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船用废气燃烧臂设计【7张CAD图纸+毕业论文】【答辩优秀】

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船用废气燃烧臂设计【全套CAD图纸+毕业论文】【答辩优秀】.rar

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关键词：: 废气燃烧焚烧设计全套 cad 图纸毕业论文答辩优秀优良

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1．燃烧臂机构的设计---------------------------------- （1）

1.1 燃烧臂装置的方案设计-------------------------------------(1)

1.2 燃烧臂的选型计算-----------------------------------------(1)

1.2.1燃烧臂的基本结构-------------------------------------(1)

1.2.2水平支架的方案设计-----------------------------------(1)

1.2.3 水平支架的受力分析-----------------------------------(2)

1.2.4 水平支架的强度计算-----------------------------------(3)

1.3 垂直支架的方案设计--------------------------------------(4)

2.回转机构的设计------------------------------------ (6)

2.1概述----------------------------------------------------(6)

2.1.1 回转支承的型式与结构------------------------------(13)

2.2 根据所知条件设立回转方案-------------------------------(12)

2.3船用废气燃烧臂的负荷分析---------------------------------(14)

2.3.1 船用废气燃烧臂的外力分析--------------------------(14)

2.3.2 回转摩擦阻力矩的计算-------------------------------(14)

2.3.3 与回转支承相配合的小齿轮的尺寸几何计算-------------(15)

3.船用废气燃烧臂减速器的设计---------------------- -(16)

3.1 电动机的选择---------------------------------(16)

3.1.1 选择电动机类型----------------------------------(16)

3.1.2选择电动机容量----------------------------------(17)

3.1.3传动装置的总传动比及其分配----------------------(18)

3.1.4 计算传动装置的运动和动力参数--------------------(18)

3.2 传动方案设计

3.2.1 确定传动类型---------------------------------- (19)

3.2.2 总传动比和合理分配各级传动比-------------------(20)

3.3齿轮传动的设计与校核-------------------------(21)

3.3.1 轮齿的失效形式--------------------------------(22)

3.3.2变位齿轮简介----------------------------------(23)

3.3.3 齿轮设计准则---------------------------------(25)

3.3.4 高-切变位弧齿锥齿轮传动主要尺寸的确定--------(25)

3.3.5高-切变位弧齿锥齿轮正交传动的几何计算---------(27)

3.3.6 高-切变位弧齿锥齿轮接触强度校核-------------(29)

3.4高变位斜齿轮传动主要尺寸的确定-------------(32)

3.4.1高变位齿轮齿轮主要尺寸的初步确定-------------(33)

3.4.2高变位斜齿轮外啮合传动的几何计算------------(34)

3.4.3高变位斜齿轮接触强度校核--------------------(35)

3.5齿轮结构形式的确定------------------------(36)

3.5.1高-切变位弧齿锥齿轮结构形式-----------------(36)

3.5.2高变位斜齿轮结构形式-------------------------(37)

3.6传动轴的结构设计与校核--------------------(37) 3.6.1.输入轴的设计-------------------------------(38)

3.6.1.1确定轴的最小直径-------------------(38)

3.6.1.2 按轴向定位要求确定各轴段直径和长度---

--------------------------(39)

3.6.1.3 轴上零件的轴向定位及轴上圆角和倒角的尺寸------------------------(40)

3.6.2中间轴的结构设计--------------------------(40)

3.6.2.1 确定轴的最小直径------------------(40)

3.6.2.2按轴向定位要求确定各轴段直径和长度---

-------------------------(41)

3.6.2.3轴上零件的轴向定位及轴上圆角和倒角的尺寸------------------------(41)

3.6.3输出轴的结构设计 -------------------(42)

3.6.3.1 确定轴的最小直径----------------(42)

3.6.3.2按定位要求确定各轴段直径和长度------

--------------------- (42)

3.7传动轴的弯扭合成强度计算与疲劳强度校核------

-------------------(44)

3.7.1传动轴的受力分析--------------------------(44)

3.7.2轴的弯扭合成强度校核----------------------(54)

3.7.3精确校核轴的疲劳强度----------------------(51)

3.8轴承与键的校核-------------------------(53)

3.8.1单列圆锥滚子轴承的寿命校核--------------(53)

3.8.2A型平键的强度校核-----------------------(54)

3.9 轴系部件的结构设计------------------------(55)

3.9.1 轴承盖的结构设计-----------------------(55)

3.10箱体及附件的设计---------------------(57)

3.11 减速器箱体的设计---------------------(57)

3.11.1 油面位置及箱座高度的确定-------------(59)

3.11.2 油沟的结构形式及尺寸-----------------(59)

3.12减速器的附件-------------------------(60)

3.12.1 检查孔与检查孔盖的设计---------------(60)

3.12.2 通气器的结构及尺寸-------------------(61)

3.12.3 放油孔、螺塞和封油圈-----------------(61)

3.12.4 油标指示器----------------------------(62)

3.12.5 起吊装置------------------------------(63)

3.12.6 定位销---------------------------------(64)

3.12.6 定位销---------------------------------(65)

3.13减速器主要零件的加工工艺---------------(65)

3.13.1 零件图样分析---------------------------(66)

3.13.2 中间轴的机械加工工艺过程卡-------------(66) 4.船用废气燃烧臂其它部件的设计------------------(67)

4.1 排气管的选择-----------------------------------(67)

4.2 O形橡胶密封圈----------------------------------(67)

参考文献—————————————————-----（69）

英文翻译————————————————————————（70）

结论 ------------------------------------------（78）

致谢-------------------------------------------（79）

摘要

船用废气燃烧臂是一种用于排放轮船尾气的一套装备,其中燃烧臂为悬臂结构.在现有的燃烧臂过程中,一般采用船用吊机的设计方法所设计的结构过于保守,使得结构质量偏大.燃烧臂结构安全系数会过大,不仅导致材料浪费和成本增加,而且还会对整个船体的稳定性不利.回面燃烧臂结构需要进行专门的设计.本文燃烧臂底座采用了专门用于回转的回转支承.

回转支承装置是近30年来发展起来的新型机器部件,它已从用子挖掘机和起重仇逐渐发展到用于其它机械。回转支承装置近乎特大型的滚动轴承。它将机器的上部和下部连接起来，用以支承上部的重量和工作负荷，并使上部能相对于下部旋转。本文对燃烧臂底座进行了弯曲强度,剪切强度及抗挤压强度的校核.

而其燃烧臂上部桁架机构的设计比一般船用吊机要轻巧得多,对此燃烧臂结构需要进行单独的强度计算.

由于所要设计的燃烧臂回转速度仅为1/6(r/min),因此,为了考虑其使用效率只使用一个圆锥-圆柱减速度器,故,在此次设计中选用了直接带减速装置的凸缘安装型式电动机,此电动机不仅功率和输出转矩能满足要求,而且其输出转速仅为25n/min.

在回转速度低,功率大的燃烧臂装置中,所要求的减速器轴需要很高的强度,因此通过参考一些比较权威的机械设计手册之后,再通过强度校核,选用减速器的轴材料为20CrMn.

关键词：回转支承，圆锥-圆柱减速度器，

Abstract

Marine from a burning arm for the tail gas emissions set of vessels and equipment, including combustion for the cantilever arm structure. Arm of the existing combustion process, the general marine crane designed by the design of the structure was too conservative, making the quality of the structure Too large. Combustion arm structural safety factor would be too large, not only lead to waste and material cost increases, but also the stability of the entire hull negative. Back-burner arm of the need for specialized design. Combustion arm base paper used a special use Rotary in the rotary bearing.

Rotary support device is nearly 30 years ago to develop a new type of machine components, it has been used excavator and the lifting of hatred to the progressive development of other machinery for. Rotary supporting device near the large rolling bearings. The machine will link the upper and lower to the upper bearing the weight and work load, and the upper to the lower part of the rotation. In this paper, the base of a burning arm bending strength, shear strength and the strength of anti-extrusion check. Combustion arm of the Department and its agencies truss design than the general marine hanging confidential lightweight much, this burning need for a separate arm of the Strength calculation.

Because the design of the combustion rotary arm speed is only 1 / 6 (r / min), therefore, in order to consider only the use of its efficiency in the use of a cone - cylindrical cut speed, so that in this design selected directly with the slowdown in device Flange installation type motor, the motor not only power and torque output to meet demand, but its output speed is only 25 n / min.

Rotary in the low-speed, large power plant burning arm, the required reducer axis need a high intensity, some of the more authoritative reference by the mechanical design manual, to check through strength, the choice of reducer shaft material for 20 CrMn .

