滾杠式紅棗分級(jí)機(jī)

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1、目錄 摘要 1 關(guān)鍵詞 1 1 前言 2 1.1 選題意義和目的及我國(guó)發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.2 存在的問(wèn)題和主要研究?jī)?nèi)容 3 1.3 可行性分析 3 2 紅棗分級(jí)機(jī)的組成和原理 4 3 紅棗分級(jí)機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 3.1滾桿 4 強(qiáng)度校核 5 剛度校核 6 3.2電動(dòng)機(jī)的選擇 6 3.3減速器的選擇 7 3.4鏈條設(shè)計(jì) 7 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 7 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 8 3.5高速軸設(shè)計(jì) 11 3.6低速軸設(shè)計(jì) 17 3.7分級(jí)機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì) 22 4總結(jié) 24 5參考文獻(xiàn) 25 致謝 26 滾杠式紅棗分級(jí)機(jī) 摘 要：隨著

2、紅棗市場(chǎng)的進(jìn)一步拓展，紅棗已經(jīng)成為提升農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、增加農(nóng)民收入的 支柱性產(chǎn)業(yè)的一部分。紅棗的生產(chǎn)近年來(lái)逐漸向著基地化、規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。 紅棗 產(chǎn)業(yè)化及產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展主題及重大技術(shù)專項(xiàng)， 而紅棗分級(jí)分選技術(shù) 是其產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中進(jìn)行流通、貯藏保鮮、深加工、提高產(chǎn)品檔次和附加值的關(guān)鍵技術(shù)之一。 通過(guò)對(duì)紅棗外形尺寸的測(cè)量和統(tǒng)計(jì)，利用 MATLAB 圖像處理技術(shù)對(duì)紅棗腰徑截面的輪廓 進(jìn)行特征分析， 確定紅棗按腰徑分級(jí)的合理性， 并以此為依據(jù)制定相關(guān)的分級(jí)檢測(cè)方法； 對(duì) 紅棗在分級(jí)滾筒中的導(dǎo)向及運(yùn)動(dòng)情況做受力分析， 為喂料裝置、 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)及紅棗 分級(jí)機(jī)的整體設(shè)計(jì)和相關(guān)參

3、數(shù)的選擇提供更加合理的理論依據(jù)。針對(duì)國(guó)內(nèi)紅棗分級(jí)機(jī)的現(xiàn) 狀，提出一種滾筒式紅棗分級(jí)機(jī)， 該機(jī)中分級(jí)滾筒是分級(jí)環(huán)以并排的方式構(gòu)成， 利用各分級(jí) 環(huán)之間的間隙與紅棗腰徑方向尺寸的間距差實(shí)現(xiàn)分級(jí)。 本研究闡述了分級(jí)機(jī)結(jié)構(gòu)本品用新型 的大棗分級(jí)機(jī)， 包括從前向后一次安裝在機(jī)架上的進(jìn)料斗、 提升進(jìn)料裝置和用于輸送及多幾 分選的雙工位滾杠鏈帶， 機(jī)架后端設(shè)有電控箱和用于整機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的調(diào)速電機(jī)； 雙工位滾杠 鏈帶的上部側(cè)下方設(shè)有若干個(gè)多級(jí)出料的分級(jí)出料裝置， 雙工位滾杠鏈帶的上部后端的側(cè)下 方設(shè)有分級(jí)末端特技出料的終端出料裝置， 機(jī)架上部位于雙工位滾杠鏈帶左右兩側(cè)設(shè)有用于 調(diào)節(jié)分級(jí)出料的懸掛階梯可調(diào)裝置。

4、本實(shí)用新型的有益效果是，生產(chǎn)效率高，無(wú)污染， 生產(chǎn) 產(chǎn)品質(zhì)量精度高且能夠?qū)Υ髼棢o(wú)損害機(jī)械分級(jí)處理。 關(guān)鍵詞 ：紅棗；分級(jí)；滾筒；階梯；無(wú)損 The Roll Bar Jujube Grade Abstract: With the further market development of jujube, jujube has become enhance the rural economy and increasing farmers' income part of the pillar industry. The jujube production in recent years gr

5、adually toward the direction of the base, scale, industrialization development. Industrialization of the key technology and industrialization process as a priority development themes and major technological special The jujube classification sorting technology is its industrialization process circula

6、tion, storage and preservation, processing, improve product quality and added value of the key technologies world. Dates Dimensions measurements and statistics using MA TLAB image processing technology the jujube waist diameter section outline feature of jujube by waist size classification, and as a

7、 basis for the development of relevant classification detection method; jujube grading roller guide and sports do stress analysis, more reasonable theoretical basis for the feeding device, the guide mechanism design of the program and dates the overall design and the choice of parameters of the clas

8、sifier. The status of domestic jujube grader, a drum jujube sorting machine, the machine grading drum is graded ring is side-by-side, the direction of the size of the gap between each grading ring with red dates waist diameter spacing difference to achieve grade . This study describes the classifier

9、 structure of this product new jujube grading machine, including front to back rack mounted into the hopper to enhance the feeding device for transportation and a little more selected duplex roller bar chain with the rear of the rack with electronic control box and for the whole power-driven speed m

10、otor; the duplex roll bar chain with the bottom of the upper side has a number of multi-stage discharge classification feeding device, the bottom of the side of the the duplex roll bar chain with the upper part of the back-end with the end of the grading stunt discharge terminal discharging device,

11、the upper part of the rack in the duplex roll bar chain with the left and right sides with the classification of the material used to adjust the suspension ladder adjustable device. The beneficial effects of the utility model, high production efficiency, no pollution, production and product quality,

12、 high precision and no damage to the mechanical grading treatment jujube. Key words: red; grading; drum; ladder; non-destructive 1 前言 1.1 選題的意義和目的及我國(guó)發(fā)展現(xiàn)狀 紅棗使我們生活中常見的水果， 當(dāng)前，棗產(chǎn)業(yè)正處于蓬勃發(fā)展。 從全球角度 來(lái)看，中國(guó)棗產(chǎn)業(yè)的超強(qiáng)地位進(jìn)一步得到鞏固。 近年來(lái)， 我國(guó)棗樹面積和產(chǎn)量每 年都以 10%以上的速度增長(zhǎng)。據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)年鑒統(tǒng)計(jì)資料， 2008 年我國(guó)棗產(chǎn)量為 171 萬(wàn)噸，估計(jì) 2015 年總產(chǎn)量可達(dá) 300 多

