板栗去壳机设计【全套CAD图纸+word说明书】
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外文翻译 新工具使新机器设计最优 当加工铝时，我们主要关心的是：铝粘住加工切削边缘的倾向；保证有好的碎片排屑形成切削边缘；和保证工具有足够的中心强度来承受切削力而不被破坏。 技术发展，比如： 列，已经使工具商重新考虑任何工艺水平的机器技术。用正确的加工和编程思路是很重要的。 材料，涂料和几何形状是与减小我们所关注问题相关系的工具设计的三个因素。如果这些因素不能一起很好的配合，成功的调整磨削是不可能的。为了成功进行高速铝加工，理解这三个因素是很必要的。 使组合边缘最小化 当加工铝时 ，一个失败的切削工具模式是，被加工的材料粘住工具切削边缘。这种情况会很快削弱工具的切削能力。由粘着的铝形成的组合边缘会导致工具变钝，以至不能切削材料。工具材料选择和工具涂料选择是被工具设计者用来减小组合边缘出现的主要工艺。 亚微米微粒碳化物材料要求很高的钴浓度来获得良好的微粒结构和材料强度属性。随着温度的升高，钴与铝发生反应，钴使铝与暴露的工具材料碳化物相粘合。一旦铝开始粘住工具，铝会在快速的在工具上形成组合边缘，使工具不可用。 在切削的进程中，减小铝粘合着的工具的暴露碳化物的秘诀就是找到正确的碳化物的平衡 来提供足够的材料强度。在加工铝时，为了减小粘附，使用能提供足够硬度的 纹理粗糙的碳化物来获得平衡，来使变钝变慢。 工具涂料 当尝试减小组合边缘时，第二个应该考虑的工具设计因素是工具涂料。工具涂料的选择包括： 氮化物，锆氮化物，钻石和钻石般的涂料（ 拥有这么多的选择，航空航天磨削商店需要知道在铝的高速加工应用中哪一种工作最有效。 和 具的 装应用进程使这些选项不合适铝的应用。 装进程建立了两个使铝粘住工具的模 式 程形成了一个表面，这表面是比底层材料更粗糙的。由这个进程形成的表面“凹凸”使工具中的铝在凹处快速集结。由于涂料有金属晶体和铁晶体特征， 料是可以和铝发生化学反应的。一种 料通常是包含铝的，这铝很容易和相同材料的切削表面粘合。表面粗糙度和化学反应特性将会导致工具和工作片体粘在一起，以致形成组合表面。 ap 导的试验中，人们发现在高速加工铝时，一个没有涂染过纹理粗糙的碳化物的工具的表面优于用 或者 染过的工具。这个试验不意味着所有工具涂料将减小工具的表现。钻石和 切削铝材料时，这些涂料很认为是能非常有效的提高工具的寿命。 钻石涂料被认为是表现最佳的涂料，但这种涂料要一个很可观的成本。对于表现价值， 料提供最佳成本，增加大约 20%总工具成本，而寿命相对于未涂染过纹理粗糙的碳化物的工具来是，是增长得很明显的。 几何形状 高速铝加工工具设计的拇指定律就是使微粒排屑空间最大化。这是因为铝是一种非 常柔软的材料。 常是可以增长的，它生成更多更大的微粒。 空航天磨削机器，比如 求额外关注工具几何休和工具强度。拥有强大的 80心轴的 器将折断工具如果他们不是用足够的中心强度设计的。 总的来说，锋利的切削边缘一直都可以用来避免铝的延伸。一个锋利的切削边缘将形成高剪切和高表面清洁，形成一个更好的表面和使表面振动最小化。结果是用优良的纹理碳化物材料比纹理粗糙的碳化物材料更有可能获得一个锋利的切削边缘。但由于 铝能粘住纹理好的材料，长久保持这各边缘是不太可能的。 粗略的折衷方案 纹理粗糙的材料是最好的折衷。那是一种很强大的材料，它能拥有一个可观的切削边缘。试验结果表明；在获得长的工具寿命的同时拥有好的表面的可以的。通过工具来进行油雾冷却是可以改进切削边缘的保持的。雾化逐渐使工具冷却，消除温度急增的问题。 螺旋角度是一个额外的工具几何考虑因素。传统上来说，当加工铝时，带有高螺旋角度的工具已经被运用。高螺旋角度可以使微粒更快地从部分脱离，但却增加力和热，这是由切削运动导致的。一个高螺旋角被用在工具上 ，并且很大数量的凹槽可以使微粒排泄。 当以非常高的速度加工铝时，由增加的力形成的热量可能会引起微粒与工具焊接在一起。此外，一个有很高螺旋角的切削表面将比低角度的更快产生微粒。仅仅利用两个凹槽工具设计使低螺旋角和足够微粒排泄区域成为可能。由导的延伸性试验中，当发展新工具流水线时，这被证明是最成功的方法。 