Key words: slewing bearings, cone - cylindrical cut speed,

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总装A0.jpg

减速器A0改.jpg

水平支架A2.jpg

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内容简介：: 第80页中国矿业大学2008届本科生毕业设计 1燃烧臂机构的设计使燃烧臂的桁架实现回转的回转运动的装置称为回转机构。回转机构是用船用废气燃烧臂设计的重要工工作机构之一，它的作用将燃烧臂绕船回转的机构水平圆弧运动，使油管能够伸到海里去,而燃烧臂的作用是固定排气管和喷头.，使燃烧臂的工作具有硬件基础。燃烧臂的机构主要包括水平支架，垂直支架，排气管以及喷头四大部分。1.1燃烧臂装置的方案设计。回转支承装置的任务是保证燃烧臂回转部分有确定的回转运动，并能承受燃烧臂各种载荷所引起的垂直力，水平力与倾覆力矩。本次设计回转驱动装置的特点如下：（1）支承能力大，要示支承装置具有较高的支承能力（2）倾覆力矩大，由于燃烧臂重量较大，风力较强，要求能承受一定的倾覆力矩1.2燃烧臂的选型和计算在满足机架设计准则的前提下，必须根据机架的不同用途和所处环境。考虑下列各项要求，并有所偏重。（1）机架的重量轻，材料选择合适，成本低。（2）结构全理，便于制造。（3）结构应使机架上的零部件安装，调整，修理和更换都方便。 1.2.1 燃烧臂的基本结构船上燃烧臂总长为20m ,燃烧臂结构主要由燃烧头、通气管、水平支架、竖直支架、和底座等部组成。结构中的水平支架为空间桁架结构。水平支架中的构件采用等边字钢,竖直支架中的构件采用钢。工作状态下,燃烧臂从支撑架上移开,旋转到伸向船艏前方的位置。 1.2.2水平支架的方案设计为便于计算,本文中燃烧臂水平支架结构采用在根部固定约束,主要载荷为燃烧臂各部分结构的自重力、风载荷和燃烧头自重力。其中燃烧头自重力为80 N 。确立方案。水平支架的结构由等边角钢组成如图 1-1 图1-1 水平支架的形状其中第一格中：ab=ac=cb=dg=df=gf=60cm,bf=cd=40cm。则由于燃烧臂是20M，因此水平支架是由50个格组成的。1.2.3 水平支架的受力分析（1）此角钢的密度为7.8 Kg/因此通过计算得。水平支架的重量G为600千克。为6000N。（2）其中燃烧头自重力为80 N 其中燃烧气管道选用外径为=160 mm ,壁厚为6 mm的钢管，钢的密度为7.8Kg/。所以气管道的质量为190 Kg=1900N （3）由于所设计的燃烧臂能在8级风的风力下工作，因此，极限环境载荷的风为：大风：即8级风。陆地树枝折断，迎风行走感觉阻力很大，海岸，近港海船均留不出。平均风速为17.2-20.7m/s的风。所以取8级风的风速为18m/s 1. 把结构物看作静止不动，具有一定运动速度的空气流向结构物，速度能转变为压力能，对结构物产生压力。压力的大水可用能量原理或伯努利方程计算，以此导出的压力与风速的关系如下： q= 式中: q -风压（）空气密度kg/ -风速（m/s）。8级风的风速为18m/s 在标准大气压下（1标准大气压=101325Pa），当环境温度为15度时，空气密度=1。2255 kg/，将值代入上式得： q=0.613所以风压为q=0.613 =1.6131818=522.7N2.风载荷的计算方法根据公式得式中：作用有燃烧臂某一部分档风面的风载荷风力系数。取=1.5 风压高度变化系数。取=1 计算风压。其值前已求过。q=522.7 垂直于风向的结构物挡风面积。=3所以 =1.51522.73 =2352N因此。风载荷对水平支架产生的弯矩 =1176001.2.4 水平支架的强度计算该水平支架由于长度太长达20M，因此。必须校核其弯矩与扭矩最靠近竖直支架的那一格是受力最大的，因此必须进行其弯矩与扭矩，如图1-2所示：图1-2 垂直支架的受力分析己知：ab=cd=40cm,ac=bd=51cm. 重力G=水平支架的重力+燃烧头自重力+气管道的重力 =6000+80+1900=7980N 弯矩重力G19.6m=790019.6=154840N风力117600N（1）求支座反力由梁的整体平衡条件，可以求得支座反力为 =117600+154840=272440 N 由于水平支架是由三角钢焊接在一起的。因此，可以把其中一节一节的看成一个个的分体。所以，在校核时应该把一段看成一个整体来校核。如图1-3求弯知图：解；(1)由静力方程 ) ) (2) 绘出弯矩图如图1-3 水平支架剪力图如图1-4 水平支架的弯矩图该钢架的最大弯矩为22.4KN 1.3 垂直支架的方案设计垂直支架位于水平支架与回转机构的中间，对水平支架起固定的作用，而对回转机构来说起到缓冲，能把回转机构的转速传到水平支架上，使其能按预定的转速度转动，以达到燃烧臂效果的作用。因此，垂直支架需要很强的硬度和抗拉，抗弯能力，并且其自身不能太重。故设定方案如图1-5所示图1-5 垂直支架的形状它与下面的回转承轴相连图为1-6 图1-6 垂直支架与回转支承的连接图其垂直支架总高为1m，总长度为1.3m,凸台高为0.1m,空心直径为1.125m，实心直径为1.146m 该垂直支架采用钢。密度为7800kg/ 因此。垂直支架的总重量为780kg 所以其重力为7800N ，重力方向向下2 回转机构的设计回转机构主要由回转轴承组成的，下面将对回转承轴进行介绍和计算2.1 概述回转支承装置是近几十年发展起来的新型机器部件，它己从用于挖掘机和起重机，逐渐发展到用于其它机械。回转支承装置近乎特大弄的滚动轴承，如下图为双排式回转支承的结构简图，图中反映了回转支承在履带式渡压挖掘机上的应用情况，它将机器的上部和下部连接起来，用以支承上部的生量和工作负荷，并使上部都能相对于下部旋转。图2-1 双排式回转支承1外滚圈（上）；2外滚圈（下）；3内滚圈(带内齿);4滚动体(钢球);5密封图2-2 装在挖掘机上的回转支承1.工作装置;2 上部;3 回转支承;4 下部回转支承的应用范围很广,主要用于起重机械(汽车起重机,塔式起重机等),工程框框(挖掘机,装载机等),运输机械,材料加工机械,冶金机械,冶金机械,食品加工机械,以及军事装备(坦克,高炮,雷达,火箭发射台等),医疗机械,科研设备等.回转支承和普通轴承一样,都有滚动体和带滚道的滚圈.但是,它与普通滚动轴承相比又有很多差异,主要的有以下几点:(1)回转支承的尺寸都大,其直径通常在0.4-10米,有的竟达40米.(2)回转支承一般都要求承受几个方面的负荷,不仅要承受轴向力,径向力,还要随较大的倾翻力矩.因此,一套回转支承往往起几套普通滚动轴承的作用.(3)回转支承的运转速度很低,通常在10转/分以下。此外，在多数场合下，回转支承不作连续回转，而仅仅在一定角度内往返旋转，相当于所谓“摆动轴承”。（4）在制造工艺材料及热处理等方面，回转支承与滚动轴承有很大差别。（5）通常，回转支承上带有旋转驱动用的齿以及防尘用的密封装置。（6）回转支承的尺寸很大，不象普通轴承那样套在心轴上并装在轴承箱内，而是采用螺钉将其固定在上下支座上。过去，在起重机，挖掘机等机器中，主要采用柱式（中心枢轴式）回转支承，如转柱式回转支承，定柱式回转支承和转盘式回转支承。转盘式回转支承又有少支点液图2-3 转柱式回转支承简图轮式和多支点滚子夹套式。前者又称钩滚式；后者又称多滚式。目前这些己逐渐被滚动轴承式回转支承所取代。与过去回转支承相比，后者主要有下述优点：（1）运转轻便灵活，回转阻力小；（2）结构紧凑，外形忸（主要是高度）小（3）维护方便，使用寿命长：（4）由齿圈，密封和螺钉等组成，安装方便，又便于专业化集中生产：（5）无中心枢轴，中部空间可安装其它部件。下图所示为一台门座式起重机用的转柱式回转支承，该装置的下支座采用一个圆锥滚子轴承和一个球面滚子轴承，以便承受轴向力和径向力，工只采用一个向心推力轴承来同时承受轴向力和径向力，面上支座相当于一个大的径向轴承，一般采用一定数量的水平滚轮，以便承受上支座的水平力。若该回转部分采用轴承式回转支承，能显著降低重心和成本。我国从六十年代初期，就开始在挖掘机和起重机上应用轴承式回转支承。当时，合肥矿山机器厂生产的16吨轮胎式起重机也采用了双排球式回转支承。此后，国内各种旋转起重机，挖掘机，堆取料机等中的新产品，绝大多数均采用轴承式回转支承。目前，国内已经生产外径达16米的轴承式回转支承（以下简称回转支承），用于堆取料机。六十年代末，交叉滚柱式回转支承在国内也逐渐获得了广泛的应用。近年来，国内已经开始设计和制造三排滚柱式，三排滚锥式回转支承。过去，我国成批生产主机的工厂，回转支承大多自行制造，毛坯由轮箍石轧制；主机产量少的单位，回转支承多由外购解决。洛阳轴承厂，徐州轴承厂和马鞍山回转支承厂现在都进行回转支承专业化生产。国外，回转支承大多由轴承公司进行专业化生产，各公司都有自己的型式、尺寸系列：主要生产公司有：联邦德国的罗特爱德(ROYllE ERDE公司和FAG公刁，法同的RKS公司，英国的泰珀雷克斯(TAPEREX2公司，日本的不二越、N5K、KOYO公司以及美国、苏联、民主德国的一些公司和工厂。联邦德国的罗特爱德公司是其中最著名的公司，可生产直径o35-40米回转文承，年产64000套，且品种多、规格全。SKF公司是欧洲较大的工业集团，也是世界上最早成立的技术最先进的轴承制造公司；在英国、法国、联邦德国、宏大利都有分公司f在荷兰设有现代化综合实验中心，其总公司设在瑞典。它设在法国的分公司只KS公司成立于1233年，有职工330人，主要产品有交叉滚往式、单排四点接触球式阅双排浓校式回转文承y产品直径为o55米，年产1600多套。英国的泰泊雷克斯公司也有近30年的历史，目前有职工110人。只生产交叉滚锥式回转支承，产品直径为o53米，年产2509套。其中60为国内主机PZ套，其余出口到美国b中东等国家和地区。该产品采用纯滚动形式阻力较小但加工较复杂。2.1.1 回转支承的型式与结构为了适应不同的使用要求，回转支承的结构型式很多。这些形式各有特点，概括起来，可以根据滚动体的类型，分为点接触式和线接角式两大类，点接触式的滚动体为滚球，如图所示，滚道的断面开状为圆弧形，支承的接触角为滚球的伟力方向与回转支承径向平面之间的交角。名义上为点接触，实际上承受负荷以后变为面接触，滚球在滚道上并非纯滚动，也有部分滑动，如图2-2所示，A是纯滚动点；“2”所对应的面积为两个“1”所对应的面积之和，AA之间向前滑动，AA以外向后滑动。线接触式的滚动体为圆柱形或圆锥滚子，滚道断面为直线形。在平面及锥面滚道中，圆柱形滚柱工作时有滑动现象，圆锥形滚子则基本上没有滑动。点接触式回转支承有如下几个特点：（1）滚动体和滚道之间名义上为点接触（而实际上受负荷后变为面接触，但接触面仍较小），回转阻力较小；（2）滚道的制造误差，安装间隙，滚圈及座架的弹性变形对接触条件的影响较少，故上述各点对承载能力的敏感性较小；（3）它的最大接触应力高于线接触，故其动承载能力低于线接触；（4）滚道断面为曲线形，加式及磨削略为困难一些。线接触的特点则正好与上述相反。它的接触应力较低，承载能力较高，但对间隙，安装精度及座架刚性有较高的要求，座架须有较好的抗弯及抗扭刚性，否则将造成边缘接触。在座架刚性不足的情况下，往往选用点接触式回转支承。另一方面，线接触式由于接触处产生的弹性压缩变形比点接触式为小，故在倾翻力矩的作用下，滚圈的相对倾斜角较小，即回转支承具有较大的刚度。特别是多排滚柱式回转支承的刚度最大，这对某些要求精确定位的设备，以及塔架下部旋转的塔式起重机等类机械说来，是有很大意义的。以下分别介绍目前使用的各种回转支承的结型式。(1)推力深沟滚球式回转支承这种支承如图2-3所示.它只能承受中心轴向负荷,或少量因主机自重而引起的偏心轴向负荷.通常,轴向负荷的相对偏心度应在下式的范围内: 式中 e -轴向力的偏心距, ; D-滚动体分布圆直径; M-倾翻力矩; -轴向负荷这种支承的接触角,即滚动体的传力方向与回转支承径向平面之间的交角为90度,滚球在滚道的曲率半径约比滚球半径大10%,所以这种支承的径向运转精度不甚高,不适于承受径向力,只能容许轻微的径向力,全力不得偏离支承的旋转轴线10度以上.(2)推力向心滚球式回转支承为了改善推力深沟式回转支承的径向运转精度,将压力角改成小于90度,如图2-4所示,构成推力向心式,它能比推力深沟式承受较大的径向力.通过压力角的变化可使允许承受的径向力.通过压力角的变化,可使允许承受的径向力和轴向力之间的比例改变,但此角度不应小于70度,如径向力增大,则不要继续缩小压力角,面以采用其他的结构开动式为宜,这种支承的其他特点与推力学沟式相近2.2 根据所知条件设立回转方案选用外齿式QWA型，1120.32的型号其基本参数为 D=1240mm ,mm,H=90mm,mm, .,n=28,A型，油标数量，h=10mm,L=70mm M=10mm,Z=129,质量=272KG，如图示图2-5 回转支承回转轴承外负荷的确定：回转支承强度计算的先决条件，是求取支承上的计算负荷，其中包括：总轴向力，总倾翻力矩M；在力矩M作用平面中的总径向力。由于主机工作条件复杂，因此在计算上述诸力时要考虑的因素很多，它们对支承的强度和寿命都有很大的影响需要考虑的因此包括：（1）作用在机器上的力有机器自重静负荷，工作负荷和动负荷，风力旋转驱动齿轮的啮合力，因机身不呈水平状而产生的几个方向分力等：（2）进行超负荷试验的情况。