铲平机的设计【16张图/14500字】【优秀机械毕业设计论文】
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说明书一份,49页,14500字左右.
翻译一份.
图纸共16张:
A0-蜗杆减速器.dwg
A0-装配图俯视.dwg
A0-装配图主视.dwg
A0-装配图左视.dwg
A1-机架装配图.dwg
A2-侧板零件.dwg
A2-侧板装配图.dwg
A2-改向齿轮箱箱体.dwg
A3-按滚铰链.dwg
A3-按滚支架.dwg
A3-刀片按滚.dwg
A3-刀片支架.dwg
A3-改向箱轴.dwg
A3-机架上梁.dwg
A3-角度板.dwg
A3-角度板装配.dwg
目录
第1章 绪论 1
1.1 项目的研究意义 1
1.2 国内外现状 1
1.3 铲平机的应用 2
第2章 总体设计 3
2.1 总体布局设计 3
2.2 各传动轴的数据计算 7
第3章 蜗杆减速器的设计 10
3.1 确定蜗杆减速器的总体结构 10
3.2 蜗杆的设计计算 12
3.3 蜗轮的设计计算 15
3.4 蜗杆切向速度计算 16
3.5 精度等级的选择 16
3.6 蜗杆传动的效率计算 16
3.7 蜗轮弯曲疲劳强度验算 17
3.8 蜗杆热平衡计算 18
3.9 蜗杆传动的润滑 19
第4章 本改向箱齿轮的设计计算 21
4.1 材料选择 21
4.2 按照齿轮接触强度设计 21
4.3 按照齿轮根弯曲强度计算 26
4.4 几何尺寸计算 27
第5章 本改向箱轴的强度计算 28
5.1 受力计算 28
5.2 初步确定轴的最小直径 28
5.3 轴的结构设计 29
5.4 拟定轴上的装配方案 30
5.5 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 30
5.6 求轴上的载荷 32
5.7 按弯扭合成应力校核轴的强度 34
5.8 精确校核轴的疲劳强度 35
第6章 经济性分析 41
第7章 绿色设计与生产 42
7.1 绿色设计产生的背景 42
7.2 绿色产品的含义和优点 42
7.3 绿色设计的主要内容 43
7.4 绿色设计的原则 44
结论 46
致谢 47
参考文献 48
- 内容简介：
-
I 目录 第 1 章 绪论 . 1 目的研究意义 . 1 内外现状 . 1 平机的应用 . 2 第 2 章 总体设计 . 3 体布局设计 . 3 传动轴的数据计算 . 7 第 3 章 蜗杆减速器的设计 . 10 定蜗杆减速器的总体结构 . 错误 !未定义书签。 0 杆的设计计算 . 12 轮的设计计算 . 15 杆切向速度计算 . 16 度等级的选择 . 16 杆传动的效率计算 . 16 轮弯曲疲劳强度验算 . 17 杆热平衡计算 . 18 杆传动的润滑 . 19 第 4 章 本改向箱齿轮的设计计算 . 21 料选择 . 21 照齿轮接触强度设计 . 21 照齿轮根弯曲强度计算 . 26 何尺寸计算 . 27 第 5 章 本改向箱轴的强度计算 . 28 力计算 . 28 步确 定轴的最小直径 . 28 的结构设计 . 29 定轴上的装配方案 . 30 据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 . 30 轴上的载荷 . 32 弯扭合成应力校核轴的强度 . 34 确校核轴的疲劳强度 . 35 第 6 章 经济性分析 . 41 第 7 章 绿色设计与生产 . 42 色设计产生的背景 . 42 色产品的含义和优点 . 42 色设计的主要内容 . 43 色设计的原则 . 44 结论 . 46 致谢 . 47 参考文献 . 48 1 生产胶粉 废旧轮胎回收利用的方向 摘要 ：随着橡胶工业及汽车工业的发展，大量的废旧轮胎、橡胶制品及其边角废料也不断增多，据统计，我国每年仅轮胎报废量就不少于 150 万吨，并以每年 10的速度递增。由于不能得到综合利用，大多成为工业垃圾，既浪费了大量的可用资源，又造成了环境污染。 关键词 ：胶粉 隔音壁 随着橡胶工业及汽车工业的发展，大量的废旧轮胎、橡胶制品及其边角废料也不断增多，据 统计，我国每年仅轮胎报废量就不少于 150 万吨，并以每年 10的速度递增。由于不能得到综合利用，大多成为工业垃圾，既浪费了大量的 可用资源，又造成了环境污染。长期以来，应用最广泛的处理废旧橡胶和废旧轮胎的方法是制造再生橡胶，但这种方法存在耗能高、劳动强度大、效率低，污染严重等问题。 自七十年代以来，工业发达国家在废旧橡胶的二次利用方面有了很大的发展。尤其是九十年代以来，相继研究出常温和低温粉碎工 艺 制 造 微 细 硫 化 胶 粉 的 方 法 并 形 成 规 模 生 产 。 这 种 精 细 胶 粉(80 )是一种重要的添加剂。例如，将精细胶粉添加到天然橡胶中 (一般橡胶制品的掺入量可达 50 )，可提高胶粉的静态性能，耐疲劳等动态性能。在德国，轮胎制品中加入 20的胶粉，可提高其耐磨性，延长轮胎的使用寿命，胶粉越细，提高的幅度越大。胶粉的价格只有天然橡胶的 1/3 一 1/2，由此可大大地降低轮胎成本。精细胶粉还可以添加到塑料中，生产出来的橡塑材料，强度高、耐磨、弹性好、扩大了塑料的应用范围。在传统的建筑材料中添加精细胶粉，可生产出防震、防裂、防漏、耐用的新品建材。 虽然目前利用废旧轮胎有翻新利用、切碎做燃料用于发电、化学裂解回收炭黑和燃料油、制成胶粒等多种途径，但国际上越来越趋向于利用废旧轮胎生产胶粉。因为橡胶粉有着不可替代的优势。后者没有再生胶生产所带来的污染，也没有其他二次污染 。橡胶粉最神奇的地方在于，可使废旧轮胎的利用率达到 100，可以循环使用，是真正的循环利用并且可持续发展。美国的高速公路敷路材料中，规定必须在沥青中添加 25以上的胶粉，可以防冻、防滑、防2 水塌陷，并增强路面的静态及动态强度，大大提高路面的承载能力(约 4 倍 )。 目前我国在精细胶粉生产方面还处于落后状态。据不完全统计，全国大小再生胶企业近 500 家，总生产能力达 70 万吨，产量约 30万吨以上，居世界首位。我国胶粉生产厂家大约有 40 多家，总产量约 5 万吨，其生产和应用总体落后，再生橡胶尚处于主导地位。 按照汽车工 业“九五”规划纲要，汽车工业将逐步发展成为国民经济支柱产业，与之配套的轮胎生产也将迅猛发展，这就给胶粉市场带来了巨大的发展潜力，据调查，仅山东省的轮胎生产企业，每年所需胶粉在万吨以上，而目前基本依靠进口解决。同时随着胶粉在其他领域的应用，其市场前景是极其广阔的。 