紅棗去核機(jī)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書

《紅棗去核機(jī)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《紅棗去核機(jī)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書（32頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、黑 黑 黑 黑 目 錄黑 黑 黑 摘 要 1 1 前言 黑 2 2 紅棗去核機(jī)的方案設(shè)計(jì)黑 3 2.1 執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)黑 3 2.1.1 紅棗去核機(jī)的功能黑 3 2.1.2 紅棗去核機(jī)的原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求黑 3 2.1.3 工藝動(dòng)作分解黑 3 2.1.4 沖針往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)黑 4 2.1.5 旋轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)黑 4 2.1.6 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)黑 4 2.1.7 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)黑 4 2.1.8 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)定黑 5 2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)黑 5 2.2.1 初選原動(dòng)機(jī)黑 5

2、 2.2.2 擬定傳動(dòng)系統(tǒng)方案黑 6 2.2.3 機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖黑 6 3 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)黑 6 3.1 選擇電動(dòng)機(jī)黑 6 3.1.1 電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式黑 6 3.1.2 確定電動(dòng)機(jī)容量黑 7 3.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速黑 7 3.2 確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比黑 7 3.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)黑 7 3.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速黑 8 3.3.2 各軸的輸入功率黑 8 3.3.3 各軸的轉(zhuǎn)矩黑 8 4 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算黑 8 4.1 普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算黑 8 4.2 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算黑 10 4.2.1 選擇齒輪

3、類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)黑 10 4.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)黑 10 4.2.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)黑 11 4.2.4幾何尺寸的計(jì)算黑 12 4.2.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制零件圖黑 12 4.3 聯(lián)軸器的選擇黑 13 4.3.1 選擇聯(lián)軸器的類型和型號(hào)黑 13 5 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算黑 13 5.1 沖壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算黑 13 5.1.1 沖壓機(jī)構(gòu)的選型黑 13 5.1.2 擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)中心距a的確定黑 14 5.1.3 擺動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇黑 14 5.1.4 圓柱凸輪中徑Dˊ的確定黑 15 5.1.5 圓柱凸輪轉(zhuǎn)向與擺

4、動(dòng)推桿位置的凸輪廓線方程黑 16 5.1.6 輪廓線的曲率半徑黑 16 5.1.7 滾子半徑rT的確定黑 16 5.2 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算黑 17 5.2.1 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選型黑 17 5.2.2 槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算黑 17 6 軸系零件的設(shè)計(jì)計(jì)算黑 18 6.1 軸Ⅰ的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)黑 18 6.1.1 初步確定最小直徑黑 18 6.1.2 擬定軸上零件的裝配方案黑 18 6.1.3 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度黑 19 6.1.4 軸上零件的周向定位黑 19 6.1.5 確定軸上的圓角和倒角尺寸黑 19 6.1.6 校

5、核軸I的強(qiáng)度黑 20 黑 23 6.2 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算黑 23 6.2.1 求兩軸承受到的徑向載荷黑 23 6.2.2 求兩軸承的軸向力黑 24 6.2.3 求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷黑 24 6.2.4 驗(yàn)算軸承的壽命黑 25 6.3 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算黑 27 6.3.1 軸I帶輪與軸配合處鍵的選擇及校核計(jì)算黑 27 6.3.2 軸I齒輪與軸配合處鍵的選擇及校核計(jì)算黑 27 7 潤(rùn)滑與密封黑 28 7.1 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑黑 28 7.2 軸伸出端的密封黑 28 8 設(shè)計(jì)總結(jié)黑 28 參考文獻(xiàn)黑 29 致 謝黑 30 黑

6、 黑 黑 黑 紅棗去核機(jī)的設(shè)計(jì)黑 學(xué) 生：王鵬強(qiáng)黑 指導(dǎo)老師：高英武黑 (湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128)黑 黑 摘 要：核果類水果去核作業(yè)是一項(xiàng)十分重要的前處理工序在水果加工工業(yè)中。近年來(lái)，隨著人民生活水平的不斷提高，勞動(dòng)力費(fèi)用在加工作業(yè)成本中所占的比例越來(lái)越高，人們對(duì)食品質(zhì)量的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。因此，開發(fā)性能優(yōu)良的去核機(jī)及其它前處理設(shè)備是形勢(shì)所需。黑 本文的主要內(nèi)容有：⑴根據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖； ⑵進(jìn)行沖壓機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選型；⑶機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇與評(píng)定；⑷對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算。黑 關(guān)鍵詞：去核機(jī)

7、；方案設(shè)計(jì)；執(zhí)行系統(tǒng)；傳動(dòng)系統(tǒng)； 黑 黑 Design of Machine For Removing Cores Of Jujube黑 Student: Wang Pengqiang黑 Tutor: Gao Yingwu黑 (College of Orient Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)黑 黑 Abstract: That core fruit gets rid of c

8、ore school assignment is very important going forward handles working procedure in fruit processing industry. Ceaseless rise in recent years, living standard with the people he proportion that labor force cost takes up in the cost processing school assignment is more and more high, demand of the peo

9、ple to food mass is also more and more strict. That the core machine therefore, developing high performance going to and their front sells equipment at reduced price is that circumstances is required.黑 That the main body of a book main part designs a mission is: ⑴demands to design motion circul

10、ation picture according to handicraft action order and coordination; ⑵carries out the selections type stamping organization and intermittence motion organization; ⑶mechanical movement schemes choice appraising. The dimension carrying out motion calculates; ⑷pair of mechanical drive system and actuat

11、ing mechanism.黑 Key words: conceptual design; executive system; drive system; 黑 黑 1 前言 黑 我國(guó)盛產(chǎn)紅棗，紅棗營(yíng)養(yǎng)豐富，是我國(guó)人民喜愛(ài)的食物。在紅棗生產(chǎn)旺季農(nóng)民把紅棗制成罐頭、飲料。由于紅棗有核，影響口感 。如果能用機(jī)械去紅棗核，可以大大提高紅棗生產(chǎn)的附加值，增加農(nóng)民的收入，設(shè)計(jì)紅棗去核機(jī)具有重要意義。黑 核果類水果主要是指桃、杏、李、山植、紅棗及橄欖等.它們?cè)谒偖a(chǎn)量中占有較大比例。以它們?yōu)樵希庸こ娠嬃?、罐頭、果

