洗铜棒机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 洗铜棒机 的设计 摘 要 本设计是机械行业中较常用的洗铜棒机，主要用于清洗影响铜棒的使用性能的污垢。它具有造价低，使用方便，操作简单等特点， 具有较好的实用性 。其原理是靠锯末，稻壳，木屑等与铜棒在低速的滚筒中进行摩擦来实现清洗的效果。它主要由原动机，减速器，滚桶，机架，联轴器，键等联接件组成。动力系统的原理是：由高速旋转的电动机作为原动机，经联轴器减速器后需要的转速带动滚桶旋转。 并根据要求对减速器，滚等的结构进行了详细的设计计算。首先：根据工作机即滚桶所需的功率选择电动机的功率；其次；根据电动机传递的功率进 行减速器及滚桶的设计 ；最后是进行联轴器，轴承，键的选择及校核。 此次设计主要用到了机械设计的知识，并查阅了机械零件，等书籍机械零件手册等书籍。 关键词： 电动机 ， 齿轮 ， 联接件 ， 轴 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is in is of It to is to on of in of to It of 110mm a of as a of to 10mm to of of to 10mm of to is of of of as 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 前 言 . 1 第 1 章 传动装置的总体设计 . 2 定传动方案 . 2 择电动机 . 2 动机容量的选择 . 2 动机转速的选择 . 3 定传动装置的总传动比及其分配 . 4 算传动装置的运动及动力参数 . 4 计计算传动零件 . 5 速齿轮组的设计与强度校核 . 5 速齿轮组的结构设计 . 9 速齿轮组的设计与强度校核 . 9 速齿轮组的结构设计 . 12 验传动比 . 12 计计算轴 . 12 第 2 章 滚桶及滚桶轴的设计 . 21 桶的设计 . 21 桶轴的设计 . 21 第 3 章 常用件标准件的选用及校核 . 24 轴器及键的 选用及 校核 . 24 荷计算 . 24 择联轴器的型号 . 24 核螺栓联接强度 . 24 动轴承的选择及计算 . 25 承的校核 . 25 择联轴器的型号 . 26 核键连接强度 . 26 结 论 . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辞 . 29 参考文献 . 30 外文资料翻译 . 31 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 前 言 洗铜棒机的主要作用是将铜棒上的污物清洗掉，以保证铜棒的理化特性不受污物的影响。例如：铜棒的导电性等。然而其主要零件是减速器和桶体。 齿轮减速器的特点是效率高、寿命长、维护简便，因而应用极为广泛。 由于我国加入了 此我国的机械制造业同时面临机遇与挑战。机遇在于我们可以引进国外的先进技术加以消化吸收，从中学习技术，为以后的自我制造打基础。挑战在即。虽然我国的机械制造业有了一定的发展，但比较起国外的先进技术还有很大的距离。尤其在 ，设计方法与手段、制造工艺、制造自动化及管理等。我们抓住机遇，迎接挑战 坚决贯彻“以科技为先导，以质量主体”的方针，进一步推动企业的振兴。面对我国经济近年来的快速发展，机械制造工业的壮大，在国民经济中占重要地位的制造业领域得以健康快速的发展。制造装备的改进，使得机械设计的，地位越来越重要。 随着全球制造业向中国的转移，随着我国综合国力的进一步增强和加入世界贸易组织（ 我国经济全面与国际接轨，并正在成为全球最重要的制造业基地。企业面临的将是一个全球化的市场与竞争。为了能在激烈的国际化竞争中赢得先机，先进的设计软件是必不可少的。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 第 1 章 传动装置的总体设计 定传动 方案 采用二级圆柱齿轮减速器，适合于繁重及恶劣条件下长期工作，使用与维护方便。（缺点：结构尺寸稍大） 高速级常用斜齿，低速级可用直齿或斜齿。由于相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮在远离转矩输入端，以减少因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均的现象。常用于载荷较平稳的场合，应用广泛。传动比范围： i = 8 40。 图 1体示意图 择电动机 动机容量的选择 稳定运转下工件机主轴所需功率： 00*4009550 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 工作机主 轴转速 n 为：由已知条件知为： 100r/作机主轴上的转矩 T 为：由已知条件知为： 400传动简图所示，初选联轴器为弹性柱销联轴器和凸缘联轴器，滚动轴承为滚子轴承，传动齿轮为闭式软齿面圆柱齿轮，因其速度不高，选用7 级精度 (则机械传动和摩擦副的效率分别如下表 1 表 1械传动和摩擦副 弹性柱销联轴器 = 子轴承 = 式圆柱齿轮（ 7 级） = 缘联轴器带效率（刚性） = 1 滚筒及运输 = 以，电动机至工件机主轴之间的总效率为： = 1 * 以电动机所需功率为 PP 电动机转速的选择 在三相异步电动机产品规格中，同一功率的有四种同步转速。