例如，很多起重机是用1。25倍额定负荷进行试验的：（3）对多种计算位置和负荷的组合，须从这些组合中找出对回转支承最严重的负荷条件：（4）有些机器，例如单斗挖掘机的工作负荷，有时是按机器的稳定极度限来求取时，以铲斗位于履带对角线方向时为最严重；一般移动式起重机达到机器的稳定极限时，所能起吊的最大负荷大于额定负荷，但所选的稳定性安全系数不等。有时，还需考虑一些非工作状态的负荷（风负荷，竖立及放倒时的负荷等）及事故状态的负荷（5）负荷的冲击性质如何，对回转支承有较大的影响，例如在沙土上工作和岩石上工作的挖掘机，其回转支承的负荷条件差别很大。（6）对不同类型的机器来说，负荷的频率及最大负荷出现的概率是不同的，例如安装用的吊钩起重机和抓斗起重机在这方面就有很大的差别。因此，要理想的确定回转支承上的计算负荷是很困难的，通常用一个“使用条件系数”来粗略地考虑动负荷，冲击及负荷频率等因素的影响，该系数列于下表中，工作类型机器举例系数值轻工作堆料机，汽车起重机，轮胎起重机10-12中工作塔式起重机，船用起重机11-13重工作抓斗起重机，港口起重机13-15单斗挖掘机14-16等重工作斗轮式挖掘机，隧道掘进机16-20本次设计取=1。22.3船用废气燃烧臂的负荷分析2.3.1 船用废气燃烧臂的外力分析图2-6 船用废气燃烧臂的受力图总轴力总倾翻力矩式中：垂直支加架的重力为7800N 水平支架的重力为6000N总弯矩为272440 N所以 =7800+6000 =14000N=14KN总倾翻力矩=280KN2.3.2 回转摩擦阻力矩的计算影响摩擦阻力矩的因素很多，因此很难精确地计算。通常采用下式来近似地估计支承的回转摩擦阻力矩：式中 D承受轴向力及总倾翻力矩M的滚动体分布圆直径。D=1120 mm由轴向力及总倾翻力矩M产生的各滚动体上正压力之总和承受轴向力的滚动体与滚道的当量摩擦系数，可近似取=0.01解.根据己知条件和公式得(1)求偏心距e:35(2)求。由于e0.262D,故按公式求按2e/D= 35 从图中查得：对于滚柱式回转支承，故 N所以。摩擦阻力矩 = =3217.536 NM2.3.3 与回转支承相配合的小齿轮的尺寸几何计算分度圆直径齿顶高齿根高齿高齿顶圆直径齿根圆直径中心距基圆直径齿顶圆压力角齿宽 3.船用废气燃烧臂减速器的设计3.1 电动机的选择3.1.1 选择电动机类型本设计中的船用废气燃烧臂用于海上轮船的排气。海上风大、其要求的功率以及最终实现的转速较低。当燃烧臂正常运行时。即其匀速工作时。它所需要的力矩很小。远远小于其初起时的转矩。因此，选择电动机时要使其克服燃烧臂初启动时的转矩。设燃烧臂由静止转为1度1S的匀速运动所用的时间为1S。（1）克服水平支架的力矩。 1根据已经得。其需要克服风力的力矩（2）由水平支架重量转动惯量引起的阻力矩把整个水平支架看成一个整体。可通过公式得出：式中： M水平支架的质量。M=600KG L水平支架的长度。L=20M所以，由匀变速转动公式知（3）克服垂直支架重量转动惯量引起的阻力矩根据公式可求（4）克服回转轴承的摩擦阻力矩因此。想要使燃烧臂由静止转为匀速转动所需要的总力矩M 3.1.2选择电动机容量电动机所需工作功率为式中：传动装置的总效率为查表2-3确定各部分效率为：联轴器效率，滚动轴承传动效率（一对），闭式齿轮传动效率，曲柄连杆的传动效率，槽摩擦传动效率代入式得。有式3-1求出，所需电动机功率为M为总转矩=1168.8kN为已知的1/6r/min因载荷有轻微冲击，故电动机额定功率要大于即可。Ycj系列电动机技术数据，配用电机为YL160L-4。选用电动机的功率为。因为燃烧臂的回转速慢。所以选电动机转速为25 r/min3.1.3传动装置的总传动比及其分配（1）总传动比（2）分配传动装置各级传动比由于此燃烧燃烧设计采用专用的外齿式回转支承来传动，因此最后与回转轴承的外齿相啮合的传动比一般因此。设计的减速器只需要满足总传动比即可，根据参考取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比对于展开式二级圆锥-圆柱斜齿轮减速器，在两极齿轮配对材料、性能及齿宽系数大致相同的情况下，即齿面接触强度大致相等时，两极齿轮的传动比可按下式分配：即代入式得3.1.4 计算传动装置的运动和动力参数各轴的转速根据电动机的满载转速及传动比进行计算;传动装置各部分的功率和转矩。计算各轴时将传动装置中各轴从高速轴到低速轴依次编号，定0轴（电动机轴），1轴，2轴，3轴，4轴；相邻两轴间的传动比表示为，；各轴的输出功率为，；各轴的输出转矩为，。各轴的输出功率0轴（电动机轴）1轴（高速轴）2轴（中间轴）3轴（低速轴）各轴的输出转速0轴（电动机轴）1轴（高速轴）2轴（中间轴）3轴（低速轴）各轴的输出转矩0轴（电动机轴）1轴（高速轴）2轴（中间轴）3轴（低速轴）3.2 传动方案设计确定传动方案设计是设计传动装置的第一步，是设计各级传动件和装配图的依据，因此应使所拟定的方案在技术上合理、先进、且经济效益高。传动装置方案设计的内容为：确定传动类型，计算总传动比和合理分配各级传动比，计算装置的运动和动力参数。3.2.1 确定传动类型二级圆锥圆柱齿轮减速器传动简图如图3-1所示：图3-1 齿轮传动机构的性能及使用范围功率（常用值）/Kw 最大50000单级传动比常用值圆柱35圆锥23最大值85许用的线速度/（m/s）6级精度直齿v18m/s，非直齿36m/s外廓尺寸小传动精度高工作平稳性一般自锁能力无过载保护作用无使用寿命长缓冲吸振能力差要求制造及安装精度高要求润滑条件高对环境适应性一般圆锥齿轮传动布置在传动装置的高速级，以减小圆锥齿轮的尺寸。因为大模数的圆锥齿轮需要大型机床切齿，对一般制造工厂难于实现。若圆锥齿轮的速度过高，其精度也要相应地提高。此时还需要考虑能否制造及经济性等问题。3.2.2 总传动比和合理分配各级传动比电动机选定后，根据电动机的满载转速和工作机构主动轴的转速，以及上面所求的，可知该减速器的总传动比为15合理选择和分配各级传动比直接影响传动装置的外廓尺寸、质量、润滑、成本等方面，主要考虑如下几点：各级传动比不应超过其传动比的最大值，应尽量在推荐范围内选取。使减速器中各大齿轮的浸油深度大致相等，以利实现浸油润滑。所设计的传动装置具有较小的外廓尺寸。1、圆锥齿轮传动比可取为 2、圆柱齿轮传动比为：传动比误差确定在误差限制范围内。图3-2减减器运动简图3.3齿轮传动的设计与校核当齿轮工作于封闭的箱体之内时，称为闭式齿轮传动。闭式齿轮传动具有润滑与防护条件好的优点，多用于中、高速和较重要的场合；当齿轮齿面的硬度大于350HBS时，称为硬齿面齿轮。将齿轮的精度分为12个精度等级，1级精度最高，12级精度最低，常用的多为59级精度。齿轮材料及热处理如下：1、锻钢锻钢是制造齿轮最常用的材料，一对齿轮在啮合过程中，小齿轮的齿面硬度通常高于大齿轮的齿面硬度，其高出值约为HBS3050，硬齿面齿轮一般无硬度差。较重要场合可选用硬齿面齿轮，一般硬齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制作，如45、40Cr、35SiMn，这类齿轮一般进行表面淬火处理，齿面硬度可达HRC5055，因表面淬火后轮齿变形不大，可以不磨齿，常用于中、高速传动。当高速、重载及冲击载荷较大时，硬齿面齿轮常用的材料为20、20Cr、20CrMnTi等低碳钢和低碳合金钢，采用渗碳淬火处理，齿面硬度可达HRC5662，而芯部具有良好韧性。但渗碳淬火后变形较大，需要进行磨齿等精加工，价格较贵。2、铸钢当齿轮尺寸较大（直径大于400500mm）或结构较复杂时，因轮坯不易锻造，可采用铸钢。铸钢的强度和耐磨性较好，但铸钢铸造性较差，铸钢轮坯在切削加工前要进行正火处理，以消除铸造中产生的内应力。减速器国外资料介绍，减速器能力应提高8倍，从国内运行实践来看，找不出提高8倍的理由。众所周知，闭式传动的主要破坏形式是齿面疲劳，在齿面疲劳计算通过的情况下，齿弯曲破坏强度是非常富余的，常规不进行齿弯曲强度校核。由于在过铁情况发生时，齿辊和减速器转动件的转动惯量较大，适当提高减速器能力是适宜的。对设计的破碎机选用的减速器进行一次齿抗弯强度校核，这对选用减速器时提高一个档次是有益的。双齿辊破碎机上用的传动齿轮，均应采用硬齿面。齿轮传动的几何尺寸数据，应分别根据情况进行标准化、圆整或求出精确数值。例如，模数必须标准化，中心距、齿宽应圆整，啮合几何尺寸（节圆、分度圆、齿顶圆直径和螺旋角等必须精确到小数点后2至3位，角度应精确到“秒”。直齿圆柱齿轮传动为满足中心距为整数，可改变模数和齿数或采用角度变位。对于斜齿轮传动，可调整螺旋角使中心距为整数。圆锥齿轮的锥距R不要求圆整，按模数和齿数精确计算到小数点后三位数，分度圆锥角的数值精确到“秒”，齿宽系数不能取大。齿轮传动是机械传动中最重要的、也是应用最为广泛的一种传动型式。齿轮传动的主要优点是：（1）工作可靠、寿命较长；（2）传动比稳定、传动效率高；（3）可实现平行轴、任意角相交轴、任意角交错轴之间的传动；（4）适用的功率和速度范围广。3.3.1 轮齿的失效形式轮齿的主要失效形式有以下5种：1. 轮齿折断齿轮工作时；若轮齿危险剖面的应力超过材料所允许的极限值，轮齿将发生折断。 3-3 轮齿折断轮齿的折断有两种情况，一种是因短时意外的严重过载或受到冲击载荷时突然折断，称为过载折断；另一种是由于循环变化的弯曲应力的反复作用而引起的疲劳折断。轮齿折断一般发生在轮齿根部。2. 齿面点蚀在润滑良好的闭式齿轮传动中，当齿轮工作了一定时间后，在轮齿工作表面上会产生一些细小的凹坑，称为点蚀。 3-4 齿面点蚀点蚀的产生主要是由于轮齿啮合时，齿面的接触应力按脉动循环变化，在这种脉动循环变化接触应力的多次重复作用下，由于疲劳，在轮齿表面层会产生疲劳裂纹，裂纹的扩展使金属微粒剥落下来而形成疲劳点蚀。通常疲劳点蚀首先发生在节线附近的齿根表面处。点蚀使齿面有效承载面积减小，点蚀的扩展将会严重损坏齿廓表面，引起冲击和噪音，造成传动的不平稳。齿面抗点蚀能力主要与齿面硬度有关，齿面硬度越高，抗点蚀能力越强。点蚀是闭式软齿面（HBS350）齿轮传动的主要失效形式。而对于开式齿轮传动，由于齿面磨损速度较快，即使轮齿表层产生疲劳裂纹，但还未扩展到金属剥落时，表面层就已被磨掉，因而一般看不到点蚀现象。3.齿面胶合在高速重载传动中，由于齿面啮合区的压力很大，润滑油膜因温度升高容易破裂，造成齿面金属直接接触，其接触区产生瞬时高温，致使两轮齿表面焊粘在一起，当两齿面相对运动时，较软的齿面金属被撕下，在轮齿工作表面形成与滑 3-5齿面胶合动方向一致的沟痕，这种现象称为齿面胶合。4. 齿面磨损互相啮合的两齿廓表面间有相对滑动，在载荷作用下会引起齿面的磨损。尤其在开式传动中，由于灰尘、砂粒等硬颗粒容易进入齿面间而发生磨损。齿面严重磨损后，轮齿将失去正确的齿形，会导致严重噪音和振动，影响轮齿正常工作，最终使传动失效。采用闭式传动，减小齿面粗糙度值和保持良好的润滑可以减少齿面磨损。5. 齿面塑性变形在重载的条件下，较软的齿面上表层金属可能沿滑动方向滑移，出现局部金属流动现象，使齿面产生塑性变形，齿廓失去正确的齿形。在起动和过载频繁的传动中较易产生这种失效形式。3.3.2变位齿轮简介标准齿轮存在下列主要缺点：1、为了避免加工时发生根切，标准齿轮的齿数必须大于或等于最少齿数；2、标准齿轮不适用于实际中心距不等于标准中心距的场合；3、一对互相啮合的标准齿轮，小齿轮的抗弯能力比大轮齿低。为了弥补这些缺点，有效地改善齿轮的传动性能，所以在工程中常采用变位齿轮。用范成法加工齿数较少的齿轮时，常会将轮齿根部的渐开线齿廓切去一部分，如下图。这种现象称为根切。根切将使轮齿的抗弯强度降低，重合度减小，故应设法避免。 3-6范成法对于标准齿轮，是用限制最少齿数的方法来避免根切的。用滚刀加工压力角为20的正常齿制标准直齿圆柱齿轮时，根据计算，可得出不发生根切的最少齿数zmin=17。某些情况下，为了尽量减少齿数以获得比较紧凑的结构，在满足轮齿弯曲强度条件下，允许齿根部有轻微根切时，zmin=14。下图为齿条刀具。 3-7 齿条刀具齿条刀具上与刀具顶线平行而其齿厚等于齿槽宽的直线nn，称为刀具的中线。中线以及与中线平行的任一直线，称为分度线。除中线外，其他分度线上的齿厚与齿槽宽不相等。加工齿轮时，若齿条刀具的中线与轮坯的分度圆相切并作纯滚动，由于刀具中线上的齿厚与齿槽宽相等，则被加工齿轮分度圆上的齿厚与齿槽距相等，其值为，因此被加工出来的齿轮为标准齿轮（下图a）。若刀具与轮坯的相对运动关系不变，但刀具相对轮坯中心离开或靠近一段距离xm（图b、c），则轮坯的分度圆不再与刀具中线相切，而是与中线以上或以下的某一分度线相切。这时与轮坯分度圆相切并作纯滚动的刀具分度线上的齿厚与齿槽宽不相等，因此被加工的齿轮在分度圆上的齿厚与齿槽宽也不相等。当刀具远离轮坯中心移动时，被加工齿轮的分度圆齿厚增大。当刀具向轮坯中心靠近时，被加工齿轮的分度圆齿厚减小。这种由于刀具相对于轮坯位置发生变化而加工的齿轮，称为变位齿轮。齿条刀具中线相对于被加工齿轮分度圆所移动的距离，称为变位量，用xm表示，m为模数，x为变位系数。刀具中线远离轮坯中心称为正变位，这时的变位系数为正数，所切出的齿轮称为正变位齿轮。刀具靠近轮坯中心称为负变位，这时的变位系数为负数，所加工的齿轮称为负变位齿轮。