13、萬(wàn)噸，面積約 150萬(wàn)公頃，占全世界 的 99%左右。我國(guó)正憑借其得天獨(dú)厚的自然條件優(yōu)勢(shì)打造世界上最大的優(yōu)質(zhì)紅棗 生產(chǎn)基地。另外，北方的鮮食棗、貯藏加工和營(yíng)銷產(chǎn)業(yè)正在崛起 ! 但是，近年來(lái) 一些發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)軍我國(guó)棗產(chǎn)業(yè)特別是棗加工業(yè)的勢(shì)頭正在顯現(xiàn)。 紅棗屬于耐旱作物，種植簡(jiǎn)單，收益高又便于管理。近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā) 展和人民生活水平的提高， 國(guó)內(nèi)外紅棗的加工品種越來(lái)越多， 人們對(duì)紅棗的的品 質(zhì)也有了更高的要求。 但紅棗的加工工業(yè)卻沒(méi)跟上時(shí)代的步伐， 紅棗的很多加工 環(huán)節(jié)還是傳統(tǒng)的手工作業(yè)。 其重要原因是我國(guó)紅棗采后處理加工技術(shù)和加工設(shè)備 落后，而紅棗分級(jí)加工和分選是采后處理加工技術(shù)中的重要環(huán)

14、節(jié)， 這一方面制約 了紅棗產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展， 同時(shí)也阻礙了紅棗產(chǎn)品檔次的提高。 為了提高紅棗的加 工質(zhì)量和出品等級(jí)，需要對(duì)紅棗進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量分級(jí)和大小的分級(jí)。 目前，我國(guó)具備先進(jìn)紅棗分選設(shè)備的企業(yè)很少， 因此市場(chǎng)上銷售的紅棗大多 數(shù)依靠機(jī)械配合人工的方式實(shí)現(xiàn)分選。 人工分選的主要缺點(diǎn)是： 勞動(dòng)量大、 生產(chǎn) 率低而且分選精度不穩(wěn)定； 紅棗分選難以實(shí)現(xiàn)快速、 準(zhǔn)確和無(wú)損壞制約了紅棗產(chǎn) 業(yè)的發(fā)展。 因此實(shí)行紅棗智能分選機(jī)機(jī)械化作業(yè)是紅棗發(fā)展的一種必然趨勢(shì)。 利 用智能機(jī)械化作業(yè)來(lái)分選紅棗大大提高了紅棗產(chǎn)品的質(zhì)量、 降低了人工分選作業(yè) 的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高了生產(chǎn)率分選精度。 目前可用于紅棗類圓形水果分選的

15、方法有 篩子分選法、回轉(zhuǎn)帶分選法、輥軸分選法、滾筒式分選法等。 我國(guó)是主要的棗出口國(guó)， 占有絕對(duì)的貿(mào)易主導(dǎo)地位。 廣闊的市場(chǎng)意味著高的 商品質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)。 分級(jí)的意義在于使產(chǎn)品的在大小、 成熟度、 色澤和品質(zhì)等方面 基本達(dá)到一致，有利于產(chǎn)品的包裝、運(yùn)輸和儲(chǔ)存；有利于提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、 減少損失。而桿式紅棗分級(jí)機(jī)具有操作簡(jiǎn)單， 分級(jí)效果明顯， 不易順壞紅棗等優(yōu) 勢(shì)。具有很好的發(fā)展前景。 1.2 存在的問(wèn)題和主要研究?jī)?nèi)容 紅棗的加工機(jī)械有紅棗清洗機(jī)， 紅棗風(fēng)干機(jī)， 紅棗分級(jí)機(jī)等等。 國(guó)內(nèi)的紅棗 分級(jí)機(jī)的分選水平還是比較高的。 國(guó)內(nèi)在分選的過(guò)程中， 通過(guò)不斷的摸索和實(shí)踐 在紅棗的分選上也有一些

16、新的想法和創(chuàng)新， 對(duì)于實(shí)現(xiàn)紅棗更優(yōu)質(zhì)的分級(jí)提供了可 靠的保證。 針對(duì)目前紅棗的分選機(jī)械研究方面存在的問(wèn)題， 本設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括紅棗輸 送機(jī)構(gòu)、分選部分機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)及研制。 從而最終將紅棗按大小的不同進(jìn)行等級(jí) 劃分。 1.3 可行性分析 了解和知道紅棗的特點(diǎn)和外觀形狀， 要考慮到不同大小紅棗的需求， 為紅棗 的優(yōu)質(zhì)分級(jí)做準(zhǔn)備。 滾杠式分級(jí)每一級(jí)的所涉及滾杠的間距尺寸， 根據(jù)紅棗的大 致形狀擬定每一級(jí)滾杠之間的間距。滾杠式分級(jí)機(jī)機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮的因 素：（1）機(jī)構(gòu)的用電耗能。（2）機(jī)構(gòu)的層面工作的負(fù)荷。 （3）機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)的安全 性，平穩(wěn)性，持久性。（ 4）機(jī)構(gòu)的安全調(diào)速范圍。 （5）分級(jí)