我国废旧轮胎生产胶粉技术的发展 : 我国胶粉生产始于 80 年代后期。 1989 年我国首次组团赴德国考察橡胶利用情况。“八五”规划中由青岛化工学院与山东高密再生胶厂、航空航天部第 609 研究所合作，承担原化工部下达的“低温冷冻法生产微细胶粉及其应用研究 ”的攻关项目，冷冻采用涡轮空气膨胀法，并于 1993 年通过鉴定。此后中国科学院低温工程中心、北京航空航天大学也开展了这方面研究工作。这期间，一些原生胶生产厂家利用粉研后的粗胶粉 (40 目左右中间产品 )，经活化处理生产数量不多的活化胶粉；同时，河北、江苏、辽宁、广东、山东、浙江等一些地区先后从美国、意大利、法国、德国等国家的不同公司引进 10 条以上生产线及单机设备，使我国胶粉生产开始起步，但这些生产线多采用常温法生产，几乎都只能生产粗胶粉和细胶粉 (60目 )。为此，国内一些机械设备制造厂也开始研制采用常温制备微细胶粉 的设备。 1996 年以后，大连、江阴、无锡、珠海、嵊州、山西等地相继试制出了橡胶粉碎机并进行小规模生产， 1998 年深圳东部集团建设了常温胶粉生产， 1999 年珠海经济特区精业机电技术研究所和青岛绿叶橡胶有限公司研制成功了液氮冷冻法（型微细胶粉生产线），为我国制造微细硫化胶粉又提供了成套设备，可以预见未来的微细胶粉生产将会有较大的发展。 常温辊压法在我国普遍使用。就生产总量来说，我国的废胶粉碎生产尚以常温辊轧法为主。一般采用双沟辊粗碎、双光辊或光辊细碎。在小型企业有的采用沟光辊同时进行粗碎和细碎，当然这样做 投资少、占地小，但设备安全和产量均会受到限制。国外的粗碎3 机一般都比国内设备大，生产效率高。 近年来国内开发了一种新型盘工粉碎机，以剪切研磨为原理，齿盘耐磨，工作寿命较长，可将粒度毫米以下废胶块一次粉碎成粒度目以上。经过研究发现，一定粒度的胶粉在一定性能要求下，胶粉的掺用量受到较大限制。要提高废旧橡胶利用价值，就得对胶粉进行改性。胶粉用各种表面处理方法改性，制成活性胶粉，不但大幅度提高掺用量，而且拉伸应用、疲劳生热、耐撕裂性、耐磨耗性都有提高。活性胶粉技术的发展，扩大了胶粉代替部分生胶的应用，改善了胶 料加工性，保持了掺用量胶料的性能，减少了产品性能损失，同时掺用过程不需要大量投资。 目前活性胶粉有三种生产方法：机械化学法、单体、聚合物涂层法和辐射法。我国国内采用机械化学法生产活性胶粉有了长足的进步，在辐射法生产丁基再生胶和胶粉方面取得了成果，在涂层包复技术方面做了大量工作。机工化学法以其操作简单、成本低、污染小、能耗低而成为国内外活性胶粉生产的主要方法。中科院大连化学物理研究所也研制出催化剂 829、改性剂 869。国内用单体、聚合物处理制造活性胶粉较引人注目的是华南理工大学用 5 份酚醛树脂处理粒径为 30 目 )的胶粉。据分析酚醛树脂与硫化胶粉形成了互穿网络结构，同时酚醛树脂与基质胶相互扩散，产生共交联使界面层保持了较好的粘合，构成了稳定的多相体系。 废旧橡胶 (轮胎 )常温法精细胶粉成套生产线 : 以废旧橡胶（轮胎）常温法精细胶粉成套生产线为主的浙江绿环橡胶粉体工程有限公司已经在浙江嵊州市成立。公司由浙江丰利粉碎设备有限公司、浙江天堂硅谷创业投资有限公司和嵊州市绿环机械制造有限公司联合投资创建。公司将累计投资 元建成国内最大规模的废旧轮胎常温精细粉碎设备生产基地及年产 2 万吨的精细橡胶粉加工示范生 产线，并以此为中心，形成废旧轮胎回收处理、深加工及再生利用产业链的国家级工业园区。新创建的浙江绿环公司所拥有的成套生产线主要是由丰利公司引进德国技术研发的“废旧轮胎前处理设备”和绿环公司自主开发的“ 废旧橡胶常温法精细粉碎设备”相配套而成，开创了在常温条件下将废旧轮胎整胎工业化批量生产 60精细胶粉的先例。 该常温法精细胶粉成套生产线在生产过程中仅需配备相应的供电装置和水源就可以在常温下将废旧轮胎整胎粉碎到 40 200 目的4 精细胶粉，不但能使废旧轮胎面胶和钢丝、帘布脱离，从而减少了制造胶粉的工 作量和脱丝分离工序，并可提高钢丝的利用价值，降低生产成本，从技术上保证了胶粉的纯度，而且生产过程无任何的二次污染。整条生产线具有设备配置合理、出胶率高、使用寿命长、动力消耗低、噪音低和自动化程度高等优点，各项技术指标完全达到甚至超过了国外的低温冷冻粉碎生产线，也优于目前国内刚刚开发成功的空气涡轮冷却制冷胶粉生产技术，设备投资仅低温冷冻粉碎生产线的 1/8 左右，生产成本仅 1/3。 该常温法精细胶粉成套生产线主要由内圈切割机、内圈搓胶机、整胎破碎机、橡胶钢丝分离机、破胶机、纤维分离机、精碎机、分级机、自动称量包 装系统、动力配电系统、计算机自控系统以及相关辅助设备组成。其主要工作原理及生产流程：废轮胎 内圈切割机 整 胎 破 碎 机 橡 胶 钢 丝 分 离 机 橡 胶 钢 丝 分 离 机 破胶机 精碎机 空分机 包装机 成品。 在生产作业中，所有电器动力都可由计算机进行实时监控，并对全程开、关机顺序进行自动设定，真正实现了生产线的高可靠性运转；工作中需要的冷却水可循环使用；设有超细粉尘收集系统对整条生产线进行粉尘收集，真正做到“一尘不染”。生产线具有工艺路线先进，联动化、自动化程度高，生产成本低，产品质量高以及噪音低 、无污染等特点，为我国常温生产精细胶粉走出了一条符合中国国情的新路子。 废旧轮胎生产胶粉的市场利用空间： 最近两年，胶粉工业已蓬勃发展，有关专家指出，胶粉工业代表着废旧轮胎资源综合利用的发展方向，一定会有广阔的市场前景。然而值得注意的是，胶粉工业形成伊始便陷入了一种有价无市的局面。究其原因，主要是胶粉的应用技术开发严重滞后。为此，专家们建议，胶粉工业当前的关建问题是要以市场需求为导向，以开发应用技术为手段，巩固和培育五大市场： 1、轮胎市场 早在 1953 年，美国就把一定粒径的胶粉用于轮胎生产。 1989 年，青岛橡胶二厂在国内首家将胶粉直接用于轮胎生产。 1995 年，胶粉应用在原化工部重点厂家和一些中小企业中普及，仅 69 家重点厂在其生产的 1870 万条轮胎中掺用的胶粉就达 吨。由于天然橡胶价格下降，胶粉质量不稳定等因素， 1996 年后胶粉在轮胎生产中的5 应用出现滑坡， 1999 年起又开始回升。目前，中科进公司等企业生产的 80 目以上胎面胶粉已开始取代 40 目、 60 目活化胶粉，直接应用于轮胎的生产，效果很好。“轮胎市场”需进一步巩固和拓展。 2、橡胶砖市场 自 1995 年我国台湾省厂商的橡胶砖制品在北京展览 馆展出后，北京、绍兴、福州、南京等地陆续办厂。 1999 年 6 月中国化工报关于辽宁丹东下岗夫妻成就大业，废旧轮胎脱胎换砖的报道更是轰动全国，使 20 多个省、市区的部分企业，个人或行业主管部门都对橡胶砖产生了浓厚的兴趣。