采用变位齿轮可以制成齿数少于zmin而不发生根切的齿轮，可以实现非标准中心距的无侧隙传动，可以使大小齿轮的抗弯能力接近相等。3-8 变位齿轮的加工3.3.3 齿轮设计准则齿轮在具体的工作情况下，必须具有足够的、相应的工作能力，以保证在整个工作寿命期间内不发生失效。齿轮传动的设计准则是根据齿轮可能出现的失效形式来进行的，但是对于齿面磨损、塑性变形等，尚未形成相应的设计准则，所以目前在齿轮传动设计中，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度进行计算。而对于高速重载齿轮传动，还要按保证齿面抗胶合能力的准则进行计算（参阅GB64131986）。由工程实际得知，在闭式齿轮传动中，而对于硬齿面（HBS350）齿轮，按弯曲疲劳强度进行设计，接触疲劳强度校核。3.3.4 高-切变位弧齿锥齿轮传动主要尺寸的确定弧齿锥齿轮传动的主要特点：1、齿线是一段圆弧；2、齿形较复杂，制造较难；3、承载能力搞，运转平稳，噪声小； 3-9 弧齿锥齿轮 4、齿面呈局部接触，装配误差及轮齿变形对偏载的影响不显著；5、轴向力大，其方向与齿轮的转向有关；6、可以磨齿。弧齿锥齿轮传动多用于大载荷、周速v5m/s或转速n1000rpm,要求噪声小的传动；磨齿后可用于高速传动（v40100m/s）高-切变位弧齿锥齿轮主要尺寸的初步确定齿轮类型基准齿形参数曲线齿弧齿锥齿轮埃尼姆斯齿形制齿形角（度）齿顶高系数顶隙系数螺旋角（度）变位方式齿高0.820.2高切变位等顶隙收缩齿齿数多则传动的重合度大，传动平稳，并且，在保证齿轮分度圆直径不变的情况下，齿数增多可以减小模数、降低齿高、缩小毛坯直径、减小滑动系数、提高抗胶合能力；同时，减轻齿轮重量、降低制造成本。但当齿轮传动的承载能力主要取决于轮齿弯曲强度时，如闭式硬齿面传动，宜取较少的齿数，一般可取Z1=1720。由于采用变位齿轮，初步估定小圆锥齿轮的齿数Z1为15；大轮齿数圆整取取62齿数比传动比误差误差在范围内小齿轮转速小齿轮功率小齿轮转矩估算圆周速度使用系数KA是考虑由于啮合外部因素引起的动力过渡影响的系数。这种过载取决于原动机和从动机械的特性、质量比、联轴器以及运行状态。齿辊式破碎机属于中等振动，取KA1；齿向载荷分布系数为轴承系数；齿形系数；齿宽系数1/3.5；试验齿轮的疲劳极限；弧齿锥齿轮高变位系数（埃尼姆斯齿形制）0.3 ；弧齿锥齿轮切向变位系数（埃尼姆斯齿形制）0.19 ；按弯曲疲劳强度进行分度圆直径的初步确定模数表3-1标准模数系列（GB1357-1987）第一系列11.251.522.5345681012162025324050第二系列1.752.252.75(3.25)3.5(3.75)4.55.5(6.5)79(11)141822283645取m8mm 分度圆直径小轮分度圆直径圆周速度与估算圆周速度很相近，对使用系数KA、齿形系数不必修正；3.3.5高-切变位弧齿锥齿轮正交传动的几何计算分锥角锥距齿宽取两者较小值齿顶高齿高齿根高齿顶圆直径图3-10 齿轮的尺寸齿根角齿顶角顶锥角根锥角外锥高铣刀盘名义直径中点锥距大端螺旋角弧齿厚当量齿数端面重合度 K=0.709 齿线重合度总重合度 3.3.6 高-切变位弧齿锥齿轮接触强度校核节点区域系数弹性系数当量圆柱齿轮分度圆当量中心矩当量齿顶圆直径当量端面齿形角当量基圆直径当量啮合线长度当量端面重合度当量纵向重合度接触强度计算的重合度系数接触强度计算的螺旋角系数接触强度计算的锥齿轮系数使用系数动载系数齿向载荷分布系数齿向载荷分配系数齿宽中点分度圆上的名义切向力接触强度计算的有效齿宽当量圆柱齿轮的齿数比试验齿轮的接触强度疲劳极限接触强度计算的最小安全系数速度系数润滑剂系数粗糙度系数齿宽中点法向模数接触强度计算的尺寸系数计算接触应力（正交传动）许用接触应力强度条件合格3.4高变位斜齿轮传动主要尺寸的确定斜齿轮传动的主要优点：1、斜齿轮传动比较平稳，冲击、振动和噪音较小，适宜于高速、重载传动；2、啮合性能好。一对斜齿轮啮合时，两轮齿齿面接触线是斜直线，轮齿是逐渐进入啮合逐渐脱离啮合的，因而传动平稳，振动和噪音小；3、重合度大。重合度随齿宽和螺旋角的增大而增大，重合度大，则同3-11 斜齿轮传动一瞬时啮合的轮齿对数多，故承载能力高，传动平稳，适于告诉重载传动；4、斜齿轮不产生根切的最小齿数较直齿轮少，因此，斜齿轮机构可以更加紧凑。对齿轮材料的要求：齿面有足够的硬度和耐磨性，轮齿心部有较强韧性，以承爱冲击载荷和变载荷。常用的齿轮材料是各种牌号的优质碳素钢、合金结构钢、铸钢和铸铁等，一般多采用锻件或轧制钢材。当齿轮直径在400600mm范围内时，可采用铸钢。下表列出了常用齿轮材料及其热处理后的硬度。表3-2常用的齿轮材料材料机械性能 / MPa热处理方法硬度sbssHBSHRC45580290正火160217640350调质217255表面淬火405040Cr700500调质240286表面淬火485535SiMn750450调质21726942SiMn785510调质22928620Cr637392渗碳、淬火、回火566217CrNiMo61180835渗碳、淬火、回火566240MnB735490调质241286ZG45569314正火163197ZG35SiMn569343正火、回火163217637412调质197248HT200200170230HT300300187255QT500-5500147241QT600-2600229302齿轮材料: 17CrNiMo6 热处理方法：渗碳、淬火、回火渗碳淬火用于处理低碳钢和低碳合金钢，渗碳淬火后齿面硬度可达HRC5662，齿面接触强度高，耐磨性好，而轮齿心部仍保持有较高的韧性，常用于受冲击载荷的重要齿轮传动。3.4.1高变位齿轮齿轮主要尺寸的初步确定一般用分度圆柱面上的螺旋角表示斜齿圆柱齿轮轮齿的倾斜程度。通常所说斜齿轮的螺旋角是指分度圆柱上的螺旋角。斜齿轮的螺旋角一般为820，取=12o；为抵消齿轮2的轴向力，采用左旋。齿顶高系数取法向齿形角标准值为20，端面齿形角，。齿宽系数按齿轮相对轴承非对称布置，取顶隙系数取 u4 传动类型：斜齿轮采用高变位，根据传动类型和、，选择，这样使齿轮的特性得到了很大的改善，应用变位齿轮可以避免根切，提高齿面接触强度和齿根弯曲强度，提高齿面的抗胶合能力和耐磨损性能，此外变位齿轮还可以用于配凑中心距。 2轴的转矩综合系数 K=2.5 是指某种材料的齿轮经长期持续的重复载荷作用后，齿根保持不破坏时的极限应力。影响的主要因素有：材料成分；力学性能；热处理及硬化层深度、硬度梯度；齿坯加工方式（锻、轧、铸）；残余应力；材料纯度及缺陷等。ML表示对用于齿轮的材料和热处理质量的最低要求，MQ表示可以由有经验的工业齿轮制造者以合理的生产成本来达到的中等质量要求，ME表示制造最高承载能力齿轮对材料和热处理的质量要求。齿轮选用ME, 小齿轮的齿形系数按弯曲疲劳强度进行初步确定：取 3.4.2高变位斜齿轮外啮合传动的几何计算分度圆直径齿顶高齿根高齿高齿顶圆直径齿根圆直径中心距基圆直径齿顶圆压力角端面重合度查图得，则齿宽纵向重合度总重合度 3.4.3高变位斜齿轮接触强度校核小齿轮端面内分度圆上的名义切向力使用系数小齿轮圆周速度动载系数接触强度计算的齿向载荷分布系数（装配时检验调整的非对称支承）接触强度计算的齿间载荷分布系数节点区域系数弹性系数接触强度计算的重合度系数接触强度计算的螺旋角系数试验齿轮的接触疲劳极限 FP5216B破碎机配有专用的减速器，能够传送强大的动力，同时又有足够长的寿命，设计寿命为2万小时。当量循环次数最小安全系数润滑剂系数速度系数齿面粗糙度大齿轮及小齿轮的齿面平均粗糙度相对平均粗糙度粗糙度系数齿面工作硬化系数接触强度计算的尺寸系数计算接触应力许用接触应力强度条件合适3.5齿轮结构形式的确定通过齿轮传动的强度计算，只能确定处齿轮的啮合参数及主要尺寸，至于齿轮的结构形式和其他各部分的尺寸，则需要进行结构设计才能确定。3.5.1高-切变位弧齿锥齿轮结构形式1、由于小弧齿锥齿轮故做成齿轮轴结构。2、大弧齿锥齿轮齿顶圆直径因此采用轮辐式铸造齿轮铸钢齿轮取l100mm 3.5.2高变位斜齿轮结构形式1、由于小斜齿轮故做成齿轮轴形式。2、大斜齿轮齿顶圆直径采用铸造齿轮 3.6传动轴的结构设计与校核轴是机器中的重要零件，各种作旋转运动的零件都必须安装在轴上，才能进行运动和动力的传递。因此轴的功能是支承旋转零件及传递运动和动力。轴的材料种类很多，要根据强度、刚度和耐磨性等要求，选择材料种类和热处理方式。轴的常用材料是碳素钢和合金钢。碳素钢价格较低，对应力集中敏感性小，通常使用碳素钢，最常用的是45号钢，不太重要或受力较小的轴可以使用Q235等钢材。合金钢毕碳素钢具有更高的机械强度和优良的热处理性能，但对应力集中较为敏感，对于受力较大又要减小轴的尺寸和重量，或者需要提高轴颈的耐磨性，或者在高温、腐蚀等条件下工作的轴，可以采用合金钢。在低于200的工作温度下，合金钢和碳素钢的弹性模量相差不大，因此，使用合金钢代替碳素钢并不能提高轴的刚度。热处理可以明显提高轴的强度（特别是疲劳强度）和耐磨性，因此要根据工作条件选用合适的热处理方式。轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位及制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形状和尺寸。工作能力计算是通过强度、刚度和振动稳定性计算，保证轴具有足够的工作能力和可靠性。大多数的轴只需进行强度计算，防止断裂和塑性变形；对于刚度要求较高的轴（如机床主轴）才进行刚度计算，避免发生过大的变形；对于高速转动的轴还要进行振动稳定性计算，避免发生共振。轴的设计步骤通常是先拟定轴上零件装配方案，然后装配和制造要求，确定轴的结构形状和尺寸，最后进行轴的强度校核，必要时进行刚度计算或振动稳定性计算。提高轴的强度措施：1、改善轴的受力状况轴上零件的安装位置、轴的结构对轴的受力影响很大，设计轴时应该充分加以考虑。当轴上有两个以上的零件输出扭矩，应该将输入扭矩的零件尽量布置在轴的中间，而不是布置在轴的一端，这样可以显著降低轴上的最大转矩。2、减小应力集中大多数轴是在变应力条件下工作的，主要失效形式为疲劳破坏。轴的截面变化处（如轴肩、键槽等）及过盈配合产生的应力集中是引起疲劳破坏的主要因素，因此设计轴的结构时，应尽量减少应力集中源和降低应力集中程度。合金钢对应力集中较为敏感，设计时更应加以注意。为减少应力集中，应尽量避免在轴上特别是应力较大不为处钻孔、开槽或加工螺纹。轴肩处应采用圆角过渡，并且圆角不宜过小。当依靠轴肩定位的零件圆角半径很小时，为增大轴肩的圆角半径，可采用内凹圆角或隔离环过渡。轴的表面质量对疲劳强度也有显著影响，因为轴表面的加工刀痕也是应力集中源，疲劳裂纹常发生在表面粗糙的部位，所以必须合理确定表面粗糙度。此外，对轴进行表面热处理（渗碳淬火、高频淬火等）和表面强化处理（碾压、喷丸等），也可以提高轴的疲劳强度。3、轴的结构工艺性轴的基本形状确定后，需要根据装配和制造工艺要求，对轴的细部结构进行合理设计。例如，为了减少装夹工件的时间，同一轴上的键槽应布置在同一母线上；为了减少道具种类，轴的键槽宽度、圆度、退到草和砂轮槽等应尽量采用相同的尺寸，并符合有关的标准；为了去掉毛刺和便于装配零件，轴段端部应该倒角；过盈配合零件装入端通常要加工出导向锥面；磨削处应有砂轮越程槽，车削螺纹处应有退刀槽。3.6.1.输入轴的设计3.6.1.1确定轴的最小直径轴的结构设计包括轴的形状、轴的径向尺寸和轴向尺寸。轴的结构设计是在初估轴颈基础上进行的。为了满足设计要求，保证轴上零件的定位和规定，便于装配，并有良好的加工工艺性，所以选择阶梯轴形。装滚动轴承的定位轴肩尺寸应查有关的安装尺寸。为便于装配及减小应力集中，有配合的轴段直径变化处做成引导锥。在一根轴上的轴承一般都取一样型号，使轴承孔尺寸相同，可一次镗孔，保证精度。输入轴为齿轮轴结构，选取轴的材料为20Cr，渗碳、淬火、回火处理。初估轴的最小直径，可得拟定轴上零件的装配方案如下图所示图3-11 高速轴3.6.1.2 按轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段（1）左端联接联轴器，联轴器的联接尺寸为181mm，取减速器伸出轴段部分的长度为190mm；与联轴器联接的孔径为54mm，因此取轴段（1）的直径为54mm。轴段（2）上装有单列圆锥滚子轴承，外力在两支点外作用，安装选用反安装结构，能使轴的支撑有较高的刚度。轴承间隙是靠轴上的圆螺母来调整的，轴上要加工螺纹。为了调节圆锥齿轮的轴向位置，把一对轴承放在同一个套杯中，套杯则装在外壳的座孔中，通过增减套杯端面与外壳之间的垫片厚度即可使圆锥齿轮轴的位置发生改变，从而调整锥齿轮啮合的接触区。单列圆锥滚子轴承的特性：1、额定动载荷比1.52.5，能限制轴和外壳在一个方向上的轴向位移；2、在径向载荷作用下会产生附加轴向力，一般成对使用，对称安装；3、能承受较大的径向负荷和单向的轴向负荷，极限转速较低；4、内外圈可分离，轴承游隙可在安装时调整，适用于转速不太高，轴的刚性较好的场合。选择轴承代号为32312 T=48.5mm d60mm D=130mm表3-3轴承左端装有圆螺母Ddkd1MntCC1M60*290791283.51.51和表3-4圆螺母用止动垫圈规格（螺纹大径）dDD1Sbah每1000个的重量Kg606194791.57.757628.4由此确定轴段（2）的直径为60mm，长度为59mm。