17、的流利和分級(jí)的準(zhǔn)確 性。（6）分級(jí)機(jī)構(gòu)在工作時(shí)的可靠性，安全性。 （7）系統(tǒng)的操作和維修的難易程 度。（8）紅棗分級(jí)機(jī)構(gòu)的總體成本。 紅棗在上料時(shí)喂料要均勻， 可以提高工作效率高， 振動(dòng)的目的是將紅棗精確 分級(jí)，要求執(zhí)行的機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，均勻。以滿足分選級(jí)別的需求。分級(jí)機(jī)構(gòu)要適 應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求， 保證正常的工作。 還要重點(diǎn)考慮分級(jí)機(jī)構(gòu)的工作環(huán)境， 工作 負(fù)荷以及工作效率。 重點(diǎn)研究 ：(1) 如何更好更均勻的實(shí)現(xiàn)喂料。 (2) 分級(jí)過(guò)程中每一級(jí)的間距 大小。 (3) 喂料的重量與分級(jí)機(jī)構(gòu)的工作負(fù)荷相關(guān)性。 (4) 每一層的工作任務(wù)量 和工作時(shí)間的一致性。 本課題所涉及的關(guān)鍵問(wèn)題是分選的問(wèn)

18、題。 因紅棗自身的特點(diǎn)的不同， 品種的 不同，直徑的不同。 本課題針對(duì)各種紅棗的種類以及尺寸進(jìn)行分析研究。 根據(jù)不 同的紅棗尺寸調(diào)節(jié)分級(jí)的間距。 在降低成本方面： 首先通過(guò)組裝想辦法， 盡量用 較少種類的部件生產(chǎn)更多種類的組合件。其次是優(yōu)化生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)損耗， 降低人工設(shè)備成本。 最后采用新工藝， 降低材料動(dòng)力的使用。 在選擇分級(jí)柵欄的 時(shí)候盡量選擇質(zhì)量輕， 價(jià)格適中的合金材料。 為了使安裝方便， 在安裝方面盡量 減少齒輪的使用， 在設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的時(shí)候盡量對(duì)一些重要的參數(shù)要計(jì)算準(zhǔn)確， 有焊接 的部位要保證焊接的牢固性研究紅棗的運(yùn)動(dòng)機(jī)理。 在紅棗喂料的過(guò)程中盡量保證 喂料的均勻性。 考慮到紅棗的

19、品種和大小的不同， 要精確的計(jì)算每一級(jí)的間距以 及每一層?xùn)艡诘拈g距。 在分選時(shí)采用振動(dòng)， 要采用工作穩(wěn)定， 工作效率高的電機(jī)。 所選用的電機(jī)要時(shí)也要考慮喂料的質(zhì)量。保證電機(jī)的正常工作。 2 紅棗分級(jí)機(jī)的組成和原理 該分選機(jī)主要由紅棗機(jī)架、 滾杠分級(jí)機(jī)構(gòu)、 接料裝置、 傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng) 等幾部分構(gòu)成。分選紅棗的重量范圍 10g-50g，橫徑大約范圍為30mm-40m,紅 棗輸送速度為 0.38m/s 。分選機(jī)的原理如圖所示： L ? 食品豔料 階樣 圖1工作原理 Fig 1 prin ciple 紅棗分級(jí)機(jī)工作原理簡(jiǎn)圖如圖1所示.分級(jí)部分由上下兩層桿（為減少紅棗

20、 在運(yùn)送過(guò)程與滾杠的碰撞、夾傷，滾杠表面包覆柔性較好的食品級(jí)塑料 ）組成， 并安裝在鏈條上，由鏈條帶動(dòng)前行，上層桿在鏈條帶動(dòng)下既可水平移動(dòng)也可滾動(dòng)， 相鄰兩桿的距離恒定為L(zhǎng)下排桿在水平移動(dòng)過(guò)程中處在不同階梯上時(shí)， 與上桿之 間的距離H不同，即距離H是可調(diào)的，從而使上下兩滾杠之間的中心距 a可變.下 排桿在階梯上既可水平移動(dòng)也可滾動(dòng)?分級(jí)機(jī)工作時(shí)，紅棗由傾斜進(jìn)料板 （為 了避免紅棗下滑速度過(guò)大而損傷， 暫設(shè)進(jìn)料板傾斜角度為5 。）到達(dá)滾杠，在滾 杠的承托下向前運(yùn)送.當(dāng)紅棗到達(dá)不同階梯層時(shí)，由于中心距a不同，相應(yīng)級(jí)別 的紅棗便會(huì)通過(guò)上下兩桿之間的間隙而落人對(duì)應(yīng)的分級(jí)卸料斗中. 分級(jí)級(jí)別從小

21、到大，從而實(shí)現(xiàn)紅棗按其大小進(jìn)行分級(jí)，階梯設(shè)計(jì)為 5級(jí)，中心距a漸變大.紅 棗掉人卸料斗后經(jīng)傳送帶送出。 3 紅棗分級(jí)機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)、減速器、鏈輪和一條封閉的循環(huán)輸送鏈組成。 循環(huán) 輸送鏈布置在與地面垂直的平面內(nèi)，在輸送鏈緊邊的下面設(shè)置有支承導(dǎo)板，以保 持輸送鏈緊邊處于水平狀態(tài)，從而為紅棗的、輸送、圖像采集、重量大小檢測(cè)以 及分級(jí)卸料提供一個(gè)包括圖像采集區(qū)、 重量大小檢測(cè)區(qū)和分級(jí)卸料區(qū)三部分的水 平工作表面。傳動(dòng)系統(tǒng)主要采用三級(jí)傳動(dòng)：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器輸入軸為第一級(jí)， 減速器輸入、輸出軸之間為第二級(jí)，減速器輸出軸驅(qū)動(dòng)輸送鏈主動(dòng)輪為第三級(jí)。 第一級(jí)采用聯(lián)軸器傳動(dòng)；第二級(jí)就

22、采用標(biāo)準(zhǔn)的圓柱齒輪傳動(dòng)；第三級(jí)由于轉(zhuǎn)速較 低（減速器輸出軸轉(zhuǎn)速約為60 r/min ）采用鏈傳動(dòng)。 3.1 滾杠 滾杠的在機(jī)構(gòu)中起承載紅棗及形成中心距 a的作用，同時(shí)要求在水平移動(dòng) 中能夠轉(zhuǎn)動(dòng)?紅棗近似橢圓形，為使紅棗運(yùn)動(dòng)更平穩(wěn)，滾杠應(yīng)設(shè)計(jì)成圓柱形?在 選材方面，農(nóng)業(yè)機(jī)械通常使用常用材料以降低成本，同時(shí)考慮到紅棗的質(zhì)量和對(duì) 滾杠的擠壓作用，可選擇經(jīng)調(diào)制處理的 4 5號(hào)鋼，其許用應(yīng)力[o - ] =6 0 MP a，彈性模量E=2 1 0 G P a ?由于紅棗皮質(zhì)較薄，在傳送過(guò)程中極易以滾杠 相互碰撞，使其表皮損壞，降低紅棗的商用價(jià)值，所以滾杠表面應(yīng)包裹一層食品 Fig 2