当前，要以北京市申办 2008 年奥运会为契机，争取推广在体育场馆、学校、幼儿园、社区、宾馆、办公楼等地铺设橡胶砖、橡胶地板、跑道、草坪等，这样不仅能消化万吨以上胶粉，而且能进一步拓宽国内外市场。 3、高速公路市场 用胶粉对沥青进行改性铺设公路应用也很广泛。中国已有一些省市如江西、湖北、广州 、北京等地，相继铺设了试验路段。实践证明，用胶粉改性的沥青铺设的公路，可以减少路面龟裂和软化，路面不易结冰和打滑，提高了行驶安全性，还可以提高路面寿命，比一般的沥青路面的使用寿命至少提高了一倍。 里的路面可以消耗掉 1 万条废轮胎。同铺设高速公路原理一样，在飞机跑道材料中掺用硫化胶粉，可增加跑道弹性和地面磨擦性，提高夏天抗日晒、冬天抗冰冻的能力。从而使飞机的起落平稳，安全可靠性提高，跑道缩短，机场使用寿命延长。 4、弹性运动场 据报道一个网球场要消耗 500 条轮胎的胶粉，一个田径比赛用综合运动场要消耗 数千条废轮胎胶粉。无疑这种运动场的发展是胶粉利用的重要途径。我国举办的亚运会田径场就是用胶料生产的塑胶跑道。 5、防水卷材市场 1986 年，前苏联将胶粉成功地应用于橡胶沥青防水卷材，无机绝缘卷材和三层板材组成的隔音复合地板等建筑材料中。 90 年代以来，我国北方地区普遍开始把粗胶粉用于防水卷材。北京京辰工贸公司每年生产精细胶粉 1000 吨，用于自产的野牛牌防水卷材，并正在用 80 目以上精细胶粉开发建材新产品。专家的建议，政府应进一步规范建筑材料市场，促进胶粉在建筑领域中的应用。 6 6、隔音壁 隔音壁是为了降 低噪音，在住宅区沿公路、机场、建筑工地等噪音发生地所设置的隔音装置。利用胶粉制造的复合隔音壁，具有良好的噪音反射性和吸音性，而且对风化和应力具有较高的抵抗性。其单位面积重量轻，运输、组装、解体容易。 废旧轮胎生产胶粉企业需要政策扶持 北京泛洋伟业科技有限公司是一家废旧橡胶回收利用的高新技术企业，曾经红红火火。由于得不到国家政策扶植，再加上市场混乱，企业生产难以为继，被迫停产了。该公司于 2000 年 5 月在北京远郊区投资建设年产 1 万吨精细胶粉生产基地， 2001 年 5 月完成第一期 5000 吨生产线设备安装调试，投入 正式生产并向国内外客户供货。产品为 80精细胶粉，是国内外同行公认的唯一一家能够在常温下工业化批量生产 200 目超细橡胶粉的厂家。该生产线从废胎投入到精细胶粉成品的包装，连续自动化生产，经粗碎、中碎、除杂（金属、纤维）、专用粉碎助剂处理、精碎、分级等程序，全线各 工 艺 技 术 指 标 在 中 央 计 算 机 集 中 控 制 室 的 监 控 下 进 行 全 自 动 运行，是国内同行业第一条全自动计算机集中控制精细胶粉生产线，生产规模也名列全国同行业前矛。该公司常温助剂法制精细胶粉，开创了工业化批量生产 200 目以上（粒径 75 m 以下）的精细胶粉、超细胶粉， 使废旧轮胎再利用产品向更高附加值方向直至橡胶纳米材料迈进了一大步。这些超细胶粉在新型橡塑共混材料、新型建筑装饰材料、特种喷涂、改性沥青用于高速公路等新材料开发方面，有着广阔的前景。 由于废旧橡胶回收利用行业的混乱，国家在这一领域又没有明确的政策规定，这家企业在挣扎了 4 年之后，被迫停产。一是高税率使企业陷入严重亏损。由于废旧轮胎都是从进城收废品的农民手中购买，无法取得增值税发票，企业要全部负担销售额 17%的增值税。环保型废弃物再利用企业与机械、化工等其它制造业抵扣进项税后的 6%实际增值税相比，实际税赋是他们 的几倍。高昂的废旧轮胎收购成本和高额税收，已经使产品成本高于发达国家的同类产品。二是环保型再生资源产品的利用缺乏政策支持。胶粉作为无污染的再生资源，其应用利国利民，理应得到政府的大力支持，但目前由于政策方面的障碍，很难在国内市场推广。 有关人士呼吁，希望政府能制定一项切实可行的措施，对废旧7 轮胎再生处理企业实行“国民待遇”。诸如调整废旧轮胎胶粉生产加工，资源再利用企业的增值税征收办法；制定鼓励各行各业使用橡胶资源再利用产品的政策等等，只有政策真正到位，才能使这些企业起死回生，也才能够真正实现旧轮胎资源化的持 续发展道路。 参考文献： 1、聂永丰等 三废处理工程技术手册 北京 化学工业出版社 2000 2、 废 变 宝 公 司 简 论 我 国 废 旧 橡 胶 粉 现 状 与 未 来 再 生 资 源 研 究 2001 8 in a to ,500,000 to 0% be a of in of in in in a to ,500,000 to 0% be a of in of to of is to of is is 0s, is in of to of in 0s a of of of 0is a of to of 0%), of in 0% to of is is of , of is to of in in to to do is an up t no no in in 00%, is a on of at 5% in of 10 to of of is in to in of to in is 00 ,000,000 0 in 0,000 is in to 5, to a of to of at on to in is in in to 0989 a of 8 5 be of in a 09 1 of to an is to 0 or so in of to t in in of in 0 to to 60 or to s, no to on a 998 999 to to in 2 to an in in to of to as a is a or in to at do in of is In a of to to as of to is of a is a to a 0 a of of at to of to to to of to to to to in in to 3 to at of he at in to at in is a a as (to of to of at to to to in in in a in in in a is in in be by a to to in to 50,020,000 0% 4 of to as of of is to up of a be in by a of to 0of in in s a in of 0 200 in to of of of no a is is is in 5 of in , is s a is to be by of in to sys1 第一章 绪论 目的研究意义 20 世纪 70 年代以来，由于工业的不断发展，废物处理场地紧张，处理费用浩大，又由于资源的缺乏，提出了“资源循环”的口号，开始从固体废物中回收资源和能源，即资源化。