人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > 多功能试验台的设计【三维图SW】【全套8张CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

！！YC478-多功能试验台的设计精简版查重.doc

多功能试验台的设计【三维图SW】【全套8张CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

资源目录

多功能试验台的设计【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】.rar

！！YC478-多功能试验台的设计精简版查重.doc---(点击预览)

！！YC478-多功能试验台的设计精简版.doc---(点击预览)

任务要求-多功能试验台的设计.doc---(点击预览)

三维图—多功能试验台.zip

！！多功能试验台设计CAD图纸.DWG

压缩包内文档预览：(预览前20页/共64页)

编号：462083 类型：共享资源大小：9.38MB 格式：RAR 上传时间：2015-07-28 上传人：好资料QQ****51605 IP属地：江苏

50
积分

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: 多功能试验台设计全套 cad 图纸毕业论文原创资料

资源描述：

【温馨提示】购买原稿文件请充值后自助下载。

以下预览截图到的都有源文件,图纸是CAD，文档是WORD，下载后即可获得。

预览截图请勿抄袭，原稿文件完整清晰，无水印，可编辑。

有疑问可以咨询QQ：414951605或1304139763

摘要

本文主要介绍多功能试验台的发展状况，多功能试验台总体及传动部分结构设计原理，多功能试验台总体方案分析及确定，多功能试验台总体及传动部分结构设计内容所包含的机械图纸的绘制，总体及传动部分的计算，结构设计结论与建议。

在机械专业的学习中，有很多课程需要实验，如《机械原理》、《创新设计》和《先进制造技术》等，多功能试验台可以为课程提供灵活的实验平台。通过本毕业设计，对现有的传动进行比较，设计出一试验机架平台，该试验台可以进行齿轮传动、皮带传动和链条传动等多种形式的实验，每种形式各有其运动特点，而且使各种传动形式能互相交换，试验台拆卸方便，运转灵活，方便学生进行各种机械方面的实验。

整机结构主要由电动机产生动力将需要的动力传递到减速器上，减速器再进行分配,提高劳动生产率和生产自动化水平。

本论文研究内容：

(1) 多功能试验台总体及传动部分总体结构设计。

(2) 多功能试验台总体及传动部分工作性能分析。

(3)电动机的选择。

(4) 多功能试验台总体及传动部分的传动系统、执行部件。

(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：多功能试验台，传动设计，结构设计

Abstract

This paper mainly introduces the development of multifunctional test platform, multi function test bed and the overall transmission part structure design principle, analysis of the overall scheme of multi function test bench and the determination of mechanical drawing, drawing the multifunctional test platform overall structure design and the transmission part contains the calculation of the total, and the transmission part of the structural design, conclusions and recommendations.

In the mechanical professional learning, there are many courses need to experiment, such as the principle of "innovation", "mechanical design" and "advanced manufacturing technology" and so on, multifunctional test platform can provide a flexible experimental platform for the curriculum. Through this graduation design, carries on the comparison to the existing transmission, design a test platform of the frame, the test bench can gear drive, belt drive and chain drive and other forms of experiment, each form has its own characteristics, but also makes a variety of transmission test bench to exchange, the disassembly is convenient, flexible operation, to facilitate students a variety of mechanical experiment.

The whole structure is mainly composed of the motor power will need to transfer the power to the reducer, reducer and distribution, improve labor productivity and automation level.

The content of this paper:

(1) part of the overall structural design of multi function test bench and the overall transmission.

(2) performance analysis of multi function test bed and the overall transmission part.

(3) the choice of motor.

(4) transmission system, multi function test bench overall execution part and the transmission part of the.

(5) the design of parts of the design calculation and check.

(6) the assembly drawing and parts drawing assembly drawings and parts drawings design.

Keywords: Design of multi function test bench, transmission, structure design

摘要II

AbstractIII

第1章绪论1

1.1 国内研究现状1

1.2 国外研究现状1

1.3 课题设计目的和意义2

第2章总体参数的设计4

2.1 多功能试验台的工作原理4

2.2多功能试验台的动力选择4

2.3多功能试验台的驱动方式4

2.4多功能试验台的动力性能比较5

2.5多功能试验台的组成结构6

2.6带传动装置6

2.6.1 同步带介绍6

2.6.2 同步带的特点6

2.6.3 同步带传动的主要失效形式7

2.7 减速电机介绍9

2.8 电机的选取9

2.9 同步带传动计算11

2.9.1 同步带计算选型11

2.9.2 同步带的主要参数（结构部分）14

2.9.3 同步带的设计16

2.10 轴的设计16

2.11 键的选择与校核20

第3章　链传动设计23

3.1 传送链概述23

3.2 链传动设计设计过程24

3.2.1 驱动轴的设计26

3.2.2 链轮轴的设计27

3.3 轴承的选型及校核30

3.4 链强度计算32

3.4.1 链传动的运动特性32

3.4.2 链传动的动载荷33

3.4.3 链传动的受力分析34

第4章　齿轮的设计计算36

4.1 选择齿轮材料及精度等级36

4.2 按齿面接触疲劳强度设计36

4.3 键的选择与校核47

第5章机架的设计49

5.1对机架结构的基本要求49

5.2 机架的结构50

5.3 横梁设计51

5.4 机架的基本尺寸的确定53

5.5 架子材料的选择确定53

5.6 主要梁的强度校核54

结论56

参考文献57

致谢58

第1章绪论

1.1 国内研究现状

传动系统试验台，是用于测试和研究机器传动系统总成部件的设备。这些总成部件包括变速器、驱动桥、半轴、差速器、主减速器等。它们是机器的关键组成部分，直接关系到机器行驶的动力性、经济性和可靠性。

机器传动系统试验台要发挥其试验功能，核心部分是试验台的控制系统。对其控制系统进行开发和研究，可以提高整个试验台的控制精度，研究不同工况下的传动部件的加载状况，确保试验台测试的稳定性和安全性。

一般情况下，试验台数据采集系统用来采集试验进行中所需要的各项状态参数，以便监控试验台系统的工作状况，并且采集和实时显示所必需观测的数据量，为试验台的闭环控制创造条件。试验台驱动系统由上位机发送指令，通过变频器控制驱动电机的运行状态，为传动系统部件的测试提供动力来源。阐述了驱动控制的原理，分析了相关性能指标，实现了试验台的驱动控制。传动系统试验台的加载系统，通过变频器控制负载电机的转差率，模拟机器在不同路面条件和行驶工况下的阻力状况，为传动系统部件的测试施加各种载荷。

机器传动系统试验台是一个综合测试平台。规范试验台的硬件和软件操作一方面能有效地保护试验台的硬件设施，使试验台稳定运行，另一方面更能充分发挥试验台在传动系统部件测试中的作用。对试验台的软件构架上添加保护功能，能防止试验中因可能出现的过电流造成的变频器损坏，电机失控现象等危险情况。保证试验设备和试验人员的安全。