23、 the rolli ng roll 根據(jù)現(xiàn)實(shí)要求，每條滾杠長(zhǎng)度 a=1400mm直徑d=26mm （包含表皮塑料）假 設(shè)紅棗質(zhì)量m =30g/個(gè)，直徑do=4Omm上層滾杠之間的距離L=40 .理想情況 下，3桿之間可放兩排紅棗，每排為30個(gè)，共60個(gè)，其擺放效果如圖3所示 圖3擺放示意圖 Fig 3 placed schematic 3.1.1 強(qiáng)度校核 下層每根滾杠所受到紅棗的作用力為: W : 60X 0.03 X (1) 9.8=17.64N . 單位載荷 此處省略 nnnnnnnnnnNn。如需要完整說(shuō)明書和設(shè)計(jì) 圖紙等.請(qǐng)聯(lián)系 扣扣：九七一九二零八零零 另提

24、供全套機(jī) 械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過(guò)答辯 3.1.2 剛度校核 可將滾杠視為一般用途的軸選取其許用撓度， =0.003-0.005，L0 0.7mm因 q引起的最大撓度位于滾杠的中點(diǎn). 滾杠的慣性矩為: D4 64 4 3.14 26 64 4 22420mm 最大撓度 5qL0 384EIZ 0.1338mm 5 0.0126 14004 384 210 103 22420 所以剛度符合要求。 3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 進(jìn)過(guò)查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》,確定鏈輪的轉(zhuǎn)速為50-70r/min ,選擇60r/min,確定 鏈輪所需功率

25、為1.5KW符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為：查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 第167頁(yè)表12-1可知有： 表1電動(dòng)機(jī)的類型 Table 1 motor select ion 電動(dòng)機(jī) 萬(wàn)案 型號(hào) 額定功率 kw 同步轉(zhuǎn)速 r min 滿載轉(zhuǎn)速 r min 電動(dòng)機(jī) 質(zhì)量kg 參考價(jià) 格 傳動(dòng)裝 置 傳動(dòng)比 1 Y90S-2 1.5 3000 2840 22 5.00 47 2 Y90L-4 1.5 1500 1400 27 3.48 23 3 Y100L- 1.5 1000 940 25 2.22 15 23 ia 綜合考

26、慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸， 質(zhì)量，價(jià)格以及傳動(dòng)比，可見第二種方 案比較合適，因此選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)是 丫90L-4。該電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸如下表2： 表2電動(dòng)機(jī)主要外形尺寸 Table 2 motor Dime nsions 中心高 外形尺寸 地腳安裝尺寸 地腳螺栓孔直徑 軸伸尺寸 裝鍵部 位尺寸 90 335X 180X 190 125X 140 10 50 X 24 8 3.3減速器的選擇 確定總的傳動(dòng)比： 由選疋的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm=1400r/min和工作機(jī)的主軸 的轉(zhuǎn)速n=60r/min，可得傳動(dòng)裝置的總的傳動(dòng)比是: nm 1400 "60

27、" (8) 由于傳動(dòng)比為23,大于8,故初步選擇減速器為展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器， 由于該類型減速器h 1.3~1.5i2, 口2 16，故確定減速器的h、 i2分別為5、 3.2。 減速器選用JZQ型系列減速器，型號(hào)為JZQ20Q速比為23。由于電動(dòng)機(jī)輸 出軸的直徑為24mm故選擇減速器高速軸的直徑為 24mm此時(shí)低速軸的直徑為 30mm 3.4鏈條設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 本設(shè)計(jì)一部分滾杠固定在鏈條上，另一部分滾杠可在鏈條中滑動(dòng).則須有兩 種鏈條：一種用來(lái)放置定滾杠，另一種放置動(dòng)滾杠?定滾杠安裝于鏈板上，本身 只可以轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)滾杠在不同階梯上則可以沿著鏈條滑槽上下滑動(dòng)和滾動(dòng). 其結(jié)構(gòu)

28、 5如圖所示 圖5鏈條結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 Fig5 sketch of the cha in structure 根據(jù)輥桿的上下調(diào)節(jié)距離，如圖 6，可知LMax =59.9mm設(shè)定鏈板上放桿的 槽的高度h=65mm鏈板總長(zhǎng)L鏈板=，鏈板厚度=2mm,兩輥桿之間的中心距 a 76mm .在此數(shù)值的基礎(chǔ)上，根據(jù)機(jī)械手冊(cè)查表選擇鏈條的為滾子鏈 ISO48A 修正為 p 76.2mm? 47.63mm,b| 47.35mm, d2 23.81,h2 72.39mm。再將滾 子鏈外鏈板該造成圖7所示鏈板。 圖6分級(jí)示意圖 Fig. 6 schematic diagram of gradi

29、 ng 3.4.2 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 輸送鏈鏈條型號(hào)的選擇 由于輸送鏈主要是傳遞運(yùn)動(dòng)，而不是傳遞動(dòng)力，所受阻力只有鏈條與導(dǎo)板間的摩 擦力和鏈條在鏈輪上轉(zhuǎn)彎時(shí)的慣性力，所以對(duì)鏈條的載荷要求較小，所以選擇 A 系列雙節(jié)距大滾子輸送鏈，由于鏈條在輸送過(guò)程中，鏈條滾子可在支承導(dǎo)板上滾 動(dòng)，從而減少摩擦和磨損 （1）鏈輪公差 查文獻(xiàn)［8］表13-16與表13-19有： 齒表面粗糙度：Ra 6.3 m 齒根圓極限偏差 量柱測(cè)量距極限偏差: 由于： df 125.23mm，查文獻(xiàn)［8］表13-6有：上偏差0,下偏差-0.25。 量柱測(cè)量距：查文獻(xiàn)［8］表13-17得, 90°

