卧式钢筋切断机的设计(毕业论文+全套CAD图纸)(答辩通过)

充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 毕业设计说明书（论文）中文摘要 本课题设计建筑上的卧式钢筋切断机的工作原理是： 采用电动机经一级三角带传动和二级齿轮传动减速后 ,带动曲轴旋转 ,曲轴推动连杆使滑块和动刀片在机座的滑道中作往复直线运动 ,使活动刀片和固定刀片相错而切断钢筋。 根据电机的工作环境选择电动机类型，采用卧式安装，防护式电机，鼠笼式三相异步电动机。选择三级减速，先是一级带减速，再两级齿轮减速。一级带传动，它具有缓冲、吸振、运行平稳、噪声小、合过载保护等优点，并安装张紧轮。两级齿轮减速，齿轮传动可用来传递空间任意两轴间的运动和动力，并具有功 率范围大，传动效率高，传动比准确，使用寿命长，工作安全可靠等特点。动力由电动机输出 ,通过减速系统传动 ,把动力输入到执行机构。由于传动系统作 的是回转运动 ,而钢筋切断机的执行机构需要的直线往复运动 ,为了实现这种转换 ,可以采用曲柄滑块机构 ,盘行凸轮移动滚子从动件机构 ,齿轮齿条机构。本课题采用曲柄滑块机构作为本机械的执行机构 。 关键词 切断 建筑 钢筋 齿轮 曲柄滑块 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 毕业设计说明书（论文）外文摘要 Title lie type steel cutting machines designing Abstract This article introduces a kind of architectural lie type steel cutting machines. Its operating principles are: It use electric motors level triangle belt transmission and secondary gear transmission to slowdown. Then, it drives the crank rotate, The crank connected to slide block and moving blades in the slippery way make the back and forth straight line sport, makes the moving blades and the fixed blade shear and cut steel. According to the working environment choice the type of electric motors, using horizontal installation, protection of the electrical, squirrel-cage three-phase asynchronous motor. Option three slowdown, first level belt slowdown, followed by the secondary gear deceleration. First level with the introduction of automated, because it has a buffer, absorb shock and operate smoothly, small noise, and can protect the over loading. Then introduce a secondary gear deceleration slowdown, because gear transmission can be used to transmit arbitrary space between the two axis movement and momentum, and the scope of power, transmission efficient transmission accurately, long using life, such as safe and reliable character. Power output by electric motors through slow down transmission system to import power to the executive body. As the system make rotation movement, The steel cutting machine needs the back and forth straight line sport ,in order to achieve this transformation, we can use c slider-crank institutions or gear and rack. I decided to consider realistic conditions using