钢筋弯曲机结构的设计方案

1 钢筋弯曲机结构的设计 方案 论 论 钢筋弯曲机，钢筋加工机械之一。工作机构是一个在垂直轴上旋转的水平工作圆盘，把钢筋置于图中虚线位置，支承销轴固定在机床上，中心销轴和压弯销轴装在工作圆盘上，圆盘回转时便将钢筋弯曲。为了弯曲各种直径的钢筋， 在工作盘上有几个孔，用以插压弯销轴，也可相应地更换不同直径的中心销轴。 钢筋弯曲机属于一种对钢筋弯曲机结构的改进。本实用新型包括减速机、大齿轮、小齿轮、弯曲盘面，其特征在于结构中：双级制动电机与减速机直联作一级减速；小齿轮与大齿轮啮合作二级减速；大齿轮 始终带动弯曲盘面旋转；弯曲盘面上设置有中心轴孔和若干弯曲轴孔；工作台面的定位方杠上分别设置有若干定位轴孔。由于双级制动电机与减速机直联作一级减速，输入、输出转数比准确，弯曲速度稳定、准确，且可利用电气自动控制变换速度，制动器可保证弯曲角度。利用电机的正反转，对钢筋进行双向弯曲。中心轴可替换，便于维修。可以采用智能化控制。国外品牌都是贴牌生产 很少是全套进口 据调查所知 很多国外打牌都是国内生产商生产。 筋弯曲机产品结构 筋弯曲机的类型 1、按传动方式分机械式钢筋弯曲机、液压式钢筋弯曲机； 2、按工作原理分为蜗轮蜗杆式钢筋弯曲机、齿轮式钢筋弯曲机； 3、按结构型式分台式钢筋弯曲机、手持式钢筋弯曲机。 筋弯曲机的构造 各厂家的钢筋弯曲机的构造基本相同。钢筋弯曲机的传动方案有以下两种： “ 带 蜗轮蜗杆传动 ” 和 “ 带 。钢筋弯曲机传动方案的比较与选择证明了采用蜗轮蜗杆传动的钢筋弯曲机，其传动效率不如齿轮传动的弯曲机。也就是说，在同样的驱动电动机功率条件下，齿轮传动的弯曲机弯曲同直径的钢筋显得 2 更轻松。但蜗轮蜗杆传动的自锁特性，使工作中弯曲的定位精度会更高些。目前， 以“ 带 蜗轮蜗杆传动 ” 方案的弯曲机的产生、应用较为普遍，市场占有率高。在这 2 中传动方案的钢筋弯曲机中，工作面板以上的部分相同。图 1 为应用最多的 “ 带蜗轮蜗杆传动 ” 的弯曲机的结构。 筋弯曲机产品质量差异 目前，机械传动类钢筋弯曲机的结构与生产工艺已经非常成熟。各个厂家产品的质量差异主要体现在以下几点： 1、各个厂家的机箱的造型及用料有较大的差异。用料太少的钢筋弯曲机，设备的整体刚性太差，外形也缺乏美感。 2、仅有少量厂家注重工作圆盘及其他附件的表面质量，将工作圆盘及其他附件进行了镀 层处理，将各插控采用橡胶套堵封。 3、有些钢筋弯曲机的生产厂家，配用非标生产的电机。这些电机的输出功率偏小，在连续工作中容易起热，无法弯曲标定直径的钢筋。 4、传动系统的齿轮、蜗轮蜗杆等，在加工质量，材料的选用，热处理工艺方面有差异。 5、大量厂家的弯曲机不注意外观涂装质量，少量厂家采用喷塑处理方式，外观视觉效果还不错。 筋弯曲机设计的目的和意义 钢筋弯曲机是建筑业常用的工程机械之一，主要是将钢筋加工成各种形状以满足生产需要，随着工业生产的发展，各种钢筋制品广泛地应用在现代工程领域的各个 方面，如建筑、船舶、航天等行业，尤其在建筑上应用非常广泛。因此，有很多技术人员正在研究钢筋弯曲机，以实现高效率的生产。 当前我国正在大力发展基础建设及城市化建设 ,各种建筑耗费了大量的钢筋，其中钢箍加工的效率和质量是最难解决的问题之一，钢箍不仅使用量非常大 ,而且形状和尺寸变化复杂 ,尺寸精度要求高，钢箍的制作在原钢筋加工中是劳动强度大，人力物力消耗大，低效率，低质量保证的环节。 随 着 我 国 建 筑 行 业 的 快 速 发 展 ，为 了 响 应 政 府 及 各 建 筑 单 位 对钢 筋 制 做 自 动 化 技 术 的迫切要求，急需一种适用范围广，效率高，消耗低， 质 3 量高的钢筋弯曲机。通过对比现今各种钢筋弯曲机的性能，不难发现仍有很多的不足之处，各零部件仍有很大设计余量，还有很大的发展改进潜力。 