30、M r d cos d1 Z 90° 69.4 cos 7.92 77.02mm 17 （9） 式中：dR —量柱直徑，dR dr，量柱的技術(shù)要求為：極限偏差為：上偏差 +0.01，下偏差0;表面粗糙度Ra 1.6 m；表面硬度為：55--60HRC 鏈輪孔和根圓直徑之間的跳動(dòng)量： 不能超過(guò) max{0.008df +0.08mm,0.15mm}=0.15mm （10） 軸孔到鏈輪齒側(cè)平直部分的端面跳動(dòng)量： 不能超過(guò) max{0.009df +0.08mm,0.14mm}=0.14mm (11) 孔徑：H8 齒頂圓直徑：h11 齒寬：h14 （2） 選擇鏈輪齒

31、數(shù) 取傳動(dòng)比為i=1 參照鏈速和傳動(dòng)比查文獻(xiàn)［11］表8-2-5取乙=21 （3） 選擇大鏈輪齒數(shù) z2=i乙=1X 2仁21<120故合理 已知鏈傳動(dòng)工作平穩(wěn)，設(shè)計(jì)功率為: pd kAP 1.0 3.8 kZkm 1.114 1.0 （12） 式中：P—傳遞功率KW kA —工況系數(shù)，查文獻(xiàn)［11］表11-3，取kA=1.0 kz —鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查文獻(xiàn)［12］表13-13，取kz=1.114 km多排鏈系數(shù)，查文獻(xiàn)［12］表13-14，取km 1.0 （5） 鏈條節(jié)距選用 根據(jù)設(shè)計(jì)功率Pd （取Pd = P ）和小鏈輪轉(zhuǎn)速m，由文獻(xiàn)［11］表11-1選用40A

32、 號(hào)鏈條，查表11-1節(jié)距P=63.50 （6） 驗(yàn)算鏈輪輪轂孔徑 dk 31mm dkmax 34mm （13） dk 60mm dkmax 310 （14） 式中：dk —由支承軸的設(shè)計(jì)確定 dkmax —鏈輪輪轂孔的最大許用直徑，查文獻(xiàn)［11］表11-4得dkmax =310mm 故鏈輪輪轂孔徑滿足設(shè)計(jì)要求。 （7） 計(jì)算鏈輪尺寸 圖7鏈輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 Fig 7 a schematic structure of a cha in 分度圓的直徑: ,p 180° d sin z 76.2 1800 414.69mm 齒頂圓直徑： d

33、amax d 1.25p d1=462.31mm (15) 齒根圓直徑： df d d1 367.06mm 分度圓的弦齒咼：hamax 0.625 P 0.5小1 0.8p 27.396mm a13 X8 4 (d1 d3) ■■ 18002 1(70 63.5)2 1800mm d3) 、.2063.242 1 (70 63.5)2 4 2863.24mm z (16) (8)初定中心距 X1 X5 1 d1 74.78mm 2 X3 X7 60 d2 12.467mm 360 X

34、8 X6 1 -(8000 2 2 )3912.75mm ?。?x8 1800mm Xj 2112.75mm 則可得中心距: (17) (9)鏈條長(zhǎng)度及鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù) 鏈長(zhǎng)：L x〔 x?…x 8000mm 629.92 , L 8000 L P p 12.7 圓整成偶數(shù)節(jié)’取Lp 630節(jié) 由文獻(xiàn)［11］表 8-2-5 有 a' a a，通常，a (0.002 0.004)a。 因中心距可調(diào)，取 a 0.004a，則a' a 0.004a a；3 1800 0.004 1800 1792.8mm (19) a；4 2063.25 0.00

35、4 2063.25 2055mm (20) (11) 鏈速 V Z1n1P 17 14 12.7 0.0504m/s 0.6m / s 60 1000 60000 (21) 屬于低速傳動(dòng)。 (12) 有效圓周力 F 皿 1000 °.°7 1388N V 0.0504 (22) (13) 作用于軸上的拉力 對(duì)于傾斜傳動(dòng)有： Fq (1.15 1.20)KaF 1.15 1 1388 1596.2N (23) (14) 潤(rùn)滑方式 根據(jù)p = 12.7mm、v = 0.0504m /s由文獻(xiàn)［11］圖8-2-4查出宜用油刷或油壺人工定期潤(rùn) 滑。 3.5高速軸設(shè)計(jì)

36、及校核 3.5.1 材料及熱處理 考慮到是高速軸以及材料后，選此軸材料為 Q235-A，調(diào)質(zhì)處理。 初步確定軸的最小直徑 按式15 2［15］初步估算軸的最小直徑。根據(jù)軸的材料和表15 3［15］，取 A 149，所以根據(jù)公式有: dmin 149 33.47 910 23.278 mm (24) 由于此軸上開有一個(gè)鍵槽，所以應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱； 再者直徑小于100 mm，因此 di min dimin (1 7%) 24.91 mm。 輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑 d1 (圖5.1)。為了使所選的軸 徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸

37、器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tea KaT,，查表14 1[15]，考慮到轉(zhuǎn)矩變化和沖擊載荷大 (如織布機(jī)、挖掘機(jī)、起重機(jī)、碎石機(jī))，故取Ka 2.3，貝U： Tea 2.3 36.42 83.766 N m (25) 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tea應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件并且考慮到補(bǔ)償兩軸綜合位 移，查表8 3[14]，選用GICL1鼓形齒式聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為800 N m。半聯(lián) 軸器的孔徑為30 mm，故取d, 30 mm，半聯(lián)軸器與軸配合的長(zhǎng)度為 82 mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于此軸是裝有聯(lián)軸器的齒輪軸，所以結(jié)構(gòu)采用外伸梁布局，外伸部分裝聯(lián) 軸器，兩軸承布置在齒輪的兩端，軸系米用兩端單

