白炽灯自动生产线动力传递主系统优化设计【6张图/10700字】【优秀机械毕业设计论文】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共27页)
编号：618042
类型：共享资源
大小：973.52KB
格式：RAR
上传时间：2016-03-07
上传人：木***
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
50
积分
- 关 键 词：
-
白炽灯
自动生产线
动力
传递
系统
优化
设计
优秀
优良
机械
毕业设计
论文
- 资源描述：
-
- 内容简介：
-
毕业设计（论文）任务书 1、 设计 (论文 )题目 ： 白炽灯自动生产线动力传递主系统优化设计 系 （院）： 机械工程学院 专业班级： 学生姓名 : 学 号 : 起 迄 日 期 : 2008 年 9 月 24 日 2009 年 6 月 10 日 设计 (论文 ) 地点 : 指 导 教 师 : 职称： 教 研 室 主 任： 发任务书日期 : 2008 年 10 月 7 日 毕业设计（论文）任务书 文）应达到的目的： （ 1） 熟练掌握已往所学课程知识内容的综合应用能力； （ 2） 具备运用设计手册设计简单机械的基本能力； （ 3） 熟悉机械设计的一般过程和基本要求； （ 4） 熟悉机械设计基本规范； （ 5） 学会与机械设计相关的文献检索和调研； （ 6） 为以后从事与机械设计相关的工作打下基础。 文）的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 1. 额定 输出功率 P=42. 转速 比 为 : 电机 满载转速 =2750 r/输 出 转速 =275r/ 速比为 10:1。 二级为直 齿圆柱齿轮传动。 4 传动效率不低于 90%。 5要求外形紧凑，内部结构尽可能简单 。 入端为电动机，输出端联接工作台 。 7优化目标： 使 整个主传动系统（ 带传动、齿轮传动 ） 体积 尽可能小 。 毕 业设计（论文）任务书 文）成果的要求包括图表、实物等硬件要求： （ 1）整机装配图 1 张 （ 0 号图纸，手工绘图） ； （ 2）输入 、输出 轴上 齿轮零件图 各 1 张 （ 1 号图纸） ，输出轴零件图 1 张 （ 1号图纸，手工绘图） ，大带轮零件图 1 张（ 1 号图纸） ； （ 3）设计说明书 1 份 （不少于 9000 字） ； （ 1） 王之栎，王大康，机械设计课程综合设计，机械工业出版社， 2006 （ 2） 杨可帧，程光蕴，机械设计基础，第五版，高教出版社， 2003 （ 3） 濮良贵，纪明纲，机械设计，第八版，高教出版社， 2007 （ 4） 汝 元功，唐照明，机械设计手册，高教出版社， 1995 （ 5） 孙桓，陈作模，机械原理，第五版，高教出版社， 1996 （ 6） 齿轮手册编委会，齿轮手册，机械工业出版社， 1990 （ 7） 周开勤，机械零件手册，第四版，高教出版社， 1994 （ 8） 机械工程手册编委会，机械工程手册，第二版，机械工业出版社， 1995 （ 9） 孙靖民 北京 :机械工业出版社 ,1999 （ 10） 田福祥 M1998 （ 11） 陈立周 冶金工业出版社 ,1985 （ 12） 王凤歧 天津大学 ,2002 （ 13） 胡治民，谢志勇，圆柱齿轮 减速器优化设计，机电工程技术， 2004， 7 期， 90（ 14） 徐元等，二级斜齿圆柱齿轮减速器可靠性优化设计，现代制造工程， 2004， 11 期，84 15） 梁晓光，优化设计方法在齿轮减速器中的应用，山西机械， 2003， 2 期， 20 16） 赵又红等，二级圆柱齿轮减速器多目标优化设计，湘潭大学自然科学学报， 2003，2 期， 83 17） 李玉平，斜齿减速器的优化设计，机械工程师， 2002， 4 期， 40 18） 张伟社等，基于齿面寿命的齿轮参数优化设计，煤矿机械， 2004， 10 期， 5 19） 张金海，单级圆柱齿轮减速器优化设计，十 堰职业技术学院学报， 1994， 3 期， 19 20） 普通 V 带传动的优化设计 ， 焦作工学院学报 ， 2000 年第 19 卷第 4 期 （ 21） 基于改进遗传算法的带传动优化设计 ， 机械 ， 2006 年第 33 卷第 7 期 （ 22） 基于 V 带传动优化设计 ， 陕西理工学院学报：自然科学版 2006 年第 22 卷第 3 期 （ 23） V 带传动可靠性优化设计 ， 现代机械 ， 2002 年第 1 期 （ 24） 内点惩罚函数法在 V 带传动优化设计中应用 ， 茂名学院学报 ， 2004年第 14 卷第 3 期 。 （ 25） 带传动优化设计 ， 机械设计 ， 1989 年第 1 期 毕业设计 （ 论文）任务书 文）工作进度计划： 序号 起 迄 日 期 工 作 内 容 1 2008， 9， 2411， 15 阅读设计任务书， 通过图书馆和互联网等 检索、收集相关参考文献，阅读参考文献 和有关资料 ，熟悉设计对象和内容， 准备好有关机械设计手册、相关书籍和用具，按照设计任务书拟定个人计划 ，完成前期工作材料（开题报告，英译中） 2 2008， 11， 1612， 16 根据设计任务书确定工作原理、选取合宜机构；确定设计方案和传动方案；画出 工作（或 机构 ） 原理图、传动简图 3 2008， 12， 172009，2, 17 优化设计计算 : 选出电机型号 , 优化计算建模 , 优化计算式子的建立 , 算出优化结果 : 包括各级传动比的分配、 各轴功率、转速和转矩、各零件材料的选出、各零件 运动分析结果和 受力分析结果、 （根据强度、刚度和寿命等） 各零 件主要尺寸参数 计算结果 等。 4 2009， 2， 183， 18 结构设计，并绘制装配草图、零件草图 5 2009， 3， 194， 19 绘制正式装配图、零件图 6 2009， 4， 205， 20 撰写设计计算说明书 7 2009， 5， 216， 10 准备答辩 指导教师 （亲笔签名） 日期： 2008 年 10 月 7 日 教研室审查意见： 负责人： （亲笔签名） 年 月 日 系（院）意见： 系（院）领导： （亲笔签名 ） 年 月 日 毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目： 白炽灯自动生产线动力传递主系统优化设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 职 称： 年 月 日 毕业设计（论文）开题报告 内外研究现状、水平和发展趋势 研究意义 ： 本 课题 全面优化 动力 传递主系统 结构 ，可大大提高我国的 白炽灯自动生产线 水平，使之接近目前国际水平。 研究与解决 系统结构 问题 在发展经济、节约能源、保证人与自然协调共存等方面都有十分重要的意义和作用。因此，本课程设计符合市场及技术经济的需求，对我国工业的发展有着重要的意义。 国外现状： 国外先进的全自动白炽灯生产线的生产能力为 8000只 /小时 ,合格率 98以上 ,如美国司 1986 年已开始使用的。各大公司大多仍在使用白炽灯 2500 4000 只 /小时 ,直管荧光灯 1800 4000 支 /小时的中速生产线。 代表世界水平的制灯生产线还 有 :日 本日立公司的 白炽灯 生产线为 1800 只 /小时 ,10 15 人 /班 ,合格率 98 99 。 国内现状 : 2003 年中照协五届一次理事会议距今已 五 年了， 五 年来我国 照明 电器行业发生了巨大的变化，得到了快速的发展。 灯具 同样得到快速发展 。 灯具 产品从单纯仿制向自行设计的步伐在加快，国内市场涌现出一大批消费者认同的品牌，在家居、商业、工程、室外、道路等不同应用场所享有了一定的知名度，这说明我们的企业和行业正在走向成熟。 近年来，全行业有两家企业技术中心获国家认定；有五家企业的商标获得国家工商总局授予 中国驰名商标 ；有 11 家企业的 12 种产品获得 中国名牌产品 称号；有百余项产品获得国家质检总局授予 免 检产品资格 。这说明了我们 照明 电器产品质量有了大幅度的提高。 企业的数量在增加。 2001 年全国工业普查时的数据全行业超过 8000 家， 五 年后的今天据不完全统计已超过 10000 家。同时，企业的规模也在不断扩大。 五 年前销售额在 10亿元以上的企业仅有 12 家，现在已有 20 家企业销售额超过 10 亿元，有的已超过 20 亿元。 由于企业实力的增强，有越来越多的企业更加重视 技术进步，加大了自主创新的投入力度。