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烘干机设计(毕业论文+全套CAD图纸)(答辩通过)

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烘干机设计(毕业论文+全套CAD图纸)(答辩通过)

充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 目录 第一章 摘要 .............................................................................................................................. 2 第二章 烘干机设计任务书 ...................................................................................................... 2 2. 1 毕业设计目的 ................................................................................................................. 2 2. 2 工作原理 ......................................................................................................................... 3 2. 3 设计方案 ......................................................................................................................... 4 2. 4 速机构 ............................................................................................................................ 7 第三章 选择电动机 .............................................................................................................. 8 3. 1 原始数据 ......................................................................................................................... 8 3. 2 选择电动机的型号 ......................................................................................................... 8 3. 4 计算传动装置的运动和动力参数 .................................................................................10 第四章 带设计 ..................................................................................................................... 11 4. 1 电动机功率计算 ............................................................................................................ 11 4. 2 选择带轮的直径1dd,2dd。 ........................................................................................ 11 4. 3 验算带速 v .....................................................................................................................12 4. 4 确定传动的中心距 a 和带的基准长度 Ld, ................................................................12 4. 5 验算不带轮上的包角  ................................................................................................13 4. 6 确定带轮的根数 Z.........................................................................................................13 4. 7 确定带的初拉力 F0 ........................................................................................................13 4. 8 计算带传动作用在轴上的力 FQ(压轴力) ................................................................14 第五章、计设园柱齿轮轮传动 .............................................................................................. 14 5. 2 齿面接触疲劳强度计算 ................................................................................................15 5. 3 齿轮强度计算 ................................................................................................................17 第六章 轴的设计 ...................................................................................................................... 18 6. 1 拟定轴上零件的装配方案 ............................................................................................19 6. 2 确定各轴段的直径和长度 ............................................................................................19 6. 3 轴上零件的轴向定位与固定 .........................................................................................20 第七章 焊接工艺 ................................................................................................................ 23 第八章 选择滚动轴承 ....................................................................................................... 24 第九章 圆柱齿轮三维维造型及其技巧 .......................................................................... 26 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 毕业设计感想 ............................................................................................................................ 35 参考资料 ..................................................................................................................................... 36 烘干机设计及其相关零件三维造型 第一章 摘要 毕业设计是我们在学完三年教学计划所规定的全部课之后,综合运用所学过的全部理论知识与实践相结合的实践性数学环 节。它培养我们进行综合分析和提高解决实际问题的能力,从而达到巩固,扩大,深化所学知识的目的,它培养我们调查研究熟悉有关技术政策,运用国家标准,规范,手册,图册等工具书,进行设计计算,数据处理,编写技术文件的独立工作能力。 我课题是一烘干机设计和烘干机的一些零件三维造型,在画图方面运用大量画图技巧。在此用到的制图软件是 CAD。 关键字 烘干机, AutoCAD, 第二章 烘干机设计任务书 2. 1 毕业设计目的 毕业设计是学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节,是使学生综合运用所学 过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 2. 2 工作原理 烘干机关键工序之一是烘干过程中即采取高温措施,又使新鲜食品内含物迅速地转化,使其水份充分挥发体积缩小。 烘干机技术依据导热介质不同可分为金属导热,蒸气导热,空气导热,采用不同的导热介质可烘干不同的原料。 滚筒烘干机是利用金属导热连续烘干的设备,原料由送料斗送入温度为 200 280C的滚筒内随着筒内导叶板的作用,产生滚筒翻滚抛扬和前进三种运 动,在筒内热空气及筒壁,原料的接触下,表面和内细胞的水分迅速汽化。 烘干原则“烘匀”“烘透”“烘快”在导叶板的螺旋推动下,原料经过 0.52分钟加温由筒尾端送出. 