38、向固定布置，為避免因溫度升 高而卡死，軸承端蓋與軸承外圈端面留出 的熱補(bǔ)償間隙，軸的初步 結(jié)構(gòu)如下圖所示 圖8軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸向定位要求確定各軸段直徑和長(zhǎng)度 1） di段裝GICL1聯(lián)軸器，因此 di 30 mm。半聯(lián)軸器與軸配合的孔徑長(zhǎng)度為 82 mm，為了保證軸端擋圈只壓在 半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，因此 d1 段的長(zhǎng)度應(yīng)比 82 略小一些，現(xiàn)取 li 80 mm。2）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， di段的左端需要制出一軸 肩，軸肩高度 h 0.07d，即 h 0.07 30 2.1，取 h 2.5 mm，因此 d2 35 mm。 軸承端蓋的總寬度為20 mm

39、（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承 端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求， 取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面 間的距離I 30 mm，故取12 50 mm。3）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承主要承受 徑向載荷作用，故選用深溝球軸承。根據(jù) 6 i[i4] ，選擇 6308 型軸承其尺寸為 d D B 40 mm 90 mm 23 mm ，因此 d3 40 mm ?？紤]到軸承與齒輪潤(rùn)滑方 式不一樣，因此需要以擋油環(huán)將其隔開，可取擋油環(huán)的寬度為 20 mm，因此 I3 43 mm。4）為了滿足擋油環(huán)的軸向定位要求， ds段的左邊需制出一軸肩， 軸肩高度h 0.07d，即h 0.07 4

40、0 2.8，取h 4 mm，因此d4 48 mm ;考慮 到箱體和箱座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可取 l4 93.5 mm。 5）根據(jù)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)可知， d5 54 mm， l5 60 mm 6）根據(jù) 4）可知，d6 48 mm ;軸環(huán)寬度 b 1.4h，即 b 1.4 4 5.6 mm，取 b 8 mm，則有 l6 8 mm。7）根據(jù) 3）可知，d7 40 mm ； 考慮到軸承與齒輪潤(rùn)滑方式不一樣， 因此需要以擋油環(huán)將其隔開， 可取擋油環(huán)的 寬度為 14.5 mm,因此 l3 37.5 mm。 求軸上載荷并做出軸的彎矩圖和扭矩圖 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，如下圖所示。 圖9軸的載荷分析

41、 Figure 9 Axial load an alysis 其中 h I2 B2 80 50 232 141.5 mm (26) L2 20 B 2 l4 B^ 2 20 23 2 93.5 60 2 155 mm (27) B仁2 16 14.5 B 2 60 2 8 14.5 232 64 mm (28) L4 B2 232 11.5 mm (29) 1）求水平面支反力 如上圖所示有： FNH 1 FNH 2 斤；FNH 2 Ft L2 代入數(shù)據(jù)有: F NH1 2）繪制水平面的彎矩圖 式中：Ft 2T1 d 2 36.42 10

42、3 50 1456.8 N 425.732 N FNH2 1031.068 N Me 圖10軸的水平面彎矩 Figure 10 The level of the shaft bending mome nt 其中mh FNH1 L2 65988.46 N mm 3) 求垂直面支反力 如上圖所示有： FNV1 FNV 2 Fr ； FNV 2 (L2

43、 L3) Fr L2 式中：Fr Ft tan 1456.8 tan20 530.232 N (31) 代入數(shù)據(jù)有： Fnv1 154.954 N Fnv2 375.278 N (32) 4) 繪制垂直面的彎矩圖 圖11軸的垂直面彎矩 Fig 11 Axis vertical bending mome nt 其中 MV FNV1 L2 24017.87 N mm (33) 5) 求總彎矩 6) 繪制扭矩圖 T 圖12軸的扭矩 Fig 12 Shaft torque 其中 T T, 36.42 103 36420 N mm (35) (8)按彎

44、扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面 (即齒輪的中心截 面)的強(qiáng)度。根據(jù)式15 5[15]及上述數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng) 循環(huán)應(yīng)力，取 0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 ca , M2 ( T1)2 W .70223.462 (0.6 36420)2 0.1 503 5.88 MPa (36) 前已選定軸的材料為Q235-A，調(diào)質(zhì)處理，由表15 1[15]查得[1] 40 MPa， 因此ca [ 1]，故安全。 2)齒輪右端的截面左側(cè) 抗彎截面系數(shù) W 0.1d3 0.1 503 12500 mm3 (37) 抗牛截面系數(shù) W 0.2

45、d3 0.2 503 25000 mm3 (38) 截面左側(cè)的彎矩為 60 30 M 70223.46 35111.73 N mm 60 (39) 截面上的扭矩為 T1 36420 N mm 截面上的彎曲應(yīng)力 M 35111.73 2.81 MPa W 12500 (41) 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 T1 WT 36420 25000 1.46 MPa (42) 軸的材料為Q235-A，調(diào)質(zhì)處理。由表15 1[15]查得： B 410 MPa 1 170 MPa 1 105 MPa (43) 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[

46、15]查取。由 于 r.. d 1.6 48 0.033，D . d 50 48 1.04，經(jīng)插值后可查得 1.84 1.32 (44) 又由附圖3 1［15］可得軸的材料敏性系數(shù)為 q 0.75 q 0.8 (45) 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式附表3 4［15］為 k 1 q ( 1) 1 0.75 (1.84 1) 1.63 (46) k 1 q ( 1) 1 0.8 (1.32 1) 1.26 (47) 0.92 由附圖3 2［15］的尺寸系數(shù) 0.73;由附圖3 315］的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 0.75。 軸按磨削加工，由附圖3 4[15]得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面

47、強(qiáng)化處理，即強(qiáng)化系數(shù) q 1,則按式3 12[15]及式3 14b[15]得綜 合系數(shù)為: 1)— q 1.63 0.73 1 0.92 2.32 (48) 1)— q 1.26 0.75 1 0.92 1.77 (49) 據(jù)軸的材料，得鋼的特性系數(shù) 0.17.2，取 0.2，而 0.5 ，則 0.1 于是，計(jì)算安全系數(shù)Sca值，按式15 6[15] 15 嚴(yán)] 15 8[15]則得 170 2.32 2.81 0.2 0 26.08 (50) Sca S S ■ S 2 S2 _26.08 26.0