废 旧 橡胶是固体废物的一种，其来源主要是废橡胶制品，即废的轮胎、力车胎、胶管、胶带、工业杂品等；另一部分来源于橡胶制品厂生产过程中的 边角、余料和废品。此外，废旧轮胎造成的环境污染是严重的：整条废轮胎堆积在一起变成了蚊虫孳生的理想场所，这些蚊虫导致脑炎等传染疾病。整条废轮胎不会自然，但是，任何想纵火的人，只要稍微借助 一下助燃的东西就能引起难以扑灭的大火，可见废轮胎堆积既是危害健康的祸源，又是环境安全的定时炸弹。当然，橡胶的废与不废都是相对的，他们本身都有特定的属性和用途，都有被人类所利用以及循环利用的可能。一切所谓的“废物”只不过是物质的形态性质或者是用途发生了变化，而他们本身可以利用的属性并没有消失，只要被人们发现和利用，就能重新发挥它的作用，由“废物”变为“宝物”，而且有些东西只是在一定地点、一定的条件下，失去了它的使用价值成为了“废物”，而通过再次的加工等途径又会获得其使用价值，铲平机正是废旧轮胎回收利用过程中的 一种加工设备，在目前能源日趋紧张的形废轮胎势下，铲平机回收利用废轮胎不仅可以节约资源、能源，而且对于保护环境具有重要的意义。 内外现状 废橡胶的回收利用率在近年不断的提高。其中，美国提高了 90%，1992 年总计利用约 6800 10 的四次方吨废旧轮胎，利用率为 27%。原西德提高了 20% 30%， 1989 年废轮胎的利用量为 45。 5 10 的四次方吨，占废橡胶产生量的 60%。日本提高了 12%， 1992 年 废橡胶的回收利用率为 92%，中国废橡胶的回收利用率为 50%。从再生资源和保护环境的观点出发，人们越来越重视 废橡胶的综合利用。 美国福特汽车公司和 司最近联合开发出一种回收废旧汽车轮2 胎再加工成刹车片等汽车零件的新技术。目前全世界每天生产轮胎大约二百万只 ,每年全世界废弃的汽车轮胎近二点四亿只 ,这一方面是橡胶材料的极大浪费 ,一方面也对环境造成很大的破坏。美国当前也只有百分之五的废旧轮胎得到再利用。其中主要是利用热塑技术加工成地面铺设材料的筒单再利用产品 ,其主要原因是由于橡胶加工成型汽车轮胎后 ,本身的化学结构发生了根本性的变化 ,使再利用变得极为困难 。 我国废旧轮胎回收利用现状 等 有关方面提供的资料初步统计 ,分布 在全国公交、化工、冶金、煤炭、矿山、轻工、交通、物资等部门的旧轮胎翻新企业约 500 家 ,具有一定规模的轮胎修补企业约1000 家 ,但这样的回收利用主要是重新进行化学的加工或者是轮胎修补，前者成本高、不经济，而对于后一种利用方法则是没有解决根本的问题，目前，对轮胎进行机械加工的环境保护的绿色设计，废旧轮胎这方面的设计还刚刚起步，还处于研发设计阶段，因此，铲平机的改进、设计在废旧轮胎的回收利用中将起着非常大作用，在国内有着广阔的发展前景。 铲平 机的应用 铲平机是废旧轮胎回收利用中进行机械加工的重要设 备，目 前 ,在国内外 是属于一种绿色 的加工设备，主要是对废旧轮胎表面的一层进行铲平， 再把铲平好的废旧橡胶切割成一片一片的 ,然后再通过钉磨机的磨削 ,加工成有一定斜度的橡胶片 ,然后再把这一小片一小片的橡胶通过挤压机挤压在一起 ,最后成为实心的橡胶轮胎 。 这种轮胎在目前在 外国广泛应用于农用机车上和割草机上 。 铲平机结构简单 ， 使用方便 ， 所加工的废旧轮胎范围比较广泛 ， 而且 ， 此铲平机对 废旧 轮胎进行机械加工是一种 保护 环境的绿色加工 ， 在处理废旧轮胎的各种机器 的设计 研究还刚刚起步 ， 还处于研发设计阶段的今天， 可以 根据具体 加工的废旧橡胶的 实 际 情况，对铲平机进行简单的改进，完全可以应用于在其它 废旧橡胶的加工程序中，因此，在注重节约资源和能源，保护周围环境，不断发展的今天而言， 铲平机 在 未来的 废旧轮胎的回收利用中将 有十分广泛的应用领域， 在国内 外 有着广阔的发展前景。 3 第二章 总体设计 体布局设计 铲平机 最终 要实现的是通过两个齿滚的相反方向的转动 使被加工的废旧橡胶轮胎绕一个圆心， 呈现出 圆的轨迹运动，从而实现废旧橡胶轮胎的切削加工，所以，铲平机的设计包括确定传动方案、选择电动机、合理分配传动比以及计算传动装置的运动和动力参数，为设计各级传动件和转 动件创造一些必要的条件。 方案 1 铲平机的机架支撑部分主要是有两部分构成的，即铲平机的机架和两个支腿，这样设计的结构虽然可以节省钢材料降低成本，但是， 由于铲平机机架是由两部分连接而成的，在加工过程中所承担的振动也不同， 于齿滚加工部分主要是由两个支腿来支撑， 减振效果不好， 所以，在实际加工时稳定性能不好，产生振动，从而影响废旧轮胎加工的 质量 。 方案 2 4 综上分析后，此铲平机机架采用方案 2 由于加工橡胶的转速不是很高， 从电动机的输入部分到齿滚的输出部分，中间 传动的 主要 设计 部件 有减速器 、 改向器 等 。 其次，是铲平机机架、铲平机侧板等的设计；以及 其它部分的结构：实现切割的 刀架结构的设计；切割橡胶时起到支撑橡胶的刀片按滚部分的设计； 为加工废旧橡胶提供直接 动力的齿滚 传动 部分的设计 等等。下面大致介绍各个部分的结构和实现的功能： 改向器 由两个传动轴带动两个齿滚，两个齿滚的转动方向是相反的， 并且两个齿滚并不是平行的，而是有一个很小的角度，当两个相反的齿滚转动时，使被加工的废旧橡胶轮胎绕一个圆心，曾圆的轨迹运动，从而实现废旧橡胶轮胎的切削加工。 刀架结构 刀具是用沉头螺栓固定在刀架上的，而刀架的结构是主 要是由弧形角度板和刀片支架 构成，通过丝杠来调整使刀架上下移动从而带动刀具上下移动，达到调整高度的目的。 5 刀片按滚部分，由弧形角度板、刀片按滚绞链、刀片按滚连杆轴、刀片按滚等组成。 图 1 刀片按滚 图 2 刀片按滚铰链 图 3 角度板 由于废旧 轮胎的废旧橡胶 来源于各种 各样 的汽车、 重型机车、农用机车、卡车等等 ， 种类和型号的不同使要加工的废旧橡胶的厚薄也不同，所以，为了扩大铲平机的加工范围，实现更广泛的废旧轮胎的加工， 实现 加工 的动力 部分的 齿滚 设计成可以 上下可调整，6 用来加工不同厚度的橡胶 。 