因 此 ， 需 要 在 原 有 各 种 钢 筋 弯 曲 机 的 基 础 上 ， 对 原 有 的 传 动 能力 和 承 载 性 能 进 行 改 进，设计一种满足高水准工程建设的需要，并且尽可能的扩大对钢筋的适用范围。 展现状 当前我国正在大力发展基础建设及城市化建设 ， 各种建筑耗费了大量的钢筋 ， 其中箍筋加工的效率和质量是最难解决的问题之一 ， 箍筋不仅使用量非常大 ， 而且形状和尺寸变化复杂 ， 尺寸精度要求高 ， 箍筋的制做在原钢筋加工中是劳动强度 大 ， 人力物力消耗大 ， 低效率 ， 低质量保证的环节。随着我过建筑业的高速发展，大型工程项目也日渐增多，工程中使用的钢筋直径有逐渐曾大的趋势。 钢筋弯曲机是钢筋加工必不可少的设备之一，它主要用于各类建筑工程中对钢筋的弯曲。钢筋弯曲机通常与切断机配套使用，其应用十分广泛。随着郭嘉投资拉动的效果显现，尤其是国家大力开展高铁的建设，钢筋弯曲机的生产销售增长迅速。 我国工程建筑机械行业近几年之所以能得到快速发展，一方面通过引进国外先进技术提升自身产品档次和国内劳动力成本低廉是一个原因，另一方面国家连续多年实施的积极的财政政 策更是促使行业增长的根本动因。受国家连续多年实施的积极财政政策的刺激，包括西部大开发、西气东输、西电东送、青藏铁路、房地产开发以及公路（道路）、城市基础设施建设等一大批依托工程项目的实施，这对于重大建设项目装备行业的工程建筑机械行业来说可谓是难得的机遇，因此整个行业的内需势头旺盛。同时受我国加入 国家鼓励出口政策的激励，工程建筑机械产品的出口形势也明显好转。 我国建筑机械行业运行的基本环境、建筑机械行业运行的基本状况、建筑机械行业创新、建筑机械行业发展的政策环境、国内建筑机械公司与国外建筑机械公司的竞争力比较以及 2010 年我国建筑机械行业发展的前景趋势进行了深入透彻的分析与其他的钢筋切断机、弯箍机、调直切断机的情况类似，河南省长葛市已经形成了该类机械的生产基地。国产产品大多能满足使用需求，但也有一些产品的质量不能满足郭嘉标准的要求。河南长葛本地的钢筋弯曲机生产现状也质量水平反映了国产钢筋弯曲机的现状。 4 设计内容 钢筋弯曲机是钢筋加工必不可少的设备之一，本设计 钢筋弯曲机，增大钢筋刚加加工范围，提高劳动效率，减轻钢筋加工的劳动强度，保证建筑工程的质量及进度。同时还能准确弯曲固定角度，不像 以往的钢筋弯曲机，需要凭借经验判断，使加工更精确。 5 2. 钢筋弯曲机的工作原理及工作盘的设计 筋弯曲机的工作原理 筋弯曲机的 工作机构是一个在垂直轴上旋转的水平工作圆盘， 采用电动机经一级三角带传动和三级齿轮传动减速后，带动工作机构， 筋弯曲机的工作机构是一个在垂直轴上旋转的水平工作圆盘，如图（ 示，把钢筋置于途中虚线位置，支撑销轴固定在机床上，中心销轴和压弯销轴装在工作圆盘上，圆盘回转时便将钢筋弯曲。为了弯曲各种直径的钢筋，在工作盘上有几个孔，用以插压弯销轴，也可响应地更换不同直径的中心销轴。通过改变中心销轴的直径来 弯曲各种直径的钢筋 。 支撑销轴工作盘钢筋压弯销轴中心销轴图 筋弯曲机工作原理 筋弯曲机的结构 筋弯曲机通过控制系统 启动电动机，经一级三角带传动和三级齿轮传动减速后，带动工作盘。 图 筋弯曲机结构简图 6 筋弯曲机工作盘的设计 LF r 式中， F 为拨斜柱对钢筋的作用力； F 的径向分力； a 为F 与钢筋轴线夹角。 当 定， 越大则拨斜柱及主轴径向负荷越小； 10= a r c o s 一定， 大。因此，弯曲机的工作盘应加大直径，增大拨斜柱中心到主轴中心距离 筋弯曲机的工作盘设计：工作盘直径 350弯销轴直径 40，中心销轴直径 40，支撑销轴 40， 0 =140 = ，工作盘厚度=80 筋弯曲所需弯矩 1、钢筋弯曲初始弯矩 10 1 . 7 6 . 4 3 7 3 4 0 5 8 . 2 4 （ N m） （ 式中： 截面系数，对圆截面 1K = W 为抗弯截面模量 33W 0 . 