！！传动装置图.png

三维截图 (4).png

三维截图 (2).png

三维截图 (3).png

三维截图 (1).jpg

三维截图 (1).png

多功能试验台装配图.png

大压盖.png

小压盖.png

防尘盖.png

砂轮夹套.png

内容简介：: 题目：多功能试验台的设计一、题目来源及原始数据资料题目来源：由指导教师根据教学需要自拟的课题。原始数据资料：（1）相关教学数据；（2）试验台的设计方案等；（3）试验台的功能：能做齿轮传动实验，并能做皮带、链条等相关实验；（4）试验台立体尺寸：1500*1000*800二、毕业设计要求在机械专业的学习中，有很多课程需要实验，如机械原理、创新设计和先进制造技术等，多功能试验台可以为课程提供灵活的实验平台。通过本毕业设计，对现有的传动进行比较，设计出一试验机架平台，该试验台可以进行齿轮传动、皮带传动和链条传动等多种形式的实验，每种形式各有其运动特点，而且使各种传动形式能互相交换，试验台拆卸方便，运转灵活，方便学生进行各种机械方面的实验。毕业设计要求完成多功能传动试验台的设计，主要包括： 1 现有各种试验台的比较分析； 2 试验台机架的设计； 3 传动机构的结构设计； 4 绘制试验台的装配图，绘制重要零件的零件图； 5. 最终提交： (1)不少于15000字的设计说明书； (2)工程设计图3张以上（其中至少有1张A2图）。三、主要参考文献1 肖晓萍，基于面向对象的机械传动试验台控制系统J，测控技术，2006,(6). 2 胡培均，万向节及链传动实验台的研制J. 浙江丝绸工学院学报，1997, (12). 3 陆责友等，电加载机械传动实验台的设计J，吉林工业大学自然科学学报，2002, (3). 4 黎成辉，多功能气压传动实验台的设计J, 职业圈，2007,(8). 5 李素敬，综合传动实验台及其国用J,实验技术与管理，2004,(11). 6 杨湘洪，多功能组合齿轮传动实验台设计J，组合机床与自动化加工技术, 2004,（5）. 7 求亮，封闭式带传动实验台的设计J，机电工程，2002，（2）. 8 李佰茹，多功能数控动态模拟齿轮传动实验台的电气控制系统J，四川兵工学报,1998,（9）.9 范清堂，多功能实验台，中国专利，CN2753448，200610 王书鹏等，循环流化床锅炉大型多功能实验台监控系统的研究与实现 M，浙江大学，2010. 11 曹玉兵，共直流母线系统加载实验台的研究J，电气自动化，2012,(9). 12 魏忠才，CLDT-C材料力学多功能实验台的研制与应用 J,实验室研究与探索，2008,(4). 13 游宇，多功能旋转机械故障自愈调控实验台J，北京化工大学学报(自然科学版), 2006,（1）. 14 骆宗安，MMS热力模拟实验机的研制与开发，科技成果，东北大学，2009，. 15 游宇，高速转子系统故障诊断与自愈多功能实验台的研制 M，北京化工大学，2005：宁XX学院毕业设计(论文)多功能试验台的设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日摘要本文主要介绍多功能试验台的发展状况，多功能试验台总体及传动部分结构设计原理，多功能试验台总体方案分析及确定，多功能试验台总体及传动部分结构设计内容所包含的机械图纸的绘制，总体及传动部分的计算，结构设计结论与建议。在机械专业的学习中，有很多课程需要实验，如机械原理、创新设计和先进制造技术等，多功能试验台可以为课程提供灵活的实验平台。通过本毕业设计，对现有的传动进行比较，设计出一试验机架平台，该试验台可以进行齿轮传动、皮带传动和链条传动等多种形式的实验，每种形式各有其运动特点，而且使各种传动形式能互相交换，试验台拆卸方便，运转灵活，方便学生进行各种机械方面的实验。整机结构主要由电动机产生动力将需要的动力传递到减速器上，减速器再进行分配,提高劳动生产率和生产自动化水平。本论文研究内容：(1) 多功能试验台总体及传动部分总体结构设计。(2) 多功能试验台总体及传动部分工作性能分析。(3)电动机的选择。(4) 多功能试验台总体及传动部分的传动系统、执行部件。(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：多功能试验台，传动设计，结构设计 59AbstractThis paper mainly introduces the development of multifunctional test platform, multi function test bed and the overall transmission part structure design principle, analysis of the overall scheme of multi function test bench and the determination of mechanical drawing, drawing the multifunctional test platform overall structure design and the transmission part contains the calculation of the total, and the transmission part of the structural design, conclusions and recommendations.In the mechanical professional learning, there are many courses need to experiment, such as the principle of innovation, mechanical design and advanced manufacturing technology and so on, multifunctional test platform can provide a flexible experimental platform for the curriculum. Through this graduation design, carries on the comparison to the existing transmission, design a test platform of the frame, the test bench can gear drive, belt drive and chain drive and other forms of experiment, each form has its own characteristics, but also makes a variety of transmission test bench to exchange, the disassembly is convenient, flexible operation, to facilitate students a variety of mechanical experiment.The whole structure is mainly composed of the motor power will need to transfer the power to the reducer, reducer and distribution, improve labor productivity and automation level.The content of this paper:(1) part of the overall structural design of multi function test bench and the overall transmission.(2) performance analysis of multi function test bed and the overall transmission part.(3) the choice of motor.(4) transmission system, multi function test bench overall execution part and the transmission part of the.