12、脯及果干制品時(shí)，去核作業(yè)是一項(xiàng)十分重要的前處理工序。以往，主要采用人工作業(yè)，不僅占用大量的勞力，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，且產(chǎn)品質(zhì)量難以控制。因此，實(shí)行水果去核的機(jī)械化作業(yè)是一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)外60年代就著手去核機(jī)的研制。80年代初，美國(guó)、意大利和荷蘭等國(guó)已相繼出現(xiàn)了桃去核機(jī)、橄欖去核機(jī)等.去核工序基本上實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化.我國(guó)是從80年代后期開始著手對(duì)去核機(jī)進(jìn)行研制的，并陸續(xù)推出一些產(chǎn)品。由于一些問(wèn)題尚未真正解決，因此，真正在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用的并不多，在眾多的果品加工廠中，去核作業(yè)至今基本上仍依靠手工或者十分簡(jiǎn)陋的工具完成。近年來(lái)，隨著人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)食品質(zhì)量的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，生產(chǎn)

13、廠家也意識(shí)到，前處理工序?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量有著不可忽視的影響，各廠家紛紛尋找合適的前處理設(shè)備，由于許多前處理設(shè)備在國(guó)內(nèi)尚屬空白，例如桃去核機(jī)等，故用戶的需求難以滿足。因此，開發(fā)性能優(yōu)良的去核機(jī)及其它前處理設(shè)備是形勢(shì)所需。黑 2 紅棗去核機(jī)的方案設(shè)計(jì)黑 2.1 執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)黑 機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的核心，它對(duì)機(jī)械能否實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能、性能的優(yōu)勢(shì)、經(jīng)濟(jì)效益的好壞都起著決定性的作用。黑 2.1.1 紅棗去核機(jī)的功能黑 紅棗去核機(jī)是將沖針的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)及旋轉(zhuǎn)盤工作臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)完成連續(xù)去核作業(yè)處理，其總功能可分解為送料、沖核、退回、沖棗四個(gè)分功能。黑 2.1.2

14、 紅棗去核機(jī)的原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求黑 ⑴加工紅棗直徑為15mm～20mm黑 ⑵紅棗去核時(shí)沖針壓力最大可達(dá)3KN，黑 ⑶要求沖針自上向下運(yùn)動(dòng)前，旋轉(zhuǎn)盤做一次間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)角為90o黑 ⑷紅棗去核機(jī)使用壽命10年，每日一班制工作，載荷有輕微沖擊。黑 2.1.3 工藝動(dòng)作分解黑 根據(jù)上訴分析，紅棗去核機(jī)要求完成的工藝動(dòng)作有以下幾個(gè)動(dòng)作。黑 ⑴ 加料：這一動(dòng)作可利用人工加料。黑 ⑵沖制：其工藝動(dòng)作可分為沖核和沖棗，要求沖針自上向下運(yùn)動(dòng)前，旋轉(zhuǎn)盤做一次間歇運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度為90o黑 ⑶旋轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動(dòng)：以完成送料、沖核、沖棗三個(gè)工位的轉(zhuǎn)換。黑 2.1.4 沖針往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)黑

15、選擇電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，此機(jī)構(gòu)是具有將連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的功能。實(shí)現(xiàn)該功能的各機(jī)構(gòu)比較如下：黑 ⑴擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪：,凸輪具有易設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn),它還能準(zhǔn)確有效地預(yù)測(cè)所產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的基本趨勢(shì)、工作行為、結(jié)構(gòu)和壽命等，具有良好的運(yùn)動(dòng)性能和動(dòng)力性能。黑 ⑵對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：這種低副機(jī)構(gòu)具有良好的動(dòng)力特性和運(yùn)動(dòng)特性、運(yùn)動(dòng)副幾何封閉、制造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。黑 ⑶偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：與對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)相比較，具有曾力、急回特性等優(yōu)點(diǎn)。黑 2.1.5 旋轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)黑 棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)均可實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。由于旋轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)速度要求低速，且需要精確地轉(zhuǎn)位，故選用槽輪機(jī)構(gòu)。黑

16、 2.1.6 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)黑 紅棗去核機(jī)由減速傳動(dòng)裝置、沖壓機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。在送料期間，沖針不能壓到旋轉(zhuǎn)盤，顯然，沖針自上向下運(yùn)動(dòng)前，旋轉(zhuǎn)盤做一次間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，所以沖針與旋轉(zhuǎn)盤之間的運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間順序和空間位置上有嚴(yán)格的協(xié)調(diào)配合要求。黑 2.1.7 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)黑 對(duì)于紅棗去核機(jī)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖主要是確定沖針、旋轉(zhuǎn)盤二個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的先后順序、相位，以利于對(duì)各執(zhí)行構(gòu)件的設(shè)計(jì)。其紅棗去核機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的工作過(guò)程如圖1所示。 黑 為了保證機(jī)器在工作時(shí)其各執(zhí)行構(gòu)件間動(dòng)作的協(xié)調(diào)配合關(guān)系，在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)應(yīng)編制出表明機(jī)器在一個(gè)運(yùn)

17、動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)關(guān)系的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。表1表示紅棗去核機(jī)二個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，沖針和旋轉(zhuǎn)盤都由工作行程和回程兩部分組成，設(shè)每轉(zhuǎn)一周為一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，其沖針的工作行程為0o～180o，回程為180o～360o，即一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期做一次上下移動(dòng)；旋轉(zhuǎn)盤的工作行程在沖針的回程后半段和工作行程的前半段完成，工作旋轉(zhuǎn)盤由軸4帶動(dòng)，通過(guò)槽輪機(jī)構(gòu)做間歇轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)位過(guò)程對(duì)應(yīng)于軸4轉(zhuǎn)過(guò)90o，停歇過(guò)程對(duì)應(yīng)于軸4轉(zhuǎn)過(guò)270o。黑 圖1 紅棗去核機(jī)的工作過(guò)程黑 Fig.1 The work to machine for removing cores of jujube黑 表1 執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖黑

18、Table.1 Cycle chart of executive motion黑 沖針黑 工作行程 回程黑 旋轉(zhuǎn)盤黑 停止 進(jìn)給黑 主軸轉(zhuǎn)角0o 黑 90o 180o 270o 360o 黑 2.1.8 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)定黑 現(xiàn)在可以按給定條件、各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的

19、相容性和盡量使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、空間布局緊湊等要求來(lái)選擇方案，由此可選擇兩個(gè)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的方案。黑 方案1：沖壓機(jī)構(gòu)為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)盤間歇機(jī)構(gòu)為棘輪機(jī)構(gòu)。黑 方案2：沖壓機(jī)構(gòu)為擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)盤間歇機(jī)構(gòu)為槽輪機(jī)構(gòu)。黑 評(píng)定：偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)具有增力、急回特性等功能，但方案2具有易設(shè)計(jì)及機(jī)械效率高等優(yōu)點(diǎn)，故最后選擇方案2為紅棗去核機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案。黑 2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)黑 2.2.1 初選原動(dòng)機(jī)黑 根據(jù)紅棗去核機(jī)的工作情況和原動(dòng)機(jī)的選擇原則，初選三相異步電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速為n=750r/min。因額定功率需在力分析后確定，故電動(dòng)機(jī)的具體型號(hào)

20、待定。黑 2.2.2 擬定傳動(dòng)系統(tǒng)方案黑 根據(jù)執(zhí)行系統(tǒng)的工況和初選原動(dòng)機(jī)的工況及要實(shí)現(xiàn)的總傳動(dòng)比，擬選用帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和一級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng)組成紅棗去核機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)。黑 2.2.3 機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖黑 按已選定的兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)形式及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，畫出紅棗去核機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。如圖2所示，其工作原理為：電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速傳動(dòng)裝置（帶輪傳動(dòng)）帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)），完成沖針的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)盤工作臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。紅棗去核機(jī)工作時(shí)，沖針由擺動(dòng)從動(dòng)件帶動(dòng)下行，沖針進(jìn)行去核，稱為工作行程，工作阻力F為常數(shù)；沖針上行時(shí)，即為空回行程，此行程無(wú)工作阻力，在空回行程中，通過(guò)帶輪→圓錐齒輪→

21、槽輪機(jī)構(gòu)，槽輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤工作臺(tái)做一次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即送料，以便沖針繼續(xù)沖核、沖棗。黑 圖2 機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖黑 Fig.2 Diagram of mechanical thumbs黑 3 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)黑 3.1 選擇電動(dòng)機(jī)黑 3.1.1 電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式黑 按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y(IP44)系列三相異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。黑 3.1.2 確定電動(dòng)機(jī)容量黑 ⑴沖針的輸出功率PW黑 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和原始數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)分析可知：F=2500N，設(shè)定沖針的速度為0.7m/s，則沖針的輸出功率為：PW===1.77KW黑 ⑵電動(dòng)機(jī)的輸出功率Pd黑

22、 傳動(dòng)裝置的總效率：η=η1η23η3η4η52黑 式中，η1，η2，η3，η4，η5為電動(dòng)機(jī)至沖針的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率；由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)：表1-7查得：V帶傳動(dòng)：η1=0.96，滾子軸承η2=0.98，錐齒輪傳動(dòng)η3=0.95，齒式聯(lián)軸器η4=0.99，槽摩擦輪傳動(dòng)η5=0.89，黑 故η=η1η23η3η4η52=0.96ⅹ0.983ⅹ0.95ⅹ0.99ⅹ0.892=0.666黑 黑 所以Pd===2.66KW黑 ⑶電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped黑 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1選取電動(dòng)機(jī)的額定功率為Ped=3KW黑 3.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速黑 為了便于選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，先推算電

23、動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍，V帶輪傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍i=2～5，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=284～710r/min，可見(jiàn)同步轉(zhuǎn)速750r/min的電動(dòng)機(jī)符合。黑 表2 Y132M-8型電動(dòng)機(jī)的主要性能黑 Table.2 Main performance of the motors黑 電動(dòng)機(jī)型號(hào)黑 額定功率（KW）電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速（r/min）電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速（r/min）傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比黑 YS132-8 黑 3 750 710 5

24、 黑 3.2 確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比黑 總傳動(dòng)比id==5黑 3.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)黑 3.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速黑 電動(dòng)機(jī)軸為0軸，各轉(zhuǎn)速為黑 n0=710r/min黑 nⅠ=nⅡ=710/i=142r/min黑 3.3.2 各軸的輸入功率黑 按電動(dòng)機(jī)的額定功率計(jì)算各軸輸入功率：黑 P0=Ped=3KW黑 PⅠ= P0?η1=3ⅹ0.96=2.88KW黑 PⅡ= PⅠη23η3=2.88ⅹ0.983ⅹ0.95=2.63KW黑 PⅢ= PⅡⅹη4=2.63ⅹ0.99=2.55KW黑 3.3.3 各軸的轉(zhuǎn)矩黑

25、T0=9550ⅹP0/n0=9550ⅹ3/710=40.35N?m黑 TⅠ=9550ⅹPⅠ/nⅠ=9550ⅹ2.88/142=193.69N?m黑 TⅡ=9550ⅹPⅡ/nⅡ=9550ⅹ2.63/142=176.88N?m黑 TⅢ=9550ⅹPⅢ/nⅢ=9550ⅹ2.55/142=171.5N?m黑 4 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算黑 4.1 普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算黑 ⑴確定計(jì)算功率：黑 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表8-7查得工作情況系數(shù)KA=1.1，故黑 Pca=P?KA=1.1ⅹ3=3.3KW黑 ⑵ 選取窄V帶帶型黑 根據(jù)Pca、nⅠ由圖8-11確定選用A型黑 ⑶ 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑

26、黑 由表8-6和8-8取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑dd1=80mm黑 根據(jù)式8-15，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑dd2黑 dd2=i?dd1=5ⅹ80=400mm黑 按式8-13驗(yàn)算帶的速度：黑 V==2.97m/s30m/s黑 故帶的速度合適黑 ⑷ 確定窄V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距黑 根據(jù)0.7(dd1+ dd2)≤a0≤2(dd1+ dd2)，初步確定中心距a0=650mm黑 根據(jù)式8-22計(jì)算帶所需要的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：黑 Ld′= 2a0+(dd1+ dd2)+=2ⅹ650+(400+80)+=2093mm黑 由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：Ld=2000mm黑 按式8-23計(jì)算實(shí)際中心距a黑 a