按电动机 的 极 数 为 2 级， 4 级， 6 级， 8 级 ， 其 同 步 转 速 分 别 为3000r/500r/000r/50r/ 种。并可从产品规格中查到与同步转速相应的满载转速，它略低于同步转速。 考虑到电动机的本身经济，尺寸，重量及传动方按工作条件初选同步转速为 1500r/000r/电动机，对应的额定功率为 电动机型号分别取电动机的有关技术数据及相应算得的传动比见 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 表 1动机的拟定方案 方案号 电动机型号 额定功率 同步转速 满载转速 总传动比 I 500r/400r/4 132000r/40r/过这两种方案的比较可 以看出：方案 1 选用的电动机转速高，质量轻，价格低，总传动比为 14 对二级传动来说完全可以实现，与方案 2 相比方案 1 比较好，故选用方案 1。 选取电动机的转速为 n = 1500 上表可知，取电动机型号为所选取电动机： 额定功率为 5.5 满载转速为 rn m 定传动装置的总传动比及其分配 总传动比 141001440 m 选用等浸油深度原则，查图 2 1i=2i= 算传动装置的运动及动力参数 各轴转速： n= rn m n= m i n= m i 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 各 轴的输入功率： 3 0 8 2 4 8 d 电动机的输出转矩： 各轴的输入转矩： 同理 表 1动参数 电动机 两极圆柱齿轮减速器 工作机 轴号 0 轴 1 轴 2 轴 3 轴 4 轴 转速 1400r/400r/ 功率 距 00计计算传动零件 取齿宽系数 a= 高速齿轮组的设计与强度校核 1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。 (1) 如上图所示，选用斜齿圆柱齿轮传动，四个齿轮均为斜齿，有利于保障传动的平稳性。 (2) 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度（ 88）。 (3) 材料选择。由表 10 1 选择小齿轮材料为 40 质），硬度为 280齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240者材料硬度差 12 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 为 40 (4) 初选小齿轮齿数 1Z=24，大齿轮齿数为 2Z=1Z= 2Z=128。 (5) 初选螺旋角 = 14。 2. 按齿面接触强度设计 确定公式内的数值 (1) 试选 图 10 30 选取区域系数 (2) 外啮合齿轮传动 dd=1+u)* a=+ (3) 查表 10 6 得材料的弹性影响系数 1 (4) 由图 10 21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为 1600齿轮的接触疲劳强度极限为 2550 (5) 计算 1N。 1=60nj 0*1440*1*(2*8*300*10)=910 同理 2N=810 (6) 计算接触疲劳许用应力 (7) 取失效概率为 1%，安全系数为 S=1 ，则 1 H= 1S=540 H= 2S=以 H=（ 540+(1) 由小齿轮分度圆直径 3 211 )()1(2 =2) 计算圆周速度 v= 1000*6011 nd t=s (3) 计算齿宽 b 及模数 d文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 t 4 9 h=b/h=4) 计算 载荷系数 K 已知使用系数 A=1，根据 v=s ， 7 级精度，由图 10得动载 牙齿向载荷分布系数 3： 所以载花系数 K = =(5) 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 (6) 计算模数 n 76 圆整为 2. 按齿根弯曲强度设计 3 2131c o 确定计算参数 (1) 计算载荷系数 K = 2) 计算当量齿数 11 同理 2v=3) 查取齿形系数 由表 10得齿形系数 应力校正系数 2. 由图 10得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 B. 001 802 C. 由图 10得弯曲疲劳寿命系数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 D. 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S= M P 111 ；同理 2 F=. 计算大、小齿轮的 并加以比较 111 222 Y=以 ,大齿轮的数值大 5. 设计计算 3 2121c o =比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径 来计算应有的齿数。