适用范围可烘干各种颗粒状原料. 优点适用范围广,可改进性强、成本低、易控制、结构简单。 缺点噪声大、不易清理内壁和导叶板、烘干过程中不易直接观察食品烘干情况。 1)保色类新鲜绿色食品 杀青(保质) 干燥 2)熟食类新鲜的副食品(必需烧熟才可食用) 加温 保持高温 干燥 全套资料带 CAD图, QQ联系 414951605或 1304139763 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 2. 3 设计方案 方案(一)如图所如 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 图 1.1方案(一) 分析 1, 可以实现抛扬、前进、翻滚运动。 2, 原料温度不衡定要求操作水平高。 3, 原料可迅速升温。 图 1.2 方案(二) 4, 送料始端有原料倒流,可能形成负压,累积现象。 方案(二)如图 1.2所示 分析与方案一相比 1, 采用电炉丝加热温度平衡,能得到稳定的温度。 2, 圆四围及两端加隔热板,减少热量散发。 3, 采用送料斗将原料送入螺旋叶中间避免形成负压,累积现象 。 4, 缺点杀青需多透少闷,而四围封闷出现闷现象。 5, 内螺旋叶焊接困难。 方案(三)如图 1.3所示 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 图 1.3 方案(三) 分析 1, 内圆筒旋转,最底层加热,外螺旋叶便于焊接加热时间长。 2, 内圆筒与外圆筒总有间隙当原料萎软时易出现挤塞现象。 方案(四)如图 1.4所示 分析 1, 导叶板采用厚 2毫米、宽 50毫米、长 2米。 2, 电炉丝加热(采用双丝便于多水分原料加热) 3, 四周壁加隔热板,便于热量贮藏两端通畅,便于进出原料也防止多闷少透。 4, 采用类似台式钻床的多种基准带轮,便于改进传动比 。充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 图 1.4 方案(四) 2. 4 速机构 方案(一) 图 1.5 减速方案 分析由于计设滚筒直径较小,原料较轻时,固采用滚轮磨擦带动蜗轮蜗杆减速。 方案(二,三) 分析量大送料斗出现弯曲迫使滚筒直径加大,重量加大,采用直齿轮和蜗轮蜗杆减速。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 方案(四) 图 1.6 减速方案 本设计用于家庭式制作,量少时保证尽可能提高生产效率,因此采取较高温度,转速相对较快的减速机构,采用直齿轮加多种基准直径的带轮。 具体采用皮带轮输齿轮二级减 速运动经过皮带轮减速小齿轮传到主滚筒上的大齿圈,驱动滚筒旋转,整个减速机构全部安装在底座经螺栓固定在总支架上 。 第三章 选择电动机 3. 1 原始数据 滚筒的尺寸为 450*1620mm直径 *长度 滚筒的转速 v0.3m/s, 滚筒的初拉力 F1000N 3. 2 选择电动机的型号 本机构在常温下连续工作,载何平衡,对起动无特殊要求,但是工作环境灰尘较多,故选用 Y型三相笼型感应电动机,封闭式结构,电压为 380V 1)选择电动机功率。 工作机所需功率 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605   2.196.01 0 0 0/3.02 4 5 31 0 0 0/  ww FvP  2)电动机的工作功率 电动机到滚筒的总功率为 3221  由表 7.3 查得 10.96( V 带传动);20.98(滚子轴承);30.97(齿轮精度为着级); 代入得  0.96 0.68 0.97≈ 0.86 Pd 1.2/0.861.39( KW) 查表 7.2, 选电动机额定功率为 1.5KW 3) 确定电动机转速. 滚筒轴工作转速为 按表 7.3推荐的传动比合理范围,取V带传动的传动比 i1′ 2~ 4,二级圆柱齿轮减速传动比 i2′ 10~ 40,则总传动比合理范围为 i′ 20~ 160,电动机转速的可选取范围为 nm′ i′ nm( 20~ 160) 1.39( 27.8~ 1423) r/min 符合这一范围的同步转速有A三种,可查得三种方案如下 图 2.1 电动机可用型号 综合考虑减轻电动机及传动装置的重量和节省资金,选择同步转速为 1500r/min,-Y90L-4型号,其主要参数如下查. 主要外形和安装尺寸如下 图 2.2 电动机安装尺寸 3. 3计算总传动比各分配各级传动比 . 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 1)计算总传动比 Wm nni / 1500/11.46≈ 86 2)分配传动装置传动比 0iii 式中 i 0i′分别为带传动和减速齿轮的传动比;为使V带传动外廓尺寸不致过大,而 8.20 i,所以 7.308.2/86/ 0  iii 3)分配各级传动比。 39.68.4/7.30/8.43.1/7.303.1/2 2iiiii 3. 