例如在 产中大部分实现了单机自动化生产；圆排车的普遍应用大大提高了生产效率和产品的一致性；越来越多的企业在电子镇流器生产中采用了自动插件机和自动贴片机；最近螺旋管自动弯管机的成功开发，又是一项重大的突破，这可以大大解放一批手工弯管工人，提高了效率，改善了工人的劳动条件；格栅灯盘和支架生产线过去是单机，现在已在使用自动生产线；筒灯生产过去全部是人工旋压，目前有的企业已购置了自动旋压设备。 灯具 企业也在建立自己的实验室，购买了分布式光度计等大型仪器设备，为自主设计提供了必要的条件，加大研究开发的力度，使企业逐步走向良性循环的道路。 近年来行业的发展促进了地方经济的发展，越来越多的地方政府将 照明 产业视为本地区的支柱产业。协会先后命名中山古镇、余姚梁弄和武进邹区为产业特色区域。另外还有 一些地区已形成了相对集中的产业集群，如浙江临安、江苏建湖的紧凑型荧光灯，浙江上虞的荧光灯及 灯具 ，江苏高邮的路灯 灯具 等均具备了相当的规模。 当前面 临的形势 进入新世纪，能源和环境问题已经成为制约人类发展的瓶颈，气候变化、节能减排成为国际社会关注的热点。今年这一形势更为突出，无论双边或多边的国际交往中，气候变化、节能减排均是一个 重要议题。国际社会十分关注，中国政府也比以往任何时候更加重视。 胡锦涛总书记在十七大报告上论述深入贯彻落实科学发展观时指出 必须把建设资源节约型，环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置，落实到每个单位、每个家庭。 温家宝总理今年 6 月 14 日在一份报告上批示 要加大力度，狠抓推广 节能灯 各项工作的落实 。 因此我们必须加强白炽灯生产线动力主传动系统优化设计，从而起到节约能源效果。 毕业设计（论文）开题报告 能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施 。 本 次设计 首先选择了 传动系统的形式和基本外形尺寸，再根据生产 条件选择了适合 白炽灯自动生产线的主传动系统 。通过对 自动生产线与动力系统的 了解，并联系 生产 环境和条件，对 电机型号 、 带 及 带轮 进行了 选择。根据 对传动齿轮 及 及输出轴 的估算。通过得到的数据选择了适合本次设计的 具体方案 。此后进行了齿轮和轴的设计计算，并进行了强度校核，使设计的齿轮和轴都能够满足实际的需要 ,使整个主传动系统（带传动、齿轮传动）体积尽可能小 径）和可行性分析 机床主传动系统是机床中传递动力最大的传动链，其结构尺寸和齿轮模数通常较大。采用优化设计的方法，降低成本、减少材料消耗及齿轮的切削加工量，是非常有必要的。在优化设计中，数学模型建立的合理与否，对设计结果有很大的影响。笔者在对机床主传动系统进 行优化设计时，提出了合理的建模方案，探讨了其特点。设计参数的确定结构式的选择 ,结构式是根据机床主轴的调速范围、 传动 比和传动组数设计的机床主传动系统的基本传动方案。设计时通常只有几个结构式可以满足传动要求。根据传动副的“前多后少”、“前紧后松”的原则进行总体结构设计 毕业设计（论文）开题报告 指导教师意见： （对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计结果的预测） 。 指导教师： 年 月 日 系 审查意见： 系 负责人： 年 月 日 毕 业 设 计（论 文）说 明 书 题 目 白炽灯自动生产线动力传递主系统 优化设计 学 生 学 院 专 业 班 级 学 号 指 导 教 师 1 目 录 第一章 前言 3 第二章 确定电动机类型 5 动机的功率 5 动机的转速 5 电动机的 优点 6 第三章 带及带轮的设计 7 7 择 7 7 定传动中心距和带长 7 算主动轮上的包角 8 定 8 定带的初拉力 9 带传动作用在轴上的压力 9 带带轮的设计 10 10 10 动带轮的设计 11 第四章 齿轮传动设计及计算 12 轮传动设计及计算 12 择齿轮材料 12 12 根弯曲疲劳强度校核计算 14 轮其它尺寸计算 15 第五章 轴 的设计及强度校核 17 的材料的选择 17 17 20 20 的强度校核 20 确校核轴的疲劳强度 22 第六章 设计体会 24 第七章 参考文献 25 第八章 附图 25 2 第九章 致谢 26 3 第一章 前言 毕业设计是学生在学完教学计划所规定的全部课程后，总结在校学习成果，应用自己所学知识和能力进行的一次综合性的大实践，在校学习的最后一环，必将对毕业后的工作产生深远的影响。