于是有 = 取 1Z=21 则 2Z=u 1= 11 6. 计算中心距 a= ( 21 圆整为 137 值改变不多，故参数 a、 K、 7. 按圆整后的中心距修正螺旋角 因值改变不多，故参数 a、 K、 8. 计算 大、小齿轮的分度圆直径 同理 2d= . 计算齿轮宽度 b= 1 圆整后取 52 1B=60文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 速齿轮组的结构设计 齿根圆直径为 (2 *11 1+2=顶圆直径为 *11 速齿轮组的设计与强度校核 1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (1) 如前图六 A 所示，选用斜齿圆柱齿轮传动，四个齿轮均为斜齿，有利于保障传动的平稳性。 (2) 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度（ 88）。 (3) 材料选择。由表 10 1 选择小齿轮材料为 40 质），硬度为 280齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240者材料硬 度差为 40 (4) 初选小齿轮齿数 3Z=24，大齿轮齿数为 4Z=3Z=84。 (5) 初选螺旋角 = 14。 2. 按齿面接触强度设计 3 223 )()1(2 确定公式内的数值 (1) 试选 图 10 30 选取区域系数 2) 由图 10 26 查得 3a=4a= 所以 a=3)外啮合齿轮传动的齿宽系数 d=1+u)* a=+4) 查表 10 6 得材料的弹性影响系数 1) 由图 10 21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为 3600齿轮的接触疲劳强度极限为 4550(6) 计算应力循环次数 4N=60nj 0*(2*8*300*10)=810 同理 3N=810 由图 10 19 查得接触疲劳寿命系数 3 47) 计算接触疲劳许用应力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 取失效概率为 1%，安全系数为 S=1 ，则 3 H= 3S=582 H= 4S=以 H=. 计 算 (1) 小齿轮分度圆直径 所以 3 223 )()1(2 =2) 计算圆周速度 v= 1000*603 s (3) 计算齿宽 b 及模数 nt b= dt h=b/h=4) 计算纵向重合度 =d15) 计算载荷系数 K 已知使用系数 ，根据 v=s ， 7 级精度，由图 10得动载系数 表 10得 以 载荷系数 K = =6) 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 (7) 计算模数 n 79 圆整为 3文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 4. 按齿根弯曲强度设计 3 2322c o 确定计算参数 (1) 计算载荷系数 K = =2) 计算当量齿数 o s 233 ZZ v 同理 43) 查取齿形系数 由表 10得齿形系数 Y ； Y 应力校正系数 4S=4) 由图 10得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 003 ；804 (5) 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S= M P 33 ； 同理 4 F=算大、小齿轮的 并加以比较 齿轮的数值大 5. 设计计算 3 2322c o =比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径 来计算应有的齿数。于是有 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 =取 3Z=22 则 4Z=u 3=77 (1) 计算中心距 a= ( 43 圆整为 154 2) 按圆整后的中心距修正螺旋角 43 3221153 5 8 8 (a r c c o s a n 因值改变不多 ，故参数 K、 (3) 计算大、小齿轮的分度圆直径 4 4 同理 4d=4) 计算齿轮宽度 b= 3 圆整后取 54 3B=70 低速齿轮组的结构设计 齿根圆直径为 (2 *33 齿顶圆直径为 33 a 验传动比 实际传动比为 11 1 1 实 141001440 m 所以传动比相对误差为 (买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 计计算轴 1. 低速轴的设计与计算 (1) 列出轴上的功率、转速和转矩 8 9 6 9 8 n= m i 12 (2) 求作用在齿轮上的力 因已知低速级大齿轮的分度圆直径为 4d= 3221153 5 8 8 而 圆周力 t 2 85 5 96 0 2 3 5 5*2243 径向力 向力 (3) 初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为 45 钢，调质处理。