通过具体的分析确定如下的传动方案： 电动机 蜗杆 减速器 改向齿轮箱 齿滚 传递动力的 布局方案如 下 图 所示 ： 图 4 7 传动轴的数据计算 选择电动机的类型和结构形式 ： Y 系列电动机为全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，用于空气中不含易燃、易爆或者腐蚀性气体的场合，适用于电源电压 380 伏，且无特殊要求的机械上，如机床、运输机，也用于某些高启动转矩的机器上。 按照 工作条件和要求，选择一般用途的这种三相异步电动机，卧式封闭结构。 选择电动机的容量： 工作机所需的功率： 42 1 01 0 0 0 1 0 0 0 0 . 9 6 0 . 2 4 . 1 7 6 W 电动机所需的功率： 4 . 1 7 60 0 . 5 9 3 8 7 . 0 1 7 W 从电动机到齿滚轴之间传动装置的总效率为： 2 3 21 2 3 9. . . . . . 0 . 9 6 0 . 9 8 0 . 7 2 0 . 9 7 0 . 9 9 0 . 5 9 3 8n n n n n 选择电动机的额定功率 1 电动机的型号 132 4 额定功率 0 W满载转速 1440 / 计算各轴的转速： 蜗杆轴1n： 1n 1 4 4 0 1 4 4 03 2 5 / 1 2 5 2 . 6 5 5 3 . 8 5 / m i 蜗轮轴2n： 8 2n 5 5 3 . 8 530 1 8 . 4 6 / m i 改向齿轮轴3n： 32 1 8 . 4 6 / m i nn n r齿滚轴4n： 42 1 8 . 4 6 / m i nn n r 计算 各轴功率： （ 1） 蜗杆轴的功率1P： 1 0 1 7 . 0 1 7 0 . 9 6 6 . 7 3 6P P K W （ 2） 蜗轮轴的功率2P： 2 1 2 3 6 . 7 6 3 0 . 9 8 0 . 7 2 4 . 7 5 3P P K W （ 3） 改向齿轮轴的功率3P： 3 2 4 5 0 . 9 7 0 . 9 8 4 . 7 5 3 4 . 5 1 8P P K W （ 4）齿滚轴的功率4P： 4 3 6 7 8 0 . 9 7 0 . 9 7 0 . 9 9 4 . 5 1 8 4 . 2 0 8P P K W 计算各轴的转矩： （ 1） 蜗杆轴的转矩： 11 6 . 7 6 71 5 5 3 . 8 59 5 5 0 9 5 5 0 1 1 6 . 1 5 m 9 （ 2） 蜗轮轴的转矩： 22 4 . 7 3 52 1 8 . 4 69 5 5 0 9 5 5 0 2 4 5 8 . 8 9 m g（ 3） 改向齿轮轴的转矩： 33 4 . 5 1 83 1 8 . 4 69 5 5 0 9 5 5 0 2 3 3 7 . 3 m g（ 4） 齿滚轴的转矩： 444 . 2 0 84 1 8 . 4 69 5 5 0 9 5 5 0 2 1 7 6 . 9 4 m g 10 第三章 蜗杆减速器的设计 定 蜗杆 减速器 的总体结构 蜗杆减速器 传动比大，结构紧凑，但效率低，用于中、小功率、输入轴与输入轴垂直交错的传动。 蜗杆下置式： 蜗杆与蜗轮啮合处的冷却和润滑都较好，同时蜗杆轴承的润滑也比较方便，但当蜗杆圆周速度太大时，搅油损失大，一般用于蜗杆圆周速度小于等于 45 米 /秒，传动比的范围是 1040。 蜗杆上置式： 装拆方便，蜗杆的圆周速度允许高一些，但蜗杆轴承的润滑不太方便，需要才用特殊的结构措施，一般用于蜗杆圆周速度大于 45 米 /秒，传动比的范围是 1040。 左图为蜗杆上置式，右图为 蜗杆下置式。 此铲平机 采用蜗杆在上的蜗杆减速器结构： 11 蜗轮轴以及蜗杆轴上都是采用单列圆锥滚子轴承，蜗杆的轴端轴承为固定式，在安装时轴承必须留有轴向的间隙，用来防止蜗杆膨胀而使轴承产生轴向的附加压力，蜗杆、蜗轮、轴承等都是用机座内的润滑油润滑的，蜗杆轴上轴承的润滑油是由蜗杆将油甩到机盖壁上铸造的油沟而进入轴承；蜗杆轴上的轴承的润滑油则靠安装在蜗轮两端面的刮油板，将油导入机座上的油沟而进入轴承，蜗杆转向变化时，刮油板都能起作用。机座采用剖分式结构，并且在外机座壁上铸有散热片，机座上的散热片作成垂直方向， 用来有利于热传导；在蜗杆一端装有风扇，用来冷却机盖，机盖上散热片作成水平的方向，便于空气流动。 12 杆的设计计算 根据蜗杆齿面接触强度计算： 此蜗杆传动属于一般用途 等特点 ，由表 可以查得： 蜗杆选用 45 钢，表面淬火，硬度大于 45轮齿圈通过查表得： 选用无锡青铜 ,砂模铸造 蜗杆头数1Z： 传动比 58 716 1532 3083 1 4 2 1 由上表可取1Z=1 1、 许用接触应力 ： 由材料的许用接触应力表可以查得 ： 2 2 02、 蜗轮传递的转矩 ： 22 4 . 7 3 52 1 8 . 4 69 5 5 0 9 5 5 0 2 4 5 8 . 8 9 m K 载荷系数 ： K K 公式中： （ 1） 为动载 荷系数：由于蜗杆传动一般比较平稳，动载荷要比齿轮传动的小的多，故 对于精确制造，且蜗轮圆周速度 : 当 3/v m s 时，取3 当 3/v m s 时，取 2） K 为齿向载荷分布 系数： 当蜗杆传动在平稳载荷下工作时，载荷分布不均匀现象将由于工作表面良好的摩合而得到改善，此时可取 K= 当载荷变化大或者冲击振动时，蜗杆由于变形不固定，不可能因跑合使载荷分布均匀，这时取 K=杆刚度大时，取小值，反之，取大值。 （ 3） 为使用系数 工作 类型 载荷性质 均匀 无冲击 不 均匀 小冲击 不均匀 大冲击 每小时 起动次数 50 起动 载荷 小 较大 大 . 0 5 1 . 0 1 . 0 1 . 0 5k 4、 初选 蜗杆导程角 ： 蜗杆头数1 4 6 蜗杆倒程 角 ： 3 8 166 300 4 初步取 = 7o ，压力角 20 o 。 22 2 3 2 34 8 0 4 8 012 3 0 2 2 0c o s ( ) 1 . 0 5 2 4 5 8 . 8 9 1 0 c o s 7 ( ) 1 1 2 6 . 3 3d K T m m 由表 14得 21250 3 蜗杆的尺寸计算： 模数： 5,m 分度圆直径： 1 50d 导程角 ： 1 1550a r c t a n a r c t a n 5 . 7 1 o 112222 ( 1 ) 2 5 ( 3 0 1 ) 5 5 . 6 8b m z m m 蜗杆齿顶圆直径 1 11 2 5 0 2 5 6 0d a d m m m 15 轮的计算 传动比 30i 蜗轮的齿数 ： 21 3 0 1 3 0Z i Z 蜗轮的 分度圆直径 ： 22 5 3 0 1 5 0d m z m m 蜗轮喉圆直径 ： 2 2 22 ( 1 5 0 2 5 ) 1 6 0d h m m m m 蜗轮齿根圆直径 ： 2 2 22 ( 1 5 0 1 . 