【毕业设计论文】XQB小型泥浆泵的结构设计-说明书【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计说明书 XQB 小型泥浆泵的结构设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 摘要 灌用泥浆泵被广泛的应用在水库大坝、煤矿巷道、隧道灌浆、高速公路 边坡维护、建筑地基加固等场合，随着国民经济的发展，此类泥浆泵的需求 量也越来越大。近年来，灌用泥浆泵的研制和发展也越来越快，但其也存在 着许多的问题：一是此类泥浆泵的平均无故障的工作时间较短，最多也就几 个小时；二是重量和体积普遍较大，野外搬运不便；三是更换密封件的时间 较长。针对以上问题的提出，本次设计有了具体的解决措施，解决密封件寿 命短的问题，关键是选择合适的密封材料和合理的结构形式；为了使泵的整 体重量减轻， 就要彻底放弃传统的减速方式， 取而代之的是先进的减速方式， 本此设计选用的是行星减速器大传动比降速， 并将行星减速器置于大带轮中， 既能够达到降速的目的，又能够减轻泵的总体重量。 关键字：密封件 行星减速器 压力 流量 柱塞 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 A b s t r a c t F e d s l u d g e p u m p i s w i d e l y u s e d i n t h e a p p l i c a t i o n o f d a m r e s e r v o i r s , c o a l m i n e , t u n n e l s f i l l e d , l e n g t h o f t h e h i g h w a y , c o n s t r u c t i o n o f f o u n d a t i o n r e i n f o r c e d , a n d s o o n , w i t h t h e d e v e l o p m e n t o f t h e n a t i o n a l e c o n o m y , t h e d e m a n d o f s u c h s l u d g e p u m p i s a l s o g r o w i n g . I n r e c e n t y e a r s , f e d b y s l u d g e p u m p r e s e a r c h a n d d e v e l o p m e n t i s g r o w i n g f a s t , b u t t h e r e a r e s t i l l t h e e x i s t e n c e o f m a n y p r o b l e m s : F i r s t , t h e a v e r a g e n o - f a u l t s l u d g e p u m p s h o r t e r w o r k i n g h o u r s , u p t o s e v e r a l h o u r s ; 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 S e c o n d , t h e w e i g h t a n d s i z e g e n e r a l l y l a r g e r f i e l d h a n d l i n g i n c o n v e n i e n c e ; T h i r d i s t h e r e p l a c e m e n t o f s e a l e d p i e c e s o v e r a l o n g e r p e r i o d o f t i m e . R e s p o n d i n g t o t h e a b o v e q u e s t i o n s , t h i s d e s i g n h a s s p e c i f i c s o l u t i o n s t o a d d r e s s t h e s h o r t l i f e o f t h e s e a l e d , t h e k e y i s t o c h o o s e s u i t a b l e m a t e r i a l s a n d s e a l e d r e a s o n a b l e s t r u c t u r e ; I n o r d e r t o m a k e t h e o v e r a l l w e i g h t p u m p , w e m u s t c o m p l e t e l y a b a n d o n t h e t r a d i t i o n a l s l