4 计算传动装置的运动和动力参数 1)计算各轴转速. I轴 n1nw/i01500/2.8535.7( r/min) II轴 n2n1/i1535.7/12.343.5( r/min) 滚筒轴 n3n243.5( r/min) 2)计算各轴功率 I轴 152.196.02.111  PP ( KW) II轴 10.197.099.0152.12312  pP( KW) 滚筒轴的输入功率 07.198.099.010.1422  PP w( KW) 3)计算各轴转矩 电动机轴的输出转矩 .85.81 5 0 0/39.19 5 5 0/9 5 5 00 mNnPT d I轴 .53.207.535/152.19550/9550 111 mNnPT  . II轴 .9.2415.43/10.19 5 5 0/9 5 5 0 222 mNnPT  滚筒轴的输入转矩 1 0 0 046.11/2.19 5 5 0/9 5 5 0 WWW nPT将上面算得的数据运动参数和力参数列表如下表 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 图 2.3 运动参数和力参数列表 第四章 带设计 一)带传动计设的主要内容选择合理的传动参数,确定带的型号、 长度、根数、传动中心距安装要求(初拉力,张紧装置)、对轴的作用力及材料、结构、尺寸等. 二)求出带的初拉力,以便安装时检查,依据具体情况考虑张紧方案. 三)算出轴压力,以供计设轴和轴时使用. 四)由带轮直径及滑动率计算实际传动比和大带轮转速,以此修正减速器传动比的和输入转矩. 4. 1 电动机功率计算 电机 1500r/min 从到带轮K A = 1.0 计算功率 Pd根据传递功率P并考虑载荷的性质和每天工作时间的长短等因素确定的,即 Pd= KAP式中 P为传递功 率.单位为KW, KA为工作系数,代入得 1.0 1.5= 1.5KW 4. 2 选择带轮的直径1dd,2dd。 首先根据表 14-4表 14-7选取>2dd,为提高带的寿命.在结构允许条件下,应使1dd足够的大,然后再根据公式   112 dd dd选取接近表 14-7 中的数值。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605      54.0100748/745748m in/74887.1/1 4 0 0587.175/1404140745/1 4 0 03/49.51 0 0 060/125.71212111rnimmddsmndvmmddd4. 3 验算 带速 v 因为带过大,带在单位时间应力的循环次数增多,带的寿命将会降低;同时,带受到的离心力显著增大,从而使带下带轮间的压力下降,也会降低带传的工作能力。带速过大时应减小带轮的直径,但带速也不宜太低,因为带速过低,带的有效拉力过大,则所需带的根数 Z过多,一般应保证 v5m/s 54.0100748/745748m i n/74887.1/140087.175/140//25/49.5100060/5.714.3100060/2211rnddismsmndvddd4. 4 确定传动的中心距 a 和带的基准长度 Ld, 如无特殊要求,中心距一般可在 22 21121 dddd ddadd  0.714075≤ a1≤ 2 14075 150≤ a1≤ 432 初选 a1362mm,可按下式计算所需带的计算长度 Ld0     10583624 7514075140214.336224/2/222122110  addddaLd dddd 然后从表 14-2 中选取和 Ld0 相近的 V 带的基准长度 Ld1.查得 1002 按下面公式近似计算实际中心距 a 3 3 42 1 0 8 51 0 0 23 6 22 01  LdLdaa 考虑到安装调整和补偿初拉力 F0 的需要,中心距的变动范围为 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 mmLdaammLdaa994.330100203.033403.091.3171002015.0334015.0m a xm i n   4. 5 验算不带轮上的包角  0000012012016960334751401803.57180add dd合理。 4. 6 确定带轮的根数 Z   lAC kkpp pz 00 式中 Ka 为小包角修正系数考虑, a≠ 1800 对传动能力和影响,查表 14-8; K为带长修正系数,考虑带长不为特定长度时对传动能力的影响,   kKbnP 1110 式中, Kb 为弯曲影响系数考虑带红过大带轮时所受弯曲应力的减小对传动能力的影响,查表 14-9K1为传动比影响系数,考虑 i≠ 1 对传动能力的影响,查表 14-9V 带的根数 Z 愈多,各根 V 带的受力愈不均匀,一般 8- 10,否则应改为选带的截型。 由 6-7 查得 A 型 V 带的额定功 率分别为 1.39KW 和 1.61KW   KWP 6.11200144012001450 39.161.139.10  由表 6-9 查得 KWLp a 08.0 包角系数 Ka0.97 长度系数 KL0。 99   94.099.097.008.06.1 5.1 00  La LKPP PdZ根, 取 Z1 根 4. 7 确定带的初拉力 F0 初拉力 F0 是保证带传动正常工作的必要条件,单根 V 带较适宜的初拉力 F0 的计算公式为 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 NqvKaZvPdF 5415.2500 20   4. 8 计算带传动作用在轴上的力 FQ(压轴力) 为设计安装带轮的轴和轴承,应计算 V 带作用在轴上的 FQ,如果不考虑带两边的拉力差,则压轴力 FQ 可以近似计算为 NzFF Q 102169s in2 00  第五章、计设园柱齿轮轮传动 5. 