27、=650+=604黑 ⑸驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角α1黑 由式8-25得黑 α1=180o-(dd2 -dd1)ⅹ57.3o/α=149.6o>90o黑 故主動(dòng)輪上的包角合適黑 ⑹計(jì)算窄V帶的根數(shù)：黑 由式8-26知：黑 Z= 黑 由nⅠ=710r/min，dd1=71mm查表8-4a和表8-4b得黑 P0=0.4KW P0=0.09黑 查表8-5得Kα=0.92，查表8-2得KL=1.03黑 則Z==7.1黑 取Z=7根黑 ⑺計(jì)算預(yù)緊力F0黑 由式8-27知F0=500黑 由表8-3得q=0.1kg/m，故黑 F0=500 黑 ⑻計(jì)算作用在軸上的壓軸力FP黑

28、由式8-28得：黑 FP=2Z F0=2ⅹ7ⅹ135.8=1835N黑 ⑼帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)黑 由于d≤500mm，適宜采用腹板式結(jié)構(gòu)，繪制帶輪的零件圖如圖3所示：黑 圖3 帶輪零件圖黑 Fig.3 pulley parts of the map黑 4.2 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算黑 4.2.1 選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)黑 ⑴按圖所示的傳動(dòng)方案，選用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)黑 ⑵精度等級(jí)選7級(jí)精度黑 ⑶材料選擇：選兩齒輪均為45鋼（調(diào)制處理），硬度為240HBS。黑 ⑷選齒輪齒數(shù)Z1=Z2=30黑 ⑸選取分度圓錐角δ1==45δ2=90o-δ1=45o黑 4

29、.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)黑 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-26進(jìn)行試算，即：黑 d1t≥2.92黑 ⑴試選載荷系數(shù)Kt=1.6黑 ⑵計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：黑 TⅠ=9550ⅹPⅠ/nⅠ=9550ⅹ2.88/142=193.69N?m黑 ⑶齒寬系數(shù)，取黑 ⑷由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)黑 ⑸由圖10-21d按齒面硬度查得兩齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim=550MPa黑 ⑹由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：黑 N1=N2=60n1Jlh=60ⅹ142ⅹ1ⅹ(8ⅹ300ⅹ10)=2.04黑 ⑺由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=KHN2=0.98黑 ⑻計(jì)算

30、接觸疲勞許用應(yīng)力黑 取失效概率為1%，安全系數(shù)s=1，由式10-12得黑 1=2==0.98ⅹ550MPa=539MPa黑 試算齒輪分度圓直徑d1t，代入中較小值黑 d1t≥2.92=2.92=160.8mm黑 ⑼計(jì)算圓周速度黑 V==1.195m/s黑 ⑽計(jì)算齒寬黑 b=R?=0.33ⅹ160.8ⅹ=37.5黑 ⑾計(jì)算載荷系數(shù)黑 根據(jù)v=1.195m/s，7級(jí)精度，動(dòng)載荷系數(shù)KV可按圖10-8中低一級(jí)精度線查得KV=1.16,取齒間載荷分配系數(shù)KHa=KFa=1黑 由表10-2查得使用系數(shù)KA=1黑 由表10-9查得軸承系數(shù)KHβbe=1.25黑 齒間載荷分

31、布系數(shù)KFβ=KHβ=1.5KHβbe=1.25ⅹ1.5=1.875黑 故載荷系數(shù)為：黑 K=KAKVKHa KHβ=1ⅹ1.16ⅹ1ⅹ1.875=2.175黑 ⑿按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑黑 d1= d1t=178.1mm黑 ⒀計(jì)算模數(shù)黑 m= d1/ Z1=178.1/30=5.94黑 4.2.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)黑 由式10-24得彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式：黑 m≥黑 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值：黑 ⑴由圖10-20c查得兩齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限黑 σFE1=σFE2=380MPa黑 ⑵由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1= KFN2=0.9

32、2黑 ⑶計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：黑 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式10-12得黑 1= 2===249.7MPa黑 ⑷計(jì)算動(dòng)載荷系數(shù)K黑 K=KAKVKFa KFβ=1ⅹ1.6ⅹ1ⅹ1.875=2.175黑 ⑸計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)黑 ZV1=ZV2===42.4黑 ⑹查取齒形系數(shù)：黑 由表10-5，利用插值法計(jì)算齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)黑 = 故=2.376黑 = 故=1.673黑 ⑺計(jì)算==0.0159黑 設(shè)計(jì)計(jì)算：黑 m≥=4.51mm黑 對(duì)比計(jì)算結(jié)果：由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于

33、彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)4.51并就圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=4.5mm，按接觸強(qiáng)度計(jì)算得的分度圓直徑d1=178.1mm，算出齒輪齒數(shù)Z1= Z1= Z2=40黑 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊。黑 4.2.4幾何尺寸的計(jì)算黑 ⑴計(jì)算分度圓直徑：黑 d1=m Z1=40ⅹ4.5=180mm黑 d2=m Z2=40ⅹ4.5=180mm黑 ⑵計(jì)算齒輪寬度：黑 b=R=42mm黑 da1=d+2ha=m（Z1+2）=186m

34、m黑 df1=d+2hf=m（Z1-2）=172mm黑 4.2.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制零件圖黑 由于齒輪齒頂圓直徑大于150mm，而又小于500mm，所以設(shè)計(jì)錐齒輪為鍛造錐齒輪，選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。其它有關(guān)尺寸計(jì)算從略，并繪制齒輪零件圖如圖4所示：黑 圖4 齒輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖黑 Fig.4 Pulley diagram of the structure黑 4.3 聯(lián)軸器的選擇黑 4.3.1 選擇聯(lián)軸器的類型和型號(hào)黑 ⑴類型選擇黑 因?yàn)闇p速器與工作機(jī)不在同一底座上，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，且要求有較大的軸線偏移補(bǔ)償，故選用齒式聯(lián)軸器。黑 ⑵載荷計(jì)算黑