o w d o w n , r e p l a c e d b y a d v a n c e d s l o w d o w n , T h e d e s i g n c h o s e n i s t h e l a r g e t r a n s m i s s i o n p l a n e t a r y r e d u c e r t h a n p a v e d , a n d u n d e r g r e a t D a i l u n p l a n e t a r y r e d u c e r , b o t h c a n b e a c h i e v e d f a s t e r p u r p o s e s , a n d t o r e d u c e t h e o v e r a l l w e i g h t p u m p . K e y : s e a l e d p i e c e s p l a n e t a r y r e d u c e r p r e s s u r e f l o w p i s t o n 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目 录 摘要.1 A b s t r a c t .3 目 录.5 前 言.8 第一章 泵的总体设计 11 第二章 原动机的选择 14 第三章 吸浆管与排浆管的选择与直径计算.18 第四章 泥浆泵零件选择及其强度的计算.20 4 . 1 机架.20 4 . 2 泵体.20 4 . 3 连杆十字头连接处销子强度的计算.21 4 . 4 柱塞上螺纹强度计算24 4 . 4 . 1 螺纹的选择和强度校核 24 4 . 4 . 2 螺纹连接的防松方式的选择27 4 . 5泵体壁厚强度计算和选择.27 4 . 6 空气室容积及强度计算和选择.28 4 . 7 减速器的选择和计算31 4 . 8 V带传动的计算.36 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 4 . 9 轴的设计和强度校核40 4 . 9 . 1 估算轴径 d .41 4 . 9 . 2 轴的受力分析.41 4 . 9 . 3 验算轴径47 4 . 1 0轴承选择.48 4 . 1 0 . 1轴承寿命计算.49 4 . 1 0 . 2静载荷计算.50 4 . 1 1 轴上键的选择51 4 . 1 1 . 1 平键的选择51 4 . 1 1 . 2 平键的强度校核51 4 . 1 1 . 3 花键的选择52 4 . 1 1 . 4 花键的强度校核52 4 . 1 2活塞密封圈的选择.53 4 . 1 3 . 泵的润滑 53 第五章 泵的使用和维护55 5 . 1用途55 5 . 2结构55 5 . 3安装56 5 . 4 维护与保养56 第六章 X Q B 7 5 / 3 . 5 型泥浆泵的经济可行性分析.58 第七章 结 论.60 参考文献.61 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 附录 1 专题63 附录二 外文翻译.75 英文文献.75 中文翻译.91 致谢.104 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 前 言 灌用泥浆泵是一种新型的非标准工程机械，走向市场至今已有多年的历 史。可是，直到今天，仍然没有一种较理想的机型来满足用户的需求。流行 在市场上的灌用泥浆泵种类很多，但都存在着柱塞的密封件不耐磨的致命缺 陷，使用寿命最长不超过 6 0小时。更换密封件需投入大量的人力、财力，用 户难于承受。其次，泵的结构大多数复杂、笨重、体积大；野外露天作业进 隧道施工搬运困难。为了解决这些问题，一种新型的体积轻便、使用寿命长 的灌用泥浆泵的研制和开发就显的尤为重要。 目前，在世界范围内泥浆泵的技术发展，美国处于领先地位， 其次是俄 国，俄国近几年来对三缸单作用泵的发展较快。我国钻探用泥浆泵与美国、 俄国同类型泵的先进水平对比，容积效率和质量比等方面达到了先进水平， 唯有总效率还有差距，也就是说机械效率偏低，美国和俄国的泵的机械效率 一般为 左右， 而我国仅为8 5 左右。 这主要是因为我国机械制造精度 较差，表面粗糙度值较大，装配质量也较差之故。 因此，为了使我国钻探用泥浆泵易损件使用寿命达到国际先进水平，必 须在三个方面下功夫 ：一是要尽快研制和应用抗磨损、抗腐蚀、价格合理的 新型合成橡胶；二是要研制有效实用的泥浆净化系统， 并应用到钻探使用中， 使泥浆的含砂量控制在0 5 以下，或者使用无固相优质泥浆，三是适当降 低冲次和加长冲程，虽然会带来增大泵的体积和加重质量以及提高制造成本 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 的问题，但其经济效益的提高还是可取的。 