slider-crank as the executing machinery. Keywords cutting architectural reinforcing steel dar gear slider-crank 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 买文档送全套图纸 扣扣 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 目 录 1 引言 1 1.1 概述 1 1.2 题目的选取 2 1.3 钢筋切断机的工作原理 2 2 电机的选择 2 2.1 钢筋切断机需用力计算 2 2.2 功率计算 3 3 传动结构设计 3 3.1 基本传动设计计算 3 3.2 带传动设计 5 3.3 齿轮传动设计 6 3.4 轴的校核 14 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 3.5 键的校核 22 3.6 轴承的校核 23 4 钢筋切断机的摩擦 磨损和润滑 25 结论 27 致谢 28 参考文献 29 1 引言 1 1 概述 钢筋切断机是钢筋 加工必不可少 的设备之一，它主要用语房屋建筑、桥梁、隧道、电站、大型水利等 工程中对钢筋的定长切断。钢筋切断机与其他切断设备相比，具有重量轻、耗能少、工作可靠、效率高等特点，因此近年来逐步被机械加工和小型轧钢厂等广泛采用，在国民经济建设的各个领域发挥了重要的作用。 国内外切断机的对比：由于切断机技术含量低、易仿造、利润不高等原因，所以厂家几十年来基本维持现状，发展不快，与国外同行相比具体有以下几方面差距。 1)国外切断机偏心轴的偏心距较大，如日本立式切断机偏心距 24mm，而国内一般为17mm看似省料、齿轮结构偏小些，但给用户带来麻烦，不易管理因为在由切大料到切小料时，不是换刀垫 就是换刀片，有时还需要转换角度。 2)国外切断机的机架都是钢板焊接结构，零部件加工精度、粗糙度尤其热处理工艺过硬，使切断机在承受过载荷、疲劳失效、磨损等方面都超过国产机器 3)国内切断机刀片设计不合理，单螺栓固定，刀片厚度够薄， 40 型和 50 型刀片厚度均为 17mm；而国外都是双螺栓固定， 25 27mm 厚，因此国外刀片在受力及寿命等综合性能方面都较国内优良。 4)国内切断机每分钟切断次数少国内一般为 28 31 次，国外要高出 15 20次，最高高出 30 次，工作效率较高。 5)国外机型一般采用半开式结构，齿轮、轴 承用油脂润滑，曲轴轴径、连杆瓦、冲切刀座、转体处用手工加稀油润滑国内机型结构有全开、全闭、半开半闭 3种，润滑方式有集中稀油润滑和飞溅润滑 2 种。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 6)国内切断机外观质量、整机性能不尽人意；国外厂家一般都是规模生产，在技术设备上舍得投入，自动化生产水平较高，形成一套完整的质量保证加工体系。尤其对外观质量更是精益求精，外罩一次性冲压成型，油漆经烤漆喷涂处理，色泽搭配科学合理，外观看不到哪儿有焊缝、毛刺、尖角，整机光洁美观。而国内一些一些厂家虽然生产历史较长，但没有一家形成规模，加之设备老化，加工过程拼体力、经验 ，生产工艺几十年一贯制，所以外观质量粗糙、观感较差。 全球经济建设的快速发展为建筑行业，特别是为建筑机械的发展提供了一个广阔的发展空间，为广大生产企业提供一个展示自己的舞台。面对竞争日益激烈的我国建筑机械市场，加强企业的经营管理，加大科技投入，重视新技术、新产品的研究开发，提高产品质量和产品售后服务水平，积极、主动走向市场，使企业的产品不断地满足用户的需求，尽快缩短与国外先进企业的差距，无疑是我国钢筋切断机生产企业生存与发展的必由之路。 1 2 题目的选取 本次毕业设计的任务是卧式钢筋切断机的设计。要求切 断钢筋的最大直径 14mm，切断速度为 15 次 /分。 在设计中通过计算和考虑实际情况选则合适的结构及参数，从而达到设计要求，同时尽可能的降低成本，这也是一个综合运用所学专业知识的过程。毕业设计是对四年大学所学知识的一个总结，也是走上工作岗位前的一次模拟训练。 1 3 钢筋切断机的工作原理 工作原理：采用电动机经一级三角带传动和二级齿轮传动减速后 ,带动曲轴旋转 ,曲轴推动连杆使滑块和动刀片在机座的滑道中作往复直线运动 ,使活动刀片和固定刀片相错而切断钢筋。 2 电机选择 传动方案简述：选择三级减速，先是一级带 减速，再两级齿轮减速。首先采用一级带传动，因为它具有缓冲、吸振、运行平稳、噪声小、合过载保护等优点，并安装张紧轮。然后采用两级齿轮减速，因为齿轮传动可用来传递空间任意两轴间的运动和动力，并具有功率范围大，传动效率高，传动比准确，使用寿命长，工作安全可靠等特点。动力由充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 电动机输出 ,通过减速系统传动 ,把动力输入到执行机构。由于传动系统作 的是回转运动 ,而钢筋切断机的执行机构需要的直线往复运动 ,为了实现这种转换 ,可以采用曲柄滑块机构 ,盘行凸轮移动滚子从动件机构 ,齿轮齿条机构。