1 d 0 . 1 4 0 6 4 0 0 s 为所弯曲钢筋屈服强， 25 s =373、钢筋变形硬化后的终弯矩 钢筋在塑性变形阶段出现变形硬化（强化），产生变形硬化后的终弯矩： ）（ 2/01 （ 式中： 强化系数为相对强化系数 15/ ， p =14% p 为延伸率， 25p =14%， 0 / d ， R 为弯心直径， 0d 被弯曲钢筋的直径 0R 3d ，则得出终弯矩 M=N m） 3、钢筋弯 曲所需弯矩 9 420 N m） （ 式中：弯曲时的滚动摩擦系数 K=章小结 钢筋弯曲机就是将电动机给出的动力， 经一级三角带传动和三级齿轮传动减速，达到一定速度，传递给工作盘，通过压弯销轴，中心销轴和支撑销轴的配合，使钢筋弯曲。再 通过对工作盘合理的设计，可以减轻主轴的载荷。计算钢筋弯曲所需弯矩时，还要考虑钢筋变性后的终弯矩。 7 3. 电动机选择及传动比的分配 动机的选择 由功率扭矩关系公式 0A T n / 9 5 5 0 5 . 4 K W ， 0A 为输出功率， n 为工作盘转速 7（ r/ V 带传动效率 ，齿轮传动效率 ， 滚动轴承 效率 ，从电动机到工作机输送带间的总效率为： 341 2 3= = 0 0 / 5 . 4 / 0 . 8 4 6 . 4 K ，电动机选用 Y 系列三相异步电动 机 定功率为 =W ，额定转速 n 1 4 4 0 r / m i n 。 动比的分配 1、总传动比为 2、分配传动比 为使传动装置尺寸协调、结构匀称、不发生干涉现象，现选 V 带传动比： 3带i ；则减速器的传动比为： 5 带减 41i ； 42i ； i。 轴的转速 1 轴 m 8 03/1 4 4 0/1 m 带 ； 2 轴 m 204/480/ 112 ； 3 轴 m 04120223 ； 4 轴 34 n r/轴的输入功率 1 轴 ； 2 轴 ；3 轴 ； 4 轴 8 轴的输入转矩 电机轴 m 4 5 09 5 5 0 00； 1 轴 24 8 5 09 5 5 0 111； 2 轴 91 2 5 09 5 5 0 222； 3 轴 0 430 5 09 5 5 0 333； 4 轴 2 5 0 5 0 444 据汇于表 表 轴数据整理 轴名 功率 转矩 )/( 电机轴 440 1 80 2 20 3 0 4 章小结 电动机功率在传递过程中，在通过齿轮啮合和轴承时，会有损耗，因此在电动机的选择时，要选择功率稍微大一点的。通过对总传动比的合理分配，使齿轮大 小适中，整体结构得到协调。 9 4. 带传动的设计 带的设计计算 1、计算功率； 440 ；查机械设计基础表 工况系数：K ；则： c 2、选取 V 带型号 根据 机械设计基础图 用 A 型 V 带 3、确定大、小带轮的基准直径 （ 1）由机械设计基础表 择小带轮的基准直径： d 901 ； （ 2）计算大带轮基准直径： ）（）（带 (取基准直径 652 ，误差小于 5%，是允许的。 4、验算带速 (在 525m/s 的范围，带的速度合适 。 5、确定 V 带的基准长度和传动中心距 （ 1）初定中心距 )(2)(1021 (5 9 90 500 。 （ 2）基准长度： 0265()26590()(22202122100根据机械设计基础表 用 d 1400 （ 3）实际中心距： 27914003502 00 ( 10 6、验算主动轮上的包角 1 1 8 0121 ( 0265(1801 主动轮上的包角合适。 7、计算 V 带的根数 z （ 1）c)( 00 (440 rn m ， d 901 查机械设计基础表 ： ； （ 2） 440 rn m ， 3带械设计基础表 ： ； （ 3）由 查机械设计基础表 ，包角修正系数 K （ 4）由 400 ，与 V 带型号 A 型查表 ： K 综上数据，得 z,取 Z=710 合适。 