he of to to is of is to as It is to in to If do is It is to of in to be in of of of to of is by so it no by to of a to s at to to of to to it a on it is to of to in is a of so as to he be to is so to in an an VD to to VD in is to it is by to in on In VD is to to A a of to In ap it at of an to of LC in a to to be is a to of LC 0%to as to an he of is to is is a is as an 0if In be to A a or is it is to a to to it is to he to be It is a a it is to a of is an is an a a A as of A is on a a of to at by to to In a a a a A a is to be in SG L. 外文资料翻译译文 新工具使新机器设计最优 当加工铝时，我们主要关心的是：铝粘住加工切削边缘的倾向；保证有好的碎片排屑形成切削边缘；和保证工具有足够的中心强度来承受切削力而不被破坏。 技术发展，比如： 列，已经使工具商重新考虑任何工艺水平的机器技术。用正确的加工和编程思路是很重要的。 材料，涂料和几何形状是与减小我们所关注问题相关系的工具设计的三个因素。如果这些因素不能一起很好的配合，成功的调整磨削是不可能的。为了成功进行高速铝加工，理解这三个因素是很必要的。 使组合边缘最小化 当 加工铝时，一个失败的切削工具模式是，被加工的材料粘住工具切削边缘。这种情况会很快削弱工具的切削能力。由粘着的铝形成的组合边缘会导致工具变钝，以至不能切削材料。工具材料选择和工具涂料选择是被工具设计者用来减小组合边缘出现的主要工艺。 亚微米微粒碳化物材料要求很高的钴浓度来获得良好的微粒结构和材料强度属性。随着温度的升高，钴与铝发生反应，钴使铝与暴露的工具材料碳化物相粘合。一旦铝开始粘住工具，铝会在快速的在工具上形成组合边缘，使工具不可用。 在切削的进程中，减小铝粘合着的工具的暴露碳化物的秘诀就是找到正确的碳化 物的平衡来提供足够的材料强度。在加工铝时，为了减小粘附，使用能提供足够硬度的 纹理粗糙的碳化物来获得平衡，来使变钝变慢。 工具涂料 当尝试减小组合边缘时，第二个应该考虑的工具设计因素是工具涂料。工具涂料的选择包括： 氮化物，锆氮化物，钻石和钻石般的涂料（ 拥有这么多的选择，航空航天磨削商店需要知道在铝的高速加工应用中哪一种工作最有效。 和 具的 装应用进程使这些选项不合适铝的应用。 装进程建立了两个使铝粘住 工具的模式 程形成了一个表面，这表面是比底层材料更粗糙的。由这个进程形成的表面“凹凸”使工具中的铝在凹处快速集结。由于涂料有金属晶体和铁晶体特征， 料是可以和铝发生化学反应的。一种 铝很容易和相同材料的切削表面粘合。表面粗糙度和化学反应特性将会导致工具和工作片体粘在一起，以致形成组合表面。 ap 导的试验中，人们发现在高速加工铝时，一个没有涂染过纹理粗糙的碳化物的工具的表面优于用 或者 染过的工具。这个试验不意味着所有工具涂料将减小工具的表现。钻石和 料可生成一个非常光滑的化学惰性的表面。在切削铝材料时，这些涂料很认为是能非常有效的提高工具的寿命。 钻石涂料被认为是表现最佳的涂料，但这种涂料要一个很可观的成本。对于表现价值， 料提供最佳成本，增加大约 20%总工具成本，而寿命相对于未涂染过纹理粗糙的碳化物的工具来是，是增长得很明显的。 几何形状 高速铝加工工具设计的拇指定律就是使微粒排屑空间最大化。这是因为铝 是一种非常柔软的材料。 常是可以增长的，它生成更多更大的微粒。 空航天磨削机器，比如 求额外关注工具几何休和工具强度。拥有强大的 80心轴的 器将折断工具如果他们不是用足够的中心强度设计的。 总的来说，锋利的切削边缘一直都可以用来避免铝的延伸。一个锋利的切削边缘将形成高剪切和高表面清洁，形成一个更好的表面和使表面振动最小化。结果是用优良的纹理碳化物材料比纹理粗糙的碳化物材料更有可能获得一个锋利的切削边缘 。