35、 公稱轉(zhuǎn)矩：黑 由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表14-1查得，故由式14-1得計(jì)算轉(zhuǎn)矩為：黑 黑 ⑶型號(hào)選擇黑 從手冊(cè)表8-3中查得GICL1型鼓形齒式聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩為800N·m，許用轉(zhuǎn)速為7100r/min，軸徑為16～38之間，故合用，其余計(jì)算從略。黑 5 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算黑 5.1 沖壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算黑 5.1.1 沖壓機(jī)構(gòu)的選型黑 能實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)有：擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)、對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，按圖2所示的傳動(dòng)方案，選擇擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如下圖5所示：黑 圖5 擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)黑 Fig.5 Bo

36、dies of cylindrical cam with oscillating follower黑 5.1.2 擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)中心距a的確定黑 圖6是簡(jiǎn)化了的滾子擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu),擺動(dòng)從動(dòng)件軸線A與圓柱凸輪軸線OO間的最短距離就是擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的中心距a,AB1和AB3是擺動(dòng)從動(dòng)件的兩個(gè)極限位置,AB2是擺從動(dòng)件的中間位置,為了使?jié)L子中心B的軌跡量與同一個(gè)圓柱接近,取B1B3//OO,CD=DB2,黑 則:a=AD=AC+CD=AC+1/2(AB2-AC)=1/(AB2+AC)=1/2(L+Lcosψmax/2)黑 即:a=L/2(1+

37、cosψmax/2)黑 式中,a:凸輪機(jī)構(gòu)的中心距;黑 L:擺動(dòng)從動(dòng)件的長(zhǎng)度;黑 ψmax:擺動(dòng)從動(dòng)件的最大擺角黑 由空間結(jié)構(gòu)決定，取ψmax=90o，L=60mm黑 故a=L/2(1+cosψmax/2)=15（2+）黑 圖6 擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖黑 Fig.6 Cylindrical cam body swing diagram黑 5.1.3 擺動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇黑 用解析法設(shè)計(jì)圓柱凸輪廓線，首先需要建立擺動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的解析式:黑 ψ=F(φ) 黑 式中,ψ:擺動(dòng)從動(dòng)件的擺角;黑

38、 φ:圓柱凸輪的轉(zhuǎn)角。黑 去核機(jī)對(duì)擺動(dòng)從動(dòng)件的擺角規(guī)律有較嚴(yán)格的要求,所以應(yīng)首先滿足擺角的要求。黑 選擇擺動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一般原則:黑 ⑴僅需從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)一定的擺角，而對(duì)于行程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律并無(wú)嚴(yán)格要求時(shí)，常選用便于加工的簡(jiǎn)單幾何曲線(如圓弧、圓弧直線)作為圓柱凸輪輪廓線。黑 ⑵對(duì)擺動(dòng)從動(dòng)件的擺角規(guī)律有嚴(yán)格要求的，應(yīng)首先滿足擺角的要求，然后考慮角速度和角加速問(wèn)題。黑 ⑶對(duì)高轉(zhuǎn)速圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，主要考慮從動(dòng)件的動(dòng)力特性，力求避免過(guò)大的慣性力，為了便于比較、選取，現(xiàn)將幾種常用的擺動(dòng)從動(dòng)件規(guī)律特性列于表3：黑 表3 各種運(yùn)動(dòng)特性的比

39、較黑 Table.3 Comparison of various motion characteristics黑 運(yùn)動(dòng)規(guī)名稱黑 最大角速度Ωmax 最大角加速度 max 應(yīng)用黑 等速黑 改進(jìn)等速(余弦)黑 改進(jìn)等速(正弦)黑 等加速等減速黑 余弦加速度黑 正弦加速度黑 五次多項(xiàng)式黑 改進(jìn)正弦加速度黑 改進(jìn)梯形加速度黑 1.00 ∞ 低速輕負(fù)載 黑 1.22

40、 7.68 低速重負(fù)荷黑 1.33 8.38 低速重負(fù)荷黑 2.00 4.00 中速輕負(fù)荷黑 1.57 4.93 中低速輕負(fù)荷黑 2.00 6.28 中高速輕負(fù)荷黑 l.88

41、 5.77 高速中負(fù)荷黑 1.76 5.33 中高速重負(fù)荷黑 2.00 4.89 高速輕負(fù)荷 黑 本設(shè)計(jì)中的擺動(dòng)從動(dòng)件符合第五種運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性。黑 5.1.4 圓柱凸輪中徑Dˊ的確定黑 由于展開圓柱面的直徑愈大則對(duì)應(yīng)的凸輪理論廓線的變化率愈小，也就是說(shuō)，外圓柱面上的凸輪理論廓線的變化率比槽底圓柱面土的理論廓線的變化率小。因此取圓柱凸輪的中徑圓柱面作為理論設(shè)計(jì)的理論圓柱面。黑 即：max黑

42、式中，一一圓柱凸輪旋轉(zhuǎn)角速度;黑 一一擺桿從動(dòng)件的角速度;黑 一一凸輪的壓力角;黑 一一擺動(dòng)從動(dòng)件的擺角。黑 許用壓力角〔a〕一般取35o~45o。由上表數(shù)據(jù)，得：黑 Dˊ80 ，所以取凸輪直徑D=85mm黑 5.1.5 圓柱凸輪轉(zhuǎn)向與擺動(dòng)推桿位置的凸輪廓線方程黑 ⑴理論輪廓線方程：x=rpφ+Lcos(ψmax/2)-Lcos(ψmax/2-ψ)黑 y=Lsin(ψmax/2)-Lsin(ψmax/2-ψ)黑 式中,x、y為理論輪廓線上點(diǎn)

43、的直角坐標(biāo);rp為凸輪的平均圓柱半徑;φ為凸輪的轉(zhuǎn)角;L為擺桿的長(zhǎng)度;ψmax為擺桿的最大擺角;ψ為擺桿在任意位置時(shí)的擺角。黑 (2)實(shí)際輪廓線方程: X1=x±rT×dy/dφ/[(dx/dφ)2+ (dy/dφ)2]1/2,黑 Y1=y rT×dx/dφ/[(dx/dφ)2+(dy/dφ)2]1/2黑 式中X1Y1為實(shí)際輪廓線上任意點(diǎn)的坐標(biāo);rT為滾子半徑;dx/dφ,dy/dφ對(duì)φ求導(dǎo)得到。上面一組加減號(hào)表示理論廓線下方的包絡(luò)線,下面的一組加減號(hào)表示理輪廓線上方的包絡(luò)線。黑 5.1.6 輪廓線的曲率半徑黑 在設(shè)