国外泵业发展迅速，高科技的发展和应用起了致关重要的作用，如 C A D / C A M 技术的应用，推动了泵的设计多样化，生产朝多品种、小批量方向 发展。制造技术的提高给泵业的发展注入了新的力量，由合成纤维、陶瓷及 聚四氟乙烯等材料制成的低摩擦压缩填料和石棉填料相比，在多方面显出了 优势，显示了新的生命力。 国内泵业就近几年来发展很迅速，生产的能力已具有了相当大的规模，在 原有的基础上开发研究新产品，引进国外的工艺及技术。如泵计算机辅助设 计 C A D 系统，中国泵制造业与相关行业信息计算机运程通讯系统等新技术的 设计和开发促进了我国泵业技术水平的提高。综上所述，无论在国内、国外， 新型轻便的灌用泥浆泵还不是很多，而现在对此泵的需求量却在日益增大。 通过调研了解到，以往灌用泥浆泵的体积都比较大，整体看起来比较笨 重，结构一般都是三缸单作用，三缸泵流量大，压力大，比较受欢迎，但目 前的三缸泵也存在着由于密封圈寿命太短，轴承盖容易损坏，劳动强度大， 适应差等缺点。而传动则采用传统古老的 V 行夹织物成组橡胶密封圈，难于 承受细碎的砂石和微颗粒水泥浆介质，使用寿命最长不超过 6 0 小时，就需要 经常更换密封件。鉴于以上原因，我们决定开发轻便的灌用泥浆泵。其存在 主要问题是：液力部件耐磨性差，寿命短，可靠性低。为了解决上述问题， 本项目拟设计的灌用泥浆泵的特点：一是采用更好的密封材料，提高密封件 的耐磨性和使用寿命；二是采用行星减速器内置大皮带轮内的结构，使其体 积小，重量轻，便于搬运。 经过几次方案讨论决定，轻便灌用泥浆泵应具有以下特点： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 . 经济耐用可靠，质优价廉； 2 . 体积小，重量轻，便于搬运； 3 . 密封件更换时间短，使用寿命长； 4 . 操作简单，维修方便； 5 . 适用于坝基工程，岩基帷幕灌浆等多种场合； 6 . 动力为电机。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第一章 泵的总体设计 经过调研和几次方案论证，考虑到工作现场的特点， 从实际实用的角度出 发，确定方案如下： 1 . 考虑到多种场合的野外作业，动力可选择电机； 2 . 考虑到使流量更加平滑稳定，增加一个空气室； 3 . 考虑到密封件容易损坏，需经常更换，选择新型的密封材料聚四氟乙烯， 可延长使用寿命； 4 . 考虑到泵体容易损坏，选用高强度材料，提高承载能力； 5 . 柱塞选用更好的材料，提高柱塞耐磨性，延长柱塞使用寿命。 6 . 在满足上述要求的同时，尽量结构简单，操作方便，适合于搬运。尽量做 到标准化，通用化，系列化。 工作原理 此泥浆泵是采用单缸双作用柱塞泵工作。由电机通过带传动输入动力， 通过行星减速器减速。经偏心轮将回转运动转化为直线往复运动。驱动双作 用柱塞泵作功。 柱塞泵的进浆室、 排浆室各有两个钢球组成的单向控制阀 （如 下图所示） 。当活塞杆向左驱动时，缸体右腔进浆（单向阀 F 2 打开，单向阀 F 4 关闭） ，缸体左腔排浆（单向阀 F 3打开，单向阀 F 1 关闭） 。当活塞杆向右 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 1 . 1 驱动时， 缸体左腔进浆 （单向阀 F 1 打开， 单向阀 F 3 关闭） ， 缸体右腔排浆 （单 向阀 F 4 打开，单向阀 F 2关闭） 。 （见以上工作原理图 1 . 1 ）除此之外, 在主通 路上安装空气力表用来调整泵在抽吸过程中产生的波动大小。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第二章 原动机的选择 泵的原动机类型应根据动力来源、工厂或装置能量平衡、环境条件、调 节控制要求以及经济效益而定。 现今电动机主要有鼠笼式和线绕式两种，三向交流鼠笼型异步电动机是 石化装置用泵的主要原动机，它具有结构简单、维护方便、价格较低、体积 紧凑、启动及运行均较方便可靠的优点。但是它不能经济、方便地实现范围 较广的平滑调速、运行中必须从电网吸收滞后的无功电流而使电网功率因素 变低，一般不适于大型泵及调速泵，而多用于中、小型泵。 相比之下，三相交流绕线型电机和三相交流同步电机， 则可用于对启动、 调速、改善电网功率因数、大功率、高效率、转速恒定等有特殊要求的场合， 但用于驱动泵的不多。 直流电机虽有调速性好、启动转矩大等优点，但需直流电源，造价高， 维修较复杂，一般也不常用于生产装置中。 当需要改变工厂的蒸汽平衡，对装置中大型泵或需调速等特殊要求的 泵，可采用气轮机作泵的原动机。 随着石化装置技术水平及经济性的提高，采用反转离心泵或液力透平作 为泵的辅助或主要原动机，以回收压力液流的可用能量；采用调速或多速电 机，或采用电磁的、液力的、机械的耦合器以达到泵调速的目的等技术，近 年来已应用于石化装置。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 此外，在特定的情况下，也有用蒸汽机、内燃机、燃汽机等作为泵的原 动机的。 