但由于铝能粘住纹理好的材料，长久保持这各边缘是不太可能的。 粗略的折衷方案 纹理粗糙的材料是最好的折衷。那是一种很强大的材料，它能拥有一个可观的切削边缘。试验结果表明；在获得长的工具寿命的同时拥有好的表面的可以的。通过工具来进行油雾冷却是可以改进切削边缘的保持的。雾化逐渐使工具冷却，消除温度急增的问题。 螺旋角度是一个额外的工具几何考虑因素。传统上来说，当加工铝时，带有高螺旋角度的工具已经被运用。高螺旋角度可以使微粒更快地从部分脱离，但却增加力和热，这是由切削运动导致的。一个高螺旋角被用 在工具上，并且很大数量的凹槽可以使微粒排泄。 当以非常高的速度加工铝时，由增加的力形成的热量可能会引起微粒与工具焊接在一起。此外，一个有很高螺旋角的切削表面将比低角度的更快产生微粒。仅仅利用两个凹槽工具设计使低螺旋角和足够微粒排泄区域成为可能。由 导的延伸性试验中，当发展新工具流水线时，这被证明是最成功的方法。 he of to to is of is to as It is to in to If do is It is to of in to be in of of of to of is by so it no by to of a to s at to to of to to it a on it is to of to in is a of so as to he be to is so to in an an VD to to VD in is to it is by to in on In VD is to to A a of to In ap it at of an to of LC in a to to be is a to of LC 0%to as to an he of is to is is a is as an 0if In be to A a or is it is to a to to it is to he to be It is a a it is to a of is an is an a a A as of A is on a a of to at by to to In a a a a A a is to be in SG L. 编号： 毕业设计 (论文 )任务书 题 目 ： 板栗 去壳机 设计 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化卓越班 学生姓名： 李俊尤 学 号： 1100110610 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 杨孟杰 职 称： 助教 题目类型 ： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2015 年 1 月 15 日 一、毕业设计（论文）的内容 目前， 板栗的去皮主要是依靠人工去皮方式，工人劳动强度大，效率低 。 为此，市场上也陆续出现了半自动和自动化板栗 去壳机 ， 但这些结构的板栗 去壳机在不同程度上存在着缺陷 。 所以 本课题 基于研究国内板栗自动 去壳机 的现有技术的基础上，对各种板栗去皮设备的结构进行比较分析。同时，依据课题设计任务，设计一款适合我国国情的小型板栗自动 去壳机 。 论文的研究内容分 为以下几个方面： 1、查阅资料，了解 板栗 去壳机 工作原理以及参数要求， 给出不同的结构方案，经对比分析其作用效果和经济性后择优 ； 2、 设计相应的 零部件，主要有传动装置、脱粒装置、清选装置以及动力的匹配等 ，并对 刀片等关键零部件 进行受力分析及强度校核 。 3、 对结构进行实体建模、详细绘制其装配图与零件图。 二、毕业设计（论文）的要求与数据 1、板栗 去壳机 的 脱净率 及良品率要求 大于 90%以上，加工能力 150kg/h 以上，且 设计思路清晰，结构合理，操作安全，成本较低 ； 2、 用 立板栗 去壳机 的 3D 模型，完成虚拟样机设计 ； 3、 绘制板栗 去壳机 的装配图及主要零部件的零件图 ； 三 、毕业设计（论文）应完成的工作 1、完成二万字左右的毕业设计说明书（论文）；在毕业设计说明书（论文）中必须包括详细的 300单词的英文摘要； 2、独立完成与课题相关，不少于四万字符的指定英文资料翻译（附英文原文）； 3、完成板栗 去壳机 的总体方案设计，装置零部件设计、理论分析； 4、 绘制结构总装配图及主要零部件图，折合 纸 3 张，其中包括用计算机绘制的至少两张 纸； 四 、应收集的资料及主要参考文献 1 张黎骅 ,郑 严 M2 纪名刚 M等教育出版社， 3 王蓝美，冯秋官，耿耀红 M等教育出版社， 4 增值新，吕明 M5 陈于萍，周兆元 M6 洪钟德 . 