44、計(jì)或加工凸輪輪廓時(shí),曲率不適當(dāng)就會(huì)發(fā)生“頂切”現(xiàn)象,從動(dòng)件就不能按照擬定的規(guī)律運(yùn)動(dòng),而且凸輪輪廓還要承受不許可的應(yīng)力。黑 理論輪廓線上ρ點(diǎn)的曲率半徑的計(jì)算公式為:黑 ρ=[(dx/dφ)2+(dy/dφ)2]3/2/(dx/dφ·dy2/dφ2-dy/dφ·dx2/dφ2)黑 按理論廓線的曲率半徑,可得實(shí)際廓線的曲率半徑:黑 ρ′=ρ±rT,黑 式中ρ′為實(shí)際廓線的曲率半徑。加號(hào)用于理論廓線下方的一根包絡(luò)線β2,減號(hào)用于理論廓線上方的一根包絡(luò)線β1。黑 5.1.7 滾子半徑rT的確定黑 為了保證從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)不失真，一般推薦公式是:黑

45、 rT 黑 rT黑 式中：r—滾子軸半徑黑 rT黑 由上式，取rT=10mm黑 5.2 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算黑 5.2.1 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選型黑 能實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)有：棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)。按圖2所示的傳動(dòng)方案，選擇槽輪機(jī)構(gòu)，其槽輪機(jī)構(gòu)具有機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn)，能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)動(dòng)的角度、機(jī)械效率高等優(yōu)點(diǎn)，一般應(yīng)用在轉(zhuǎn)速不高和要求間歇的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中。黑 5.2.2 槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算黑 ⑴槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)黑 τ=黑 因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)系數(shù)應(yīng)大于零，所以外槽徑向槽數(shù)目應(yīng)大于或等于3

46、，一般設(shè)計(jì)中槽數(shù)的正常選用值為4～8。黑 ⑵確定槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)黑 由表1紅棗去核機(jī)的二個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可知：旋轉(zhuǎn)盤的工作行程為270o～360o，即槽輪的轉(zhuǎn)角為90o。黑 根據(jù)上述已知條件，取槽數(shù)Z=4。黑 ⑶確定主動(dòng)撥盤的圓銷數(shù)黑 n<黑 由該式可得圓銷數(shù)n與槽數(shù)Z的關(guān)系，由機(jī)械原理教材表12-1，確定圓銷數(shù)n=1黑 ⑷根據(jù)載荷和結(jié)構(gòu)尺寸，選定中心距a=120，圓銷半徑r=6mm。黑 ⑸確定槽輪槽間角黑 2φ20==90黑 槽間角對(duì)應(yīng)銷輪運(yùn)動(dòng)角2φ10=黑 ⑹圓銷中心回轉(zhuǎn)半徑黑

47、 R1=黑 槽輪外圓半徑黑 =85mm黑 ⑺確定槽輪槽長(zhǎng)黑 =黑 取h=56mm黑 ⑻計(jì)算槽輪的動(dòng)停比K黑 因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)系數(shù)=黑 所以K=黑 ⑼槽輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)黑 根據(jù)上述已求出的槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸，繪制槽輪機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖如圖7黑 圖7 槽輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖黑 Fig.7 Geneva mechanism diagram黑 6 軸系零件的設(shè)計(jì)計(jì)算黑 6.1 軸Ⅰ的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)黑 6.1.1 初步確定最小直徑黑 先按式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。根據(jù)

48、表15-3，取，于是得黑 黑 因?yàn)檩S截面上開有兩個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)增大10%～15%，故取黑 6.1.2 擬定軸上零件的裝配方案黑 繪制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖(圖8)黑 圖8 軸Ⅰ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖黑 Fig.8 Axis structure diagram黑 其各零件的裝配方案及固定方式如表4所示：黑 表4 各零件的裝配方案及固定方式黑 Table.4 Fixed form and erection scheme of the part黑 零件 黑 裝配方案 左端軸向固定 左端軸向固定 周

49、向固定黑 齒輪黑 左軸承黑 右軸承黑 從左裝入 軸套 軸肩 鍵黑 從左裝入 軸承蓋 軸套 過(guò)渡配合黑 從右裝入 軸肩 軸承蓋 過(guò)渡配合黑 6.1.3 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度黑 ⑴為了帶輪軸向定位的要求，段右端需制出一軸肩，故取②段的直徑，左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=43mm，帶輪與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L=56mm，為了保證軸端擋圈只壓在帶輪上，而不壓在軸的端面上，故段的長(zhǎng)度應(yīng)比L略短一些，由機(jī)械課程設(shè)計(jì)

50、手冊(cè)表13-19查得，取。黑 ⑵初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)承受徑向力和軸向力的作用，故選用圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的圓錐滾子軸承30309，其尺寸為dⅹDⅹT=45mmⅹ100mmⅹ27mm，故?。欢?。黑 右端滾動(dòng)軸承采用軸肩定位，由機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)查得30309型軸承的定位軸肩高度h=5mm，因此，取=55mm。黑 ⑶取齒輪處的④段直徑，齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位，已知齒輪輪轂的寬度為52mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h一般取0

51、.07～0.1d，取h=4.5mm，故=59mm，軸環(huán)高度b≥1.4h，取。黑 ⑷取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離a=12mm，，軸承端蓋的總寬度為23mm，取，至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。黑 6.1.4 軸上零件的周向定位黑 齒輪、帶輪和軸的周向定位均采用平鍵連接，由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表6-1，按查得平鍵截面bⅹh=14mmⅹ9mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)度為40mm，同時(shí)，為了保證齒輪與軸配合具有良好的中型，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為，適用于大轉(zhuǎn)矩，振動(dòng)及沖擊、不經(jīng)常拆卸的配合。同樣，帶輪與軸連接，選用平鍵為10mmⅹ8mmⅹ40mm，帶輪與軸的配合為H7/m6，滾動(dòng)軸承