然而，电机的选择还要根据某些参数才能确定最终的电机型号计算过程 如下： 由已知参数可知 Q = 7 5 / m i n ，P = 3 . 5 M p a . 而根据公式 F = A P 可得， F = 3 . 5 6 10 3 . 1 4 2 0.021 = 4 8 4 6 N 其中 F 主轴所受的轴向力 A 运动活塞的截面积 P 作用在轴上的最大压力 由以上便可得主轴的转矩 T ： T = F r = 4 8 4 6 5 1 3 10 = 2 4 7 . 1 4 6 N . m 根据公式， P = 20M P ，可得 P = 247.146 20 3.14 35 = 4 4 3 . 4 5 3 cm / r 其中 p 为排量； M 为转矩 ； P 为最大压力； 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 又由 Q = 1000 pr ，可得轴的转速 r = 1000Q p ， r = 75 1000 443.45 = 1 7 0 r / m i n ； 其中 Q 为流量（L / m i n ） ； P 为排量（ 3 cm / r ） ； 最终根据以上所求的参数，可根据公式 T = 9 5 5 0 p n 求得轴的输出功率 P = 9550 Tn = 247.146 170 9550 = 4 . 3 9 K w ； 取每级齿轮的传动效率为 0 . 9 7 ，带的传动效率为 0 . 9 2 。 可算得电机的输 出功率为 P = 4.39 2 0.92 0.97 = 5 . 0 8 K w 。 一般的，Y系列是供一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机， 具有效率高、性能好、噪音低、振动小、体积小、重量轻、运行可靠、维护 方便等优点。而 Y系列电动机主要拥有启动转矩高、启动电流小等优点。 根据以上的叙述和有关计算，决定选择 Y 1 3 2 S - 4 型三向异步电动机，其 功率为 5 . 5 K w ， 转速为 1 4 4 0 r / m i n ， 重量为 9 5 K g 。 即 Y 1 3 2 S - 4 ， 5 . 5 K w 、 1 4 4 0 r / p 。 此系列的电动机的主要特点： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 启动转矩高、启动电流小，效率较高，损耗少，运行可靠，运行温度低； 2 由于其结构型式为封闭式，因此可以在尘土飞扬、水土飞溅的环境中使用， 在比较潮湿及有轻微腐蚀性气体的环境中也能有较长的使用寿命。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第三章 吸浆管与排浆管的选择与直径计算 3 . 1吸浆管直径计算 d x = （4 Q / v X） 1 / 2 = 4 9 0 . 9 0 / （3 . 1 4 1 3 6 0 ） 1 / 2 = 0 . 1 8 0 m m 取2 0 m m 式中：vX液流在吸入管中的流速 取 vX= 1 . 3 m / S = 1 3 d m / S Q 计算流量 Q= Q / V= 7 5 / 0 . 8 2 5 = 9 0 . 9 0 L / m i n 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 2排浆管直径计算 d p = （4 Q / v p） 1 / 2 = （4 9 0 . 9 0 / （3 . 1 4 2 0 6 0 ） ） 1 / 2 = 0 . 2 7 2 m m 取3 0 m m 式中：vp液流在排水管中的流速 取 vp= 2 m / S = 2 0 d m / S 3 . 3浆管的选择 根据工作压力和按上式求得的管子的内径，选择胶管的尺寸规格。对于 频繁，经常扭者要降低 4 0 % 。胶管在使用及设计中应注意下列事项： （1 ） 胶管的弯曲半径不宜过小，胶管与管接头的连接处应留有一段直的 部分，此段长度不应小于关外半径的两倍。 （2 ） 胶管的长度应考虑到胶管在通入压力液后，长度方向将发生收缩变 形，一般收缩量为管长的 3 - 4 % 。因此，胶管安装时应避免处于拉 紧状态。 （3 ） 胶管在安装时应保证不发生扭转变形，为了便于安装，可沿管长涂 以色纹，以便检查。 （4 ） 胶管的管接头轴线，应尽量放置在运动的平面内，避免两端互相运 动时胶管收扭。 （5 ） 胶管应避免与机械上尖角部分相接触和摩擦，以免管子损坏。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第四章 泥浆泵零件选择及其强度的计算 泥浆泵零件强度的计算是按皮带传动，电机功率 5 . 5 K w ，泵的额定压力 P = 3 5 0 0 N / c m 2 ，流量 3 75/minq cm =，柱塞 D = 0 m m 来进行的。 