轴段（3）装有套筒用于调整齿轮的轴向尺寸，为了提高轴的强度和刚度，应尽量缩短轴承与传动件的距离。小锥齿轮选用悬臂式，以便于装配。为使轴的刚度较好，取两轴承支点跨距。由轴承接触角的大小确定轴承的支点，选取轴段（3）的长度为80mm，直径为54mm。轴段（4）装有单列圆锥滚子轴承，选用反安装结构，左端由套筒定位，右端由挡油环定位，确定轴段（4）的直径为60mm，长度为65mm。3.6.1.3 轴上零件的轴向定位及轴上圆角和倒角的尺寸轴肩高度应比零件孔的倒角或圆角半径大23mm，轴肩的圆角半径应小于零件的倒角或圆角半径。液力联轴器与轴的轴向定位采用A型普通平键联接，特点为：键与轴槽配合较紧，键易于制造，装拆方便。按d154mm，从手册中查得平键截面尺寸为表3-5轴径键键槽dbh宽度深度半径b偏差轴毂r较松键联接一般键连接较紧键联接轴H9毂D10轴N9毂JS9轴和毂P9t偏差t1偏差最大最小54161016 +0.043/0 +0.120/+0.050 0/-0.0430.0215 -0.018/-0.06160.24.3 +0.2/00.250.4键的长度为160mm。输入轴上的倒角和圆角尺寸见装配图。3.6.2中间轴的结构设计3.6.2.1 确定轴的最小直径中间轴为齿轮轴结构，选取轴的材料为20CrMnTi，渗碳、淬火、回火处理。初估轴的最小直径，可得拟定轴上零件的装配方案如下图所示图 3-12 中间轴 3.6.2.2按轴向定位要求确定各轴段直径和长度为使传动件在轴上的固定可靠，应使轮毂的宽度略大于与之配合轴段的长度，以使其他零件顶住轮毂，而不是顶在轴肩上轴段（1）装有单列圆锥滚子轴承，轴的外力在支点间作用，选用正安装能使轴段支承具有良好的刚性，可用端盖下的垫片来调整轴承的间隙。选择轴承代号为32319 T=71.5mm d95mm D=200mm轴承的右端装有挡油环来调整轴向间隙。轴段（1）的长度为92mm，直径为95mm。轴段（2）装有弧齿圆锥齿轮，选用简支式支承，该支承结构结构简单，支承刚性好。锥齿轮的轴向长度为100mm，选取轴的直径为100mm，长度为145mm。轴段（3）为齿轮轴结构部分，尺寸由斜齿轮3的决定。轴段（4）装有单列圆锥滚子轴承，根据轴承的尺寸确定该轴段的直径为95mm，长度为134mm。3.6.2.3轴上零件的轴向定位及轴上圆角和倒角的尺寸当轴向定位用平键时，键应较配合长度稍短，并应布置在偏向传动件装入的一侧，以便于装配。齿轮2与轴的周向定位采用A型普通平键联接，特点为：键与轴槽配合较紧，键易于制造，装拆方便。按d2100mm，从手册中查得平键截面尺寸为表3-6轴径键键槽dbh宽度深度半径b偏差轴毂r较松键联接一般键连接较紧键联接轴H9毂D10轴N9毂JS9轴和毂P9t偏差t1偏差最大最小100281628 +0.052/0 +0.149/+0.065 0/-0.052 0.026 -0.022/-0.07410 +0.2/06.4 +0.2/00.40.6键的长度为80mm。输入轴上的倒角和圆角尺寸见装配图。3.6.3输出轴的结构设计3.6.3.1 确定轴的最小直径输出轴的材料为20CrMnTi，渗碳、淬火、回火处理。初估轴的最小直径，可得取轴的最小直径为80mm拟定轴上零件的装配方案如下图所示图3-13 低速轴3.6.3.2按定位要求确定各轴段直径和长度轴段（1）轴的最左端接的是与回转支承相接的小齿轮，其宽度为B=100mm,以及对其进行轴向固定的双螺母固定，其螺纹长度为50 mm。轴段（1）的长度为150 mm，直径为80 mm。轴段（2）对小齿轮进行轴向固定的的轴肩固定，轴段（2）的长度为27 mm，直径为90 mm。轴段（3）减速度的输出部分，取长度为175 mm，直径为135 mm。轴段（4）装有单列圆锥滚子轴承，轴承的内侧至箱体内壁应留有一定的间距，由于采用脂润滑，所留的间距较大，以便放挡油环，防止润滑油溅入而带走润滑脂，又当小齿轮齿顶圆小于安装轴承的孔径时，也可防止齿轮啮合传动时挤出的赃油进入轴承，加速轴承的磨损。轴的外力在支点间作用，选用正安装能使轴段支承具有良好的刚性，可用端盖下的垫片来调整轴承的间隙。选择轴承代号为32328 T=77mm d140mm D=300mm轴承的右端装有挡油环来调整轴向间隙。轴段（2）的长度为87mm，直径为140mm。轴段（5）作用是为了调整输出轴上个零件的轴向距离和对单列圆锥滚子轴承的轴向定位。根据单列圆锥滚子轴承内圈定位点来确定轴的直径，选择轴的直径为157mm。轴段（6）上安装斜齿轮，齿轮4的齿宽为83mm，故选取该轴段的长度为79，以便于斜齿轮的装配要求。斜齿轮与轴的轴向定位采用渐开线花键联接。花键联接为多齿工作，承载能力高，对中性、导向性好，齿根较浅，应力集中较小，轴与毂强度削弱小。渐开线花键的齿廓为渐开线，受载时齿上有径向力，能起到定心作用，使各齿的受力均匀、强度高、寿命长。加工工艺与齿轮相同，易获得较高精度和互换性。渐开线型花键用于载荷较大，定心精度要求较高，以及尺寸较大的联接。圆柱直齿渐开线型花键的标准压力角选择30o，30o压力角的渐开图3-14花健线花键有平齿根和圆齿根两种，圆齿根有利于降低齿根的应力集中和表面淬火裂纹，因此选则圆齿根。花键的基本尺寸计算如下：分度圆直径基圆直径周节内花键大径基本尺寸内花键大径下偏差 0外花键作用齿厚上偏差外花键渐开线起始圆直径最大值式中内花键小径基本尺寸内花键分度圆上弧齿槽宽外花键大径基本尺寸外花键小径基本尺寸外花键分度圆上弦齿厚作用齿厚最小值由此，确定轴段（6）的直径为168mm轴段（7）取齿轮的左端轴肩高度取h12mm，则轴环的直径为192mm，轴段（7）的长度取b30mm轴段（8）装有单列圆锥滚子轴承，挡油环和轴套，选用正安装能使轴段支承具有良好的刚性，可用端盖下的垫片来调整轴承的间隙。选择轴承代号为32328 T=77mm d140mm D=300mm轴承的右端装有挡油环来调整轴向间隙。轴段（8）的长度为136mm，直径为140mm。3.7传动轴的弯扭合成强度计算与疲劳强度校核完成轴的结构设计后，轴上主要零件和支反力的位置、外载荷的大小已经确定，轴的弯矩和转矩可以求出，因此，应按弯扭合成强度条件进行轴的强度校核。3.7.1传动轴的受力分析将轴上的载荷简化为集中力，力的作用点取载荷作用宽度的中点。作用在轴上的扭矩从传动零件轮毂宽度的中点计算。轴及轴上零件的自重通常忽略不计，轴承的支反力作用点要根据轴承类型和布置方式确定。单列圆锥滚子轴承的支点从手册中查得。外载荷通常不作用在轴的同一平面内，需要将外力分解到水平面和垂直面上，然后求出各支承处的水平反力和垂直反力。1、高切变位弧齿锥齿轮受力分析中点分度圆的切向力从弧齿锥齿轮锥顶向大端方向观察判定为顺时针旋转；从齿顶看齿轮，齿线从小端到大端逆时针旋转为左旋。径向力轴向力2、高变位斜齿轮的受力分析斜齿轮的分度圆的切向力径向力轴向力3.7.2轴的弯扭合成强度校核1）圆周力Ft ：主反从同，即主动轮的圆周力为阻力，与回转方向相反；从动轮的圆周力为驱动力，与回转方向相同。2）径向力Fr：分别指向各自轮心。 3）轴向力Fa：斜齿圆柱齿轮轴向力Fa 的方向取决于齿轮的回转方向和轮齿螺旋线方向。主动轮轴向力Fa可用左、右手定则来判断：当主动轮为右旋时，用右手，主动轮为左旋时，用左手，以四指的弯曲方向表示主动轮的转向，则拇指指向即为它所受轴向力的方向。从动轮轴向力方向：与主动轮的轴向力方向相反。直齿锥齿轮轴向力Fa 的方向由小端指向大端，弧齿锥齿轮轴向力Fa 的方向：由锥齿轮的旋转方向和旋向来确定。根据轴的结构图作出轴的计算简图如下： 3-15 中间轴的受力分析图中L1=131mm L2=103mmL3=132mm L1+L2131+103134mm L1+L2+L3=131+103+130=366mm垂直面内 3-16 中间轴的受力简图由静力平衡方程 A-B段内的弯矩方程为 A-B段内的弯矩是x的一次函数 B-C段内的弯矩方程为 B-C段内的弯矩是x的一次函数 C-D段内的弯矩方程为 C-D段内的弯矩是x的一次函数图3-17 垂直面弯矩图图3-18水平面内根据力的平移定理（作用于刚体上的力可以移动到刚体内任意一点，欲不改变它对刚体的作用效应，必须附加一力偶，附加力偶的力偶矩等于原力对新的作用点之矩）由静力平衡方程 A-B段内的弯矩方程为 A-B段内的弯矩是x的一次函数 B-C段内的弯矩方程为 B-C段内的弯矩是x的一次函数 C-D段内的弯矩方程为 C-D段内的弯矩是x的一次函数图3-19水平面弯矩图合成弯矩图3-20 合成弯矩图图3-21 扭矩图按材料力学第三强度理论，按下式计算出当量弯矩式中考虑弯矩和扭矩在轴截面引起的应力循环特性差异的系数。考虑到起动、停车及运转不均匀性的影响，将剪应力视为脉动循环变应力，取0.6。图3-22 当量弯矩图从轴的结构图和当量弯矩图中可以看出，C截面的当量弯矩最大，是轴的危险截面。轴的材料为20CrMnTi，渗碳、淬火、回火处理，由手册中查得抗拉强度极限，考虑到起动、停车等影响，按脉动循环变应力处理，许用弯曲应力取,即99110，取100，轴的计算应力为式中 W抗弯截面模量该轴满足强度要求。3.7.3精确校核轴的疲劳强度中间轴为重要的轴，必须按安全系数精确校核轴的疲劳强度。危险截面应该是应力较大，同时应力集中较严重的截面。从受载情况观察，截面C上最大，但应力集中不大(过盈配合的应力集中均在两端)，而且这里轴颈最大，故截面C不必校核。从应力集中对轴的疲劳强度消弱程度观察，截面和处过盈配合引起的应力集中最严重。截面的应力集中与截面相近，但截面不受扭矩作用，同时轴颈也较大。分析可知，危险截面为截面（左侧）。截面右侧弯矩截面上的扭矩抗弯截面模量抗扭截面模量截面上的弯曲应力截面上的扭转剪应力弯曲应力幅弯曲平均应力扭转剪应力的应力幅与平均应力相等，即轴的材料为20CrMnTi，渗碳、淬火、回火处理，由手册中查得抗拉强度极限，弯曲疲劳极限，扭转疲劳极限轴肩圆角处的弯曲、扭转有效集中应力系数、。根据r/d5/1000.05，D/d138/1001.38，经插值后可得。弯曲、扭转的尺寸影响系数、。根据轴截面为圆截面查图得，、弯曲、扭转的表面质量系数、。根据抗拉强度极限和表面加工方法为精车，查图得。轴的材料为合金钢，则材料的弯曲特性系数，扭转特性系数。只考虑弯矩作用时的安全系数只考虑扭矩作用时的安全系数危险截面的安全系数载荷确定精确，材料性能可靠时，轴的疲劳强度许用安全系数。危险截面的安全系数危险截面的安全系数,可知该轴的疲劳强度校核通过。 3.8轴承与键的校核3.8.1单列圆锥滚子轴承的寿命校核图3-23中间轴的受力简图如下图所示：轴的外力在支点间作用，选用正安装能使轴段支承具有良好的刚性，可用端盖下的垫片来调整轴承的间隙。32319单列圆锥滚子轴承的主要性能参数为：计算系数基本额定载荷。轴承的支承反力垂直支反力水平支反力合成支反力轴承的派生轴向力轴承所受的轴向载荷因轴承的当量动载荷1、因查表得2、因查表得轴承寿命校核因，故按计算，由表查得，载荷系数，温度系数轴承寿命13166 h 满足寿命要求。3.8.2A型平键的强度校核键联接是将轴上的转动或摆动零件与轴进行周向固定的联接，用以传递转矩；还兼作轴向固定或轴向移动的导向装置，中间轴选用A型键联接，以减小轴上的应力集中；为满足强度条件，采用对称布置双键联接,考虑到制造误差使键上载荷分布不均匀，按1.5个键计算。图3-24 低速轴当轴传递转矩时，键的工作面受到压力N的作用，工作面受挤压，键受剪切，实效形式是键、轴槽和轮毂槽三者中最弱的工作面被压溃和键被破坏。该键用45钢制造，主要失效形式是压溃，所以通常只进行挤压强度计算。假定挤压应力在键的接触面上均匀分布的，此时挤压强度条件是：式中，k键与轮毂槽（或轴槽）的接触高度；键的工作长度；许用挤压应力。满足条件要求。3.9 轴系部件的结构设计3.9.1 轴承盖的结构设计轴承盖用以固定轴承、调整轴承间隙及承受轴向载荷，轴承盖有嵌入式和凸缘式两种。嵌入式轴承盖结构简单，为增强其密封性能，常与O形密封圈配合使用。由于调整轴承间隙时，需打开箱盖，放置调整垫片，比较麻烦，故多用于不调整间隙的轴承处。凸缘式轴承盖，调整轴承间隙比较方便，密封性能好，应用较多。凸缘式轴承盖多用铸铁铸造，应使其具有良好的铸造工艺性。对穿通式轴承盖，由于安装密封件要求轴承盖与轴配合处有较大厚度，设计时应使其厚度均匀。当轴承采用箱体内的润滑油润滑时，为了将传动件飞溅的油经箱体剖分面上的油沟引入轴承，应在轴承盖上开槽，并将轴承盖的端部直径做小些，以保证油路畅通，见图3-25轴承端盖表3-7轴承端盖的结构尺寸轴承外径螺钉直径螺钉数456564701008411014010615023012168(1)1、2轴上的轴承端盖的结构及尺寸由结构确定，有密封件尺寸确定(2)3轴上的轴承端盖的结构及尺寸由结构确定，有密封件尺寸确定3.10箱体及附件的设计箱体起着支持和固定轴组件，保证轴组件运转精度、良好润滑及可靠密封等重要作用。减速器选用灰铸铁制造，灰铸铁具有良好的铸造性能和减振性能，易获得美观外形。减速器做成卧式结构，箱体沿轴心线所在水平面剖分成箱座和箱盖两部分，这样有利于箱体制造和便于轴组件零件的装拆。铸铁减速器箱体的主要结构尺寸：箱座壁厚，考虑减速器工作环境恶劣，选择。