考虑现实条件我决定采用曲柄滑块机构作为本 机械的执行机构 。 2.1 切断钢筋需用力计算 为了保证钢筋的剪断，剪应力应超过材料的许应剪应力 。即切断钢筋的条件为： AQ 查资料可知钢筋的许用剪应力为： 142128 MPa,取最大值 142MPa。由于本切断机切断的最大刚筋粗度为： 14max dmm。 则本机器的最小切断力为： 218484)14(14.31424142422m a x2m a xQQdQdQ取切断机的 Q=22000N。 2.2 功率计算 由图可知，刀的速度小于曲轴处的线速度。则切断处的功率 P ：8.690001.02060215 QP W 查表可知在传动过程中，带传动的效率为 = 0.940.97； 二级齿轮减速器的效率为 = 0.960.99； 滚动轴承的传动效率为 = 0.940.98； 连杆传动的效率为 = 0.810.88；滑动轴承的效率为 99.098.0 由以上可知总的传动效率为 : = 0.94 0.96 0.98 0.81=0.72 由此可知所选电机功率最小应为 94.172.0 269.0 Pkw 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 查手册并根据电机的工作环境和性质选取电机为： Y 系列封闭式三相异步电动机，代号为 Y112M-6，输出功率为 2.2kw，输出速度为 960 r/min。 3. 传动结构设计 3.1 基本传动数据计算 3.1.1 分配传动比 电动机型号为 Y，满载转速为 960 r/min。 a) 总传动比 6415960 ib) 分配传动装置的传动比 10 iii 上式中 i0、 i1 分别为带传动与减速器（两级齿轮减速）的传动比，为使 V 带传动的外廓尺寸不致过大，同时使减速器的传动比圆整以便更方便的获得圆整地齿数。初步取 i0 =2，则减速器的传动比为 3226401 iiic) 分配减速器的各级传动比 按展开式布置，查阅有关标准，取 i11=6.4，则 i22=5。（注以下有 i1 代替 i11， i2 代替 i22） 3.1.2 计算机构各轴的运动及动力参数 a) 各轴的转速 轴 m in/r480296001 nnn m 轴 m in/r754.6480112 inn 轴 m in/r15575223 innb) 各轴的输入功率 轴 kw068.294.02 .2011 pp 轴 kw966.198.097.0068.21212 pp 轴 kw869.198.097.0966.12323 pp充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 c) 各轴的输入转矩 电动机输出转矩 mN89.21960 2.29550 dT 轴 mN15.4194.0289.210101 iTT d 轴 mN35.25098.097.04.615.4112112 iTT 轴 mN91.1 1 8 998.097.0535.2 5 023223 iTT3.2 带传动设计 3.2.1 由设计可知： V 带传动的功率为 2.2kw，小带轮的转速为 960r/min，大带轮的转速为 480r/min。 查表可知 工况系数取 KA=1.5 ， Pc=1.5 2.2=3.3kw。根据以上数值及小带轮的转速查相应得图表选取 A 型 V 带。 3.2.2 带轮基准直径：查阅相关手册选取小带轮基准直径为 d1=100mm，则大带轮基准直径为 d2=2 100=200mm 3.2.3 带速的确定： s/m0.5100060 96010014.3100060 1 ndv 3.2.4 中心矩、带长及包角的确定。由式 0.7(d1+d2)a02(d1+d2) 可知： 0.7(100+200)a02(100+200) 得 210 a0 600 初步确定中心矩为 a0=400 根据相关公式初步计算带的基准长度： mm25.12774004 )100200()200100(240024 )(22 20221210 ）（addddaLd查表选取带的长度为 1250mm 计算实际中心矩： mm3862 25.127712504002 0 dd LLaa取 386mm 验算小带轮包角： 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 2.1 6 53.571 8 0 12 a dd3.2.5 确定带的根数： lac kkpp pZ 11 查表知 p1=0.97 p1=0.11 ka=0.965 kl=0.93 则 40.393.0965.011.097.0 3.3 Z取 Z=4 3.2.6 张紧力 20 )15.2(5 0 0 qvkvZpF c 查表 q=0.10kg/m N1.133024.51.0)1965.0 5.2(4024.5 3.3500 20 F3.2.7 作用在轴上的载荷： N9.10552 2.165s i n1.133422s i n2 0 FZF q3.2.8 带轮结构与尺寸见零件图 