简明机械设计手册 M. 同济大学出版社， 7 孙桓，陈作模 . 机械原理 （ 第六版） M. 北京：高等教育出版社， 8 张文 波 D江大学， 2002 9 of 993 10 D. 、试验、测试、试制加工所需主要仪器设备 及条件 计算机一台 ， 计软件（ ） 。 任务下达时间： 2015 年 1 月 15 日 毕业设计开始与完成时间： 2015 年 1 月 15 日 至 2015 年 05 月 26 日 组织实施单位： 教研室主任意见： 签字 ： 2015 年 1 月 16 日 院 领导小组意见： 签字 ： 2015 年 1 月 16 日 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 编号： 毕业设计 (论文 ) 题 目： 板栗 去壳机 设计 学 院： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 姓 名： 职 称： 题目类型 ： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2015 年 1 月 15 日 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 要 整机结构主要由电动机、机架、传动带、偏心轮构成。由电动机产生动力通过带轮减速器将需要的动力传递到带轮上，带轮带动 而带动整机装置运动 本论文研究内容摘要： (1)板栗 去壳机 总体结构设计。 (2)板栗 去壳机 工作性能分析。 (3)电动机的选择。 (4)对 板栗 去壳机 的传动系统、执行部件及机架设计。 (5)对设计零件进行设计计算分析和校核。 (6)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。 关键词： 板栗 去壳机 ，结构设计 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 he is of an by to to , so as to of (1) of (2) of (3) of (4) of (5) of of (6) 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 目录 摘要 1 章 绪论 6 题研究的目的和意义 6 栗主要产品工艺 6 统板栗脱壳去衣技术 8 栗的加工现状 8 究内容 13 第 2 章 板栗 去壳机 总体参数的设计 14 栗 去壳机 的工作原理 14 旋输送机设计参数的确定 14 旋输送机外形及尺寸 19 螺旋输送机外形长度组合及各节重量 19 动机选型计算 20 第 3 章 带传动的计算 23 传动设计 23 择带型 24 定带轮的基准直径并验证带速 24 定中心距离、带的基准长度并验 算小轮包角 25 定带的根数 z 26 定带轮的结构和尺寸 27 定带的张紧装置 27 轴结构图 30 轴组件的验算 30 V 承的简化 30 轴的挠度 31 轴倾角 32 第 4 章 键的选择与校核 39 轮 1 上键的选择与校核 39 的选择 39 的校核 39 轮 2 上键的选择 与校核 41 的选择 41 的校核 41 第 5 章 拟样机设计 43 结论 45 参考文献 46 致谢 47 第 6 页 共 47 页 第 1 章 绪论 题研究的目的 和意义 板栗富含维生素、胡萝卜素、氨基酸及铁、钙等微量元素，长期食用可达到养胃、健脾、补肾、养颜等保健功效。栗仁的蛋白质含量是香蕉的 3倍，荔枝的 4倍，为苹果的近 40倍 ;含磷量是香蕉、荔枝的 3倍，苹果的 8倍、铁、核黄素和维生素的含量也高过一般硬果和水果类，足见栗子的营养十分丰富。板栗可以益气血、养胃、补肾、健肝脾；生食还有治疗腰腿酸疼、舒筋活络的功效。