式中小锥齿轮的平均直径大锥齿轮的平均直径箱盖壁厚取箱盖凸缘厚度箱座凸缘厚度箱座底凸缘厚度地脚螺钉直径取地脚螺钉数目箱盖肋板厚度取箱座肋板厚度取盖与座连接螺栓直径取定位销直径取 3.11 减速器箱体的设计铸铁减速器箱体结构尺寸（参考文献3表3-8）名称符号二级减速器尺寸关系箱体壁厚，取箱盖壁厚，取箱座凸缘厚度箱盖凸缘厚度箱座底凸缘厚度地脚螺钉直径，取地脚螺钉的数目时，轴承旁联接螺栓直径，取箱盖与箱座联接螺栓直径，取联接螺栓直径的间距之间轴承端盖螺钉直径，取窥视孔盖螺钉直径，取定位销直径，取、至外箱壁的距离见表3-5，取、至凸缘边缘距离见表3-5，取轴承旁凸台半径凸台高度外箱壁至轴承座端面距离大齿轮顶圆与内箱壁距离，取齿轮端面与内箱壁距离箱盖、箱座筋板，取轴承端盖外径轴承座孔直径轴承旁联接螺栓距离尽量靠近，以互不干涉为准，一般取注：多级传动时，取低速级中心距。表3-9 C1、C2值螺栓直径1416182226344012141620242835沉头座直径182226334048613.11.1 油面位置及箱座高度的确定当传动零件采用浸油润滑时，浸油深度应根据传动零件的类型而定。对于圆柱齿轮，通常取浸油深度为一个齿高。为避免传动零件转动时将沉积在油池底部的污物搅起，造成齿面磨损，应使大齿轮齿顶距油池底面的距离不小于。所以取大齿轮齿顶距油池底面的距离为。3.11.2 油沟的结构形式及尺寸(1)输油沟当轴承利用传动零件飞溅起来的润滑油润滑时，应在箱座的剖分面上开设输油沟，使溅起的油沿箱盖内壁经斜面流入输油沟内，在经轴承盖上的导油槽流入轴承，其结构尺寸见图3-11。图3-26 油沟的结构(2)回油沟为提高减速器箱体的密封性，可在箱座的剖分面上制出与箱内沟通的回油沟，使渗入箱体剖分面的油沿回油沟流回箱内。回油沟的尺寸与输油沟的尺寸相同。3.12减速器的附件为了保证减速器正常工作，除了对箱体、轴系部件的结构设计应给予足够的重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、指示油面，装拆时箱座与箱盖的精确定位、启盖及吊运等减速器附件的合理选择和设计。3.12.1 检查孔与检查孔盖的设计为了检查传动零件的啮合和润滑情况，并为了向箱体内注入润滑油，应在传动件啮合区的上方设置窥视孔。窥视孔要足够大，以便于检查操作。窥视孔上设有视孔盖，用螺钉紧固，视孔盖可用钢板、铸铁或有机玻璃等材料制造，其结构形式及尺寸确定如图3-16图3-27 视孔盖的结构取；螺钉为M8，直径，个数为6个3.12.2 通气器的结构及尺寸减速器运转时，由于摩擦发热，箱内会发生温度升高、气体膨胀的空气和油蒸汽能自由地排出，以保持箱体内外气压相等，不致使润滑油沿箱体接合面、轴伸处及其它缝隙渗漏出来，通常在箱盖顶部或视孔盖上设置通气器。通气器的结构形式很多，因为该设备用于灰尘比较大的场合，所以选择如下结构见图3-13、尺寸见表3-6，其内部做成曲路，并设有金属滤网，可减少灰尘随空气进入箱内。表3-9 通气器的尺寸831640401271825.42222见图3-26 通气孔的结构3.12.3 放油孔、螺塞和封油圈为了将污油排放干净，应在油池的最底位置处设置放油孔。放油孔的位置如图3-14。放油孔用螺塞及油封垫圈密封。螺塞用细牙螺纹圆柱，垫圈的材料为耐油橡胶、石棉及皮革等。螺塞直径约为箱体壁厚的23倍。螺塞及密封垫圈的尺寸见表3-7 见图3-28 放油孔的位置及结构尺寸表3-7213431.22732164411.53523.12.4 油标指示器为了指示减速器内油面的高度，以保持箱体内正常的油量，应在便于观察和油面比较稳定的部位设置油面指示器。油面指示器上有两条刻线，分别表示最高油面和最低油面的位置。最低油面为传动零件正常运转时所需的油面，其高度根据传动零件的浸油润滑要求确定；最高油面为油面静止时的高度。两油面高度差值与传动零件的结构、速度等有关。对中、小型减速器通常取510mm。油面指示器的结构形式见图3-15、尺寸见表3-8。图3-18 杆式油标的结构和安装表3-8habcD416635128526223.12.5 起吊装置为了便于搬运减速器，应在箱体上设置起吊装置。选用以下两种：(1) 吊耳吊耳是直接在箱体上铸出，其结构形式和尺寸如图3-16图3-19 吊耳的结构和尺寸(2) 吊钩吊钩铸在箱座的凸缘下面，用于吊运整台减速器，其结构及尺寸如图3-17。图3-20 吊钩的结构及尺寸3.12.6 定位销为精确地加工轴承座孔，并保证减速器每次装拆后轴承座的上下半孔始终保持加工时的位置精度，应在箱盖和箱座的剖分面加工完成并用螺栓联接后，镗孔之前，在箱盖和箱座的联接凸缘上配装两个定位圆锥销。定位销的位置应便于钻、铰加工，且不防碍附近联接螺栓的装拆。两圆锥销应相距较远，且不宜对称布置，以提高定位精度。圆锥销的公称直径（小端直径）可取，其长度应稍大于箱盖和箱座联接凸缘的总厚度，以便于装拆。见图3-18定位销直径去标准值图3-21 定位销结构3.12.7 启盖螺钉为了加强密封效果，防止润滑油从箱体剖分面处渗漏，通常在箱盖和箱座剖分面上以水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因粘接较紧而不易分开。为此常在箱盖凸缘的适当位置上设置12个启盖螺钉。启盖螺钉的直径与箱盖凸缘联接螺栓直径相同，其长度应大于箱盖凸缘的厚度。其端部应为圆柱形或半圆形，以免在拧动时将其端部螺纹破坏，见图3-19 图3-22启盖螺钉结构3.13减速器主要零件的加工工艺3.13.1 零件图样分析(1) 两个的圆柱度为。(2) 两个相对与基准A、B圆跳动公差为。(3) 和的外圆相对与基准A、B圆跳动公差为。(3) 和的相对与基准A、B端面跳动公差为。3.13.2 中间轴的机械加工工艺过程卡对于完整的减速器，其箱体上应设置有窥视孔和窥视孔盖、放油孔及放油螺栓、油标、通气器、起盖螺钉、定位销、起吊装置、轴承盖等附件。窥视孔用于检查传动件的啮合情况、润滑状态、接触斑点及齿侧间隙等，还可用于加入润滑油。放油孔应设在箱座底面的最低处，常将箱体的内底面设计成放油孔方向倾斜，并在其附近做出一小凹坑，以便攻螺纹及油污的汇集和排放。平时用放油螺塞将放油孔堵住，放油螺塞常用六角头细牙螺纹，在六角头与放油孔的端面间应放防漏用的封油垫，以保证良好的密封。油标用来指示油面高度，该减速器选用杆式油标。减速器运转时，箱体内温度升高、气压增大，对减速器的密封极为不利。因此在箱盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使箱体内的热胀气体自由逸出，以保证箱体内外压力均衡，提高箱体有缝隙处的密封性能。吊环螺钉为标准件，按起重量选取。轴承盖是用来封闭减速器箱体上的轴承座孔， 4.船用废气燃烧臂其它部件的设计4.1 排气管的选择一.无缝钢管尺寸,外形,重量及允许偏差本标准适用于制定各类用途的平端无缝钢管标准时,选择尺寸,外形,重量及允许偏差.(1) 钢管每米长理论重量计算公式 kg/m式中 G-圆管每米长理论重量,-圆管密度d-圆钢管公称外径s-圆钢管公称壁厚. (2)钢管尺寸类别分普通尺寸组,精密尺寸组和不锈钢尺寸组. (3)钢管外径分为3个系列.第1系列:标准化钢管;第2系列;非标准化钢管;第3系列:特殊用途钢管.普通钢管的外径分为系列1.2.3;精密钢管的外径分为2.3;不狙钢管的外径分为系列1.2.3 (4)钢管外径允许偏差分为标准化和非标准化两种,应优先选用标准化外径允许偏差. (5)钢管椭圆度分4级 (6)钢管长度一般以通常长度交货. (7)钢管的定尺长度和倍尺长度应在通常长度范围内,全长允许偏差分3级.每个倍尺长度应留出一定的切口余量. 二. 液压和气动缸筒用精密无缝钢管在本次设计中采用了液压和气动缸筒用精密无缝钢管,(1) 精密无缝钢管的材料为10.20.35.45钢,其化学成分应符合GB/T699的规定(2) 精密无缝钢管的长度为2-7米(3) 精密无缝钢管的椭圆度应小于其外径公差的80%.(4) 精密无缝钢管的冷加工后消除应力退火状态,退火状态,正火状态的钢管(5) 精密无缝钢管的重量按其密度7.854.2 O形橡胶密封圈O形橡胶密封圈简称O形圈,它是借介质本身压力来改变其接触状态使之实现密封的,故称为”自封作用”.O形圈部位结构简单,安装部位紧凑,密封性能好,运动摩擦阻力小,对压力交变的场合也能适用.O形圈的主要工作参数范围,静密封工作压力可达100MP,动密封工作压力可达35MP,工作温度为-60-200度,轴径小于3米,密封面线速度3米/秒,且具有双向密封能力.O形圈的尺寸和沟槽己标准化,其形式及尺寸见下表,其沟槽型式及尺寸分别见表.在本次设计中选用材料为氟橡胶的O形橡胶密封圈,它适用于热油,蒸气,空气,无机酸,卤素类溶济的介质.参考文献1 中国船级社. 钢质海船建造与入级规范M . 北京:人民交通出版社,1996.2 王杰德. 船舶强度与结构设计M . 北京:国防工业大学出版社,1995.3 陈伯真. 船舶结构力学M . 上海:上海交通大学出版社,1995.4 席龙飞. 船舶设计原理M . 大连:大连海运学院出版社,1990.5 陈铁云. 海洋工程结构力学M . 大连:大连理工大学出版社,1991.6 聂武. 船舶计算结构力学M . 哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2003.7 龙驭球. 有限元法概论M . 北京:高等教育出版社,1991.8 朱慈勉. 计算结构力学M . 上海:上海科学技术出版社,1992.参考文献:9 郭公喜,王丽华,张作龙. JJ225/ 42. 5 型井架整体起升时的应力及其测量J . 石油机械,1996 ,24 (7) :32235.10 邹龙庆,付海龙,任国友. JJ160/ 412K 型井架有限元分析与承载能力研究J . 石油矿场机械,2004 ,3 (6) :33235.11 常玉连,刘玉泉. 钻井井架、底座的设计计算(第一版)12 王启义.中国机械设计大典(第2卷).南昌:江西科学技术出社,2002.113 曾正明.机械工程材料手册.北京：机械工业出版社，200314 单丽云等.工程材料.徐州：中国矿业大学出版社，200015 唐大放、冫晓宁.械莾计程学.徐州中国矿丒大出版社200116 甘永立.几何量公差与检测.上海：上海科学技术出版社，200117 徐灏.机械设计手册.北京：机械工业出版社，200318 刘鸿文.简明材料力学.北京：高等教育出版社，199719 中国机械工程学会、中国机械设计大典编委会.中国机械设计大典.南昌：江西科学技术出版社，200220 张耀宸.机械加工工艺设计手册.北京：航空工业出版社，198721陈宏钧.实用机械加工工艺手册.北京：机械工业出版社，199722 Joseph E.Shigley,Charles R.Mischke.机械工程设计.北京：机械工业出社,200223David G.Uilman.The mechanical design process.New York: McGraw-Hill,1996 M . 北京:石油工业出版社,1994. 47249.Welding is to ensure that the ship of the ship and the strength of the key. This paper describes the ship in the welding of several common reasons for the shortcomings and propose preventive measures.Welding is to ensure that the ship of the ship and the strength of the key is to ensure that the key to the quality of the ship, is to ensure the safety of ships navigating and operating an important condition for. If there is a welding defect, it may cause structural faults, leakage, or even cause the ship sank. According to the ship brittle fracture accident investigation showed that 40 percent of brittle fracture from the accident was the beginning of the weld defects. Ships in the township in shipbuilding, ship the welding quality is particularly prominent. In the inspection of ships in the process of welding the test is particularly important. Therefore, should the early detection of defects, the welding defects restricted to a certain extent, to ensure navigational