48、82 105 1.77 1.46 0.1 2 哼 24.70 76.922 1.46 2 76.92 (51) S 13T.5 (52) 故可知其安全。 3）齒輪右端的截面右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 3 0.1d 0.1 48 3 11059.2 mm 抗牛截面系數(shù) 0.2d3 0.2 483 (53) 22118.4 mm3 (54) 彎矩M及彎曲應(yīng)力為 （55） M 35111.73 b 3.17 MPa W 11059.2 （56） 35111.73 N mm 60 M 702

49、23.46 扭矩T,及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 T 36420 N mm T1 W 36420 22118.4 1.65 MPa (57) 過(guò)盈配合處的—，由附表3 815］，用插值法求出，并取 -0.4，則有 2.17 —0.8^ 0.8 2.17 1.74 (58) 軸按磨削加工，由附圖3 4［15］得表面質(zhì)量系數(shù)為 0.92 故得綜合系數(shù)為: 1)— q 2.仃丄 0.92 2.26 (59) 1)— q 1.74 — 0.92 1.83 (60) 所以軸在截面右側(cè)的安全系數(shù)為: 23.73 2.26 3.17 0.

50、2 0 170 (61) 105 1.83 佟 0.1 何 65.94 23.73 65.94 22.33 S 1.3 ?1.5 23.73 65.94 (63) 故該軸在截面右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的 3.6 低速軸設(shè)計(jì) 3.6.1 材料及熱處理 考慮到是高速軸以及材料后，選此軸材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 初步確定軸的最小直徑 按式15 2何初步估算軸的最小直徑。根據(jù)軸的材料和表15 3[15]，取 A 103，所以根據(jù)公式有: d1min Ao3P3 n3 即 d1min 103 3 3.33 45.5 43.08 mm （64） 由于此

51、軸上開有三個(gè)鍵槽，所以應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱； 再者直徑小于100 mm，因此d1min小伽山（1 15%） 49.55 mm。 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑 d1 （圖5.7）。為了使所選的軸 徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩T. KATa，查表14 1[15]，考慮到轉(zhuǎn)矩變化和沖擊載荷大 （如織布機(jī)、挖掘機(jī)、起重機(jī)、碎石機(jī)），故取Ka 2.3，貝U： Tea 2.3 698.93 1607.54 N m （65） 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tea應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件并且考慮到補(bǔ)償兩軸綜合位 移，查表8 3[14]，選用GI

52、CL4鼓形齒式聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為5000 N m。半聯(lián) 軸器的孔徑為50 mm，故取d1 50 mm，半聯(lián)軸器與軸配合的長(zhǎng)度為 84 mm。 3.6.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于此軸是裝有聯(lián)軸器和齒輪的軸， 所以結(jié)構(gòu)采用外伸梁布局，外伸部分裝 聯(lián)軸器，兩軸承布置在齒輪的兩端，軸系采用兩端單向固定布置，為避免因溫度 升高而卡死，軸承端蓋與軸承外圈端面留出 0.2-0.4 mm的熱補(bǔ)償間隙，軸的初 步結(jié)構(gòu)如下圖所示 圖13軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Figure 13 Structure desig n of shaft 如圖：1） a段裝GICL4聯(lián)軸器，因此a 50 mm。半聯(lián)軸器與軸配合的孔

53、徑長(zhǎng)度為84 mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上， 因 此d段的長(zhǎng)度應(yīng)比84略小一些，現(xiàn)取l1 82 mm ;同樣d9 50 mm , l9 82 mm。 2）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， a段的左端需要制出一軸肩，軸肩高度 h 0.07d，取h 2.5 mm，因此d2 55 mm。軸承端蓋的總寬度為 20 mm （由 減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn) 滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 丨30 mm，故取 I2 50 mm ;同樣d8 55 mm , I* 50 mm。3）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承主要

54、 承受徑向載荷作用，故選用深溝球軸承。根據(jù) 6 1[14]，選擇6312型軸承其尺寸 為d D B 60 mm 130 mm 31 mm，因此d3 60 mm?？紤]到軸承與齒輪潤(rùn) 滑方式不一樣，因此需要以擋油環(huán)將其隔開，可取擋油環(huán)的寬度為 16.5 mm，因 此l3 47.5 mm ,;同樣d7 60 mm， l7 56.5 mm4）為了滿足擋油環(huán)的軸向定位 要求，d3段的左邊需制出一軸肩，軸肩高度h 0.07d，即h 0.07 60 4.2，取 h 5 mm，因此d4 70 mm ;考慮到箱體和箱座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可取 I4 63 mm ; 同樣d6 65 mm，根據(jù)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)可知齒

55、輪輪轂的寬度為,85mm，為了使 擋 油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 16 83 mm。5）齒 輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h 0.07d，即h 0.07 65 4.55，取 h 5.5 mm，因此 d5 76 mm ;軸環(huán)寬度 b 1.4h，即 b 1.4 5.5 7.7 mm，取 b 10 mm，則有 15 10 mm 3.6.4 軸上零件的周向定位 齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接。根據(jù) d1 50 mm，查表4 1[14]，有平鍵 截面b h 14 mm 9 mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)度為 70 mm,同時(shí)為了保證 齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選

56、擇齒輪輪轂與軸的配合為 H7n6;根據(jù) d6 65 mm，查表4 1[14]，有平鍵截面b h 18 mm 11 mm，鍵槽用鍵槽銑刀 加工，長(zhǎng)度為70 mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪 輪轂與軸的配合為H 7 n6 ;滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的， 此處選軸的直徑尺寸公差為m6。 求軸上載荷并做出軸的彎矩圖和扭矩圖 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，如下圖所示 圖14軸的載荷分析 Figure 14 Axial load an alysis 其 中 L1 l9 l8 B 2 82 50 312 147.5 mm (66) L2 l