它所含高淀粉质可提供高热量，而钾有助维持正常心跳规律，纤维素则能强化肠道，保持排泄系统正常运作。由于板栗富含柔软的膳食纤维，糖尿病患者也可适量品尝。但板 栗生吃难消化，熟食又易滞气，所以，一次不宜多食。最好在两餐之间把板栗当成零食，或做在饭菜里吃，而不是饭后大量吃，以免摄入过多的热量，不利于保持体重。中医学认为，栗性甘温，无毒，有健脾补肝，身壮骨的医疗作用。经常生食可治腰腿无力，果壳和树皮有收敛作用；鲜叶外用可治皮肤炎症；花能治疗瘰疡和腹泻，根治疝气。民间验方多用板栗，每日早晚各生食一至二枚，可治老年肾亏，小便弱频；生栗捣烂如泥，敷于患处，可治跌打损伤，筋骨肿痛，而且有止痛止血，吸收脓毒的作用。板栗含有大量淀粉、蛋白质、脂肪、 B 族维生素等多种营养素，素有“干 果之王”的美称。能防治高血压病、冠心病、动脉硬化、骨质疏松等疾病。同时常吃对日久难愈的小儿口舌生疮和成人口腔溃疡有益。中医认为板栗能补脾健胃、补肾强筋、活血止血。对肾虚有良好的疗效，故又称为“肾之果”，特别是老年肾虚、大便溏泄更为适宜，经常食用有强身愈病。 栗主要产品工艺 确定了炒制工艺参数。关键技术是炒制过程的温度程序控制。板栗预处理 :选料分级去杂清洗砂子预处理 :砂子洗净过 80 目筛炒热变黑备用风味配料 :桂花、丁香、八角、甘草、食 盐 ,按比例混合 ,待细沙预热后 ,放入炒锅或滚筒 ,炒 2 3分钟 ,加上色配料 :饴糖、菜油或棕榈油 ,投入板栗 (温度设置高 中 低 )、过筛、检验、包装。 脆营养板栗脆片技术关键是护色和油炸温度、时间设置。护色液 :檬 第 7 页 共 47 页 酸、 1%料 :栗粉 (大于 50%)、玉米淀粉、 用油、麦芽糊精、香料。 加工流程如下：选料去壳漂烫脱皮切碎护色液浸煮加调料拌匀压片成型油炸成品检验包装 (与适量苹果、香蕉脆片搭配 )成品 溶营养栗粉关键技术 是膨化工艺参数 (压力、温度 )的确定。工艺流程如下：大豆粉、玉米淀粉、麦芽糊精、食盐、味精、蔗糖酯、香料荞麦粉栗粉微波干燥粉碎加工调匀 (含水量 75295表 13 表 3槽型 Y Z A B C D E 0 75 125 200 355 500 第 25 页 共 47 页 21211440 = 2 . 8 8 , = 9 0 2 . 8 8 = 2 5 9 . 2 m 所 以 由机械设计 3V 带轮的基准直径 ” ，得250 误差验算传动比：21250= 2 . 8 3(1 ) 9 0 (1 2 % )d 误（ 为弹性滑动率） 误差112 . 8 3 2 . 8 81 0 0 % 1 0 0 % 1 . 5 8 % 5 %2 . 8 8 误 符合要求 带速 1 9 0 1 4 4 0v = 6 . 7 9 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 满足 5m/以宜选用 总之，小带轮选 带轮选择 带轮的材料：选用灰铸铁， 定带的张紧装置 选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。 由机械设计 3 12查得， 0 面已得到1a =z=4，则1a 1 5 3 . 72 s i n = 2 4 1 3 3 . 4 6 s i n N = 1 0 3 8 . 1 4 z F 对带轮的主要要求是质量小且分布均匀、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接带轮的内应力要小 ,带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于普通 V 带两侧 面间的夹角是 40 ，为了适应 V 带在带轮上弯曲时截面变形而使楔角减小，故规定普通 2 、 34 、 36 、 38 （按带的型号及带轮直径确定），轮槽尺寸见表7在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮缘与轮毂成一整体。 