1注意事项和基本参数 齿轮材的选择要注意毛坏制造方法。直径 d≤ 500㎜时根据设备能力,采用锻造或铸毛坏,当 d> 500㎜时多用铸造毛坯,材料的力学性能与毛坏尺寸有关。 本机构齿轮传动属于开式齿轮传动,其主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断,不会发生点蚀,因为磨损尚没有成熟的计算方法,故只进行齿根弯曲疲劳强度计算,并将按强度计算所得模数增大 10~ 15,来考虑磨损 的影响。 为计算齿轮的强度,同时也为轴、轴承的计算,首先要分析齿轮轮齿上的作用力,如下图所示为轮齿的受力情况,忽略齿面间的磨擦力,齿面作用的法向力Fn,其方向垂直于齿面。为计算方便,将 Fn在节点分解为相互垂直的两个力,即圆周力 Ft和径向力 Fr 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 图 5.1 受力分析 各力的大小, Ft2T1/d12 9550 1.6 103/748 45090N FrFt tgα 90 tg20o32.4N FnFt/cosα 90/cos20o96.7N 式中 T为作 用在小齿轮上的扭矩, T9550P/n d1 小齿轮的分度圆直径,对于变位齿轮应为节圆直径单位㎜, α 分度圆压力角,标准齿轮α 20o P 齿轮传动的名义功率,单位 KW, N 小齿轮转速单位 r/min 各力的方向主、从动齿轮上各对分力的大小相等,方向相反,即 Fr- Fr1, Ft-Ft2,主动轮的圆周力 Ft与其相反,从动轮的圆周为 Ft2与其转速方向相同,两轮的径向力 Fr1, Fr2沿径向分别指向各自的轮心。 5. 2 齿面接触疲劳强度计算 齿面的疲劳点蚀与齿面接触应力的大小有关,为保证在预 定期的工作时间里不发生疲劳点蚀,应使齿面的接触应力σ H,小于其许用接触应为 [σ H],即σ H≤ [σ充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 H]。  1111122212121 EuEuLFnH  222121 111EuEuZ EZE 为弹性系数,单位为 MPa L 接触线长度,单位 mm  为综合曲率半径,单位 mm 21 分别为两圆柱体的曲率半径 q 接触区域单位长度上的载荷,单位为 N/m  2c osc os 22  Zab FtZb aFtLFnq  b为齿轮的工作宽度,单位为 mm Z 重合度系数   31s i n2s i n2s i n2s i n21s i n211111121122121adadaddddadadU为齿数比 将( 2)( 3)代入到( 1)得, co n aauubdKF tZZEH .s in211   令 aaZ H cossin 2 ∴   uubdK F TZZZHEH11充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605     222121222221113065540302 0 2 5 02.125.29.1738.2296790302 0 2 5 02.125.28.189/60011600lim/59511595limHHHHHHHHHHHHmmMSZmmNsZ∴接触强度足够 ZE 为弹簧性系 数。 L 接触线长度,单位㎜ ρ ∑ 综合曲率半径,单位㎜。 ρ 1 ,ρ 2 分别为两圆柱体的曲率半径。 Q 接触区域单位长度上的载荷,单位为 N/ m. b 齿轮的工作宽度,单位㎜ Zε 重合度系数。 5. 3 齿轮强度计算 齿根的疲劳折断与齿根的弯曲应力及齿根的应力集中等因素有关,为使齿根在预期的工作时间里不发生疲劳折断,应使齿根最大弯曲应力σ f,小于其许用弯曲应力 [σ f],即σ f≤ [σ ]。 ( 1)按表 23.2-22 б FFt/6mn KA KV KFβ KFα YFS Yεβ ( 2)式中弯曲强度计算 的载荷系数 KFβ KHβ 1.65 KFα KHα 1.1 ( 3)复合齿形系数 YFS按 Zv321.4, Zv487.6,查图 23.2-24 得 YFS34.3 , YFS43.9 ( 4)弯曲强度计算的重合度与螺旋角系数 按ε vα 1.64,β 12, 查图 23.2-28 得 Yεβ 0.68 ( 5)将以上各数值代入齿根弯曲强度计算公式得 б F378399/( 147 8) 1.5 1.01 1.65 1.1 4.3 0.68536 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 б F4б F3 YFS4/ YFS3536 3.9/4.3486 ( 6)计算安全系数 SF由表 23.2-22 得 SFб FE YN YSrelT YRrelT YX/б F ( 7)式中寿命系数 YN对合金钢,由图 23.2-30 查得弯曲疲劳应力循环基数为 N∞ 3 106, N3﹥ N∞ , N4﹥ N ∴ YN3 YN41 ( 8)相对齿根圆角敏感系数 YSrelT 由图 23.2-24 得 YSrelT3 YSrelT41 ( 9)相对齿面状况系数 YRrelT由表 23.2-45, Ra3Ra41.6μ m,按式( 23.2-24)得 YRrelT1 ( 10)尺寸系数 YX由图 23.2-31 得 YX1 ( 11)将以上数值代入安全系数计算公式得 SF3 900 1 1 1 1/4861.68 SF4 860 1 1 1 1/4861.77 ( 12)由式( 23.2-20)可知 SFm in1.4 ∴ SF3、 SF4 均大于 SFm in,故安全。 