(5) the design of parts of the design calculation and check.(6) the assembly drawing and parts drawing assembly drawings and parts drawings design.Keywords: Design of multi function test bench, transmission, structure design目录摘要IIAbstractIII第1章绪论11.1 国内研究现状11.2 国外研究现状11.3 课题设计目的和意义2第2章总体参数的设计42.1 多功能试验台的工作原理42.2多功能试验台的动力选择42.3多功能试验台的驱动方式42.4多功能试验台的动力性能比较52.5多功能试验台的组成结构62.6带传动装置62.6.1 同步带介绍62.6.2 同步带的特点62.6.3 同步带传动的主要失效形式72.7 减速电机介绍92.8 电机的选取92.9 同步带传动计算112.9.1 同步带计算选型112.9.2 同步带的主要参数（结构部分）142.9.3 同步带的设计162.10 轴的设计162.11 键的选择与校核20第3章链传动设计233.1 传送链概述233.2 链传动设计设计过程243.2.1 驱动轴的设计263.2.2 链轮轴的设计273.3 轴承的选型及校核303.4 链强度计算323.4.1 链传动的运动特性323.4.2 链传动的动载荷333.4.3 链传动的受力分析34第4章齿轮的设计计算364.1 选择齿轮材料及精度等级364.2 按齿面接触疲劳强度设计364.3 键的选择与校核47第5章机架的设计495.1对机架结构的基本要求495.2 机架的结构505.3 横梁设计515.4 机架的基本尺寸的确定535.5 架子材料的选择确定535.6 主要梁的强度校核54结论56参考文献57致谢58第1章绪论1.1 国内研究现状传动系统试验台，是用于测试和研究机器传动系统总成部件的设备。这些总成部件包括变速器、驱动桥、半轴、差速器、主减速器等。它们是机器的关键组成部分，直接关系到机器行驶的动力性、经济性和可靠性。机器传动系统试验台要发挥其试验功能，核心部分是试验台的控制系统。对其控制系统进行开发和研究，可以提高整个试验台的控制精度，研究不同工况下的传动部件的加载状况，确保试验台测试的稳定性和安全性。一般情况下，试验台数据采集系统用来采集试验进行中所需要的各项状态参数，以便监控试验台系统的工作状况，并且采集和实时显示所必需观测的数据量，为试验台的闭环控制创造条件。试验台驱动系统由上位机发送指令，通过变频器控制驱动电机的运行状态，为传动系统部件的测试提供动力来源。阐述了驱动控制的原理，分析了相关性能指标，实现了试验台的驱动控制。传动系统试验台的加载系统，通过变频器控制负载电机的转差率，模拟机器在不同路面条件和行驶工况下的阻力状况，为传动系统部件的测试施加各种载荷。机器传动系统试验台是一个综合测试平台。规范试验台的硬件和软件操作一方面能有效地保护试验台的硬件设施，使试验台稳定运行，另一方面更能充分发挥试验台在传动系统部件测试中的作用。对试验台的软件构架上添加保护功能，能防止试验中因可能出现的过电流造成的变频器损坏，电机失控现象等危险情况。保证试验设备和试验人员的安全。1.2 国外研究现状与国外相比，国内对于传动实验台的研究起步相对较晚。研究工作始于二十世纪八十年代初期。国内较早从事这方面研究工作的主要单位有北京理工大学、重庆大学、郑州机械研究所、长春汽车研究所、西安重型机械研究所、西安理工大学、合肥工业大学、四川工业学院、西安减速机厂、西安公路交通大学等单位。他们先后建立起了各种形式的传动实验台。这些实验台的建立从理论上和实践上都取得了很大的进步，积累了丰富的经验，代表着我国机械传动实验设备的发展水平。1、2004年同济大学机械工程学院建立了基于闭式液压系统的工程车辆传动系实验台。实验台传动系主要由动力系统、变量液压泵、变量液压马达、变速箱、驱动桥及其轮胎组成。加载时，可在变速箱后连接测功机进行加载，或者在驱动桥两侧进行加载。电液比例控制的变量液压泵和电控变量液压马达组成液压闭式传动系统，变量柱塞泵的斜盘角度可由控制器输出的PWM控制信号通过斜盘角度调节杆进行无级调节，从而改变液压泵的排量大小和方向，液压传动与机械传动系统组成工程车辆传动系实验台。液压马达的排量由控制器输出开关信号进行大小两档排量的调节。室内实验台架主要由合理匹配动力系统、液压传动、计算机控制与显示、机械传动等构成，主要应用于研究工程车辆的动力匹配、闭式液压传动系统性能、变量马达和变速箱构成的复合变速系统特性以及计算机控制技术在工程车辆传动系的应用等。实验台测控系统采用Sauer-Danfoss公司生产的MC050型控制器以DSP技术为核心，具有强大的计算能力和丰富的I/O资源。控制器的控制算法的编程和显示器的图形显示均基于其功能强大的PLUS+1专用的图形编程软件。(4)自动化程度高，配备数据自动采集和处理系统；(5)控制及保护功能更加完善；(6)可测量的技术参数越来越多，如电压、电流，转矩、转速，温度，流量、流速，噪声，场强等；(7)维护工作量少，运用经济性好。从国内的现状看多数交流传动试验台属于能耗型和机组反馈式试验台，即使采用交流异步电机互馈方式，其功率等级、控制方法亦难以满足我国铁路快速发展的要求，因此有必要建立一个技术先进、功能完备、性能优良的交流传动试验台，为交流传动系统及其部件的研发、制造、试验以及检验创造良好的条件。1.3 课题设计目的和意义大学时光，悄然逝去。在这四年中，我不仅学到了自己需要的知识，同时也提高了自己的能力。但是，学到的很多东西毕竟仅仅都是书本上的理论知识，显然和实际有很大的差距。通过这次的毕业设计，我可以将自己所学到的理论知识更好的与实际相结合起来，从中能够锻炼我的思维能力，同时也是对这几年所学知识的一个综合的运用，同时也为将来要从事的职业打下良好的基础。毕业设计同样也是大学最关键的一个教育环节，在这次毕业设计中，我要能够灵活、系统的运用所学知识，提高自己分析问题、解决问题的能力，培养认真、严谨的学习作风和吃苦耐劳、一丝不苟、严谨的治学态度。同时，也使自己更加熟练的掌握“如何查阅国内为有关的技术资料和文献”，从中学会调查、收集、整理比较有价值的资料，在保留同类产品优点的同时，运用新技术、新工艺、新资料、新材料、大胆创新，以弥补同类产品的不足之处，使产品趋于更合理、更先进、更优化、更具有使用价值和良好的经济效益。第2章总体参数的设计 2.1 多功能试验台的工作原理在机械专业的学习中，有很多课程需要实验，如机械原理、创新设计和先进制造技术等，多功能试验台可以为课程提供灵活的实验平台。通过本毕业设计，对现有的传动进行比较，设计出一试验机架平台，该试验台可以进行齿轮传动、皮带传动和链条传动等多种形式的实验，每种形式各有其运动特点，而且使各种传动形式能互相交换，试验台拆卸方便，运转灵活，方便学生进行各种机械方面的实验。机械系统通常是由原动机、传动装置、工作机和控制操纵部件及其它辅助部件组成。工作机是机械系统中的执行部分，原动机是机械系统的中的驱动部分，传动装置则是把原动机和工作机有机地联系起来，实现能量传递和运动形式转换不可缺少的部分，而其中原动机在机械系统中所起的作用是：（1）把自然界的能源变成机械能；（2）把发电机等变能机所产生的各种形态的能量转换为机械能。2.2多功能试验台的动力选择常用原动机有以下三种运动形式，具体见表2-1：表2-1 原动机运动形式运动形式实例连续运动电动机、液压马达、气压马达、柴油机、汽油机往复运动直线电动机、汽缸、液压缸往复摆动摆动油缸、摆动汽缸2.3多功能试验台的驱动方式由一台原动机通过传动装置驱动执行机构工作，叫做单机集中驱动。而多机分别驱动自然而然是用多台原动机来驱动各执行机构工作。两种驱动方式中，单机集中驱动传动装置复杂，操作麻烦，功率大，但价格便宜。而多机分别驱动传动装置简单，电动机功率小，但成本比较高。1）必须考虑到工作机对原动机所提出的起动、过载、运转平稳性等方面的要求；2）必须考虑到其经济效益及其成本，这也是非常重要的一项。