8、计算预紧力 0F （初拉力） 根据带型 A 型查机械设计基础表 8： 9、计算作用在轴上的压轴力 0其中 1 为小带轮的包角。 10、 V 带传动的主要参数整理并列表 表 带传动主要参数 带型 带轮基准直径 (传动比 基准长度 (A 901 3 1400 11 中心距（ 根数 初拉力 (N) 压轴力 (N) 轮结构的设计 1、带轮的材料： 采用铸铁带轮（选用材 料 45） 2、带轮的结构形式： V 带轮的结构形式与 V 带的基准直径有关。小带轮接电动机， d 901 较小，所以采用实心式结构带轮；大带轮采用腹板式。 3、带轮宽：根据机械设计基础表 出， B=2f+(e=18+90=108轮结构的设计 带传动不但传递动力，还可以起到减速的作用，选择合适的传动比，能够协调零件的尺寸，对设计的整体结构有影响。 12 第五章 圆柱齿轮设计 一、二齿轮设计 轮类型 1、查机械设计基础表 用 6 级直齿 ，日工作 15 小时， 300 天，两班制。小齿轮为 40经调质及表面淬火，齿面硬度 55 e）接触疲劳强度极限 200 ，图 d）弯曲疲劳强度极限 20 ；大齿轮选 45 钢，齿面硬度 55 e）接触疲劳强度极限 150 ，图 d）弯曲疲劳强度极限 00 ； 2、齿数：初选 20，大齿轮数 Z2=4 20=80 3、齿面接触疲劳强度设计 3 2 ZZ(u 1 （ （ 1）根据工作条件，选取载荷系数 K= 2）小齿轮传递的转矩 1T 1 2 2 （ 3）选取齿宽系数 d =1 （ 4）标准直齿轮， 表 5性系数 钢 （ 5）又公式（ 5算应力循环次数 911N 6 0 n j L h 6 0 4 8 0 1 2 8 1 5 3 0 0 2 . 0 7 3 1 0 （ 9 9 92N 2 . 0 7 3 1 0 / u 2 . 0 7 3 1 0 / 4 0 . 5 1 0 （ 6)由机械设计基础图 得 H N 1 H N 2K 0 . 9 0 K 0 . 9 5， 7）计算接触疲劳强度的许应力，取失效率为 1%，安全系数 S=1 H 1=1080 （ H 2=)计算小齿轮分度圆直径 080 2 . 51 8 9 . 8(4 141 32d 3 231 ）确定齿轮参数 13 1m 1 模数 m=1d m z 2 . 5 2 0 5 0 m m 21B B d 1 5 0 5 0 m m ， 12B B 5 1 0（ ）， 1B 取 60d =80=200 校核齿根弯曲疲劳强度 1、由机械设计基础表 齿形系数和应力修正系数为： F a 1 S a 1 F a 2 S a 2Y 2 . 8 Y 1 . 5 Y 2 . 2 2 Y 1 . 7 7 ， ； ， 2、由应力循环次数查机械设计基础图 弯曲疲劳寿命系数 F N 1 F N 2K 0 . 8 8 K 0 . 9， 3、计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数 S= 1F =S = （ 2F =S =、计算圆周力 2222 311 （ 5、计算齿轮齿根弯曲应力 M p 1111 （ M p 1122 a= )(2 21 =20+80） =125 （ 一、二齿轮尺寸汇于表 表 一第二齿轮主要参数 序号 名称 符号 计算公式及参数选择 1 端面模数 分度圆直径 12,0200 齿顶高 14 4 齿根高 * ） m =（ 1+ 全齿高 h 顶隙 c 齿顶圆直径 12,205 齿根圆直径 12, 中心距 a 125 3、 4 齿轮的设计 轮的类型 1 小齿轮为 40经调质及表面淬火，齿面硬度 55机械设计基础图 e）接触疲劳强度极限 200 ，图 d）弯曲疲劳强度极限20 ；大齿轮选 45 钢，齿面硬度 55 e）接触疲劳强度极限 150 ，图 d）弯曲疲劳强度极限 00 ； 2、齿数：初选 20，大齿轮齿数 4 20=80 3、齿面接触疲劳强度设计 3 2 ZZ(u 1d （ 1）根据工作条件，选取载荷系数 K=）小齿轮传递的转矩 M 3）选取齿宽系数 d =1 4）对于标准直齿轮， 表 性系数 钢 5）计算应力循环次数 919 9 92N 6 0 n 1 j L h 6 0 1 2 0 1 2 8 1 5 3 0 0 0 . 