表 3带轮的轮槽尺寸（摘自 第 28 页 共 47 页 项目 符号 槽型 Y Z A B C D E 基准宽度 准线上槽深 准线下槽深 间距 e 82151937第一槽对称面至端面的距离 7 9 6 23 28 最小轮缘厚 5 0 12 15 带轮宽 B B=(e+2轮槽数 外径 轮槽角32 对应的基准直径60 - - - - - - 34 - 80 118 190 31 5 - - 36 60 - - - - 475 600 38 - 80 118 190 315 475 600 极限偏差 1 辐）结构的不同分为以下几种型式： （ 1）实心带轮：用于尺寸较小的带轮 ( 3)，如 图 3 第 29 页 共 47 页 （ 2）腹板带轮：用于中小尺寸的带轮 (00 )，如图 3 （ 3）孔板带轮：用于尺寸较大的带轮 (d) 100，如图 3 （ 4）椭圆轮辐带轮：用于尺寸大的带轮 (500 )，如图 3 （ a）（ b）（ c）（ d） 图 3构类型 根据设计结果，可以得出结论：小带轮选择实心带轮，如图（ a） ,大带轮选择 孔板带轮 如图（ c） 第 30 页 共 47 页 轴结构图 根据以上的分析计算，可初步得出主轴的结构如图 4 图 4轴组件的验算 主轴在 工作中的受力情况严重，而允许的变形则很微小，决定主轴尺寸的基本因素是所允许的变形的大小，因此主轴的计算主要是刚度的验算，与一般轴着重于强度的情况不一样。通常能满足刚度要求的主轴也能满足强度的要求。 刚度乃是载荷与弹性变形的比值。当载荷一定时，刚度与弹性变形成反比。因此，算出弹性变形量后，很容易得到静刚度。主轴组件的弹性变形计算包括：主轴端部挠度和主轴倾角的计算。 对于两支承主轴，若每个支承中仅有一个单列或双列滚动轴承，或者有两个单列球轴承，则可将主轴组件简化为简支梁，如下图 2若前支承有两个以上滚动轴承，可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为固定端梁，如图 2 F r 1F r 2F r 1F r 2F t 1F t 1F t 1F t 2A 第 31 页 共 47 页 图 4此次设计的主轴，前支承选用了一个双列向心短圆柱滚子轴承和两个推力球轴承作为支承，即可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为上图 2 查材料力学 I第 188页的表 图 2如下图 2 根据图 2得此时的最大挠度 =其中， F 主轴前端受力。此处， F=l A、 处， l=a=12 2F 2图 4E 主轴材料的弹性模量。 45钢的 E=0主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为 D，内孔直径为 第 32 页 共 47 页 I=64 （ D 。此处， D=35 故可计算出，主轴端部的最大挠度： =0 主轴倾角 主轴上安装主轴和安装传动齿轮处的倾角，称为主轴的倾角。此次设计的主轴主要考虑主轴前支承处的倾角。若安装轴承处的倾角太大，会破坏轴承的正常工作，缩短轴承的使用寿命。 根据 图 2得此时的最大倾角 =2其中， F 主轴前端受力。此处， F=Fz=l A、 处， l=a=12 主轴材料的弹性模量。 45钢的 E=0 7 N/I 主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为 D，内孔直径为 I=64 （ D 。此处， D=2138128 =133 故可计算出，主轴倾角为： B =0 6 特殊磨头设计第一册中机械部分的第 670页，可知： 当 最大 时，刚性主轴的刚度满足要求。 此处的 最大 即为最大挠度和最大倾角， 将已知数据 和 B 代入，即可得： 初步设计的主轴满足刚度要求。 第 33 页 共 47 页 1求作用在带轮上的力 因已知低速级带轮的直径为 2d 500而 23232 1 4 9 5 0500 r 0a 周力 向力 轴向力 图 42初步确定轴的最小直径 （ 1）先按课本37015步估算轴的最小直径。选取轴的材料为 45钢 ,调质处理。根据课本370p 315361 表P，取 112是得 o 76 112 3 第 34 页 共 47 页 （ 2） 轴上的零件的周向定位 带轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按 d - 90bh 254键槽用键槽铣刀加工，长为 70时为了保证带轮与轴配合有良好的对中性，故选择带轮毂与轴的配合为 样，半联轴器与轴的连接，选用平键为 2020半联轴器与轴的配合为 动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为 （ 3） 确定轴上圆周和倒角尺寸 参考课本3655轴左端倒角为 2 45 ，右端倒角为 45 。