3）必须考虑到现场能源的供应情况及工作环境因素；4）必须考虑原动机的机械特性与工作机的匹配情况；5）必须考虑到维修是否方便，操作是否简单，工作是否可靠；2.4多功能试验台的动力性能比较表2-2 原动机性能比较类别电动机气缸马达液压马达柴油机尺寸较大较小较小较大功率及取范围功率大；0.31000KW，范围广功率比电动机大；一般在2.2KW以下，尤其适用于0.75KW以下的高速传动功率最大；受实际油压和马达尺寸的限制功率大；538000KW重量大比电动机大最大大输出刚度硬软较硬较硬运行温度控制温度应低于许应值排气时空气膨胀，噪声较大，排气处应安装消声器对油箱进行风冷或水冷调整方法和性能直流电动机用改变电枢电阻、电压或改变磁通的方法；交流电动机用变频、变极或变转差率的方法用气阀控制，简单，迅速，但不够精确通过阀或泵控制改变流量，调速范围大较难噪声小较大较大较大维护要求较少少较多较多初始成本低较高高高运转费用最低最高高高应用很广，需要动力电源小功率高速场合较广很广，如各种车辆，船舶、农用机械、工程机械和压缩机等等2.5多功能试验台的组成结构该工作台利用机架的原理，将齿轮传动，链传动和带传动串联起来，整个试验台由电机减速器作为动力，整个机构的组成见下图。2.6带传动装置2.6.1 同步带介绍同步带是综合了带传动、链条传动和齿轮传动的优点而发展起来的新塑传动带。它由带齿形的一工作面与齿形带轮的齿槽啮合进行传动，其强力层是由拉伸强度高、伸长小的纤维材料或金属材料组成，以使同步带在传动过程中节线长度基本保持不变，带与带轮之间在传动过程中投有滑动，从而保证主、从动轮间呈无滑差的间步传动。2.6.2 同步带的特点(1)、传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比；(2)、传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低；(3)、传动效率高，可达0.98，节能效果明显；(4)、维护保养方便，不需润滑，维护费用低；(5)、速比范围大，一般可达10，线速度可达50m/s，具有较大的功率传递范围，可达几瓦到几百千瓦；(6)、可用于长距离传动，中心距可达10m以上。2.6.3 同步带传动的主要失效形式在同步带传动中常见的失效形式有如下几种：(1)、同步带的承载绳断裂破坏同步带在运转过程中承载绳断裂损坏是常见的失效形式。失效原因是带在传递动力过程中，在承载绳作用有过大的拉力，而使承载绳被拉断。此外当选用的主动捞轮直径过小，使承载绳在进入和退出带抡中承受较大的周期性的弯曲疲劳应力作用，也会产生弯曲疲劳折断(见图3-2)。图3-2 同步带承载绳断裂损坏(2)、同步带的爬齿和跳齿根据对带爬齿和跳齿现象的分析，带的爬齿和眺齿是由于几何和力学两种因素所引起。因此为避免产生爬齿和跳齿，可采用以下一些措施：1、控制同步带所传递的圆周力，使它小于或等于由带型号所决定的许用圆周力。2、控制带与带轮间的节距差值，使它位于允许的节距误差范围内。3、适当增大带安装时的初拉力开。，使带齿不易从轮齿槽中滑出。4、提高同步带基体材料的硬度，减少带的弹性变形，可以减少爬齿现象的产生。(3)、带齿的剪切破坏带齿在与带轮齿啮合传力过程中，在剪切和挤压应力作用下带齿表面产生裂纹此裂纹逐渐向齿根部扩展，并沿承线绳表面延件，直至整个带齿与带基体脱离，这就是带齿的剪切脱落（见图3-3）。造成带齿剪切脱落的原因大致有如下几个：1、同步带与带轮问有较大的节距差，使带齿无法完全进入轮齿槽，从而产生不完全啮合状态，而使带齿在较小的接触面积上承受过大的载荷，从而产生应力集中，导致带齿剪切损坏。 2、带与带轮在围齿区内的啮合齿数过少，使啮合带齿承受过大的载荷，而产生剪切破坏。 3、同步带的基体材料强度差。为减少带齿被剪切，首先应严格控制带与带轮间的节距误差，保证带齿与轮齿能正确啮合；其次应使带与带轮在围齿区内的啮合齿数等于或大于6，此外在选材上应采用有较高勿切韧挤压强度的材料作为带的基体材料。图3-3 带齿的剪切破坏 (4)、带齿的磨损带齿的磨损（见图3-4）包括带齿工作面及带齿齿顶因角处和齿谷底部的廓损。造成磨损的原因是过大的张紧力和忻齿和轮齿间的啮合干涉。因此减少带齿的磨损，应在安装时合理的调整带的张紧力；在带齿齿形设计时，选用较大的带齿齿顶圆角半径，以减少啮合时轮齿的挤压和刮削；此外应提高同步带带齿材料的耐磨性。图3-4 带齿磨损(5)、同步带带背的龟裂(图3-5)同步带在运转一段时期后，有时在带背会产生龟裂现象，而使带失效。同步带带背产生龟裂的原因如下， 1、带基体材料的老化所引起；2、带长期工作在道低的温度下，使带背基体材料产生龟裂。图3-5 同步带带背龟裂防止带背龟裂的方法是改进带基体材料的材质，提向材料的耐寒、耐热性和抗老化性能，此外尽量避免同步带在低温和高温条件下工作。2.7 减速电机介绍减速电机是指减速机和电机的集成体。这种集成体通常也可称为齿轮电机或齿轮电机。通常由专业的减速机生产厂进行集成组装好后成套供货。减速电机广泛应用于钢铁行业、机械行业等。使减速电机的优点是简化设计、节省空间。减速机一般是通过把电动机.内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的。图3-6 减速电机2.8 电机的选取（1）粗略计算驱动电机的功率已知假设重量为m=250kgg=10N/kg总重力G1=mg=25010=250N1）驱动功率计算则工件受到的摩擦力为：则移行电机所需牵引力为：假设直径R=125mm假设转速na=61rpm 速度v=Rna=0.12561=24m/min 设功率安全系数为1.2，驱动装置的效率为0.8，则需要的驱动功率为：2）电动机至的总效率c联轴器效率，c=0.99b对滚动轴承效率，b=0.99vv带效率，v=0.94cy滚子效率，cy=0。96估算传动系统总效率=vbccy=0.940.990.990.96=0.883）所需电动机的功率Pd（kw）Pd=Pw/=0.05/0.88=0.06kw为保证驱动电机有足够的功率余量，结合减速电机样本应选择功率为0.37kW的电机。根据要求选用sew减速电机型号为S37DT71D4/BMG/HR/TH/IS/M1/A/180/fb=1.55电动机额定功率为Pm=0.37kw电动机满载转速为nm=61r/min（3）基于电动机的以上特点，本文选用减速电机作为输送机床的驱动装置。查SEW减速电机的规格表，选用如下减速电机。表3.2 选用的电机的详细参数电机额定功率Pm/kW输出转速na/r/min输出扭矩Ma/Nm减速机速比i输出轴许用径向载荷FRa/N使用系数SEW-fB减速机型号电机型号重量/kg0.37564722.528701.55DT71D4SF3714此型号的电机在一定程度上保证了驱动功率有一定的盈余，因数在电机起动时，则此时的起动功率会比平时工作时的功率要大，且减速电机本身还有一定的使用系数。2.9 同步带传动计算2.9.1 同步带计算选型设计功率是根据需要传递的名义功率、载荷性质、原动机类型和每天连续工作的时间长短等因素共同确定的，表达式如下：式中需要传递的名义功率工作情况系数，按表2工作情况系数选取=1.7；表2.工作情况系数2）确定带的型号和节距可根据同步带传动的设计功率Pd和小带轮转速n1，由同步带选型图中来确定所需采用的带的型号和节距。其中Pd=0.63kw，n1=61rpm。查表3-2-2表3-2-2选同步带的型号为H：，节距为：Pb=8.00mm3) 选择小带轮齿数z1，z2 可根据同步带的最小许用齿数确定。查表3-3-3得。查得小带轮最小齿数14。实际齿数应该大于这个数据初步取值z1=34故大带轮齿数为：z2=iz1=1z1=34。故z1=34，z2=34。4）确定带轮的节圆直径d1，d2小带轮节圆直径d1=Pbz1/=8.0034/3.1486.53mm大带轮节圆直径d2=Pbz2/=8.0034/3.1486.53mm5）验证带速v 由公式v=d1n1/60000计算得， svmax=40m/s,其中vmax=40m/s由表3-2-4查得。a) 确定带长和中心矩根据机械设计基础得所以有：现在选取轴间间距为取224mm10、同步带带长及其齿数确定=() = =719.7mm11、带轮啮合齿数计算有在本次设计中传动比为1，所以啮合齿数为带轮齿数的一半，即=17。12、基本额定功率的计算查基准同步带的许用工作压力和单位长度的质量表4-3可以知道=2100.85N，m=0.448kg/m。