5 1 0N 0 . 5 1 0 / u 0 . 5 1 0 / 4 0 . 1 2 5 1 0 （ 6)由机械设计基础图 得 ）计算接触疲劳强度的许应力，取失效率为 1%，安全系数 S=1 H 3=1128 （ H 4= = =)计算小齿轮分度圆直径 15 128 2 . 51 8 9 . 8(4 141 32d 3 233 ）确定齿轮参数 2m = 由表 5模数 m=d = 3220=703B B d 1 7 0 7 0 m m ， 34 B B 5 1 0（ ）， 1B 8080=280 校核齿根弯曲疲劳强度 1、由机械设计基础表 齿形系数和应力修正系数为： F a 1 S a 1 F a 2 S a 2Y 2 . 8 Y 1 . 5 Y 2 . 2 2 Y 1 . 7 7 ， ； ， 2、由应力循环次数查机械设计基础图 弯曲疲劳寿命系数 F N 1 F N 2K 0 . 8 8 K 0 . 9， 3、计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数 S= 1F =S = （ 2F =S =、计算圆周力 t （ 5、计算齿轮齿根弯曲应力。由式（ 5 M p （ M p F 4 1 a= )(2 21 =20+80） =175 （ 16 三、四齿轮尺寸汇于表 表 三、四齿轮主要参数 序号 名称 符号 计算公式及参数选择 1 端面模数 分度圆直径 340280 齿顶高 1 齿根高 * ） m =（ 1+ 全齿高 h 顶隙 c 齿顶圆直径 a3 7287 齿根圆直径 f 3 f 4 中心距 a 175 五、六齿轮设计 轮类型 1、查机械设计基础表 用 6 级直齿，日工作 15 小时， 300 天，两班制。小齿轮为 40经调质及表面淬火，齿面硬度 55 e）接触疲劳强度极限 200 ，图 d）弯曲疲劳强度极限 20 ；大齿轮选 45 钢 ，齿面硬度 55 e）接触疲劳强度极限 150 ，图 5d）弯曲疲劳强度极限 00 ； 2、齿数：初选 20，大齿轮数 Z2=20=取 86 3、齿面接触疲劳强度设计 3 2 ZZ(u 1d （ 1）根据工作条件，选取载荷系数 K=）小齿轮传递的转矩 M 3）选取齿宽系数 d =1 4）标准直齿轮， 表 5性系数 钢 17 5）计算应力循环次数 919 9 92N 6 0 n 1 j L h 6 0 3 0 1 2 8 1 5 3 0 0 0 . 1 2 5 1 0N 0 . 1 2 5 1 0 / u 0 . 1 2 5 1 0 / 4 0 . 0 2 5 1 0 （ 6)由 图 5得 ）计算接触疲劳强度的许应力，取失效率为 1%，安全系数 S=1 H 1=1040 （ H 2 = = =)计算小齿轮分度圆直径 040 2. 5189 . 8(4 141 32d 3 235 ）确定齿轮参数 （ 由表 5模数 m=5 =20=1101B B d 1 1 1 0 5 0 m m ； 56B B 5 1 0（ ）； 6B 取 1206 =86=473 校核齿根弯曲疲劳强度 1、由机械设计基础表 齿形系数和应力修正系数为： F a 1 S a 1 F a 2 S a 2Y 2 . 8 Y 1 . 5 Y 2 . 2 2 Y 1 . 7 7 ， ； ， 2、由应力循环次数查机械设计基础图 弯曲疲劳寿命系数 F N 1 F N 2K 0 . 8 8 K 0 . 