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 图 1 带轮的结构与尺寸图 3.3 齿轮传动设计 3.3.1 第一级齿轮传动设计 a) 选材料、确定初步参数 1) 选材料 小齿轮： 40Cr 钢调制，平均取齿面硬度为 260HBS 大齿轮： 45 钢调制，平均取齿面硬度为 260HBS 2) 初选齿数 取小齿轮的齿数为 20，则大齿轮的齿数为 20 6.4=128 3) 齿数比即为传 动比 4.620128 i充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 4) 选择尺宽系数 d和传动精度等级情况，参照相关手册并根据以前学过的知识选取 d=0.6 初估小齿轮直径 d1=60mm，则小齿轮的尺宽为 b= d d1=0.6 60=36mm 5) 齿轮圆周速度为： s/m5.1100060 48060100060 11 ndv参照手册选精度等级为 9 级。 6) 计算小齿轮转矩 T1 mmN101.4480 068.21055.91055.9 46161 npT7) 确定重合度系数 Z 、 Y ：由公式可知重合度为 6 9 5.11 2 812012.388.1 则由手册中相应公式可知： 8 7 7.03 6 9 5.1434 Z 692.075.025.0 Y8) 确定载荷系数 KH 、 KF 确定使用系数 KA：查阅手册选取使用系数为 KA=1.85 确定动载系数 Kv：查阅手册选取动载系数 Kv=1.10 确定齿间载荷分布系数 KHa、 KFa： mm/N100mm/N23.703660 101.485.12* *2 411 db TKb FK AtA 则 3.18 7 7.0 11 22 ZK Ha45.1692.0 11 YK Fa载荷系数 KH、 KF 的确定，由公式可知 09.33.115.110.185.1 HVAH KKKKK 42.33.1 45.109.3 HaFaHF KKKK充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 b) 齿面疲劳强度计算 1) 确定许用应力 H 总工作时间 th，假设该切断机的寿命为 10 年，每年工作 300 天，每天工作 8 个小时，则： h1 2 0 0 083 0 05 ht 应力循环次数 N1、 N2 86.66.66.66.631 11111013.04.05.07.02.011 2 0 0 048016060 hhiiihv ttTTtrnNN78122 1056.14.6 101 uNNN v 寿命系数 Zn1、 Zn2 ，查阅相关手册选取 Zn1=1.0、 Zn2=1.15 接触疲劳极限取： hlim1=720MPa、 hlim2=580MPa 安全系数取： Sh=1.0 许用应力 h1、 h2 MP a720119.17602l i m1 hnHh S Z MP a6 6 7134.15 7 02l i m2 hnHh S Z2) 弹性系数 ZE 查阅机械设计手册可选取 MP a190EZ 3) 节点区域系数 ZH 查阅机械设计手册可选取 ZH=2.5 4) 求所需小齿轮直径 d1 mm34.55720877.05.21904.6114.6101.409.3212343211 hhedh ZZZuuuTkd与初估大小基本相符。 5) 确定中心距，模数等几何参数 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 中心距 a： 75.2 042 14.634.55 a圆整中心矩取 222mm 模数 m：由中心矩 a 及初选齿数 Z1 、 Z2 得： 39223 1 7 322 21 ZZ am分度圆直径 d1,d2 mm6020311 mzdmm384128322 mzd确定尺宽：取大齿轮尺宽为 b1=60 0.6=36mm 小齿轮尺宽取 b2=40mm c) 齿根抗弯疲劳强度验算 1) 求许用弯曲应力 F 应力循环次数 NF1、 NF2 72.62.62.62.631 111108.83.04.05.07.02.011 2 0 0 048016060 hhiiihF ttTTtrnN7712 102.24108.8 uNN FF 寿命系数 Yn1、 Yn2 ，查阅相关手册选取 Yn1=1、 Yn2=1 极限应力取： Flim1=290MPa、 Flim2=220MPa 尺寸系数 Yx：查阅机械设计手册选，取 Yx=1.5 安全系数 SF：参照表 9-13，取 SF=1.5 需用应力 F1 、 F2 由式（ 9-20），许用弯曲应力 MP a3 8 75.1112 9 022 1l i m1 M P aSYYFxNFF MP a2 9 35.1112 2 022 2l i m2 M P aSYYFxNFF 2) 齿形系数 YFa1、 YFa2 由图 9-19，取 YFa1=2.56 YFa2=2.15 3) 应力修正系数 Ysa1、 Ysa2 由图 9-20，取 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 