所以同步带的基准额定功率为=0.21KW表4-3 基准宽度同步带的许用工作压力和单位长度的质量13、计算作用在轴上力=71.6N2.9.2 同步带的主要参数（结构部分）1、同步带的节线长度同步带工作时，其承载绳中心线长度应保持不变，因此称此中心线为同步带的节线，并以节线周长作为带的公称长皮，称为节线长度。在同步带传动中，带节线长度是一个重要参数。当传动的中心距已定时，带的节线长度过大过小，都会影响带齿与轮齿的正常啮合，因此在同步带标准中，对梯形齿同步带的各种哨线长度已规定公差值，要求所生产的同步带节线长度应在规定的极限偏差范围之内（见表4-4）。表4-4 带节线长度表2、带的节距Pb如图4-2所示，同步带相邻两齿对应点沿节线量度所得约长度称为同步带的节距。带节距大小决定着同步带和带轮齿各部分尺寸的大小，节距越大，带的各部分尺寸越大，承载能力也随之越高。因此带节距是同步带最主要参数在节距制同步带系列中以不同节距来区分同步带的型号。在制造时，带节距通过铸造模具来加以控制。梯形齿标准同步带的齿形尺寸见表4-5。3、带的齿根宽度一个带齿两侧齿廓线与齿根底部廓线交点之间的距离称为带的齿根宽度，以s表示。带的齿根宽度大，则使带齿抗剪切、抗弯曲能力增强，相应就能传动较大的裁荷。图4-2 带的标准尺寸表4-5 梯形齿标准同步带的齿形尺寸4、带的齿根圆角带齿齿根回角半径rr的大小与带齿工作时齿根应力集中程度有关t齿根圆角半径大，可减少齿的应力集中，带的承载能力得到提高。但是齿根回角半径也不宜过大，过大则使带齿与轮齿啮合时的有效接触面积城小，所以设计时应选适当的数值。5、带齿齿顶圆角半径八带齿齿项圆角半径八的大小将影响到带齿与轮齿啮合时会否产生于沙。由于在同步带传动中，带齿与带轮齿的啮合是用于非共扼齿廓的一种嵌合。因此在带齿进入或退出啮合时，带齿齿顶和轮齿的顶部拐角必然会超于重叠，而产生干涉，从而引起带齿的磨损。因此为使带齿能顺利地进入和退出啮合，减少带齿顶部的磨损，宜采用较大的齿顶圆角半径。但与齿根圆角半径一样，齿顶圆角半径也不宜过大，否则亦会减少带齿与轮齿问的有效接触面积。 6、齿形角梯形带齿齿形角日的大小对带齿与轮齿的啮合也有较大影响。如齿形角霹过小，带齿纵向截面形状近似矩形，则在传动时带齿将不能顺利地嵌入带轮齿槽内，易产生干涉。但齿形角度过大，又会使带齿易从轮齿槽中滑出，产生带齿在轮齿顶部跳跃现象。2.9.3 同步带的设计在这里，我们选用梯形带。带的尺寸如表4-6。带的图形如图4-3。表4-6 同步带尺寸型号节距齿形角齿根厚齿高齿根圆角半径齿顶圆半径H840。6.124.31.021.02图4-3 同步带2.10 轴的设计主要进行的是带轮轴的设计与校核图7.1 轴的载荷分布图2.10.1 初步确定轴的最小直径（1）先按课本式（15-2）初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，取，于是得11260.36（2）联轴器的选择。输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径（图7.2）。为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适,故需同时选取联轴器的型号。查课本表14-1,考虑到转矩变化很小，故取1.3，则：1.31495.51091834.287 按照计算转矩Tca应小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计手册表17-4，选用LT10弹性套柱销联轴器（GB/T43232002），其公称转矩为2000。半联轴器的孔径d165 mm，故取65 mm，半联轴器的长度L142 mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度L1107 mm。2.10.2 轴的结构设计表 7.1 带轮轴结构设计参数段名参数-直径/mm65 H7/k68085 m690 H7/n610485 m6长度/mm10567.546861244.5键bhL/mm20 12 90251470C或R/mm处245o处R2处R2.5处R2.5处R2.5处R2.5处2.545o（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90 mm由课本表6-1查得平键截面bh25 mm14 mm，键槽用键槽铣刀加工，长为70 mm，同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；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为20 mm12 mm90 mm，半联轴器与轴的配合为。滚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m6。（3）确定轴上圆周和倒角尺寸参考课本表15-2，取轴左端倒角为2，右端倒角为2.5。各轴肩处的圆角半径为:处为R2，其余为R2.5。2.10.3 求轴上的载荷首先根据结构图(图7.2）作出轴的计算简图（图7.1）。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a29.9 mm。因此，作为简支梁的轴的支承跨距57.1+71.6128.7 mm。根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图（图7.1）。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：57.1+71.6128.7 mm4 966.34 N3 960.59 N2 676.96 N3 356.64-2 676.96679.68 N4 966.3457.1283 578.014 2 676.9657.1152 854.416 679.6871.6486 65.09 322 150.53 287 723.45 表5.2 带轮轴设计受力参数载荷水平面H垂直面V支反力4 966.34 N，3 960.59 N2 676.96 N，679.68 N弯矩M283 578.014 152 854.416 486 65.09 总弯矩322 150.53 ,287 723.45扭矩T1 410 990 2.10.4 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。根据课本式(15-5)及表7.2中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取0.6，轴的计算应力 MPa12.4 MPa前已选轴材料为45钢，调质处理，查课本表15-1得60MP。因此，故此轴安全。2.11 键的选择与校核1键的选择在本设计中，所选择的键的类型均为A型圆头普通平键，其材料为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bh宽度b深度公称尺寸b极限偏差轴t毂一般键联结轴N9毂9公称尺寸极限偏差公称尺寸极限偏差最小最大288780-0.0360.0184.0+0.203.3+0.200.250.40表5-1 带轮1上键的尺寸2 键的校核1.键的剪切强度校核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：图5-6 键剪切受力图键的剪切受力图如图3-6所示，其中b=8 mm,L=25 mm.键的许用剪切应力为=30 ，由前面计算可得，轴上受到的转矩T=55 Nm ，由键的剪切强度条件：（其中D为带轮轮毂直径）（5-1） =10 M30 （结构合理）2.键的挤压强度校核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5-7 键挤压受力图由（5-2） =2000 N又有（5-3）8 结构合理第3章链传动设计3.1 传送链概述链传动是一种挠性运动，它由链条和链轮组成。通过链轮轮齿与链条链节的啮合来传递运动和动力。链传动按用途不同可以分为传动链、链和起重链。