0 5 2 5 ) 1 3 9 . 5d h m m m m 蜗轮咽喉母圆半径 ： 2211( 1 0 0 1 6 0 ) 2 022a d m m m m 蜗轮宽度2b： 210 . 7 5 0 . 7 5 6 0 4 5b d a m m 中心距： 111222( ) ( 5 0 1 5 0 ) 1 0 0a d d 符合推荐的中心距，所以不需要变位 16 杆切向速度 计算 22 1 5 0 1 8 . 4 62 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 0 . 1 4 5 /m s 蜗杆圆周速度： 11 5 0 5 5 3 . 8 51 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 1 . 4 5 /m s 滑动速度： 2 0 . 1 4 5s i ns i n 5 . 7 1 1 . 4 5 7 /m s 精度等级 的选择 考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从/ 1 0 0 8 9 1 9 8 8G B T 圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择 选用 8 级精度 。 杆传动的效率计算 闭式蜗杆传动的功率损耗一般包括三部分，即啮合摩擦损耗、轴承摩擦损耗及浸入油池中的零件搅油时候的溅油损耗。 因此总效率为：1 2 3 、2、3分别为单独考虑啮合摩擦损耗、轴承摩擦损耗及溅油损耗的效率。而蜗杆的传动总效率，主要取决于计入啮合摩擦损耗时候的效率1， （ 1） 传动啮合效率：， 当蜗杆主动时计算公式： t a n1 t a n ( )v 式子中， 17 普通圆柱蜗杆分度圆柱上的导程角； v 当量摩擦角， ， 其数值可以根据滑动速度 查 表后 得当量摩擦角 2 2 v oo:t a n t a n 5 . 7 11t a n ( ) t a n ( 5 . 7 1 2 . 1 5 ) 0 . 7 2 4v 1c o s 6 0 1 0 0 0 c o s = 1 . 4 5 7 m / sV d 公式中 1v 蜗杆分度圆的圆周速度，单位 /d 蜗杆分度圆直径，单位 1n 蜗杆的转速，单位 /（ 2）搅油损失的效率：2 （ 3）轴承的效率： 3 总效率为： 1 2 3 0 . 7 2 4 0 . 9 9 0 . 9 9 0 . 7 1 轮弯曲疲劳强度验算 齿根弯曲疲劳极限 ： 由表 70弯曲疲劳最 小安全系数 ： 18 许用弯曲疲劳应力： 225222 0 . 9 5 2 4 . 5 8 1 0 1 9 2 . 8 6 2 0 7 . 75 3 8 . 1 7 1 5 0a am b d T M P M P 合格，满足要求 杆热平衡计算 蜗杆传动由于效率低，所以工作时发热量大。在闭式传动中，如果产生的热量不能即使散逸，将因为油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。所以，必须根据单位时间内的发热量等于同时间内的散热量的条件进行热平衡计算，来保证油温稳定地处于规定的范围内。 由于摩擦损耗的功率 (1 )， 则产生的热流量为1 1 0 0 0 (1 )P公式中 ： P 蜗杆传递的效率，单位 以自然冷却的方式，从箱体外壁散发到周围空气中去热流量2： 20()t t公式中 ： d 箱体的表面传热系数， 可 以取d= (8 1 7 ) ， 当周围空气流通良好时，取偏大值； S 内表面能被润滑油所飞溅到，而外表面又可为周围空气所冷却箱体表面面积，单位为 2m 0t 油的工作温度，一般限制在 60 70最高不应超过 80 19 周围空气的温度常温情况可取为 20 按照热平衡条件21，可求得在既定工作条件下的油温0 1 0 0 0 ( 1 )0 或者在既定条件下，保持正常工作温度所需要的散 热面积 S 为： 01 0 0 0 ( 1 )() 在00者有效的散热面积不足时，则必须采取措施，以提高散热能力。通常采取： 1. 加散热片增大散热面积 2. 在蜗杆轴端加装风扇，以加速空气流通。 3. 在传动箱内装循环冷却管路。 杆传动的润滑 润滑对蜗杆传动来说，具有特别重要的意义。因为当润滑不良时，传动效率将明显的降低，并且会带来剧烈 的磨损和产生胶合破坏的危险，所以往往采用粘度大的矿物油进行良好的润滑，在润滑油中还加入添加剂，使其提高抗胶合的能力。 滑油的种类很多，需根据蜗杆、蜗轮配对材料和运转条件合理选用。 蜗杆传动常用的润滑油 的表格： 全 损 耗系 统 用油 牌 号L 68 100 150 220 320 460 680 20 运 动 粘度 90 110 135 165 198 242 288 352 414 506 612 748 运动指 数 不小于 90 90 90 90 90 90 90 倾点 / 不高于 8 8 5 闪点 / 不低于 180 180 200 200 200 200 220 一般根据相对滑动速度及其载荷类型进行选择。 对于闭式传动，常用的润滑 油粘度及其给油的方法见下表格： 蜗杆传动 相对滑动速度 01 05 510 1015 1525 25 载荷类型 重 重 中 不限 不限 不限 不限 运动粘度 900 500 350 220 150 100 80 给油方法 油池 润滑 油池 润滑 油池 润滑 油池 或喷油 3 如果采用喷油润滑，喷油嘴要对准蜗杆啮入端，蜗杆正反转时，两边都要装有喷油嘴，而且要控制一定的油压。 对于闭式蜗杆传动采用油池润滑时，在搅油损耗不致过大的情况下，应有适当的油量。这样不仅有利于动压油膜的形成，而且有助于散热。对于蜗杆上置式时，浸油深度约为蜗轮外径的 1/3。 21 第四章 改向 箱 齿轮 的设计计算 料选择 由于改向齿轮传动是用于一般工作，速度不高，故选用 7 级精度。改向齿轮的传动比为 1i ，只是用来改变两个传动轴的方向，所以，选择齿轮材料为 40质处理，硬度为 4545 该改向齿轮轴所传递的转速为 1 8 / m ， 传递的功率为 4 8p ， 传递的转矩为 2 3 3 7 m g 初步选择齿轮的齿数 ： 1 38Z ，2 1 1 38Z 照齿轮接触强度设计 由设计计算公式进行 计算，即： 13 3211 2 . 3 2 ( ) T ut 定公式中的各参数的 数值： 试选载荷系数） 计算小齿轮传递的转矩： 33 4 . 