由表 15 0A=120，则 i n 输入轴的最小直径显然是安装联轴器的直径 d处，如上图所示。为了使所选轴直径 d与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。 查表 14虑到转矩变化较小，所以取 ： 联轴器的计算转矩为 所以，查标准 5843用 凸缘联轴器，其公称转矩为 1000孔长度 L=112 1L=84孔直径 D=50取d=50 轴的结构设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 2. 拟定轴上零件的装配方案 (1) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 . 为满足联轴器的轴向定位要求， -轴段左端需制出一轴肩，所以取d=55端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径 D =6092 1986）。为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故 -段的长度就比 1取 -l=80 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用圆锥滚子轴承。由工作要求及 d=55 297择 7208 ， 其 尺 寸 为 d*D*T=6010 a=故 60 ，而 l =5=齿轮距箱体内壁间距为 15取为 40端滚动轴承采用轴肩进行定位，由手册上查得 30212型轴承的定位轴肩高为 以 d =69 取安装齿轮处的轴段 -的直径 d=65轮与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮的轮毂宽度为 65了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取 l =60轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度 h h=6轴环处的直径为 d=77环宽度 b l=12 轴承端盖的总宽度为 20由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与联轴器右端面间的距离 30取 50。 取中间轴上 两齿轮间距为 20则 l =为 23l =15+55+（ 20=78 至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 (2) 轴向零件的周向定位 齿轮、联轴器与轴的周向定位均采用平键联接。由键联接所在轴径的大小，查得，齿轮处： b * h = 20 12 1096 1979)，长度为50时为保证齿轮与轴配合有良好 的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 H7/样，在联轴器与轴联接处，选用平键 1600轴器与轴的配合为 H7/动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 (3) 确定轴上圆角和倒角尺寸 查表 15轴端倒角为 2 * 45，各轴肩处的圆角半径见前图。 3. 求轴上的载荷 首先作出轴的计算简图。由轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图如下： 1 2166. 68N 22= 1的剪力弯矩图 4. 按弯扭合成应力校核轴的强度 进行弯钮校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。取 a=的计算应力为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 W 32 )( 已选定轴的材料为 45 钢，调质处理，由表 15得 1=60此是安全的。 5. 精确校核轴的疲劳强度 (1) 判断危险截面 截面 A、 B 只受扭矩作用，虽然键槽、轴肩及过渡配合引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最 小直径是按扭转强度较为宽裕地确定的，所以这几个截面均不需要校核。 从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面和处过盈配合引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，截面 C 上的应力最大。截面和的应力集中的影响相近，但截面不受扭矩作用，故不必作强度校核。截面 C 上虽然应力最大，但应力集中不大（过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端），而且这里轴的直径最大，故截面 C 也不必校核。截面、更不必校核。由第三章可知，键槽的应力集中系数比过盈配合的小，因而该轴只需校核截面的左右两侧即可。 (2) 截面左侧 截面左 侧 的 弯 矩 M 为 M=（ 上的扭矩 截面上的弯曲应力 =面上的扭转切应力 =的材料为 45 钢，调质处理。