图3-1 链传动滚子链的结构如图3-1所示：它是由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈配合，滚子与套筒之间、套筒与销轴之间为间隙配合。当内、外链板相对挠曲时，套筒可绕销轴自由转动。滚子是活套在套筒上的，工作时，滚子沿链轮齿廓滚动，这样就可减少齿廓的磨损。链的磨损主要发生在销轴与套筒的接触面上。因此，内、外链板间应留少许间隙，以便润滑油渗入销轴和套筒的摩擦面间。链板一般制成8字形，以使它的各个横截面具有接近相等的抗拉强度，同时也减少了链的质量和运动时的惯性力。图3-2 滚子链的结构当传递大功率时，可采用双排链或多排链。多排链的承载能力与排数成正比。但由于精度的影响，各排链承受的载荷不易均匀，故排数不宜过多。滚子链的链节数为偶数时，接头处可用开口销或弹簧卡片来固定，一般前者用于大节距，后者用于小节距；当链节数为奇数时，需采用过渡链节。由于过渡链节的链板要受附加弯矩的作用，所以在一般情况下最好不用奇数链节。3.2 链传动设计设计过程确定链条型号、链节数、排数、链轮齿数、链轮结构、材料、几何尺寸、中心距、压轴力、润滑方式、张紧装置（1）选择链轮齿数、在17-114之间选取齿数。（2）计算当量的单排链的计算功率根据链传动的工作情况、主动链轮齿数和链条排数，将链传动的功率修正为当量的单排计算功率，查机械设计表9-6得，查机械设计图9-13得，由于是单排链，所以故（3）确定链条型号和节距链条型号根据当量的单排链的计算功率和主动链轮转速由机械设计图9-11得到。然后由机械设计表9-1确定链条节距p 。确定链条型号为：08A 确定链条节距为：12.7 （4）计算链节距和中心距初选中心距，按下式计算链节数将圆整为偶数链传动的最大中心距为：式中，为中心距计算系数，查机械设计表9-7得=0.24907（5）计算链速，确定润滑方式根据链速V，查机械设计图9-14得，润滑方式为定期人工润滑（6）计算链传动在轴上的压轴力有效圆周力N 压轴力=1.10x59.49=65.439 N（7）设计总结链轮大链轮小链轮齿数4518分度圆直径()181.4373.41齿顶圆直径()18680.00齿根圆直径()173.5165.49分度圆弦齿高()3.004.00齿侧凸缘直径()164.2558.71节距()12.7轴间距()623.148链长()1270链节数()130链速()0.57链号08A3.2.1 驱动轴的设计图3-4驱动轴受力分析图由静力平衡方程求得支反力为以梁的左端为坐标原点，选取坐标系如图4.9a所示。集中力F作用于C点，梁在AC和CB两段内的剪力或弯矩不能用同一方程式来表示，应分段考虑。在AC段内取距原点为x的任意截面，截面以左只有外力，根据剪力和弯矩的计算方法和符号规则，求得这一截面上的和M分别为（a） (b)这就是在AC段内的剪力方程和弯矩方程。如在CB段内取距左端为x的任意截面，则截面以左右和F两个外力，截面上的剪力和弯矩是 (c) (d)当然，如用截面右侧的外力来计算会得到相同的结果。由(a)式可知，在AC段内梁的任意截面上的剪力皆为常数，且符号为正，所以在AC段(0xa)内，剪力图是在Xz轴上方且平行于x轴的直线（图3-4）。同理。可以根据（c）式作CB段的剪力图。从剪力图看出，当a10rmin),可按基本额定动载荷计算值选择轴承，然后校核其额定静载荷是否满足要求。当轴承可靠性为90、轴承材料为常规材料并在常规条件下运转时，取500h作为额定寿命的基准，同时考虑温度、振动、冲击等变化，则轴承基本额定动载荷可按下式进行简化计算。C基本额定动载荷计算值，N；P当量动载荷，N；fh寿命因数；1fn速度因数；0.822fm力矩载荷因数，力矩载荷较小时取1.5，较大时取2；fd冲击载荷因数；1.5fT温度因数；1CT轴承尺寸及性能表中所列径向基本额定动载荷，N；查表得，fh=1；fn=0.822；fm=1.5；fd=1.5；fT=1。在本装置中，可以假设轴承只承受径向载荷，则当量动载荷为：P=XFr+YFa查文献3的表6-2-18，得，X=1，Y=0；所以，P=Fr=1128N。由以上可得：本机中的轴承承受的载荷多为径向载荷，所以选取深沟球轴承，查文献的附表，并考虑轴的外径，选取轴承6305-RZ，其具体参数为：内径d=25mm，外径D=62mm，基本额定载荷，基本额定静载荷，极限速度为10000r/min，质量为0.219kg。然后校核该轴承的额定静载荷。额定静载荷的计算公式为：式中：基本额定静载荷计算值，N; 当量静载荷，N；安全因数;轴承尺寸及性能表中所列径向基本额定静载荷，查文献3的表6-2-14知，对于深沟球轴承，其当量静载荷等于径向载荷。查文献3的表6-2-14知，安全系数则轴承的基本额定静载荷为：由上式可知，选取的轴承符合要求3.4 链强度计算3.4.1 链传动的运动特性由于链是由刚性链节通过销轴铰接而成，当链绕在链轮上时，其链节与相应的轮齿啮合后，这一段链条将曲折成正多边形的一部分。该正多边形的边长等于链条的节距p，边数等于链轮齿数z，链轮每转过一圈，链条走过zp长，所以链的平均速度v为=式中：、分别为主、从动链轮的齿数；、分别为主、从动链轮的转速，r/min。链传动的平均传动比因为链传动为啮合传动，链条和链轮之间没有相对滑动，所以平均链速和平均传动比都是常数。但是，仔细考察绞链链节随同链轮转动的过程就会发现，链传动的瞬间传动比和链速并非常数我们知道，链条由刚性链板通过铰链连接而成。当链条绕在链轮上时，其形状如图所示：在主动链轮上，铰链A正在牵引链条沿直线运动，绕在主动链轮上的其他铰链并不直接牵引链条，因此，链条的运动速度完全有铰链A的运动所决定。铰链A随同主动链轮运动的线速度方垂直于AO，与链直线运动方向的夹角为。因此，铰链A实际用于牵引链条运动的速度为式中。为主动链轮的分度圆半径，m。因为是变化的，所以即使主动链轮转速恒定，链条的运动速度也是变化的。当=时，链速最低；当=0，链速最高，是主动链轮上的一个链节所对的中心角。链速的变化呈周期性，链轮转过一个链节，对应链速变化的一个周期。链速变化的程度与主动链轮的转速和齿数有关。转速越高、齿数越少，则链速变化范围越大。在链速变化的同时，铰链A还带动链条上下运动，其上下运动的链速也是随链节呈周期性变化的。在主动链轮牵引链条变速运动的同时，从动链轮上也发生着类似的过程。从动链轮上的铰链C正在被直线链条拉动，并由此带动从动链轮以转动。因为链速方向与铰链的C的线速度方向之间的夹角为，所以铰链C沿圆周方向运动的线速度为式中，为从动链轮的分度圆半径，由此可知从动链轮的转速为在传动过程中因为在内不断变化，加上也是不断变化，多以即使是常数，也是周期性变化的。从上式中可得链传动的瞬时传动比为可见链传动的瞬时传动比是变化的。链传动的传动比变化与链条绕在链轮上的多边形特征有关，故以上现象称为链传动的多边形效应。3.4.2 链传动的动载荷链传动在工作过程中，链速和主从链轮的转速都是变化的，因而会引起变化的惯性力及相应的动载荷。链速变化引起的惯性力为=ma式中：紧边链条的质量，kg;链条变速运动的加速度，/。如果视主动链轮匀速转动，则当时,(从动链轮因角加速度引起的惯性力为式中：J从动系统转化到从动链轮轴的转动惯性，;从动链轮的角速度，rad/s.链轮的转速越高，节距越大，齿数越少，则惯性力就越大，相应的动载荷也就越大。同时，链条沿垂直方向也在做变速运动，也会产生一定的动载荷。此外，链节和链轮啮合瞬间的相对速度，也将引起冲击和振动，当链节和链轮轮齿接触的瞬间，因链节的运动速度和链轮轮齿的运动速度在大小和方向上的差别，从而产生冲击和附加的动载荷。显然，节距越大，链轮的转速越高，则冲击越严重。3.4.3 链传动的受力分析链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力。张紧力是通过使链条保持适当的垂度所产生的悬垂拉力来获得的。链传动张紧的目的主要是使松边不致过松，以免出现链条的不正常啮合、跳齿或脱链。因为链传动为啮合传动，所以与带传动相比，链传动所需的张紧力要小得多。链传动在工作时，存在紧边拉力和松边拉力。如果不计传动中的动载荷，则紧边拉力和松边拉力分别为式中： F 有效圆周力，N; F 离心力引起的拉力，N； F 悬垂拉力，N。有效圆周力为式中： P 传动的功率，kW； V 链速，m/s。