safety. Many types of ship welding defects, according to their different positions, the defects can be divided into external and internal defects. Defects have pores, slag, welding cracks, lack of penetration, not fusion, weld and shape of Dimension are not met, the biting edge, of welding, such as arc pit.first stomatal pore stomatal pore means that the welding, bubble bath in the solidification of the failed escape the hole formed. The main reason there have stomata: groove edge of dirty, water, oil and Xiuji; electrode or not provisions of curing flux, solder or rust-core skin degeneration, such as spalling. In addition, low-hydrogen welding electrode, the arc is too long, welding too fast; submerged arc welding voltage too high, are easily generated in the process of welding stomata. Because the presence of porosity so that the seam of effective cross-section decreased, too large pores will reduce the strength of welds, the destruction of the weld metal density. Prevention is to have a stoma: choose the right welding current And welding speed and groove edge to clean up water, oil and Xiuji. Strictly in accordance with the regulations custody, clearing and curing welding materials. Not to use degenerate electrode, when the skin degeneration drug discovery electrode, spalling or welding core corrosion, should strictly control the use of. SAW, should use the appropriate welding process parameters, particularly the plate automatic welding, welding speed should be as small as possible more.Sendcent, slagSlag is the residue of the weld slag. Weld slag will also reduce the intensity and density. A slag is the main reason for Weld aerobic cutting edge of gas or carbon arc shaver residual slag; groove angle or welding current is too small, too fast or welding. Acid in the use of electrode, the current is too small or because of improper transport of a paste residue to use alkaline electrode, the arc is too long or because of incorrect polarity will cause the slag. A SAW back cover, from welding wire center, but also easy to slag formation. Prevention Slag produced the measures are: select the right groove size, to clean up groove edge, choose the right welding current and welding speed, and transport of the swing should be appropriate. Multi-welding, should be carefully observed groove on both sides of melting, each layer must be welded to clean up welding slag. Back cover welding slag should be thoroughly removed, SAW attention should be paid to prevent the solder side.Third, bite Weld left edge of the Depression, known as the biting edge. A biting edge because the welding current is too large, Yun of the speed and arc welding rod stretched too long or inappropriate angle. SAW welding speed too fast or welder orbit causes of inequality, will cause the melting of welding to a certain depth, and filled with metal also failed to fill the resulting biting edge. Reduce the biting edge of the base metal joint cross-section of work, thereby resulting in the biting edge of stress concentration, it was important to the structure or structure of the dynamic load, is generally not allowed to bite While there, or to bite-depth limit. Bite-prevention approach is: Choose the right of the welding current and transport practices, the attention of control at any time arc welding rod angle and length; SAW process parameters to be appropriate, with special attention to welding speed should not be too high, welding machine to track formation.Fourth, lack of penetration, no fusionWelding, the joints were not fully root penetration of the phenomenon, known as the lack of penetration in the welding pieces of metal and weld seam or a partial layer of penetration phenomenon, known as Fusion did not. Lack of penetration or fusion is a more serious flaw, since lack of penetration or fusion, Weld will appear intermittent or mutation, weld strength greatly reduced, or even cause cracks. Therefore, in the hull of the important parts of the structure does not allow existence of lack of penetration, the situation is not fusion. Lack of penetration and fusion is not the cause of the welding assembly space or slope argument Of small, blunt-thick, too much electrode diameter, the current is too small, too fast and too long arc, and so on. Weldment groove surface oxide film, oil, and so did not remove clean, or when it flows in the welding of metal slag hinder the transport of the fusion or improper practices, the arc in the groove while partial and other reasons, will not cause the edge fusion. Prevent the lack of penetration or fusion approach is the right size selected groove, a reasonable choice of welding current and speed, groove and the surface of skin to remove oil pollution clean; back cover welding-roots thoroughly, and transport of the swing should be appropriate, pay close attention to slope I fusion on both sides of the situation.fifth, welding cracksWelding Crack is a very serious shortcomings. More from the destruction of the cracks, in the process of welding to take all necessary measures to prevent the emergence of crack in the welding used various methods to check for cracks. Found a crack, should be removed, and then to repair.Welding crack a hot crack, crack cold. Weld metal from liquid to solid in the crystallization process known as the crack of crack, its characteristic is that immediately after the welding, and more in the center seam along the seam length of the distribution. Heat cracks the surface throughout most of the gap, showing of color, slightly crack the end of round. A hot crack in the weld pool because there are low melting point impurities (such as FeS, etc.). As a result of these