52、與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為k6。黑 6.1.5 確定軸上的圓角和倒角尺寸黑 參考機(jī)械設(shè)計(jì)教科書表15-2，取軸端倒角為1ⅹ45o，按直徑的大小由表15-2查取各段軸肩處的圓角半徑R。黑 6.1.6 校核軸I的強(qiáng)度黑 ⑴求作用在齒輪上的力黑 軸II上的扭矩：TⅠ=9550ⅹPⅠ/nⅠ=9550ⅹ2.88/142=193.69N?m黑 齒輪分度圓直徑：d=m Z=40ⅹ4.5=180mm黑 圓周力：=2152.11N黑 徑向力：黑 軸向力：黑 ⑵求軸上的載荷黑 首先根

53、據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，由機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)查取a值，對(duì)于30309型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)查得a=21mm，因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的跨距：黑 已知帶輪的拉力，在空間任意力系的平衡條件可知：各力對(duì)每一個(gè)坐標(biāo)軸的矩的代數(shù)和等于零，可得：黑 黑 黑 黑 將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面和水平力兩個(gè)平面力系，如圖9所示：其中，為通過(guò)另加轉(zhuǎn)矩而平移到指向軸線，圖a中的亦應(yīng)通過(guò)另加轉(zhuǎn)矩而平移到作用于軸線上，由力分析可知：黑 由鉛垂面，列平衡方程：黑 黑 黑 ==1501.4黑 黑 式中負(fù)號(hào)說(shuō)明假設(shè)方向與實(shí)際方向相反。黑

54、由水平面，列平衡方程：黑 黑 黑 代入已知值，得：黑 黑 黑 ⑶求危險(xiǎn)截面彎矩，并繪制彎矩圖黑 鉛垂面：由于在鉛垂面的C處有一逆時(shí)針集中外力偶M=黑 因此C處，彎矩圖的數(shù)值有突變，且彎矩圖M自左至右向下變化，突變值等于集中外力偶值。黑 在C處左側(cè)的彎矩為：黑 黑 =(1229.8+2459.6)ⅹ(98+39)-4636.9ⅹ39=324608.7N?mm黑 在C處右側(cè)的彎矩為：黑 其中在截面D和截面B上的彎矩為零黑 水平面：在C處的彎矩為黑 所以在C處的總彎矩為：黑 黑 黑 在鉛

55、垂面A處的彎矩為：黑 黑 在水平面上，A處的彎矩為：黑 所以在A處的總彎矩為：黑 黑 從上述分析可知：截面A是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面A處的、及M的值列于下表5：黑 表5 危險(xiǎn)截面的彎矩值及扭矩值黑 Table.5 Bending moment of dangerous section黑 載荷 黑 水平面H 鉛垂面V黑 支反力黑 彎矩M黑 總彎矩黑 扭矩T 黑 黑 黑 黑 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖及扭矩

56、T=193690N?mm，繪制彎矩圖、扭矩圖如圖9所示。黑 ⑷按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度黑 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩截面（危險(xiǎn)截面A）的強(qiáng)度。黑 根據(jù)式15-5及上表中的數(shù)值，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力黑 黑 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得.因此，故安全。黑 ⑸精確校核軸I的疲勞強(qiáng)度黑 ①段雖然鍵槽、軸肩及過(guò)度配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度為寬裕確定的，且在①段承受的彎矩也比較小，所以截面D，①段均無(wú)需校核。黑 從集中應(yīng)力對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，

57、④段的左截面與右截面配合處引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來(lái)看，④段的右截面不受扭矩作用，截面C上的應(yīng)力最大。截面C上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，而且這里軸的直徑也比較大，故截面C也不必校核。顯然⑤段、⑥段與⑦段更不必校核，因?yàn)椴怀惺芘ぞ刈饔茫页惺艿膹澗匾脖容^小。因而只校核②段的右截面和③段的左截面。黑 校核③段的左截面：黑 抗彎截面系數(shù)黑 抗扭截面系數(shù)黑 ③段的左截面的彎矩M為黑 黑 截面的扭矩為黑 截面上的彎曲應(yīng)力黑 黑 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力黑 黑 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得.黑

58、 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按附表3-2查取，因，經(jīng)插值法可查得黑 黑 又由附圖3-1得軸的材料敏性系數(shù)為黑 黑 故有效集中系數(shù)按式附3-4黑 黑 黑 碳鋼的特性系數(shù)為黑 黑 黑 于是，計(jì)算安全系數(shù)值按式15-6～15-8則得 黑 黑 黑 ②段的右截面黑 抗彎截面系數(shù)按表15-4中的公式計(jì)算黑 黑 抗扭截面系數(shù)黑 彎矩及彎曲應(yīng)力為黑 黑 黑 截面的扭矩為黑 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為黑 由附表3-8用插入法求出，并取，于是得黑 =2.06

59、 黑 軸按精車加工，得表面質(zhì)量系數(shù)為：黑 故得綜合系數(shù)為黑 黑 黑 所以軸在②段右截面的安全系數(shù)為：黑 黑 黑 黑 故該軸在截面右側(cè)的強(qiáng)度符合要求。黑 黑 6.2 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算黑 6.2.1 求兩軸承受到的徑向載荷黑 根據(jù)上述初選的圓錐滾子軸承型號(hào)30309，由機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)查取30309軸承的額定動(dòng)載荷C=108KN，額定靜載荷，要求連續(xù)工作5年（設(shè)每年按30

60、0個(gè)工作日計(jì)）則軸承的預(yù)期計(jì)算壽命：黑 黑 由上述已求出的軸承支反力：黑 黑 黑 則軸承受到的徑向載荷為：黑 黑 黑 6.2.2 求兩軸承的軸向力黑 由機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表6-7查得30309軸承，e=1.5，所以黑 e=1.5=1.5=0.346黑 軸承的派生軸向力為黑 黑 黑 軸承的受力如圖10所示，兩軸承面對(duì)面安裝。黑 因?yàn)?2237.4+553.88=2791.28N黑 所以軸承1被放松，而軸承2被壓緊，其被放松軸承的軸向力為其本身派生的軸向力，被壓緊軸承的軸向力為除去本身派生的軸向力后其