离心力引起的拉力为式中： q为链条单位长度的质量，kg/m。悬垂拉力Ff为 Ff=max(Ff,Ff)其中：Ff =Kfqa Ff =(Kf+sina)qa式中：链传动的中心距，mmKf垂度系数，见下图。图中f为下垂度，为中心线与水平面夹角。图3-11 悬垂拉力第4章齿轮的设计计算4.1 选择齿轮材料及精度等级根据传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。运输机为一般工作机器，速度不高，选用7级精度，要求齿面粗糙度。因为载荷中有轻微振动，传动速度不高，传动尺寸无特殊要求，属于一般的齿轮传动，故两齿轮均可用软齿面齿轮。查机械设计P322表1410，小齿轮选用45号钢，调质处理，硬度236HBS；大齿轮选用45号钢，正火处理，硬度为190HBS。取小齿轮齿数，则大齿轮齿数，使两齿轮的齿数互为质数，取值,选取螺旋角。初选螺旋角则实际传动比：传动比误差：，可用齿数比：由表1取（因非对称布置及软齿面）。4.2 按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为钢制齿轮，所以由课本公式得：确定有关参数如下：1）确定公式内的各计算数值1)试选=1.352）由图10-30 选取区域系数 Z=2.43 3）由图10-26 则 4)计算小齿轮传递的转矩 5)由表10-7选取齿宽系数=0.96）由表10-6查得材料的弹性影响系数（4）、许用接触应力由图1查得，由式1计算应力循环次数由图1查得接触疲劳的寿命系数，通用齿轮和一般工业齿轮按一般可靠度要求选取安全系数。所以计算两轮的许用接触应力：故得：则模数：由表1取初步选择标准模数：（5）、校核齿根弯曲疲劳强度3.根据齿根弯曲疲劳强度设计由式（10-17）（1）确定计算参数1）计算载荷系数2）根据纵向重合度从图10-28查得螺旋角影响系数3）计算当量齿数4）查齿形系数由表10-5查得, 5)查应力校正系数由表10-3查得，, 6)由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限 7）由图10-18取弯曲疲劳系数, 8）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12）得 9）计算大小齿轮的,并加以比较大齿轮的数值较大（1）设计计算对比计算结果，由齿根接触疲劳强度计算法面模数大于齿面弯曲疲劳强度计算带模数，去，以满足弯曲强度。确定有关参数和系数：1）计算中心距修正后的中心距为140mm. 2)按圆整后的中心距修整螺旋角因改变不多，故参数,等不必修正。 3）计算大小齿轮分度圆直径齿度：取，其他几何尺寸的计算（，）齿顶高由于正常齿轮，所以齿根高由于正常齿所以全齿高齿顶圆直径齿根圆直径名称计算公式结果 /mm模数m2.5压力角n分度圆直径d151.375d2228.62齿顶圆直径齿根圆直径中心距140齿宽（3）选择轴的材料，确定许用应力由已知条件知减速器传递的功率属于小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经调质处理。查课本表10-1得强度极限，再由表15-1得许用弯曲应力因为装小带轮的电动机轴径，又因为高速轴第一段轴径装配大带轮，且所以查手册取。L1=1.75d1-3=46。大带轮要靠轴肩定位，且还要配合密封圈，所以查手册取，L2=40。段装配轴承且，所以查手册。选用30307轴承。L3=B+5=21+15+5-2=39。（7）取安装齿轮的轴段的直径mm；齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为45mm，为了使套筒端面可靠的压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩的高度，故取h=3mm，轴环处的直径d5=46mm。轴环宽度，取取,有一轴肩定位轴承,高速轴的尺寸基本确定(10)轴上零件的周向定位齿轮、联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。查课本表6-1得1段轴的键槽，4段轴的键槽，键的长度均为键1为36mm,键2为32mm（11）确定轴上圆角和倒角取轴端倒角为，圆角半径分别为1mm,1mm,1.2mm,1.2mm,1.2mm,1mm,（12）按弯扭合成强度校核轴径画出轴的受力图、水平面的弯矩、垂直面内的弯矩，并作出弯矩图作水平面内的弯矩图。支点反力为1-1截面处和2-2截面处的弯矩作垂直平面内的弯矩图，支点反力1-1截面左侧弯矩为1-1截面右侧弯矩为2-2截面处的弯矩为作合成弯矩图1-1截面2-2截面作转矩图T=25580N.mm求当量弯矩因减速器单向运转,修正系数为0.6确定危险截面及校核强度截面1-1、2-2所受的转矩相同，但弯矩，并且轴上还有键槽，故1-1可能为危险截面。但由于也应该对截面2-2校核1-1截面2-2截面由表15-1得许用弯曲应力，满足条件，故设计的轴有足够的强度，并有一定裕量。1、低速轴的设计(1)求低速轴上的转矩T(2)求作用在齿轮上的力（3）选择轴的材料，确定许用应力由已知条件知减速器传递的功率属于小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经调质处理。查课本表10-1得强度极限，再由表15-1得许用弯曲应力（4）按扭转强度估算轴径根据表15-3查得得考虑到轴的最小直径处安装联轴器会有键槽存在，故将直径加大3%-5%取为了所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选用联轴器型号联轴器的计算转矩，查课本表14-1，考虑到转矩变化很小，故取，则按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查手册，选用HL2型弹性柱销联轴器，其公称转矩为160000N.mm。半联轴器的孔径=28mm故取轴的最小径，半联轴器长度L=52mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度（12）按弯扭合成强度校核轴径画出轴的受力图、水平面的弯矩、垂直面内的弯矩，并作出弯矩图作水平面内的弯矩图。支点反力为1-1截面处和2-2截面处的弯矩作垂直平面内的弯矩图，支点反力1-1截面左侧弯矩为1-1截面右侧弯矩为2-2截面处的弯矩为作合成弯矩图1-1截面2-2截面作转矩图T=87420N.mm求当量弯矩因减速器单向运转,修正系数为0.6确定危险截面及校核强度截面1-1、2-2所受的转矩相同，但弯矩，并且轴上还有键槽，故1-1可能为危险截面。但由于也应该对截面2-2校核1-1截面2-2截面由表15-1得许用弯曲应力，满足条件，故设计的轴有足够的强度，并有一定裕量。4.3 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bh宽度b深度公称尺寸b极限偏差轴t毂一般键联结轴N9毂9公称尺寸极限偏差公称尺寸极限偏差最小最大35108100-0.0360.0184.0+0.203.3+0.200.250.40表5-2 带轮2上键的尺寸2 键的校核键的剪切受力图如图5-6所示，其中b=10 mm,L=50 mm.键的许用剪切应力为=30 ，由前面计算可得，轴上受到的转矩T=110 Nm ，由键的剪切强度条件：（其中D为带轮轮毂直径）（5-4） =6.3 M30 （结构合理）同理校核键的挤压强度，其受力如图5-7，初取键的许用挤压应力=100 。由（5-5） =3150 N又有（5-6）6.3 结构合理第5章机架的设计5.1对机架结构的基本要求机架是整个机床的基础支持件，一般用来放置重要部件。为了满足机床高速度、高精度、高生产率、高可靠性和高自动化程度的要求，与普通机床相比，机床应有高的静、动刚度，更好的抗振性。一、对机床的机架主要在以下3 个方面提出了更高的要求： 1很高的精度和精度保持性在机架上有很多安装零部件的加工面和运动部件的导轨面，这些面本身的精度和相互位置精度要求都很高，而且要长时间保持。另外，机床在切削加工时，所有的静、动载荷最后往往都传到机架上，所以，机架受力很复杂。