57、7 B2 B；'2 2 56.5 312 85,2 2 81.5 mm L3 B4； 2 l5 l4 l3 B 2 85 2 47.5 10 63 312 147.5 mm (68) L4 B 2 li I2 23 2 82 50 147.5 mm (69) 1）求水平面支反力 如上圖所示有： F NH 1 FNH 2 Ft ； FNH 2 (L2 L3) Ft L2 2T2 d3 2 195.53 103 85 4600.71N (70) 代入數(shù)據(jù)有： Fnh1 2963.34 N Fnh2 1637.37 N （71） 2）繪制水平面的彎矩圖 圖15

58、軸的水平面彎矩 Figure 15 The level of the shaft bending mome nt 其中 Mh FNH1 L2 241512.16N mm 3) 求水平面支反力 如上圖所示有： FNV1 FNV2 Fr ； FNV2 (L2 (72) 式中：Fr Ft tan 1456.8 tan20 530.232 N 代入數(shù)據(jù)有： FNV1 1078.57 N FNV2 595.95 N (73) 4) 繪制垂直面的彎矩圖 圖16軸的垂直面彎矩 Figure16 Axis vertical bending mome nt 其中 MV FNV

59、1 L2 87903.16 N mm 5) 求總彎矩 M Mh2 Mv2 257011.85 N mm (74) 6) 繪制扭矩圖 T 圖17軸的扭矩 Figure 17 Shaft torque 其 中 T T^ 2 698.93 10‘ 2 349465 N mm (75) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面 (即齒輪的中心截 面)的強(qiáng)度。根據(jù)式15 5[15]及上述數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng) 循環(huán)應(yīng)力，取 0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 ca , M2 ( T)2 W , 257011.852 (0.6

60、 349465)2 0.1 653 12.08 MPa (76) 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15 1[15]查得[1] 60 MPa， 因此 ca [1]，故安全 (9)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 1)判斷危險(xiǎn)截面 Li段和L4段只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過(guò)渡配合所引起的應(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扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的， 因此 此段均無(wú)需校核。 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，齒輪兩端處過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集 中最嚴(yán)重；從受載的情況來(lái)看，齒輪中心處的應(yīng)力最大。齒輪兩端的應(yīng)力集中影 響相近，但靠近軸承端蓋的截面受扭矩較小， 同時(shí)

61、軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校 核。齒輪中心上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，而且這里軸的直徑最大，因此 此處也不必校核，因此該軸只需校核齒輪右端的截面左右兩側(cè)即可。 2)齒輪左端的截面左側(cè) 抗彎截面系數(shù) W 0.1d3 0.1 603 21600 mm 3 (77) 抗牛截面系數(shù) W 0.2d3 0.2 603 43200 mm3 (78) 截面左側(cè)的彎矩為 257011.85 81.5 40.5 81.5 129294.30 N mm 截面上的扭 (80) 截面上的彎曲應(yīng)力 (79) 97765 N mm 129294.3

62、0 21600 5.99 MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 349465 Wr 43200 8.09 MPa 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15 1[15]查得： b 640 MPa i 275 MPa 1 (83) 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[15] 于r d 2 60 0.033，D d 65 60 1.08，經(jīng)插值后可查得 1.95 155 MPa 查取。由 1.32 (84) 又由附圖3 1[15]可得軸的材料敏性系數(shù)為

63、q 0.75 q 0.85 (85) 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式附表3 4[15]為 k 1 q ( 1) 1 0.85 (1.95 1) 1.81 (86) k 1 q ( 1) 1 0.75 (1.32 1) 1.24 (87) 由附圖3 ￡5]的尺寸系數(shù) 0.69;由附圖3 3[15]的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 0.8 o 0.92 軸按磨削加工，由附圖3 4[15]得表面質(zhì)量系數(shù)為 14b[15]得 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即強(qiáng)化系數(shù) q 1,則按式3 1215]及式3 綜合系數(shù)為: (k 1 q 1.81 0.69 1 0.92 1 2.71

64、 (88) q 1.24 0.8 1 0.92 1 1.64 據(jù)軸的材料，得鋼的特性系數(shù) 0?仁0.2,取 0.2,而 0.5 ，則 0.1 于是，計(jì)算安全系數(shù)Sca值，按式15 6[15] 、15 嚴(yán)] 15 8[15]則得 275 2.71 5.99 0.2 0 16.94 (100) 155 1.64 也 2 0.1型 2 22.02 (101) Sca hs2 16.94 22.02 .16.942 22.022 1

65、3.43 S 13-1.5 (102) 故可知其安全。 3）齒輪左端的截面右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 0.1d3 0.1 653 27462.5 mm 3 (103) 抗牛截面系數(shù) 0.2d3 0.2 653 54925 mm3 (104) 彎矩M及彎曲應(yīng)力為 M 257011.85 81.5 40.5 129294.30 N mm 81.5 (105) 129294.30 4.71 MPa 27462.5 (106) 扭矩T,及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 349465 N mm 竺便 6.36 MPa W

66、 54925 (107) 過(guò)盈配合處的—，由附表3 815］，用插值法求出，并取 -0.8^，貝y有 —2.68 k k 0.8 0.8 2.68 2.14 (108) 軸按磨削加工，由附圖3 4［15］得表面質(zhì)量系數(shù)為 0.92 故得綜合系數(shù)為： K (匕丄1)丄 q 2.68 2.77 (109) k 1 1 K ( 1) 2.14 q 1 0.92 2.05 所以軸在截面右側(cè)的安全系數(shù)為: (110) 275 2.77 4.71 0.2 0 21.08 (111) 155 2.05 空6 2 0.1 業(yè) 22.67 2 Sca J2；2 (112) 21.08_22.67_ 21.082 22.672 15.44 S 1.3~1.5 (113) 故該軸在截面右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。 3.7 分級(jí)機(jī)支架的設(shè)計(jì) 3.7.1 支架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 考慮到軸的安裝，故機(jī)體壁的一邊從和軸中心上下分成兩半，軸裝上以后， 用一個(gè)端蓋通過(guò)螺栓連接再連接到一起。為減少機(jī)體的重量，故只在與軸配合的