61、余各軸向力的代數(shù)和。黑 黑 黑 6.2.3 求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷黑 由機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表6-7，查得當(dāng)量動(dòng)載荷可按下式計(jì)算：黑 ⑴當(dāng)時(shí)， 黑 ⑵當(dāng) 黑 黑 因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有輕微沖擊，由表13-6查取取黑 則黑 =16355.3N黑 黑 =13758N黑 6.2.4 驗(yàn)算軸承的壽命黑 因?yàn)椋园摧S承1的受力大小驗(yàn)算：黑 黑 對(duì)于滾子軸承黑 黑 故所選軸承滿足壽命要求。黑 黑 圖9 軸的載荷分析圖黑 Fig.9 Shaft load analysis diag

62、ram黑 圖10 軸承受力簡(jiǎn)圖黑 Fig.10 Bearing load diagram黑 6.3 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算黑 6.3.1 軸I帶輪與軸配合處鍵的選擇及校核計(jì)算黑 ⑴類型的選擇黑 根據(jù)鍵連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件選擇圓頭（A型）鍵黑 ⑵尺寸的選擇黑 由機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表14-1查取鍵bⅹh=10mmⅹ8mm，因?yàn)檩S轂寬B=55mm，為 了減小應(yīng)力集中，所以選擇鍵長(zhǎng)L=50mm。黑 ⑶強(qiáng)度驗(yàn)算黑 按式6-1驗(yàn)算，即：黑 黑 式中T=193.69N?m，k=0.5h=0.5ⅹ8=4mm

63、黑 l=L-b=50-10=40mm， d=35mm黑 因?yàn)殒I連接處有輕微沖擊，由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力黑 黑 故此鍵能安全工作。黑 6.3.2 軸I齒輪與軸配合處鍵的選擇及校核計(jì)算黑 ⑴類型的選擇黑 根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件選擇圓頭（A型）鍵黑 ⑵尺寸選擇黑 由機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表4-1查取鍵bⅹh=14mmⅹ9mm，因?yàn)檩S轂寬B=50mm，為了減小應(yīng)力集中，所以選擇鍵長(zhǎng)L=40mm黑 ⑶強(qiáng)度驗(yàn)算黑 按式6-1驗(yàn)算，即黑 黑 式中T=193.69N?

64、m，k=0.5h=0.5ⅹ9=4.5mm黑 l=L-b=50-14=36mm，d=50mm黑 因?yàn)殒I連接處有輕微沖擊，由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力黑 黑 故此鍵能安全工作。黑 7 潤(rùn)滑與密封黑 7.1 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑黑 由于齒輪的圓周速度小于12m/s，因此適宜采用浸油潤(rùn)滑。為了保證輪齒嚙合處的充分潤(rùn)滑，并避免攪油損耗過(guò)大，齒輪傳動(dòng)件浸入油箱油池中的深度不宜太淺或太深。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-3查得圓錐齒輪的整個(gè)齒寬浸入油中，齒頂圓直徑與箱體內(nèi)表面的距離>30～50mm。黑 7.2 軸伸出端的密封黑 在輸入或輸出軸的外

65、伸出，為防止灰塵、水及其它雜質(zhì)深入，引起軸承急劇磨損和腐蝕，以及潤(rùn)滑油外漏，都要求在端蓋軸孔內(nèi)裝密封件。黑 根據(jù)軸的圓周速度、工作溫度以及周圍環(huán)境，選擇毛氈密封，適用于中、低運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的軸承。黑 8 設(shè)計(jì)總結(jié)黑 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我進(jìn)一步鞏固和加深了所學(xué)的理論知識(shí)，樹立了正確的設(shè)計(jì)思想，熟悉掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律。通過(guò)本環(huán)節(jié)使我把機(jī)械設(shè)計(jì)及其它有關(guān)先修課程（機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)）所學(xué)的理論知識(shí)加以綜合利用，培養(yǎng)了我分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。另外通過(guò)本次設(shè)計(jì)使我領(lǐng)悟出了機(jī)械設(shè)計(jì)的一般進(jìn)程：產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)、詳

66、細(xì)設(shè)計(jì)、改進(jìn)設(shè)計(jì)等階段。同時(shí)在設(shè)計(jì)中，需要進(jìn)行搜集資料、方案選擇、構(gòu)型、參數(shù)尺寸的計(jì)算和優(yōu)化、繪圖和改進(jìn)設(shè)計(jì)等工作。畢業(yè)設(shè)計(jì)的各個(gè)階段是相互聯(lián)系的，如機(jī)械設(shè)計(jì)中的計(jì)算部分，前后數(shù)據(jù)聯(lián)系密切，計(jì)算過(guò)程中常要調(diào)整參數(shù)、修改計(jì)算數(shù)據(jù)，因此要求計(jì)算時(shí)達(dá)到準(zhǔn)確、清晰、完整。在設(shè)計(jì)中，零部件的結(jié)構(gòu)尺寸不是完全由理論計(jì)算確定的，并不能作為零件的最終結(jié)構(gòu)尺寸，還需要綜合考慮零件本身和整體部件的結(jié)構(gòu)、工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及標(biāo)準(zhǔn)化、系列化等要求。由于影響零部件尺寸的因素很多，隨著設(shè)計(jì)的進(jìn)展，考慮的問(wèn)題要更全面和合理，故后階段設(shè)計(jì)要對(duì)前階段設(shè)計(jì)中的不合理結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行必要的修改。所以，設(shè)計(jì)要邊計(jì)算邊繪圖，反復(fù)修改，設(shè)計(jì)計(jì)算和繪圖交替進(jìn)行。同時(shí)在設(shè)計(jì)中要遵循標(biāo)準(zhǔn)化、系列化與通用化等原則，應(yīng)盡量減少材料的品種和標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格。保證互換性、降低成本、縮短設(shè)計(jì)周期。在此階段中，零部件的結(jié)構(gòu)形狀、裝配關(guān)系、材料選擇、尺寸大小、加工要求、表面處理、總體布置等設(shè)計(jì)合理與否，對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都有著直接的影響。黑 相信通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們?nèi)w畢業(yè)生都能得到一個(gè)很大的提升，也將能應(yīng)付走入社會(huì)遇到的各種問(wèn)題。黑 黑 參