各轴肩处的圆角半径为 : 处为 余为 4求轴上的载荷 首先根据结构图 (图 出轴的计算简图（图 在确定轴承的支点位置时 ,应从手册中查得 a 值。对于 30217 型圆锥滚子轴承，由手册中查得 a 因此，作为简支梁的轴的支承跨距 据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图（图 从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面是轴的危险截面。计算步骤如下： 7 1 . 6 8 9 2 6 . 9 35 7 . 1 7 1 . 6 F 3483222 5 7 . 1 8 9 2 6 . 9 35 7 . 1 7 1 . 6 0923231 2 3 1 5 . 3 1 3 1 6 . 1 2 53 3 5 6 . 6 4 7 1 . 625 7 . 1 7 1 . 6 21809163022 1L 1 2 第 35 页 共 47 页 1M 19625592873172889 222121 222 8 3 5 7 8 . 0 1 4 1 5 2 8 5 4 . 4 1 6 2M 222 222 8 3 5 7 8 . 0 1 4 4 8 6 6 5 . 0 9 表 4载荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 1矩 M 12总弯矩 1M 2M 扭矩 T 14109905按弯曲扭转合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面 C）的强度。根据课本37315表 的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取 的计算应力 321 )( 2233 2 2 1 5 0 . 5 3 0 . 6 1 4 1 0 9 9 00 . 1 9 0（ ）已选轴材料为 45 钢，调质处理，查课本3625 1 60此 1 ，故此轴安全。 6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、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将消弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定的，所以截面A,B 均无需校核。 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，从受载来看，截面 面 的应力集中的影响和截面 的相近，但是截面 不受扭矩作用，同时轴径也较大，故不必做强度校核。截面 C 上虽然应力最 第 36 页 共 47 页 大，但是应力集中不大（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 和 显然更不必要校核。由课本第 3 章的附录可知，键槽的应力集中较系数比过盈配合的小，因而，该轴只需校核截面 左右两侧即可。 （ 2）截面 左侧 抗弯截面系数 W d 85 抗扭截面系数 d 85 122825 3截面 的右侧的弯矩 212L 4 1 6 3 . 1 4 1M M 3 2 4 7 5 6 . 7 2L 6 3 . 1 5 7 . 1 4 13 2 2 1 5 0 . 5 3 5 7 . 1 截面 上的扭矩31410990截面上的弯曲应力 b 2900 面上的扭转切应力 3410990W 145800 1410990122825 的材料为 45钢，调质处理。由课本3625 551 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按课本40 2 985 ， D 9 085d 插值后查得 由课本41q ， q 有效应力集中系数按式 (课本42 K 1 ( 1 ) 1 0 . 8 4 ( 1 . 9 1 )q ( 1 ) 1 0 . 8 8 ( 1 . 2 9 1 ) 1 . 