通V带，=30m/S。带速过低时，所需有效拉力过大，要求带的根数过多。一般应使v=5～25m/S。

　　本次设计中带速为

　　=7.88m/S

　　带速在合理范围内。

　　计算大轮直径

　　当不要求传动比i精确时，一般可忽略滑动率，则

　　=i=132×2.5=330mm

　　取为标准值335mm。

　　(4)确定中心距a和带长

　　中心距过小时，结构相应更加紧凑，但是小轮包角减小，带传动的传动能力相应降低，同时带的长度也相应变短，应力循环次数增加，使带的疲劳寿命降低。中心距过大时，有利于增大包角和使带的应力变化减慢，但在载荷变化或高速运转时将引起带的抖动，使带的工作能力降低。

　　一般初定中心距为

　　0.7 ≤ ≤2，即308mm≤≤880mm

　　取=600mm

　　初算带长，

　　=

　　=1950.79mm

　　取基准长度Ld=2000mm,长度系数为0.98

　　实际中心距=

　　=625mm

　　考虑安装、更换V带和调整、补偿初拉力(例如带深长而松弛后的张进)，V带传动通常设计成中心距可调的，中心距变化范围为

　　(5)验算小轮包角

　　小轮包角是影响V带传动工作能力的重要因素。

　　=≥

　　确定V带根数z

　　根，取z=4根

　　带的根数在推荐用的轮槽数范围内(B型V带推荐轮槽数目为2～8根)

　　(7)确定初拉力

　　初拉力过小时，带与带轮间的极限摩擦力小，带传动未达到额定载荷时就可能出现打滑;初拉力过大时，带内应力过大，将使带的寿命大大缩短，同时加大了轴和轴承的受力。实际上，由于带不是完全弹性体，对非自动张紧的带传动，过大的初拉力将使带很快松弛。适宜的初拉力为

　　=

　　=166.61N

　　(8)计算带对轴的压力

　　为设计轴和轴承，必须计算V带传动作用在轴上的压力(径向力)。不考虑带松紧边的拉力差和离心拉力的影响，则

　　=

　　=1315.35N

　　(9)V带轮的轮槽设计

　　V带轮的轮槽应与所选的V带的型号相对应，查《机械设计手册》可得

　　V带在安装到带轮上以后，带上会发生弹性变形。发生弹性变形后，V带横截面形状大小发生变化，两侧面之间的夹角会变小。为使V带的两侧面与带轮的轮槽间侧面紧密的结合在一起，需要使V带轮轮槽的两侧面的夹角小于。

　　为保证工作良好，V带轮安装到带轮上以后，V带纵截面的小端面不能出碰到轮槽的底部，V带纵截面的大端面也不能超过带轮外轮廓，因此轮槽基准直径到外圆和到底部的最小高度和应该在一个合适的范围内。

　　为保证良好的接触，轮槽工作表面粗糙度定为为1.6或3.2。

　　表3 带轮参数表

项目	符号	Y	Z	A	B
		SPY	SPZ	SPA	SPB
基准宽度		5.3	8.5	11.0	14.0
基准线上槽深度		1.6	2.0	2.75	3.5
槽间距		80.3	120.3	150.3	190.4
第一槽对称面 至端面的距离		71	81
最小轮缘厚		5	5.5	6	7.5
带轮宽
外径

(10)从动带轮计算：根据，第一槽对称面至端面的距离：，槽间距：190.4，基准线上槽深度：，，最小轮缘厚：，基准宽：。

取，，

　　轮缘宽度：

=

。

　　在总要求范围内。

　　槽宽：

。

　　顶圆直径：

　　=335+2×5

　　=345mm

主动带轮(小带轮)计算：，小带轮的设计也依照上述方法进行。

第一槽对称面至端面距离：，槽间距：，基准线上槽深：，，最小轮缘厚：，基准宽：。

取，，

　　轮缘宽度：

=。

　　在总要求范围内。

　　槽宽：

　　顶圆直径：

　　=132+2×5

　　=142mm

根据电动机轴径：，轴伸长度：。

，

取，取轮缘宽;，采用实心式带轮。