Ysa1=1.62 Ysa2=1.82 4) 校核齿根抗弯疲劳强度 由式（ 9-17），齿根弯曲应力 1411111M P a149M P a692.062.156.25.23660101.442.322FsaFaFF YYYmbdTK 211 2212 MP a6.14062.156.282.115.2149FsaFa saFaFF YYYY 3.3.2 第二级齿轮传动设计： a) 选材料、确定初步参数 1) 选材料 小齿轮： 40Cr 钢调制，平均取齿面硬度为 260HBS 大齿轮： 45 钢调制，平均取齿面硬度为 260HBS 2) 初选齿数 取小齿轮的齿数为 28，则大齿轮的齿数为 28 5=140 3) 齿数比即为传动比 528140 i4) 选择尺宽系数 d和传动精度等级情况，参照相关手册并根据以前学过的知识选取 d=2/3 初估小齿轮直径 d1=84mm，则小齿轮的尺宽为 b= d d1=2/3 84=56mm 齿轮圆周速度为： s/0 5 5 m.01 0 0 060 75841 0 0 060 nd 11 参照手册选精度等级为 9 级。 5) 计算小齿轮转矩 T1 mmN105.275966.11055.9n p1055.9T 56161 6) 确定重合度系数 Z 、 Y ：由公式可知重合度为 74.11 4 012812.388.1 则由手册中相应公式可知： 8 6 8.03 74.1434 Z 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 68 1.075.025.0 Y7) 确定载 荷系数 KH 、 KF 确定使用系数 KA：查阅手册选取使用系数为 KA=1.85 确定动载系数 Kv：查阅手册选取动载系数 Kv=1.0 确定齿间载荷分布系数 KHa、 KFa： mm/N100mm/N6.1965684 105.285.122 511 db TKb FK AtA则 33.18 6 4.0 11 22 ZK Ha47.16 8 1.0 11 YK Fa载荷系数 KH、 KF 的确定，由公式可知 2 . 8 333.115.10.185.1 HVAH KKKKK 13.333.1 47.183.2 HaFaHF KKKKc) 齿面疲劳强度计算 1) 确定许用应力 H 总工作时间 th，假设该弯曲机的寿命为 10 年，每年工作 300 天，每天工作8 个小时，则： h1 2 0 0 083 0 05 ht应力循环次数 N1、 N2 76.66.66.66.631 11111035.13.04.05.07.02.01120007516060 hhiiihv ttTTtrnNN67122 107.25 1035.1 uNNN v 寿命系数 Zn1、 Zn2 ，查阅相关手册选取 Zn1=1.33、 Zn2=1.48 接触疲劳极限取： hlim1=760MPa、 hlim2=760MPa 安全系数取： Sh=1 许用应力 h1、 h2 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 MP a8.1 0 1 0133.17 6 02l i m1 hnHh S Z MP a8.1 1 2 4148.17602l i m2 hnHh S Z2) 弹性系数 ZE 查阅机械设计手册可选取 MP a190EZ3) 节点区域系数 ZH 查阅机械设计手册可选取 ZH=2.5 4) 求所需小齿轮直径 d1 mm0.708.1124868.05.219053/21583.2105.22123253211 hhedh ZZZuuTkd与初估大小基本相符。 5) 确定中心距，模数等几何参数 中心距 a： 2 1 02 150.70 a圆整中心矩取 252mm 模数 m：由中心矩 a 及初选齿数 Z1 、 Z2 得： 31 4 028 2 5 222 21 ZZ am分度圆直径 d1,d2 mm8428311 mzd mm4 2 01 4 0322 mzd 确定尺宽：取大齿轮尺宽为 b1=84 2/3=56mm 小齿轮尺宽取 b2=60mm c) 齿根抗弯疲劳强度验算 1) 求许用弯曲应力 F 应力循环次数 NF1、 NF2 72.62.62.62.631 1111035.13.04.05.07.02.01120007516060 hhiiihF ttTTtrnN充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 6712 107.251035.1 uNN FF 寿命系数 Yn1、 Yn2 ，查阅相关手册选取 Yn1=1、 Yn2=1 极限应力取： Flim1=290MPa、 Flim2=230MPa 尺寸系数 Yx：查阅机械设计手册选，取 Yx=1.5 安全系数 SF：参照表 9-13，取 SF=1.5 需用应力 F1 、 F2 由式（ 9-20），许用弯曲应力 MP a3 8 75.1112 9 022 1l i m1 M P aSYYFxNFF MP a3075.11123022 2l i m2 M P aSYYFxNFF 2) 齿形系数 YFa1、 YFa2 由图 9-19，取 YFa1=2.56 YFa2=2.15 3) 应力修正系数 Ysa1、 Ysa2 由图 9-20，取 Ysa1=1.62 Ysa2=1.82 4) 校核齿根抗弯疲劳强度 由式（ 9-17），齿根弯曲应力 1511111M P a313M P a681.062.156.235684105.213.322FsaFaFF YYYmbdTK 211 2212 MP a297MP a62.156.282.115.2313FsaFa saFaFF YYYY 3.4 轴的校核 3.4.1 一轴的校核 轴直径的设计式 8 9 m m.174802 . 