5 1 83 1 8 . 4 69 5 5 0 9 5 5 0 2 3 3 7 . 3 m g（） 选取齿宽系数a： 齿宽系数越大，轮齿就越宽，其承载能力就越大，但轮齿过宽，会使载荷沿着齿宽分布不均匀的现象严重，甚至偏载引起局部轮齿22 折断，因此，齿宽系数取值要适当， 一般齿 轮传动常用 ； 通用减速器 变速箱齿轮常用a= 开式齿轮 此减速器取 （） 过查弹性影响系数表可得弹性影响系数 1 8 9 P （） 按照齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 250H （） 计算应力循环次数： 根据公式 60hN 6 0 6 0 1 8 . 4 6 2 8 3 0 0 1 5 7 . 9 7 1 0hN n j L （） 由接触疲劳寿命系数图表可查得接触疲劳寿命系数 （） 计算接触疲劳许用应力： 取失效概率为 1%，安全系数 1S ， 由公式 H N 计算： l i m 0 . 9 8 1 2 5 0 1 2 2 51 . 3H N H 23 设计 计算： （） 试计算小齿轮分度圆直径1入 的数值： 13 3211 2 . 3 2 ( ) T ut 31 . 3 2 3 3 7 . 3 1 0 1 8 9 . 82 . 3 2 2 ( ) 1 7 3 . 3 41 1 2 2 5 ） 计算圆周速度 v ： 11 3 . 1 4 1 7 3 . 3 4 1 8 . 4 6 0 . 1 6 7 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s （） 计算齿宽 b ： 1 0 . 4 1 7 3 . 3 7 7 0 . 4d m m g（） 计算齿宽与齿高之比 / 模数 11 1 7 3 . 3 4/ 4 . 5 638d Z m m 齿高 2 . 2 5 2 . 2 5 4 . 5 6 1 0 . 2 6th m m m 7 0 . 4/ 6 . 8 61 0 . 2 6（） 计算载荷系数 K ： 计算齿轮强度用的载荷系数 K ，包括使用系数载系数间载荷分配系数 K以及齿向载荷分布系数 K，即 K K K K K K使用系数种动载荷取决于原动机械的特性、质量比、联轴器类型以及运动的状态等。 24 2. 动载系数于直齿轮传动，轮齿在啮合的过程中不论上由双对齿啮合过渡到单对齿啮合，或者由单对齿过渡到双对齿啮合的期间，由于啮合齿对的刚度变化，也要引起动载荷，为了计及动载荷的影响，引入了动载系数轮的制造精度及圆周速度对轮齿啮合过程中产生动载荷的大小影响很大。提高制造精度，减少齿轮直径以及降低圆周速度，均可以减小动载荷。 ：一对相互啮合的圆柱齿轮，在啮合区中有两对齿同时工作时，则载荷应分配在这两对齿上。由于齿间误差及弹性变形等原因，总载荷并不是按比例分配在这两条接触线上。因此其中一条接触线上的平均单位载荷可能会大，而另一条接触线上的平均单位载荷则会小，进行强度计算时当然按平均单位载荷大的数值计算。为此，引入齿间载荷分配系数 K。 当轴承相对于齿轮作不对称配置时，受载荷前，轴无弯曲变形，轮齿啮合正常，两个节圆柱恰好相切；受载荷后，轴产生弯曲变形，轴上的齿轮也就随之偏斜，这就使作用在齿面上的载荷沿接触线分布不均匀。当然，轴的扭转变形，轴承、支座的变形以及制造、装配的误差也是使齿面上载荷分布不均匀的因素。计算轮齿强度时，为了计及齿面上载荷沿接触线分布不均匀的现象，通常用系数 K来表征齿面上载荷分布不均匀的程度对轮齿强度的影响。 根据 0 7 /v m s ， 7 级精度，由动载系数表， 查得动载系数 直齿轮，假设 / 1 0 0 / b N m m， 由表查得 1 25 查得使用系数 7 级精度，齿轮相对于支撑非对称布置时， 2 2 31 . 0 0 . 3 1 (1 0 . 6 ) 0 . 1 9 1 0H d 将数据代入后得 31 . 0 0 . 3 1 ( 1 0 . 6 ) 0 . 1 9 1 0 7 . 0 4 1 . 5 0 9 由 7 0 . 4/ 6 . 8 61 0 . 2 6， 查表可以得 故载荷系数为： 1 . 0 1 . 0 5 1 . 1 1 . 4 8 1 . 7 0 9H H A K K K （ 6）按照实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径： 1311 ( / ) 1 7 4 . 0 2d K K（ ） 计算模数 m 11 7 4 . 0 2 4 . 5 7 938dm m 26 照齿根弯曲强度计算 弯曲强度的设计公式为 ： 13212 ( ) F a S 确定公式中的各计算数值： 查得齿轮的弯曲疲劳强度极限 725FE 查得弯曲疲劳寿命系数 计算弯曲疲劳许用应力： 取弯曲疲劳安全系数 1 . 7 7 2 5 8 8 0 . 3 61 . 4F N F 计算载荷系数： 1 . 0 1 . 0 5 1 . 1 1 . 4 8 1 . 7 0 9F F A K K K 查取齿形系数 查取应力校正系数 计算齿轮的数值： 2 . 4 2 1 . 6 6 0 . 0 0 4 5 48 8 0 . 3 6 设计计算： 1322 1 . 7 0 9( 0 . 0 0 4 5 4 ) 3 . 1 51 . 0 3 8m m m 27 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可以取弯曲强度算得的模数并圆整为标准值 4m ，按照接触 强 度 算 得 的 分 度 圆 直 径 ， 算 齿 轮 的 齿 数 ： 1 1 7 4 . 0 2 4438dZ m 何尺寸计算 ： 1 4 4 4 1 7 6d m z m m 211,i z i zg 2 2 1 1 4 4 4 1 7 6d m z d m z m m 12 1 7 6 1 7 6( ) / 2 1 7 62a d d m m 1 0 . 4 1 7 3 . 3 7 7 0 . 4d m m 五章 改 向箱轴的强度计算 1. 改向箱轴即 轴，通过前面的计算可 以得到如下的数据： 转速2 1 8 . 4 6 / m i 传递的功率3 4 8p 轴上齿轮分度圆直径 176d ， 传递的转矩3 2 3 3 7 m 3 42 2 2 3 3 7 . 3 1 0 2 . 6 5 6 1 0176t 径向力 3 3t a n t a n 2 0 2 . 6 5 6 1 0 9 . 7 6 7 1 0c o s c o s 8 43t a n t a n 8 2 . 