第六章 轴的设计 轴的结构设计必须考虑以下几个主要因素轴在机器中的安装位置有形式 ;轴上安装的零件的类型、尺寸、数量以及轴联接的方法载荷的性质、大小、方向及分布情况;轴的加工工艺和装配工艺性等。 影响轴的结构的相关因素颇多,所以轴的结构设计具有较大的灵活性和多样性。 在进行轴的结构设计时,一般应已知装配简图如图 17- 8,轴的转速,传递的效率,以及轴上零件的主要参数和尺寸等。 下面以图 17- 8所示单级圆柱齿轮减速器的输入轴的结构设计为例,介绍轴的充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 结构的一般步骤和方法。 图中齿轮距箱体内壁的距离为 a;流动轴承内侧端面离箱体内壁的距离为 s; v带轮内侧端面流动轴承端盖的距离为 L; a、 s和 L均为经验数据。 6. 1 拟定轴上零件的装配方案 轴的结构形式取决于轴上零件的装配方案。因而在进行 轴的结构设计时,必须拟订几种不同的装配方案,以便进行比较与选择。图 17- 9a所示轴的结构形式即为装配方案之一,按该方案装配时,圆柱齿轮、套筒、左端轴承、左端轴承端盖和 V型带轮依次从轴的左端装配。图 17- 9b所示为另一装配方案,该方案多用了一个套简。下面选图 17- 9a方案进行设计。 6. 2 确定各轴段的直径和长度 ( 1)各轴段的直径 轴的直径取决于它所承受的载荷的大小。由于设计初期的长度、跨距及支座反力等都未确定,无法求出轴所受的载荷,此时只能用类比法或根据轴所传递的转矩的大小,初估轴的直径。 根据 所传递的转矩估算轴的最小直径 d,其强度条件为 公式 式中,扭转剪应力,单位为 Mpa; T为轴传递的转矩,单位为 N.mm;Wt为轴的抗扭截面模量,单位为 mm3; P为轴的传速,单位为 r/min;d为轴的直径; [ ]为许用扭转切应力,单位为 Mpa,见表 17- 2。 由上式可得轴直径的设计公式 公式 式中, A=,其值查表 17- 2。 表 17- 2 轴常用材料的 [ ]及 A值 注 1 表中所列的 [ ]及 A值,当弯矩较扭矩小或只受扭矩时, [ ]取较大值, A取较小值;反之 [ ]取较小值, A取较大值; 2 当用 Q235及 355i Mn时, [ ]取较小值, A取较大值。 ( 2)各轴段的长度 各轴段的长度主要是根据安装零件与轴配合部分的轴向尺寸(或者考虑安装零件的位移以及留有适当的调整间隙等)来确定。如图 17- 9a所示,公式(此处 B为轴承宽度); L3为齿轮宽度,而 L1则应根据联轴器的毂长,并考虑到轴承部件的设计要求及轴承端盖和联轴器的装拆要求等定出。确定轴的各段长度应考虑保证轴向定位的可靠,与齿轮、联轴器等相配部分的轴长一般应比毂长短 2- 3mm。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 6. 3 轴上零件的轴向定位与固定 轴上零件的轴向定位和固定的方式,常用的有轴肩、轴环 、锁紧挡圈、套筒、圆螺母和止动垫圈、弹性挡圈、轴端挡圈及圆锥面等。其特点及就应用见表 17- 3。 在轴上零件轴向定位和固定的方法确定后,轴的各段直径和长度才能真正最后确定下来。 轴的强度计算 轴的强度计算应根据轴上所受载荷情况采用相应的计算方法。对仅传递扭矩的的传动轴,按扭转强度由式( 17- 1)、( 17- 2)计算对既承受弯矩又承受扭矩的转轴,应按弯扭合成强度计算,必要时还应按疲劳强度条件精确校核安全系数。这些问题的一般计算方法,第十一、十二章已有较为详细和深入的讨论,本章不再重复。介考虑到轴的强度计算 在工程上接触较为多,也较为发,所以,本章将首先根据条十一、十二章中关于强度计算的一般理论与方法,结合轴的受力特点,分专题概括列出轴的强度计算要点,然后通过一个设计内容与设计要求较全面的轴设计实例,具体展示轴的强度计算的过程、步骤一与内容。强度计算中涉及的说明性插图,直接借用例 17- 1中相应的插图 。 作出弯矩和扭矩图 ①齿轮的作用力在水平面的弯矩图 3 4 9 5 0 . 2 1 3 5 7 4 6 .0 . 1 2 37 4 6 5 0 1 1 4 3 8 .22AZM c z R a N mdM c z M c z F x N m           ②齿轮的作用力在垂直平面内的弯矩图 6 4 3 6 0 . 2 1 3 5 1 3 7 4 .AyM c y R a N m     ③齿轮作用力 在C截面作出最大的合成弯矩 2 2 2 27 4 6 1 3 7 4 1 5 6 3 .M c M c z M c y N m      ④作出扭矩图T 1= 1591.5N .m 6轴的强度校核 ①确定危险截面 由轴的结构尺寸及弯矩图、扭矩图、截面C处弯矩最大,对C截面进行强度校核 ②安全系数校核计算 由于该减速器轴转动弯矩上起对称循环的弯应力,转矩引起的我脉循环的剪应力 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 a、弯曲应力幅为 3331563 8 . 40 . 1 0 . 1 2 30 . 132aMc M P aww d d  其 中b、由于是对称循环弯曲应力,故 0m  图 6.1 受力分析图 c、由公式( 26.3-2)得 1 3 8 0 142 8 . 