0 6 8110nPCn2.0 P1055.9 333 T6 d轴的刚度计算 a) 按当量弯矩法校核 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 1) 设计轴系结构，确定轴的受力简图、弯矩图、合成弯矩图、转矩图和当量弯矩图。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 图 2 轴的受力转矩弯矩图 2) 求作用在轴上的力如表 1，作图如图 2-c 表 1 作用在轴上的力 垂直面（ Fv） 水平面（ Fh） 轴承 1 F2=12N F4=891N 齿轮 2 BvF=1367 N 498NFAH 轴承 3 F1=476N F3=1570N 带轮 4 0Fv BHF 1056N 3） 求作用在轴上的弯矩如表 2，作出弯矩图如图 2-d、 2-e 表 2 作用在轴上的弯矩 垂直面（ Mv） 水平面（ Mh） 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 截面 1 3 0 8 N .m m1 0 9-F t1 vM -9 7 1 1 91 0 91 cH FM N.mm 合成弯矩 971 28N . m mN . m m971191308 22 M 截面 1 0 5 3 4 8 N . m m3 1 3122 0 44 9 8 vM 1 5 N . m m2041367-313891HM 合成弯矩 105 363 N . m mN . m m15105348 22 M 4）作出转弯矩图如图 2-f 5）作出当量弯矩图如图 2-g，并确定可能的危险截面、如图 2-a。并算出危险截面的弯矩如表 3。 表 3 截面的弯矩 截面 1 0 5 4 3 1 N . m mTM 22 eM 截面 1 0 6 1 6 0 N . m mTM 22 eM 6）确定许用应力 已知轴材料为 45 钢调质，查表得b=650MPa。用插入法查表得 b0 =102.5MPa， b1 =60MPa。 59.05.1026001 7）校核轴径如表 4 表 4 验算轴径 截面 mm662 6 m m1.0 M3 1be d截面 mm482 6m m1.0 M3 1be d结论：按当量弯矩法校核，轴的强度足够。 b) 轴的刚度计算 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 7 17 1410 2.19101.8 165 273.573.57 ipiiii piiini piii I LTI LTI LTG25120032I 41p1 d 52088832I 42p2 d 83436232I 43p3 d 127170032I 44p4 d 186189632I 45p5 d 83436232I 46p6 d 25120032I 47p7 d 16481232I 48p8 d 5.012.01 6 4 8 1 2952 5 1 2 0 0598 3 4 3 6 2271 8 6 1 8 9 61 5 71 2 7 1 7 0 0408 3 4 3 6 2535 2 0 8 8 8272 5 1 2 0 0302.190 所以轴的刚度足够 3.4.2 三轴的校核 轴直径的设计式 5 4 . 9 m m151 . 8 6 9110nPCn2.0 P1055.9 333 T6 d轴的刚度计算 a) 按当量弯矩法校核 设计轴系结构，确定轴的受力 简图、弯矩图、合成弯矩图、转矩图和当量弯矩图。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 1） 轴的受力简图如图 3-a 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 图 3 轴的受力弯矩转矩图 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 2） 求作用在轴上的力如表 5，并作图如图 3-c 表 5 作用在轴上的力 垂直面（ Fv） 水平面（ Fh） 轴承 1 F3=1627N F1=8362N 齿轮 BvF=2381N 867NFAH 轴承 2 F4=754N F3=12619N 曲轴 0Fv BHF 21848N 3）计算出弯矩如表 6，并作图如图 3-d、 e 表 6 轴上的弯矩 垂直面（ Mv） 水平面（ Mh） 截面 .m m- 3 1 4 8 2 4 .5 N1 9 3 .5- F p1 vM 1 6 1 8 0 4 71 9 3 .51 cH FM N.mm 合成弯矩 m1 6 4 00 0 0 N . mN . m m1 6 1 80 4 73 1 4 82 4 . 