9， 3、计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数 S= M P 5F N 55 （ M P 6F N 66 4、计算圆周力 t 53 5、计算齿轮齿根弯曲应力。由式（ 5 18 M p M p F 8 1 )8620(2 2 65 第五、六齿轮的尺寸汇于表 表 五、六齿轮主要参数表 序号 名称 符号 计算公式及参数选择 1 端面模数 分度圆直径 5610473 齿顶高 齿根高 * ） m =（ 1+ 全齿高 h 顶隙 c 齿顶圆直径 5621484 齿根圆直径 f5 中心距 a 章小结 在分配了传动比后，对所有齿轮进行设计计算与校核，在选择材料上，为了提高抗校核能力，每啮合的两个齿轮的材料不相同，小齿轮吃面硬度略大与大齿轮，齿轮都为圆柱直齿，大齿轮采用腹板 式齿轮。 19 的设计 算轴的基本直径 此轴为齿轮轴，所以与齿轮材料相同， 40质，估计直径 00 ，由机械设计基础表 得 35，查表 C 在 97112，取 C=110，由式（ ： 0 33 （ d 为最小直径，应为装链轮处的受扭转的轴段的直径。因该处有一键槽，应将直径增大 3%， 取标准直径 d=30 轴的结构设计 1、初定各轴段直径和长度 表 结构尺寸表 位置 轴直径 轴段长度 链轮处 30 105 油封处 35 45 轴承处 40 35 齿轮处 50 60 过渡处 45 90 轴承处 40 30 2、轴承的选择 由于轴向力很小，选用深沟球轴承 6208；减速箱宽 165 3、键的选择 链轮处：选用 A 型键， = 1 0 8 9 0B H L 的受力分析 1、轴上的作 用力 20 齿轮切向力： 31 1 2 2 1 0= = = 4 8 8 6 . 4d 5 0 （ 齿轮径向力： t a n = 1 7 7 8 . 5F F N （ 2、计算轴的跨距 图 结构简图 轴承 6208， =18123= 2 1 + 9 0 + 3 0 = 1 4 1 m m= 3 0 2 6 = 5 6 m m= 5 4 4 5 9 = 1 0 8 m 3、校核强度 (1)水平面计算： 8 - F 5 6= 5 1 9 . 2 12( 1 0 8 1 4 1 5 6 ) 1 4 1= 4 1 6 6 . 9 31 5 1 9 . 2 1 4 1 7 3 . 2 1 0C H L A l N m m 32 4 1 6 6 . 9 5 6 = 2 3 3 . 3 1 0 m R B l N 33 2 0 1 . 9 1 0 m l N (2)垂直面计算： 2 8 6 . 4 1 3 8 9197 t = 3 4 9 7 . 4B V A F N 31 1 3 8 9 1 4 1 1 9 5 . 8 1 0C V L A l N m m 32= 3 4 9 7 . 4 5 6 1 9 5 . 8 1 0C V R B l N m m （ 3）合成弯矩 2 2 3= + = 2 0 9 . 0 1 0C L C H L C M N m m （ 2 2 3= + = 3 0 4 . 6 1 0 C H M N m m（ 4）截面 C 的校核 2 2 3 ) 3 1 3 . 3 1 0 T N m m （ 21 由表 11， 40料的 b =800 时 ， 75 = = 2 5 . 0 6 M P a 7 5 1 5 0M （ 截面 B 经计算 3 3 . 6 P a 7 5 P 所以轴强度足够。 4、轴受力分析图 的受力分析图 的设计 算轴的基本直径 22 此轴为齿轮轴，所以与齿轮材料相同， 40质，估计直径 00 ，由机械设计基础表 得 35，查表 C 在 97 112，取 C=110，由式（ ： 0 33 ，取 45 （ 的结构设计 1、初定各轴段直径和长度 表 结构尺寸表 位置 轴直径 轴段长度 轴承处 45 42 齿轮处 50 48 过渡处 60 10 齿轮处 70 80 轴承处 45 35 2、轴承的选择 由于轴向力很小，选用深沟球轴承 6209； 3、键的选择 齿轮处：选用 A 型键， = 1 6 1 0 4 0B H L 的受力分析 1、轴上的作用力 大齿轮切向力： 32 4 6 9 . 