4 01 0 . 6 2amS k            式中 1 对称循环应力下的材料弯曲疲劳极限,由表 26.1-1 取 1 = 380M充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 P a K 弯曲和扭转时的有效应力集中系数,由表 26.3-57 取 K = 2,因为齿轮与轴为套体  表面质量系数,由表 26.3-8 取  = 1  弯曲和扭转时的尺寸影响系数,由表 26.3-11 取  = 0.62 d、剪应幅为 21 1 5 9 1 . 5 2 1 3 8 1 1 9 / 2 . 12 2 0 . 0 0 0 3 7 2 1 1 7 3Tm N m M P aWp       式中W p 抗扭断面系数 3 3 30 . 2 0 . 2 0 . 1 2 3 0 . 0 0 0 3 7 2 1 7 316W p d d     e、由式( 26.3-3)得 1 2 3 0 361 . 7 2 . 1 0 . 2 9 2 . 11 0 . 6 2mS k            式中 1 42C rMo 扭转疲劳极限,由于 26.1-1 得 1 = 230MP a K 剪应力有效应力集中系数, K 取为 1.7  同正应力情况  平均应力折算系数, 由表 26.3-13 取  = 0.29 f、轴C截面安全系数 由式( 26.3-1)得 2 2 2 21 4 3 6 131 4 3 6SSSSS   g、由表 26.3-4 可知[S]= 1.3-1.5 可见S>[S] 所以该轴C截面是安全的 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 第七章 焊接工艺 本烘干机底部支撑采用大量焊接。 1)焊接热源和金属熔池的温度高于一般冶金温度,因而使金属元素强烈蒸发、烧损,并使高温区的气体分解为原子态,从而使一系列物理化学反应更加激烈。 2)金属熔池的 体积小,冷却快,熔池处于液态的时间很短 以秒计 ,致使各种化学反应难于达到平衡状态,造成化学成分不够均匀。有时还会使金属熔池中的气体及杂质 如氧化物、氮化物 来不及逸出,而在焊缝中造成气孔、夹渣等缺陷。从而使焊缝金属的塑性和冲击韧性显著降低。为此,要获得优质的焊缝,必须解决两个主要问题防止空气对焊接区域的有害影响;保证焊缝金属有合适的化学成份,以达到与母材金属等强度。 为了防止空气对焊接区域的有害影响,可在焊接区域外围采用气体保护层,如电焊条药皮中加入造气剂、气体保护焊采用保护气体都属于这种措施。另 外,在药皮中加入造渣剂以形成熔渣覆盖到液态金属的表面,同样能起到保护作用。 为了保证焊缝金属有合适的化学成分,可通过焊条药皮或焊剂,也可以通过焊条芯或焊丝向焊缝金属输入脱氧剂进行脱氧,加入合金化元素,以利于改善和提高焊缝金属的机械性能。 焊接电弧对电源的要求 电弧焊设备是供给电弧焊电源的装置,它可以是直流电源装置,也可以是交流电源装置,为了便于引弧和电弧的稳定燃烧,以保证焊接过程的顺利进行,焊接电源必须满足下列基本要求。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 1)应用适当的空载电压 为便于引弧,空载电压不 能太低。但如果太高,则焊工操作不安全。故一般控制在 5090V 之间。 2)焊接电源应具有陡降的外特性曲线 电源的外特性是指电路上负荷变化时,电源供给的电压与电流的关系,这个关系通常用曲线表示 图 1-4,称为外特性曲线。一般工业用电 电灯照明、电力传动等 需要工作电压恒定不变,这类电源的外特性曲线是水平的,不能用作焊接电源。只有具有陡降的外特性曲线的焊接电源,才能确保电焊机的安全工作。焊接短路时,焊接电源的电压降低到几乎等于零,由于外特性曲线是陡降的,因此短路电流不致过大,可避免电焊机被烧 坏。另外,电弧引燃后的电弧电压 与电弧长度有关 一般在 1635V 范围内变化,这时焊接电源供给的电压也下降,可保证电弧的稳定燃烧。 3)焊接电源应能根据焊件的材质和厚度不同,方便地进行调节。 第八章 选择滚动轴承 减速器中常用的轴承是滚动承,滚动轴承类型可参照如下原则进行选择 ( 1)考虑轴承所承受载荷的方向与大小。原则上,当轴承仅承受纯径向载荷时,一般选用深沟球轴承,当轴承既承向载荷时,一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。 当轴承既承受径向载荷又承受轴向载荷,但轴向载荷不大时,应优先选用深沟球轴 承。 ( 2)转速较高、旋转精度要求较载荷较小时,一般选用球轴承。 ( 3)载荷较大且有冲击振动时,宜选用滚子轴承。 在相同外形尺寸下,滚子轴承一般比球轴承载能力大,但当轴承同径 d20mm时,这种优点不显著,由于球轴承价格低廉,这时应选择球轴承。 4轴的刚度较差、支承间距较大,轴承孔同轴度较差或多支点支承时,一般选用自动调心轴承;反之,不能自动调心的滚子轴承仅能在轴的刚度较大、支承间距不大、轴承孔同轴度能严格保证的场合。 5同一轴上各支承应尽可能选用同类型号的轴承。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 6经济性。若几种轴承都适合工作 条件,则优先选用价格低的。 轴的结构设计 轴的结构主要取决于轴上零件、轴承的布置、润滑和密封,同时需满足轴上零件定位正确、固定牢靠、装拆方便、加工容易等条件。