5 4 5 由课本42尺寸系数 ；由课本43 。 第 37 页 共 47 页 轴按磨削加工，由课本440 轴为经表面强化处理，即 1q，则按课本253式（ 3综合系数为 1 1 . 7 5 6 11 0 . 6 4 0 . 9 2 + - 1 . 5 4 5 1110 . 7 7 0 . 9 2 1 及 30 ，取 0 0 ，取 于是，计算安全系数课本37415(15得 S 1 2752 . 8 3 1 . 4 8 0 . 1 0 1 1551 1 . 4 9 1 1 . 4 91 . 5 4 5 0 . 0 522 226 5 . 6 6 1 6 . 9 26 5 . 6 6 1 6 . 9 2 可知其安全。 （ 3） 截面 右侧 抗弯截面系数 W d 90 72900 3抗 扭截面系数 d 90 145800 3截面 的右侧的弯矩 212L 4 1 6 3 . 1 4 1M M 3 2 4 7 5 6 . 7 2L 6 3 . 1 5 7 . 1 4 13 2 2 1 5 0 . 5 3 5 7 . 1 截面 上的扭矩 3T 为 3T 1410990截面上的弯曲应力 b 2900 面上的扭转 切应力 第 38 页 共 47 页 3410990W 145800 1410990145800 盈配合处的 k，由课本43取 ，于是得 k 按磨削加工，由课本440 轴 为经表面强化处理，即 1q，则按课本253式（ 3综合系数为 1 1 . 7 5 6 11 0 . 6 4 0 . 9 2 + - 1 2 4 10 1 5 1110 0 5 9 10 由课本 31 及 30 ，取 0 0 ，取 于是，计算安全系数课本37415(15得 S 1 2753 . 3 3 1 . 2 5 0 . 1 0 1 1559 . 6 8 9 . 6 82 . 6 8 0 . 0 522 226 5 . 6 6 1 6 . 9 26 5 . 6 6 1 6 . 9 2 该轴的截面 右侧的强 度也是足够的。本轴因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。至此，低速轴的设计计算即告结束。 第 39 页 共 47 页 第 4 章 键的选择与校核 轮 1 上键的选择与校核 在本设计中，所选择的键的类型均为 材料为 45 钢，在带轮 1上键的尺寸如下表所示： 轴 键 键 槽 半径 r 公 称 直 径 d 公称 尺寸 b h 宽度 b 深度 公称 尺寸 b 极限偏差 轴 t 毂 1t 一般键联结 轴 公称 尺寸 极限 偏差 公称尺寸 极限偏差 最小 最大 28 8 7 8 0 4 上键的尺寸 键在传递动力的过程中，要受到剪切破坏，其受力如 下图所示： 第 40 页 共 47 页 图 4键的剪切受力图如图 5示，其中 b=8= =30 由前面计算可得，轴上受到的转矩 T=55N m，由键的剪切强度条件： 2 （其中 5 3 3 32 5 58 1 0 2 5 1 0 5 5 1 0 =10M 30 结构合理） 键在传递动力过程中，由于键的上下两部分之间有力偶矩的作用，迫使键的上下部分产生滑移，从而使键的上下两面交界处产生破坏，其受力情况如下图所示：（初取键的许用挤压应力 =100 图 5由 （ 5 3 3 68 1 0 2 5 1 0 1 0 1 0 =2000N 又有 （ 5 3320002 5 1 0 1 0 1 0 8 结构合理 第 41 页 共 47 页 上键的选择与校核 同上所述，带轮 2 上所选择的键的类型均为 A 型圆头普通平键，其材料为 45 钢，键的尺 寸如下表所示： 轴 键 键 槽 半径 r 公 称 直 径 d 公称 尺寸 b h 宽度 b 深度 公称 尺寸 b 极限偏差 轴 t 毂 1t 一般键联结 轴 公称 尺寸 极限 偏差 公称尺寸 极限偏差 最小 最大 35 10 8 10 0 5 上键的尺寸 键的剪切受力图如图 5中 b=10= =30 由前面计算可得，轴上受到的转矩 T=110N m，由键的剪切强度条件： 2 （其中 直径）（ 5 3 3 32 1 1 01 0 1 0 5 0 1 0 7 0 1 0 = 3
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