4 . 1 机架 机架是由 8 # 槽钢、平垫板、撑管、加固筋等结构件焊接而成。 4 . 2 泵体 泵体可实现吸、排水泥浆功能。泵体由主轴、偏心套、连杆、滑套、十 子头、活塞销等组成。 泵头由拉杆、柱塞、浆缸、阀座、阀盖、球阀、进浆室、排浆室、进浆 胶管接头、空气室等组成。 行星轴和主轴均安有圆锥滚子轴承，既能承受向心力又能承受斜齿轮产 生的轴向分力，有较高的抗弯强度。柱塞和拉杆都采用两道 C 形滑环组合密 封，能承受高压，高温度 2 5 0 0c，低温- 1 0 00c，耐磨，自润滑，适用于水、 水泥浆、砂浆、矿物油、酸、碱等各类介质。柱塞通过一套冷却装置降低温 升，只需要把胶皮水管一端接近直通管接头，冷却水即可进入冷却水管，冷 却拉杆、柱塞。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 泵的进口为25mm，设置在进浆室的右侧、内孔为50mm，有胶管一端 接进浆胶管接头，另一端接水泥浆搅拌桶出口。搅拌机的出浆口必须高于或 等于进浆胶管接头孔的高度，使浆涂顺利的被泵吸入。 泵的出口为30mm，纤维编织两层高压胶管制25mm，接排浆室胶管接 头。 4 . 3 连杆十字头连接处销子强度的计算 销的类型可根据工作要求选定，用于联结的销，其直径可根据联结的结 构特点按经验确定，必要时再作强度较核。 定位销通常不受载荷或只受很小的载荷，数目不能少于两个。销在每一 个被联结的件内的长度约为销直径的 1 - 2倍，定位销的材料通常选 3 5 、4 5 钢，并进行硬化处理，根据工作需要也可以选用 3 0 C r M n S i A 、1 C r 1 3 、2 C r 1 3 、 H 6 2和 1 C r 1 8 N i 9 T i等材料；弹性圆柱销多采用 6 5 M n ， 其槽口位置不应装在销 子受压的一面，要在装配图上表示出槽口的方向。 设计安全销时，应考虑销剪断后要不易飞出和要易于更换。安全销的材 料可选用 3 5 、4 5 、5 0钢或 T 8 A 、T 1 0 A 等，热处理后硬度为 3 0 - 3 6 H R C ；销套 材料可选用 4 5钢、3 5 S i M n 、4 0 C r等，热处理后的硬度为 4 0 - 5 0 H R C 。安全销 的直径应按销的抗剪强度b进行计算，一般可取b = （0 . 6 - 0 . 7 ）b 。 根据本设计的实际情况，选择 4 5钢 d = 1 6 m m 的圆柱销。 材料：4 5号钢 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 机械性能： s= 3 6 0 0 0 N / c m 2 b= 6 1 0 0 0 N / c m 2 = s/ 1 . 5 = 2 4 0 0 0 N / c m 2 （1 ） 外加负荷 P = D 2 P / 4 = 5 . 5 2 2 0 0 / 4 = 4 7 4 9 . 2 5 N （2 ） 各支点反力 FA ，FB Z = 0 FA+ FB= P = 4 7 4 9 . 2 5 N MA= 0 1 8 P 3 6 FB= 0 解得： FB= 2 3 7 4 . 6 2 5 N FA = 2 3 7 4 . 6 2 5 N （3 ） 各支点弯矩如图 4 . 1 MA= MB= 0 MC= 1 8 FA= 4 2 7 4 . 3 N . c m ( 4 ) 按弯曲强度计算 从图 4 . 1的弯矩图可知危险短面为 C处截面，截面 C 处的抗弯摸量 W W = 0 . 1 d 3 = 0 . 1 1 . 6 3 = 0 . 4 1 c m 3 截面 C 处的弯曲应力W W= MC/ W = 4 2 7 4 . 3 / 0 . 4 1 = 1 0 4 2 5 N / c m 2 安全系数 n 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 n = / W= 2 4 0 0 0 / 1 0 4 2 5 = 2 . 3 安全 图 4 . 1 弯矩图 （5 ）按剪切强度计算 由于此销为双剪切 故剪力 Q = P / 2 = 2 3 7 4 . 6 2 5 N 剪应力= Q / F = 2 3 7 4 . 6 2 5 X 4 / 1 . 6 2 = 1 1 8 2 N / c m 2 安全系数 n = / = 8 1 5 0 / 1 1 8 2 = 6 . 9 安全 式中： 许用剪应力 = 8 1 5 0 N / c m 2 （6 ）按挤压强度计算 挤压应力J YP / FJ Y= 4 7 4 9 . 2 5 / 1 . 6 X 2 . 4 = 1 2 3 7 N / c m 2 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 安全系数 n = J Y / J Y= 5 1 0 0 / 1 2 3 7 = 4 . 1 2 安全 式中： J Y 挤压剪应力 J Y = 5 1 0 0 N / c m 2 综上所叙连杆小头销子直径为 1 6 m m 满足强度要求。 