为此，为保证零部件之间的相互位置或相对运动精度，除了满足几何尺寸位置等精度要求外，还需要满足静、动刚度和抗振性、热稳定性、工艺性等方面的技术要求。 2应具有足够的静、动刚度静刚度包括：机架的自身结构刚度、局部刚度和接触刚度，都应该采取相应的措施，最后达到有较高的刚度-质量比。动刚度直接反映机床的动态性能，为了保证机床在交变载荷作用下具有较高的抵抗变形的能力和抵抗受迫振动及自激振动的能力，可以通过适当的增加阻尼、提高固有频率等措施避免共振及因薄壁振动而产生噪音。 3较好的热稳定性对机床来说，热稳定性已经成了一个突出问题，必须在设计上要做到使整机的热变形小，或使热变形对加工精度的影响小。热变形将直接影响机架的原有的精度，从而是产品精度下降，如立轴矩台平面磨床，立柱前臂的温度高于后臂，是立柱后倾，其结果磨出的零件工作表面与安装基面不平行；有导轨的机架，由于导轨面与底面存在温差，在垂直平面内导轨将产生中凸或中凹热变形。因此，机架结构设计时应使热变形尽量小。二、机架机架设计的一般要求： 1）在满足强度和刚度的前提下，机架的重量应要求轻、成本低； 2）抗振性好。把受迫振动振幅限制在允许范围内； 3）躁声小； 4）温度场分布合理，热变形对精度的影响小； 5）结构设计合理，工艺性良好，便于铸造、焊接和机械加工； 6）结构力求便于安装与调整，方便修理和更换零部件； 7）有导轨的机架要求导轨面受力合理、耐磨性良好； 8）造型好。使之既适用经济，有美观大方。5.2 机架的结构1机架结构根据机床的类型不同，机架的结构形式有各种各样的形式。例如车床机架的结构形式有平机架、斜机架、平机架斜导轨和直立机架等四种类型。另外，斜机架结构还能设计成封闭式断面，这样大大提高了机架的刚度。钻高精度立式万能磨床、加工中心等这一类机床的机架结构与车床有所不同。例如加工中心的机架有固定立柱式和移动立柱式两种。前者一般使用于中小型立式和卧式加工中心，而后者又分为整体T形机架和前后机架分开组装的T形机架。所谓T形机架是指机架是由横置的前机架和与它垂直的后机架组成。整体式机架，刚性和精度保持性都比较好，但是却给铸造和加工带来很大不便，尤其是大中型机床的整体机架，制造时需要大型设备。而分离式T形机架，铸造工艺性和加工工艺性都大大改善。前后机架联接处要刮研，联接时用定位键和专用定位销定位，然后再沿截面四周，用大螺栓固紧。这样联接成的机架，再刚度和精度保持性方面，基本能满足使用要求。这种分离式T形机架适用于大中型卧式加工中心。由于机架导轨的跨距比较窄，致使工作台在横溜板上移动到达行程的两端时容易出现翘曲，将会影响加工精度，为了避免工作台翘曲，有的立式加工中心增设了辅助导轨。 2机架的截面形状机床的机架通常为箱体结构，合理设计机架的截面形状及尺寸，采用合理布置的肋板结构可以在较小质量下获得较高的静刚度和适当的固有频率。机架肋板一般根据机架结构和载荷分布情况，惊醒设计，满足机架刚度和抗振性要求，V形肋板有利于加强导轨支承部分的刚度；斜方肋和对角肋结构可明显增强机架的扭转刚度，并且便于设计成全封闭的箱形结构。此外，还有纵向肋板和横向肋板，分别对抗弯刚度和抗扭刚度有明显效果；米字形肋板和井字形肋板的抗弯刚度也较高，尤其是米字形肋板更高。 3机架的结构设计机架结构设计时，应尽量避免薄壁结构并简化表面形状。根据本设计的具体情况及要求，机架的结构设如下：4.机架的设计步骤根据机架上的零件、部件情况和设计要求初步确定机架及机架的结构形状和尺寸，以保证机架内外的零件能正常运动根据产品批量和结构形式初步确定制造方法，合理选择材料，单件小批量的非标准设备机架可以采用焊接和锻喊结合的机架分析承载情况，根据承载情况合理的选择截面形式，确定主要设计参数画出结构草图，进行必要的强度和刚度计算和尺寸修改对重要设备的机架，还应该进行模拟实验设计和模拟实验，并根据实验结果对设计进行修改。5.3 横梁设计梁设计的要求与轴心受压相仿，钢梁设计应考虑强度、刚度、整体稳定和局部稳定各个方面满足要求。(1)梁的强度计算主要包括抗弯、抗剪和折算应力等强度应足够。(2)刚度主要是控制最大挠度不超过按受力和使用要求规定的容许值。(3)整体稳定指梁不会在刚度较差的侧向发生弯扭失稳，主要通过对梁的受压翼缘设足够的侧向支承，或适当加大梁截面以降低弯曲压应力至临界应力以下。(4)局部稳定指梁的翼缘和腹板等板件不会发生局部凸曲失稳，在梁中主要通过限制受压翼缘和腹板的宽厚比不超过规定，对组合梁的腹板则常设置加劲肋以提高其局部稳定性。梁的截面选择一、型钢梁截面的选择型钢梁截面应满足梁的强度、刚度、整体稳定和局部稳定四个要求，其中强度包括抗弯、抗剪、局部压应力和折算应力。由于型钢截面的翼缘和腹板等板件常有足够的厚度，一般不必验算局部稳定，无很大孔洞削弱时一般也不必验算剪应力。局部压应力和折算应力只在有较大集中荷载或支座反力时计算。型钢梁设计通常是先按抗弯强度(当梁的整体稳定有保证或Mmax处截面有较多孔洞削弱时)或整体稳定(当需计算整体稳定时)选择型钢截面，然后验算其它项目是否足够，不够时再作调整。为了节省钢材，应尽量采用牢固连接于受压翼缘的密铺面板或足够的侧向支承以达到不需计算整体稳定的要求。按抗弯强度或整体稳定(b值可先估计假定)选择单向(强轴)弯曲梁的型钢截面时，所需要的截面抵抗矩为：2、腹板尺寸梁高确定后腹板高也就确定了，腹板高为梁高减两个翼缘的厚度，在取腹板高时要考虑钢板的规格尺寸，一般使腹板高度为50mm的模数。从经济角度出发，腹板薄一些比较省钢，但腹板厚度的确定要考虑腹板的抗剪强度，腹板的局部稳定和构造要求。从抗剪强度角度来看，应满足下式：3、翼缘尺寸由式5.2.1求得需要的净截面模量，则整个截面需要的惯性矩为：5.4 机架的基本尺寸的确定机架是支撑及其自动变速器所有附件的可移动机构。要保证拆装自动变速器方便、安全；重量要轻，便于移动；架子要有足够的空间安装。而且自动变速器每个总成之间要考虑它们之间的协调关系。考虑到这些方面的因素后要确定的一些自动变速器尺寸根据这些数据，大概确定架子的长高。这样架子的地面的结构就确定了。支撑自动变速器的部件是支撑板，支撑板固定在支承轴上，支承轴安装在机架上。为了使机架能够方便移动，须在架子上装轮子，因此在架子的4个侧面通过螺栓各连接两个轮子，使得架子和轮子连接牢固。靠近转盘这端安装有锁止装置，使得架子在任何位置都能停止固定。5.5 架子材料的选择确定架子的结构确定后，就需要准备材料，买材料时要考虑钢材的性能，同时也要考虑成本，再者还要考虑到其美观，通过到市场调查分析后，台架选用6060的方钢和5050的角钢组合制作。其规格如表一所示。受力比较小的底架就用50的角钢制作，其他的受力大的转架就用60的方钢制作。在转架与支撑板的固定处需要用轴连接。表一钢材的尺寸规格60605050横截面图长度500567材料Q235Q2355.6 主要梁的强度校核考虑到一些外在压力，按照重量为600N进行校核。支承轴160，查机械工程材料 P105页表5-2得，Q235钢材的屈服强度 b =375460MPa，取 b=375 MP a解：和轴一样建立如图所示的坐标系。以轴心为x轴，垂直上平面的直线为y轴，一端点为圆点建立如图6.1所示的平面直角坐标系。因为：FRD =600N ，把RDE从D点移到E后的受力情况如图6.1所示。图6.1得到一个F和一个力矩M=FabLbe=6000.300NM=180 Nm计算轴的集惯性矩Ip和抗弯截面系数Wz，因为材料和轴的是一样的，所以 b=375 MP a , Ip=y2dA =10.16cm4; W= Ip/y max=6773.688410-6m3 所以 max= M max / W=180/（6773.6910-6）P a=0.26MP a也设安全系数：K=5故：K max=50.26MP a=1.5 MP a b=375 MP a因此：也可以做出结论转架在安全系数为5的情况下也是安全的。所以可以进行制作。解：以轴心为x轴，垂直上平面的直线为y轴，一端点为圆点建立如图2.2.1所示的平面直角坐标系。轴的受力分析。轴的轴心受力简图如图2.2.1-b所示。通过受力图可以明显看出轴的最大弯矩是在BE点之间。把F从C点移到B 后的受力情况如图2.2.1- b 所示。得到一个F和一个力矩M=FLbe=6000.3NM=180 Nm因为：Fba

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。