毕业设计培养和锻炼自己对所学知识的灵活应用，通过毕业设计，可以掌握正 确的设计方法和设计思维方法，进一步提高自己有关机械制造工艺及设备方面的设计能力，提高制图、计算、文字叙述、运用各种标准、规范、手册的能力，学会调查研究、理论联系实际、锻炼查阅、分析研究国内外有关资料的能力，巩固并扩大知识领域和视野，学习本专业范围内与设计题目有关的专业知识，使自己得到更好的锻炼，以能够胜任将来的工作的需要。 人类使用白炽灯泡已有 128 年的历史了 ,将灯丝通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见光的电光源。自 1879年，美国的 碳丝）白炽灯以来，经人们对灯丝材料、灯丝 结构、充填气体的不断改进，白炽灯的发光效率也相应提高。 1959年，美国在白炽灯的基础上发展了体积和衰光极小的卤钨灯。白炽灯的发展趋势主要是研制节能型灯泡。不同用途和要求的白炽灯，其结构和部件不尽相同。白炽灯的光效虽低，但光色和集光性能好，是产量最大，应用最广泛的电光源。 自动生产线是由工件传送系统和控制系统，将一组自动机床和辅助设备按照工艺顺序联结起来，自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统，简称自动线。 从二十世纪 20年代开始，随着汽车、滚动轴承、小型电动机和缝纫机等工业发展，机械制造中开始 出现自动线，最早出现的是组合机床自动线。在此之前，首先是在汽车工业中出现了流水生产线和半自动生产线，随后发展成为自动线。第二次世界大战后，在工业发达国家的机械制造业中，自动线的数目出现了急剧增加。 采用自动线进行生产的产品应有足够大的产量；产品设计和工艺应先进、稳定、可靠，并在较长时间内保持基本不变。在大批、大量生产中采用自动线能提高劳动生产率，稳定和提高产品质量，改善劳动条件，缩减生产占地面积，降低生产成本，缩短生产周期，保证生产均衡性，有显著的经济效益。 机械制造业中有铸造、锻造、冲压、 热处理、焊接、切削加工和机械装配等自动线，也有包括不同性质的工序，如毛坯制造、加工、装配、检验和包装等的综合自动线。 自动线中设备的联结方式有刚性联接和柔性联接两种。在刚性联接自动线中，工序之间没有储料装置，工件的加工和传送过程有严格的节奏性。当某一台设备发生故障而停歇时，会引起全线停工。因此，对刚性联接自动线中各种设备的工作可靠性要求高。 在柔性联接自动线中，各工序 (或工段 )之间设有储料装置，各工序节拍不必严格一致，某一台设备短暂停歇时，可以由储料装置在一定时间内起调剂平衡的作用，因而不会影响其他设备正常工作。综合自动线、装配自动线和较长的组合机床自动线常采用柔性联接。 自动线的工件传送系统一般包括机床上下料装置、传送装置和储料装置。在旋转体加工自动线中，传送装置包括重力输送式或强制输送式的料槽或料道，提升、转位和分配装置等。有时采用机械手完成传送装置的某些功能。在组合机床自动线中当工件有合适的输送基面时，采用直接输送方式，其传送装置有各种步进式输送装置、转位装置和翻转装置等对于外形不规则、无合适的输送基面的工件，通常装在随行夹具上定位和输送，这种情况下要增设随行夹具的返回装置。 自动线的控制系统主要用于保证线内的机床、工件传送系统，以及辅助设备按照规定的工作循环和联锁要求正常工作，并设有故障寻检装置和信号装置。为适应自动线的调试和正常运行的要求，控制系统有三种工作状态：调整、半自动和自动。在调整状态时可 4 手动操作和调整，实现单台设备的各个动作；在半自动状态时可实现单台设备的单循环工作；在自动状态时自动线能连续工作。 控制系统有 “ 预停 ” 控制机能，自动线在正常工作情况下需要停车时，能在完成一个工作循环、各机床的有关运动部件都回到原始位置后才停车。自动线的其他辅助设备是根据 工艺需要和自动化程度设置的，如有清洗机工件自动检验装置、自动换刀装置、自动捧屑系统和集中冷却系统等。为提高自动线的生产率，必须保证自动线的工作可靠性。影响自动线工作可靠性的主要因素是加工质量的稳定性和设备工作可靠性。 