4 . 4 柱塞上螺纹强度计算 4 . 4 . 1 螺纹的选择和强度校核 螺纹强度校核是假定螺纹只沿螺纹中径传力，而不受径向力的影响。而 且只有半数螺纹参加工作，螺纹工作圈数之间载荷均匀分配，内螺纹之间没 有间隙。此外，本柱塞螺纹是当作松联接，及受剪切载荷作用的联接来计算 的。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 4 . 2 螺纹计算简图 材料：4 5号钢 机械性能： s= 3 6 0 0 0 N / c m 2 b= 6 1 0 0 0 N / c m 2 = s / 1 . 5 = 2 4 0 0 0 N / c m 2 计算简图见图 4 . 2 主要尺寸 公称尺寸 d = 2 c m 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 内径 d1= 1 . 7 8 3 5 c m 螺 距 s = 0 . 2 工作高度 h = 0 . 1 0 8 2 5 螺纹梯形宽度 b = 2 h t g 3 0 0 = 0 . 1 5 旋上差宽 l = 2 . 2 c m 旋入等容 Z = 2 . 2 / 0 . 2 = 1 1 （1 ）按弯曲强度计算 弯曲应力： = 2 M / 2 W = 2 X 2 5 7 / 1 1 X 0 . 0 2 1 = 2 2 2 5 N / c m 2 式中：M 弯矩 M = h P / 2 = 0 . 1 0 8 2 5 4 7 4 9 . 2 5 / 2 = 2 5 7 N . c m W 一圈的抗弯摸量 W = d1b 2 / 6 = 1 . 7 8 3 5 0 . 1 5 2 / 6 = 0 . 0 2 1 c m 3 安全系数 n = / = 2 4 0 0 0 / 2 2 2 5 = 1 0 . 7 （2 ）按剪切强度计算 剪切应力： = 2 Q / （Z F）= 2 4 7 4 9 . 2 5 / （1 1 0 . 8 4 ）= 1 0 2 8 N / c m 2 式中：F一圈的剪切面积 F= d1b = 3 . 1 4 1 . 7 8 3 5 0 . 1 5 = 0 . 8 4 c m 2 安全系数 n = / = 7 2 0 0 0 / 1 0 2 8 = 7 式中： 许用剪切应力 = S/ 5 = 3 6 0 0 0 / 5 = 7 2 0 0 N / c m 2 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （3 ）按挤压强度计算 挤压应力J Y = 2 Q / （Z FJ Y）= 2 4 7 4 9 . 2 5 / （1 1 0 . 6 4 3 ）= 1 3 4 3 N / c m 2 式中： FJ Y一圈的挤压面积 FJ Y= （d 2 d1 2 ）/ 4 = （2 2 1 . 7 8 3 5 2 ）/ 4 = 0 . 6 3 4 c m 2 安全系数 n = J Y / J Y= 2 8 8 0 0 / 1 3 4 3 = 2 1 . 4 5 安全 J Y 许用挤压应力 J Y = S/ 1 . 2 5 = 3 6 0 0 0 / 1 . 2 5 = 2 8 8 0 0 N / c m 2 4 . 4 . 2 螺纹连接的防松方式的选择 连接螺纹通常均能满足自锁条件（） ，且拧紧后螺母和螺栓头 部支撑面存在着摩擦力。因此，在静载荷且工作温度变化不大时，可保证 连接自锁而不松退。但在冲击、振动或变载荷的作用下，或在高温、温度 变化较大的情况下，仍会出现联结松动甚至松退，使机器不能正常工作甚 至造成严重事故。因此，对螺纹联结必须采取有效的防松措施，以保证正 常的工作。 按防松原理，螺纹联结的防松方法可分为摩擦防松、机械防松和破坏 螺纹副防松等几种。 根据本设计的实际情况，选择摩擦防松中的防松螺母来拧紧防松。此 处用 G B / T 6 1 7 0 - 2 0 0 0 六角头防松螺母琐定于被联结件上，防松可靠。 4 . 5泵体壁厚强度计算和选择 材料：蠕墨铸铁 机械性能： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 b= 3 3 0 N / c m 2 S= 2 3 0 N / c m 2 许用安全系数 S = 2 3 . 5 取 S = 3 . 5 则 = / S = 2 3 0 0 0 / 3 . 5 = 6 5 7 1 . 4 2 9 N / c m 2 实际壁厚= 8 m m = 0 . 8 c m （1 ） 按经验公式计算 = r1P / ( 0 . 6 p ) + C = 2 0 0 2 / ( 6 5 7 1 . 4 3 - 0 . 6 2 0 0 ) + 0 . 8 = 0 . 6 6 2 c m 7 . 7 K w 。 2 . 