5 22 M 截面 189272N .mmvM N .m m5.3 1 5 4 6 7 5H M 合成弯矩 m3 1 6 00 0 0 N . mN . m m3 1 5 46 7 5 . 51 8 9 27 2 22 M 4）作出转弯矩图如图 3-f 5）作出当量弯矩图如图 3-g，并确定可能的危险截面、和的弯矩 如表 7 表 7 危险截面的弯矩 截面 m1640000N . mTM 22 eM 截面 m3 1 60 0 0 0 N . mTM 22 eM 6）确定许用应力 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 已知轴材料为 45 钢调质，查表得b=650MPa。用插入法查表得 b0 =102.5MPa， b1 =60MPa 59.05.1026001 7）校核轴径如表 8 表 8 校核轴径 截面 mm846 4 . 8 9 m m1.0 M3 1be d截面 mm908 0 . 58 m m1.0 M3 1be d结论：按当量弯矩法校核，轴的强度足够。 b) 轴的刚度计算 7 17 1410 2.19101.8 165 273.573.57 ipiiii piiini piii I LTI LTI LTG5.0000.00 所以轴的刚度足够 3.5 键的校核 3.5.1. 平键的强度校核 . a) 键的选择 键的类型应根据键联接的结构使用要求和工作状况来选择。选择时应考虑传递转拒的大小，联接的对中性要求，是否要求轴向固 定，联接于轴上的零件是否需要沿轴滑动及滑动距离长短，以及键在轴上的位置等。键的主要尺寸为其横截面尺寸 (键宽 b 键高h)与长度 L。键的横截面尺寸 b h 依轴的直径 d 由标准中选取。键的长度 L 一般可按轮毂的长度选定，即键长略短于轮毂长度，并应符合标准规定的长度系列。 故根据以上所提出的以及该机工作时的要求，故选用 A 型普通平键。 由设计手册查得： 键宽 b=16mm 键高 h=10mm 键长 L=30mm b) 验算挤压强度 . 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 平键联接的失效形式有：对普通平键联接而言，其失效形式为键，轴，轮毂三者中较弱的工 作表面被压溃。 工程设计中，假定压力沿键长和键高均匀分布，可按平均挤压应力进行挤压强度或耐磨性的条件计算，即： 静联接 pp kldT 2 式中 T 传递的转矩 )mmN( d 轴的直径 )mm( k 键与轮毂的接触高度 (mm)，一般取 2hk l 键的接触长度 (mm).圆头平键 bLl p 许用挤压应力 )MPa( ) 键的工作长度 mm11mm)1425( bLl 挤压面高度 mm52102 hk 转矩 npT 61055.9 mN1019.11587.11055.9 66 许用挤压应力，查表， MPa60 p则 挤压应力 M P a60M P a62.4311596 1019.1226 ap MPklT所以 此键是安全的。 附：键的材料：因为压溃和磨损是键联接的主要失效形式，所以键的材料要求有足够的硬度。国家标准规定，键用抗拉强度不低于 MPa600 的钢制造，如 45 钢 Q275 等。 3.6 轴承的校核 滚动轴承是又专业工厂生产的标准件。滚动轴承的类型、 尺寸和公差等级均已制订有国家标准，在机械设计中只需根据工作条件选择合适的轴承类型、尺寸和公差等级等，并进行轴承的组合结构设计。 3.6.1 初选轴承型号 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 试选 10000K 轴承，查 GB281-1994，查得 10000K 轴承的性能参数为： C=14617N Co=162850N 1900min n(脂润滑 ) 3.6.2 寿命计算 a) 计算轴承内部轴向力 . 查表得 10000K 轴承的内部轴向力 )2/( YFFRs 65.0323815c o s67.0c o s67.0 Y N12247041888115084N1050233592098689222221RRFF 则： N90208)2(N90788)2(1211 YFF YFFRSRS b) 计算外加轴向载荷 0XF c) 计算轴承的轴向载荷 因为 21 SS FF 故 轴承 1 N9020811 SA FF轴承 2 N9020821 SA FFd) 当量动载荷计算 由式 )(aRpP YFXFfF 查表得： RAFF 的界限值 42.05.1 tge 90.01 0 5 02 39 0 2 0821 RAFF 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加