impurities low melting point, crystal solidified the latest, after the solidification of plastic and intensity is very low. Because This, in the structure of binding stress enough the outside world and the solidification of the weld metal contraction, the pool of low melting point of these impurities in the solidification process was started, or shortly after being opened coagulation, resulting in cracks between the crystal. Welding electrode, and pieces of sulphur, copper and other impurities in a long time, but also easy to produce thermal cracks. Prevent hot crack the measures are as follows: 1 to strictly control the welding process parameters, slow down the cooling rate, to increase weld shape factor, as far as possible, using small current multi-channel multi-welding, in order to avoid weld cracks Centre and the other is seriously The implementation of a point of order, select a reasonable welding process, welding to reduce stress.Weld metal in the cooling process or cooling, the base metal or in the base metal and weld the junction of the fusion line known as the cold crack crack. Such cracks are likely to arise immediately after the welding is also possible in a few hours after welding, a few days or even longer before there. Cold crack the main reason for: 1) the role of heat cycle, the heat-affected zone generated Hardened organizations, 2) a weld in the excessive proliferation of hydrogen, and has a concentration of the conditions 3) joint bear Binding a greater stress. PreventThe cold crack measures are: 1) choice of low-hydrogen electrode, in the weld to reduce the spread of the content of hydrogen, 2) strictly abide by the welding materials (electrode, Flux) custody, baking, use the system, guard against exposed to moisture, 3) carefully cleaning up slope I edge of the oil pollution, water and Xiuji, to reduce the sources of hydrogen, 4) According to material grades of carbon equivalent, component thickness, the environment, such as welding, a reasonable choice of the welding process parameters and energy lines, such as welding before preheating, solder After the cold ease, taking multi-channel multi-welding, a certain level of control temperature, 5) after the heat emergency Treatment to dehydrogenase, to eliminate the stress and temper hardened organizations, to improve joint toughness; 6) the reasonable use of welding procedures, the use of sub-retreat law, such as welding, and welding to reduce stress.sixth, other flawsWelding is also common to a number of welding, arc welding pit and on the external dimensions and shape of the defect. A welding of the main reasons is the uneven distribution of transport, resulting pool temperature is too high, the liquid metal solidified slowly falling, thus formed on the surface of the weld metal aneurysm. Li, Yang welding, the use of too much current and arc welding, but also likely to be of welding. Hang generated arc is put out the reasons for the arc of time is too short, or welding suddenly interrupted or when the current welding plate too much, and so on. Welding seam surface appearance of influence, and easy to create folders surface Java; arc pits and cracks are often accompanied pores, seriously weakened welding strength. Prevent welding of the main measures to strictly control the pool temperature, Li, Yang welding, welding current ratio should be 10-15 per cent of small-welding, the use of alkaline electrode, should be used short arc welding, and maintain uniformity of transport. Hang prevent arc is the main measures in hand to arc welding, welding rod should stay for a short period of time or for several of the ring shipped.Some shortcomings of the existence of the safety of ships navigating is very dangerous, once discovered defects should be promptly amended. The porosity of the amendments, particularly for internal pores, to confirm location, application of wind spade or carbon-arc-shaver clear all the porosity deficiencies and to a corresponding groove, and then carry out welding; the slag, the lack of penetration, Fusion is not the defect, but also have to use the same method of removing defects, and then in accordance with the regulations for welding. For crack, should be carefully examined before the crack, crack and the end of The depth, and then eliminate defects. Wind shovel used to eliminate defects, cracks, should first crack at both ends of the drill hole only to prevent the extension of crack. Bored at 8 12 mm by bit, the depth should be more than crack depth 2 3 mm. Carbon arc gas planing to eliminate cracks, they should first crack at both ends of a routing, until the crack eliminated, then the whole crack Paochu. No matter what method to eliminate defects cracks, it should be a corresponding groove, in accordance with the regulations for welding.Weld defect that the attention should be paid: 1) Welding defects, should adopt the small current, do not swing, multi-multi-channel welding, used to prohibit the current Welding 2) of the rigid structure of the Welding , In addition to the first layer and the final layer of welding, welding can be carried out under heat after hammering. Each floor from the arc welding and arc should try to stagger 3) require preheating of the material, the work environment at temperatures below 0 , should take corresponding measures preheating, 4) the requirements of the welding of heat treatment , In heat treatment Defects before the amendment; 5) Grade D, E-class high-strength steel and structural steel welding defects, by hand Arc Welding Bushi, the line of control energy should be used welding method. Each time

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