由于环境温度的影响，应验算热平衡时临界功率 1G p 1t p, 按已知条 件查表 2 - 8 、表 2 - 9 、表 3 - 1 7 、得 1 f= 1 ， 2 f= 1 ，因为 1 1 p p p = 5 . 5 / 1 1 1 . 1 1 = 4 . 9 % ， 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 用插值法得 3 f= 1 11t pp= 1 f 2 f 3 f= 5 . 5 1 1 1 = 5 . 5 K w 通过查表 3 - 1 5得 1G p= 2 1 K w 5 . 5 K w . 工作状态的热功率小于减速器热平衡功率，因此无需增加冷却措施。 3 . 行星减速器各齿轮参数 行星减速器选用WW型双联机构，行星轮 n = 3 ，i = 6 ； 1 ）中心轮 1 Z参数 1 Z= 3 0 ； 3m = ； 94.63 1 mm d =；24.5Bmm=，0.26 Xn= ； 0 18 =； 旋向向左。 2 ） 行星轮 2 Z 参数 2 Z = 3 0 ；3m = ；54 2 mm d =；24Bmm=；0.26 Xn= ； 0 18 =；旋向向左； 80.440.027 12 a =； 3 ）行星轮 2z 参数 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2z = 1 8 ； 3m = ； 2 d =94.63 ;mm 20;Bmm= nX = 0 . 8 ； 0 18 =； 旋向右旋。 23 80.44 0.027 a = 4 . 8 V带传动的计算 带传动是由固联于主动轴上的带轮、固联于从动轴上的带轮和紧套在两 轮上的传动带组成的。当原动机驱动主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦 （或啮合） ， 便拖动从动轮一起转动， 并传动一定动力。 带传动具有结构简单、 传动平稳、造价低廉以及缓冲吸振等特点，所以此次设计中选用了带传动。 在带传动中，常用的有平带传动，V带传动，多楔带传动和同步带传动 等。在一般机械中，应用最广的是带传动。V带传动较其它带传动能产生更 大的摩擦力。这是 V 带传动的主要优点。因此，我选用了 V带传动。 ( 1 ) 计算功率 Pi= N = 1 . 1 5 . 5 = 6 . 0 5 k w 式中: Kg= 工作情况系数 Kg= 1 . 1 ( 2 ) 胶带型号的选择 根据 Pi= 6 . 0 5 k w及 n1= 1 4 4 0 r / m i n 由参考文献 1 图 8 - 8 选定 B型胶带 ( 3 ) 传动比为 i = 2 . 1 6 ； ( 4 ) 小带轮直径 D1的确定 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 根据参考文献 1 图 8 - 8选 1dd = 1 2 3 m m ( 5 ) 大带轮直径 D2的计算 2dd = i 1dd （1 -）= 2 . 1 61 0 0（1 - 0 . 0 1 ）= 2 6 5 . 7 4 m m 其中， 1dd 小带轮直径（m m ） ； i 传动比； 弹性滑动率； 由表 8 - 9可查得，大带轮直径 2dd 为 2 6 6 m m 。 ( 6 ) 带速 V V = 1 dd n / ( 6 0 1 0 0 0 ) = 3 . 1 4 1 0 0 1 4 4 0 /（ 6 0 1 0 0 0 ） = 7 . 5 3 6 m / s 速度在 5 2 5 m / s的范围内，合适 ( 7 ) 初定轴间距 a0 0 . 7 ( 1 dd + 2 dd ) a02 ( 1 dd + 2 dd ) 0 . 7 ( 1 2 3 + 2 6 6 ) a02 ( 1 2 3 + 2 6 6 ) 2 8 2 . 3 a07 7 8 取 a0= 5 6 0 m m 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 ( 8 ) 初算胶带基准长度 L0 L0= 2 a0+ ( 2 dd + 1 dd ) / 2 + ( 2 dd - 1 dd ) 2 / 4 a0 = 2 3 0 0 + ( 2 6 6 + 1 2 3 ) / 2 + ( 2 6 6 - 1 2 3 ) 2 / ( 4 5 6 0 ) = 6 0 0 + 6 1 0 . 7 3 + 9 . 1 2 = 1 2 1 9 . 8 5 m m 选取基准长度 Li= 1 2 5 0 m m 查参考文献 1 表 8 - 2 ( 9 ) 实际中心距 a a = a0+ ( Lp- L0) / 2 = 3 0 0 + ( 1 2 5 0 - 1 2 1 9 . 8 5 ) / 2 = 3 9 8 m m ( 1 0 ) 小带轮包角1 1=180?6 0 （ 2 dd - 1 dd ）/ a =180?6 0 ( 2 6 6 - 1 2 3 ) / 3 9 8 =143.52?120? 