由表 15得 B=6401=275=155 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数 取。因为 r/d=2/65=D/d=77/65=以 a=a=由附图 3得轴的材料敏感系 数为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 q=q= 所以有效应力集中系数为 )1(1 )1(1 附图 3尺寸系数 ，由附图 3扭转尺寸系数 = 轴按磨削加工，由附图 3表面质量系数为 轴未经表面强化处理，即q=1，则得综合系数值为 11 1 3 3碳钢的特性系数 ， 求安全系数 . 1=21 =2 = S=可知安全 (3) 截面右侧 抗弯截面系数 W 按表 15的公式计算， W=扭截面系数 矩 M 及弯曲应力为 M=（ =面上的扭矩 截面上的扭转切应力 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 由附表 3插入法求出 k=k= 按磨削加工，由附图 3表面质量系数 故得综合系数 11 1 安全系数 1=221 =2 = S=可知其安全 6. 中间轴的设计与计算 (1) 列出轴上的功率、转速和转矩 0 9 8 0 8 12 n= m i (2) 求作用在齿轮上的力 因已知 高速轴小齿轮的分度 圆直径为 3831155 2 7 1 轴向力 n 而 圆周力 t 211 (3) 初步确定轴的最小直径 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 选取轴的材料为 45 钢，调质处理。由表 15 0A=120，则 i n 输入轴的最小直径显然是安装联轴器的直径 d处，如上图所示。为了使所选轴直径 d与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。又因为所选取电动机型号为 其轴径 D=以必须选取轴孔直径系列包括 D=38联轴器。 查表 14虑到转矩变化较小，所以取 ： 联轴器的计算转矩为 所以，查标准 5014用 弹性柱销联轴器，其公称转矩为 630 000联轴器长 L=82联轴器与轴配合的毂孔长度1L=60 7. 轴的结构设计 (1) 拟定轴上零件的装配方案 (2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (3) 轴向零件的周向定位 (4) 确定轴上圆角和倒角尺寸 8. 高速轴的设 计与计算 (1) 列出轴上的功率 、转速和转矩 3 0 8 2 4 8 n= rn m (2) 求作用在齿轮上的力 因已知高速级小齿轮的分度圆直径为 3831155 2 7 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 而 圆周力 t 211 径向力 向力 n (3) 初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为 45 钢，调质处理。由表 15 0A=120，则 i n 输入轴的最小直径显然是安装联轴器的直径 d处，如上图所示。为了使所选轴直径 d与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。又因为所选取 电动机型 号为 其轴径 D=以必须选取轴孔直径系列包括 D=38联轴器。 查表 14虑到转矩变化较小，所以取 ： 联轴器的 所以，查标准 5014用 弹性柱销联轴器，其公称转矩为 630 000联轴器长 L=82联轴器与轴配合的毂孔长度1L=60参考机械设计基础）书上。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 第 2 章 滚桶及滚桶轴的设计 桶体的设计 由已知条件知，所洗铜棒的长度为： 980了避免铜棒与桶体发生干涉。影响铜棒的洗刷 效果，及相互摩擦造成的损伤，故铜棒有桶体之间应留一定的距离。所以滚筒的长度应取 1100之前所设计的所洗铜棒的数量可知，桶体的直径应取 400满足设计要求。 为了避免滚筒与支架之间发生干涉，所以也应留出一定的距离。取单边距离为 100 ，故滚筒轴的长度取 1300 桶轴的设计 轴及滚筒的材料选用 45 钢调质处理， 60,650 由于滚筒在工作时会发生扭转的趋势，起受的扭距如下图： 计算外力偶句 b=400阻力句图 求最大扭距，由截面法，得 00 当量 转局为： 00=236筒所受的弯局为： 此轴所受的力可简化为两个集中力的作用，如下图： 图 2的受力简图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 由图可知 A， B 两点所受的支反力为 b=1000N，产生的弯锯为100锯最大值为： 100000大数值当量弯锯为 23600 合成弯锯图弯锯图剪力图受力分析图 2的受力分析图 按许用弯曲应力公式推导的设计公式得：轴的危险截面直径为：d=于，滚筒在工作时候，只要满足抗拉强度条件即可 ，由抗拉强度条件可得：对于塑性材料，在屈服时就产生过大的塑性变形，所以取屈服极限做为极限应力；对于脆性材料，由于在断列时的变形很小。所以强度极限就是他的极限应力在保证构件在外力作用下。能够安全可靠的工作，他的工作应力应