轴一般设计成阶梯轴,如图 10.8、图 10。 9 所示。 轴的径向尺寸的确定 以初步确定的轴径 见 8.3 节 为最小轴径,根据轴上零件的受力、安装、固定乃主加工要求,确定轴的各段径向尺寸,轴上零件用轴肩定位的相邻轴径的直径一般相差 510mm。当滚动轴承肩定位时,其轴肩直径由滚动轴承标准中查取。为了轴上零件装拆方便或加工需要,相邻轴段直径之差应取 13mm。轴上装滚动轴 承和密封件等处的轴径应取相应的标准值。 需要磨削加工或车制螺纹的轴段,应设计相应的砂轮越程槽或螺纹退刀槽。 轴的轴向尺寸的确定 轴的轴向尺寸主要取决于轴上传动件的轮毂宽度和支承件的轴向宽度及轴向位置,并应考虑利于提高轴的强度和刚度。 如图 10.8 为保证轴向固定牢靠,应保证 C23mm,同理,轴外伸段上安装联轴器、带轮、链轮时,必须同样处理。 图 10.7 中,轴承用脂润滑,为了安装挡油环,轴承端面距箱体内壁距离为1015mm;若轴承用油润滑,则取为 35mm。 轴上平键的长度 应短于该轴段长度 510mm,键长要圆整为标准值。 图 10.8 中,轴上零件端面距轴承盖的距离为 B。如轴端采用凸缘式联轴器,则用嵌入式轴承盖时,则 B 可取 510mm。 轴的强度校核 根据初绘装配草图的轴的结构,确定作用在轴上的力的作用点。一般作用在零件、轴承处的力的作用点或支承点取宽度的中点,对于角接触球轴承或加圆锥滚子轴承,则应查手册来确定其支承点。确定了力的作用点和轴承间的支承距离后,可绘出轴的受力计算生产力简图,绘制弯矩图、扭矩图和当量弯矩图,然后对危险剖面进行强度校核。 校核后,如果强度不够应 增加轴径,对轴的结构进行修改或改变轴的材料。如果强度已够,而且算出的安全系数或计算应力与许用值差不大,则初步设计的轴结构正确,可以不再修改;若计算值小于许用应力,也不要马上减小轴径,因为轴径不仅由轴的强度来确定,还要考虑联轴器或对轴的直径要求及轴承寿命、充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 键连强度等要求。因此,轴径大小应在满足其他条件后,才能确定。 键连接强度校核,应校核轮毂、轴、键三者挤压强度的弱者。若强度不够,可增加键的长度,或改用双键,甚至可考虑增加轴径来满足强度的要求。 根据检验计算的结果,必要时应对装配底图进行修改。 滚动轴承的组合 设计 轴承的组合设计应从结构上保证轴系的固定、游动与游隙的调整,常用的结构有 1.两端固定 这种结构在轴承支点跨距 300mm 的减速器中用得最多。 对可调间隙的向心角接触轴承,可通过调整轴承外圈的轴向位置得到合适的轴承游隙,以保证轴系的游动,并达到一定的轴承刚度,使轴承运转灵活、平稳。 有固定间隙的轴承,如向心球轴承 深沟球轴承 可在装配时通过调整,使固定件与轴承外圈外侧留有适量的间隙。 2.一端固定,一端流动 此轴系结构比较复杂,但容许轴系有较大的热伸长。多用于轴系及点跨距较大、温升较 高的轴系中。安排轴承时,常把受径向力较小的一端作为游动 ,以减小游动时的摩擦力。固定端可选用一个向心球轴承;但支点受力大、要求刚度高时,也可以采用一对向心角接触轴承组合,并使轴承间隙达到最小,它的缺点是结构较复杂。 第九章 圆柱齿轮三维维造型及其技巧 实例效果 本例完成圆柱齿轮的绘制,最终效果如图 50-1 所示。 操作要点 本例主要使用的命令有圆柱体 cylinder、圆 circle、圆弧 arc、修剪 trim、拉伸extrude、直线 line、差集 subtract、阵列 array、圆角 fillet和渲染 render。 制作圆柱齿轮 1。选择[文件] /[新建]命令,或者单击[标准]工具栏中的按钮,进入绘图窗口。 2。选择[绘图] /[实体] /[圆柱体]命令,或单击[实体]工具栏中的按钮 ,充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 或在命令行输入 cyline 命令启动画圆柱体命令,绘制一个以 0,0,0为圆心,底面直径为 190,高为 60 的圆柱体。 3。选择[绘图] /[圆] /[圆心、直径]命令,或单击[绘图]工具栏中的按钮,绘制 3 个以 0,0为圆心,直径分别为 190,200,和 208 的圆,如图 50-2 所示。 4。选择[绘图] /[圆弧] /[三点]命令,或单击[绘图]工具栏中的圆弧按钮,绘制两段圆弧,结果如图 50-3 所示。 5。选择[修改] /[修剪]命令,或单击[修改]工具栏中的修剪按钮,将图形修剪为如图 50-4 所示。 6。选择[视图] /[三维视图] /[东南等轴测]命令,进入东南等轴测窗口。 7。选择[绘图] /[面域]命令,或在[绘图]工具栏中单击面域按钮,将轮齿廓曲线所围区域定义为一个面域。 8。选择[绘图] /[实体] /[拉伸]命令,或在命令行输入 extrude 命令,启动拉充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 伸面命令,将轮齿廓面拉伸成高为 60 的轮 齿实体,结果如图 50-5 所示。 9、选择[修改] /[陈列]命令,或在[修改]工具栏中单击陈列按钮,弹出[陈列]对话框,设置参数如图 50-6 所示,单击选择对象按钮,选择第 8 步绘制的拉伸实体,单击[确定]按钮,陈列如果如图 50-7 所示

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