合适 ( 1 1 ) 单根胶带传递的功率 N0 根据：n1= 1 4 4 0 r / m i n 1 dd = 1 0 0 m m 查得 P0= 1 . 3 2 k w 查参考文献 1 表 8 - 5 a 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 ( 1 2 ) 单根胶带传递功率的增量P0 根据 i = n1/ n2= 9 6 0 / 2 5 5 = 3 . 7 6 n1= 9 6 0 r / m i n 查得P0= 0 . 1 5 k w 查参考文献 1 表 8 - 5 b ( 1 3 ) 胶带根数 Z = L i KKPP P )( 00 + = 6.05 (1.32 0.15) 0.91 0.91+ = 2 . 9 6 取 Z = 3 式中 K 包角系数 K = 0 . 9 1 KL查参考文献 1 表 8 - 8 KL 长度系数 KL = 0 . 9 1 查参考文献 1 表 8 - 8 ( 1 4 ) 单根胶带的预紧力 F0 F0= 5 0 0 （1 5 . 2 K ） d p zv + m 2 v = 5 0 0 （1 91. 0 5 . 2 ） 6.05 5 7.53 + 0 . 1 2 7.53 = 1 4 6 . 0 5 N 式中：q 皮带每米长的重量 q = 0 . 1 k g / m 查参考文献 1 表 8 - 4 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 ( 1 5 ) 带轮的结构和尺寸 1 . 小带轮的结构尺寸确定 由所选电机的类型，Y 1 3 2 S - 4型三向异步电动机。起轴伸直径 d = 3 8 m m ， 长度 L = 8 8 m m ，故小带轮轴孔的直径应取 0d= 3 8 m m ，毂长应小于 8 8 m m 。 由表 1 4 - 1 8 查得， 小带轮应为实心轴。轮槽尺寸及轮宽应按表 1 4 - 1 6 计算， 可得 d b =11mm， a h =3mm， f h = 1 1 m m ，e = 1 5 m m ， min f =10mm， min =6mm。 (1)2Bzef=+= 8 0 m m 。取 0 38 =。 2 . 大带轮的结构尺寸确定 根据小带轮尺寸的选定， 以及以上关于带轮传动的计算和减速器的结构 尺寸，可得， d b =14mm， a h =3mm， f h =15mm，e=19mm， min f =12mm， min =7.5mm。 (1)2Bzef=+= 1 2 0 m m 。取38 = ? 4 . 9 轴的设计和强度校核 材料：4 0 C r 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 机械性能：调质后 b= 7 5 0 0 N / c m 2 s= 5 2 0 0 N / c m 2 E = 2 1 0 E = 3 7 0 0 0 N / c m 2 4 . 9 . 1 估算轴径 d dA（P/W）1/3 =510- 3（5.5103/255）1/3=0.0453m 式中:A与材料有关的系数 A =510- 3 考虑开键槽应增大 1 0 1 5 % ，然后将轴径圆整，取轴径 d = 4 8 c m 4 . 9 . 2 轴的受力分析 ( 1 ) 由于皮带传动产生的作用力 Q Q = 1 7 8 1 . 8 N Qx= Q c o s = 1 7 8 1 . 8 c o s 1 9 . 5 = 1 6 7 9 . 6 N Qy= Q s i n = 1 7 8 1 . 8 s i n 1 9 . 5 = 5 9 4 . 8 N ( 2 ) 由于缸内压力对轴的作用 假设条件: ( a ) 只计算缸内的作用力, 其它构件的惯性力忽略不计, 因轴的转速较 低. . 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 4 . 5 轴受力图 ( b ) 由于法向力所引起的产生应力, 切向力所引起的切向应力及起扭转 产生的切应力是同时存在. ( c ) 偏心装置上产生的力如图 4 . 5 所示 ( d ) 切向力 T : T = P s i n ( + ) / c o s 法向力 Z : Z = P c o s ( + ) / c o s 式中： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 偏心角度 连杆的偏角 由于缸内压力所引起的连杆偏心机构的力是变化的，通过对泵轴的受力 分析，可知当E= 3 6 0 时 Z E= Zm a x，TZ= 0 ，缸正处于排液状态，轴受力最恶劣， 其中 L / s i n 6 0 = / s i n 即 s i n = s i n 6 0 / L = 2 5 3/ （1 9 0 2 ）= 0 . 1 1 3 9 5 = 6 . 5 4 F= D= 高压缸: ZE= 5 . 5 2 2 0 0 / 4 = 4 7 4 9 . 2 5 N TE= 0 ZD= D 2 P c o