5 4 1 0= = = 4 6 9 5 . 4d 2 0 0 （ 径向力： r 2 t 2= t a n = 1 7 0 9 . 0F F N （ 小齿轮切向力： 32 4 6 9 . 5 4 1 0= = = 1 3 4 1 5 . 0d 7 0T 径向力： r 3 t 3= t a n = 4 8 8 2 . 7F F N 2、计算轴的跨距 23 图 结 构简图 轴承 6209， =19123= 3 5 - 1 9 / 2 + 4 0 = 6 5 . 5 m m= 4 0 1 0 + 5 0 / 2 = 7 5 m m= 4 8 2 5 4 2 1 9 / 2 = 5 5 . 5 m 3、校核强度 (1)水平面计算： r 3 1 2 2 31 2 3= 2 7 6 7 . 1 l l F l l r 3 1 2 1 21 2 3()= 4 0 6 . 6l F l ll l l 31 1 8 1 . 2 1 0C H A l N m m 33 2 2 . 6 1 0 m B l N (2)垂直面计算： t 3 2 3 t 2 31 2 3() 1 0 2 6 1 . 5l l F l l t 3 1 t 2 1 21 2 3() = 7 6 0 9 . 3l F l ll l l 31 6 7 2 . 1 1 0C V A l N m m 33= 4 2 2 . 3 1 0D V B l N m m （ 3）合成弯矩 2 2 3= + = 4 8 4 . 6 1 0C C H C M N m m （ 2 2 3= + = 4 2 2 . 9 1 0D D H D M N m m （ 4）截面 C 的校核 2 2 3 ) 5 6 0 . 5 1 0 T N m m （ 查机械设计基础表 ， 40料的 b =800 时 ， 75 = = 1 6 . 3 4 M P a 7 5 1 7 0M （ 截面 D 经计算 De 24 所以轴强度足够。 4、轴受力分析图 的受力分析图 的设计 算轴的基本直径 此轴选用 40火处理，估计直径 00 ，由机械设计基础表 得 735b M ，查表 C 在 97 112，取 C=110，由式（ ： 25 33 5 . 6 71 1 0 6 3 . 130 m （ d 为最小直径，应为装齿轮处的受扭转的轴段的直径。因该处有一键槽，应将直径增大 3%， 6 6 . 0 1 . 0 3 6 5 . 0d m m ，取标准直径 d=70 轴的结构设计 1、初定各轴段直径 和长度 表 结构尺寸表 位置 轴直径 轴段长度 轴承处 70 37 齿轮处 75 118 轴肩处 80 137 齿轮处 85 68 轴环处 95 15 轴肩处 80 72 轴承处 70 24 2、轴承的选择 由于主要承受径向力，轴向力很小，选择深沟球轴承 6214； 3、键的选择 大齿轮处： A 型键 25 14 56 小齿轮处： A 型键 20 12 100 的受力分析 1、轴上的作用力 大齿轮切向力： 33 4 6 9 . 5 4 1 0= = = 1 2 8 9 2 . 5d 2 8 0 （ 径向力： r 4 t 4= t a n = 4 6 9 2 . 5F F N （ 小齿轮切向力： 32= = 3 2 8 1 7 . 3径向力： r 5 t 5= t a n = 1 1 9 4 4 . 5F F N 2、计算轴的跨距 26 图 的结构简图 轴承 6214， =24123= 3 7 - 1 2 + 1 1 8 - 6 0 = 8 3 m m= 6 0 1 3 7 6