6 5 6 1 0 3 . 7 3 7 1 0 N 初步确定轴的最小直径 按照公式 1 1 1 13 3 3 39 5 5 0 0 0 0 9 5 5 0 0 0 0( ) ( ) ( ) ( )0 . 2 0 . 2 p p n n 29 选择轴的材料为 45 钢，调质处理。 取 0，于是得 13m i 5 1 87 0 ( ) 4 3 . 7 8 61 8 . 4 6d m m 此轴的最小直径是安装联轴器处轴的直径，为了使所选轴 直径与联轴器的孔径相适应，故需要同时选择联轴器的型号。 联轴器的计算转矩3T K T，取 1 . 3 2 3 3 7 . 3 3 0 3 8 . 4 9 m g 按照计算转矩标准/ 5 0 1 4 1 9 8 5G B T ，选用十字轴万节联轴器，半联轴器的孔径 1 45d ，故取轴 d - 45，半联轴器的长度 82，半联轴器与轴配合的毂孔长度1 70L 的结构设计 轴的结构工艺性是制轴的结构形式，应方便加工和装配轴上的零件并且生产效率高，成本低，一般地说，轴的结构越简单，工艺性越好，因此，在满足使用要求的前提下，轴的结构形式应尽量简化，为了便于装配零件并去掉毛刺，轴端应制出 45o 倒角，需要磨削加工的轴 段，应留有砂轮越程槽，为了减少装夹工件的时间，同一轴上不同轴段的键槽应布置在轴的同一母线上，为了减少加工刀具种类和提高劳动生产率，轴上直径的相近处的圆角、倒角、键槽宽度和退刀槽宽度、砂轮越程槽宽度等应尽可能采用相同的尺寸。 30 定轴上的装配方案 轴上零件的装配方案是进行轴的结构设计的前提，对轴的结构形式起着决定性的作用，所谓的装配方案就是预定出轴上主要零件的装配方向、顺序和相互的关系。 改向箱轴的装配方案是：齿轮、套筒、右端轴承、轴承端盖、半联轴器、轴端挡圈，依次从轴的右端向左端安装，左端安装套筒、左端 轴承、轴承端盖、半联轴器、轴端挡圈。 轴上零件的定位：此改向箱轴上零件的轴向定位是以轴肩、套筒、轴承端盖、轴端挡圈等来保证的。齿轮的左端是利用轴肩定位，此定位方便可靠；齿轮的右端用套筒定位，轴上不需要开槽、钻孔和切制螺纹，因而不影响轴的疲劳强度，具有结构简单，定位可靠等优点，用轴端挡圈固定半联轴器，可以承受较大的轴向力。轴承端盖用螺钉与改向箱体联接，而使轴承的外圈得到轴向定位。 据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 31 确定轴的各段直径和长度： 为了满足半联轴器的轴向定位要求， -段右 端制出一轴肩。 -段轴上安装滚动轴承，初选滚动轴承。因轴承同时承受径向力和轴向力的作用，而且轴的转速不高，故选用角接触球轴承。参照工作要求并根据1 45d ，由轴承产品目录中初步选取 0 基本游隙组，标准精度级的 7211C ，其尺寸为 5 5 1 0 0 2 1d D B m m m m m m ，故 -段轴直径2 55d 取安装齿轮处的轴段 -的直径4 56d ，齿轮的右端与右轴承之间采用套筒定位。已求得齿轮轮毂宽度为 70为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取轴段 -的长度为 65（ 1） 齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度 ，长度为 5（ 2） 轴承端盖的总宽度为 20套筒宽 4轴承端盖的最外圆直径为211 6 0 , 1 0 0D m m d m m（ 3） 轴段 -和轴段 -的尺寸与左端的相同，大致曾对称。 轴上零件的圆周定位： 齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键联接。根据安装齿轮 处 的 轴 段 - 的 直 径4 56d ， 由 手 册 查 得 平 键 截 面1 6 1 0b h m m m m ( 1 0 9 6 7 9 ) ，键槽用键铣刀加工，长为 48标32 准键长见 1096 79 ），同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选齿轮轮毂与轴的配合为 7/ 6样，半联轴器与轴的联接，选用平键为 1 4 9 6 3m m m m m m半联轴器与轴的配合 7/ 6动轴承与轴的周向定位上借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为6m 。 取轴端倒角为 2 45 o ，各轴肩处的圆角半径为 2r 。 轴上的载荷 首先根据轴的结构图作出轴的计算 简图，在根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。 从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图中可以看出截面 C 是轴的危险截面。 该截面的相关计算如下： 水平方向的支持反力分别为1 6 5 6 1 0N H N （ 1） 412 2 . 6 5 6 1 0N H N H N F N 由左边两个式子可以得出： （ 2）125 4 . 7 4 9 . 7N H N 41 1 . 2 6 5 1 0 ， 42 1 . 3 9 1 1 0 垂直方向的支持反力分别为1 3t a n t a n 8 2 . 6 5 6 1 0 9 . 7 6 7 1 0c o s c o s 8N V N 1） 312 9 . 7 6 7 1 0N V N V N F N （ 2）125 4 . 7 4 9 . 7N V N 由上 边两个式子（ 1）、（ 2）可以得出： 31 4 . 6 5 1 1 0， 32 5 . 1 1 6 1 0 34 扭矩 T ： 2 3 3 7 m g 弯矩 M ： 451 5 4 . 7 1 . 2 5 6 1 0 5 4 . 7 6 . 9 2 1 0H F N m m g 3511 5 4 . 7 4 . 5 6 1 1 0 5 4 . 7 2 . 5 4 4 1 0V N N m m 4 . 7 5 . 1 1 6 1 0 4 9 . 7 2 . 5 4 3 1 0V N N m m g 总弯矩： 112 2 5 2 5 2 52221( ) ( 6 . 9 2 1 0 ) ( 2 . 5 4 4 1 0 ) 8 . 2 0 4 1 0 M N m m 5 2 5 2 512( ) ( 6 . 9 2 1 0 ) (
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