自动线的发展方向主要是提高生产率和增大多用性、灵活性。为适应多品种生产的需要，将发展能快速调整的可调自动线。 动力系统：电力系统和动力部分的总和。其中，动力部分，包括火电厂的锅炉、汽轮机、热力网和用热设备；水电厂的水库、水轮机等；核电厂的核反应堆等。 本次设计主要包括 四 大部分。 第一部分为 电机类型的选择 ， 第 二 部分为 带及带轮尺寸及结构形状的设计，第三部分为齿轮尺寸结构设计及各项传动性能校核，第四部分为输出轴的结构设计与传动性能校核。 综合以上各方面的设计和各个装置的相对位置关系，可以设计出 总体结构样式 。由于此次设计是根据实际生产加工中的需要来进行设计的，因此还从经济性方面分析了此次设计的可行性。另外，分析了此次设计相对于一般生产加工情况的优点、此次设计的不足，和可能改进的方法。 5 第二章 确定电动机类型 动机的功率 电动机 功率由公式 来计算，传动装置的总效率a，应由组成传动装置的各个部分运动副的效率只积，即321 a，其中 1 、 2 、3分别为每一个转动副的效率，选取传动副的效率值如下： 滚动轴承（每对） 即取 1 =带传动 即取 2 =轮传动 3= 动机的转速 根据资料可查得主轴的转速在 275 按机械设计指导书中表一所推荐的传动比合理取值范围，取 V 带的传动比 i 2 4，即可满足电动机的转速与主轴的转速相匹配，故电动机转速范围可选为： 2（ 15007504 ） 3000 符合这一范围的同步电动机转速的有 720 1440 2900 根据容量和相关转速，由机械设计通 用手册查出三种适宜的电动机型号，因此有三种不同的传动比方案，如表 1： 表 1 电动机的型号和技术参数及传动比 方案 电动机型 号 额定 功率 电动机转速 基本参数 P/步 转速 满载 转速 效率（ %） 电动机重量（ 功率因数 1 50 720 85 119 500 1440 8 000 2900 4 合 考虑电动机和传动装置的尺寸、 重量以及带传动的传动比，可知方案 3比较适合。因此选定电动机型号为 选电动机的额定功率载转速900r 传动比适中，传动装置结构较紧凑。如表 2： 6 表 2 其主要参数如下表 型 号 额定功率 载 时 额 定 电 流 额 定 转 矩 最 大 转 矩 转速 r 电流（ 380V） 效 率% 功率因数 000 11 电动机尺寸列表 单位 中心高 H 外形尺寸 )2( 底脚安装尺寸 地脚螺栓孔直径 K 轴伸尺寸 装键部位尺寸 电 动 机 的输 出 轴 尺寸 G 132 315345475 140216 12 8038 4110 33 该 电动机的 优点 : 一般用于驱动 自动生线 的电动机为异步电动机。其中，低压 电动机中的 Y 系列三相异步电动机尤为合适。 Y 系列三相异步电动机具有 率高，节能，堵转转矩高，噪声低，振动小，运行安全可靠的特点，作为一般用途的电动机，适用于驱动无特殊性能要求的各种机械设备，如金属切削机床、鼓风机、水泵等6。 7 第三章 带及带轮的设计 根据 白炽灯自动生线主传动系统 的具体传动要求，可选取电动机和 过桥装置 之间用 为在工作过程中，传动件 V 带是一个挠性件，它赋有弹性，能缓和冲击，吸收震动，因而 生产线传动系统 工作平稳，噪音 小等优点。虽然在传动过程中 V 带与带轮之间存在 着一些摩擦，导致两者的相对滑动，使传动比不精确但不会影响其传动， 只要传动比比较 准确就可以满足要求，而且 V 带的弹性滑动对 主传动系统 的一些重要部件是一种过载保护，不会造成机体部件的严重损坏，还有 V 带及带伦的结构简单、制造成本底、容易维修和保养、便于安装，所以，在电动机与 过桥装置 之间选用 V 带与带轮的传动配合是很合理的。 选择 确定 度和根数，再来确定导轮的材料、结构和尺寸（轮宽、直径、槽数及槽的尺寸等），传动中心距（安装 尺寸），带轮作用在轴的压力（为设计轴承作好准备）。 定计算功率 其中： 工作情况系数 P 电动机的功率 查机械设计基础一书中的表 14 7 可知： 择 根据计算得知的功率带轮）的转速 1n （与电动机一样的速度），查机械设计基础一书图 14 12，可以选择 型。 （ 1）初选主动带轮的基准直径 1D ：根据机械设计基础一书，可选择 4 2，选取 1D 。 （ 2）计算 ： 1 范围内，速度 电动机与 过桥装置 传动比的计算 56 0 03 0 0 021 3）计算从动轮的直径 2D 8 004060030001212 定传动中心距和带长 取 )(2)(121 即： )2 0 040(2)2 0 040( 801680 取： 000 带长 012210 4 )()(22 a d 即：3004 )40200()20040( 77按机械设计基础一书中查表 14 5，选择 相 近的基本长度周长查得： 54， 14。 实际的中心距可按下列公式求得： 8)(8)(2)(2 1222121 也可用经验公式：20 求得 ： 10 算主动轮上的包角 01201 60180 a 即： 001 60300 40200180 求得 ： 001 120148 a 满足 定 )(00其中 ：0p 单根普通 )(0 k 考虑包角不同大的影响系数，简称包角系数 考虑的材质情况 系数，简称材质系数，对于棉帘布和棉线绳结构的胶带，取 75.0k ，对于化学线绳结构的胶带，取 0.1k 。 0p 计入传动比的影响时，单根普通 计算公式如下： 100 01.0 式中： T 单根普通 ，从机械设计基础可以查表 14 10 1n 主动轮的转速 查得： T 则： 0 0 查表取值： k 0 01 查得： 取 1Z 根 定带的初拉力 单根 V 带适当的初拉力020 )00 pF 其中： q 传动带单位长度的质量， 即： 带传动作用在轴上的压力 为了设计安装带轮轴和轴承， 必 需确定 V 带作用在轴上的压力 Q ，它等于 V 带两边的初拉力之和，忽略 Q 值可以近似由下式算出： 即： 2s 10 带带轮的设计 因为带轮的转速 ，即 5 ，转速比较底，所以材料选定为灰铸铁，硬度为 200 带轮的结构设计主要是根 据带轮的基准直径，选择带轮的结构形式，根据带的型号来确定带轮 的尺寸，设计如下： 主动带轮的结构选择 因为根据主动带轮的基准直径尺寸 01 ，而与主动带轮配合的电动机轴的直径是 91 ， 采用 S 型带轮 ，所以主动带轮采用 实心结构 。 带 轮参数的选择： 通过查机械设计基础一书，可以 确定主动带轮的结构参数，结构参数如下表，其他的相关尺寸可以根据互相间结构关系来确定带轮的具体尺寸 ,如图 2。 表 带轮的结构参数 单位（ 带的型号 m f t s b S 16 5 20 4 38 图 2 主动带轮的结构 11 主动带轮的厚度可以由计算公式： 2)1( 求得 即 ： 1( 主动带轮的结构如图 2： 动带轮的设计 从动带轮的结果选择 因为根据主动带轮的基准直径和传动比来确定，即 002 ， 002 ，所以从动带轮同样采用实心结构 。 从 动带轮的参数选择：通过查机械设计基础一书，可查得带轮的结 构参数间表，其他一些相关尺寸可以根据相应的配套关系业 计算求得。 表 带轮的结构参数 单位（ 带的型号 m f t s b B 16 5 20 14 14 38 动带轮的厚度可以由计算公式： 2)1( 求得 即 ： 814220)11( 从动带轮的结构如图 3： 图 3 从动带轮的结构 12 第四章 齿轮传动设计及计算 齿轮传动设计及计算 根据 工作台运行速度 和 过桥轴 转速可得传动比 i ： 21600 2 . 1 8275ni n 则齿轮传动的设计计算如下： 择齿轮材料 , 齿轮最常用的材料 是 锻钢，其次是铸钢和铸铁，有时也采用非金属材料。 a 选择齿轮材料查表得 ： 小齿轮选用 #45 调质 45275齿轮选用 #45 正火 10240b 按齿面接触疲劳强度设计计算 确定齿轮传动精度等级： 按 131( 0 . 0 1 3 0 . 0 2 2 )t n(1估取圆周速度，得： m s，参考表选取 公差组 8级。 小齿轮分度圆直径1 1 4 E H I Z (1齿宽系数d查表得按齿轮相对轴承为非对销布置：取d=齿轮齿数1040中选 1Z=30 大齿轮齿数2111600 3 0 6 5 . 4 5275 圆整 65; 齿数比 u 2165 2 . 1 630 ; 传动比误差 2 . 1 2 2 . 1 2 ) 0 . 0 02 . 1 2% 范围内合适。 13 小轮转矩 66114 . 09 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 6 3 6 6 6 . 6 6 6600pT n N 载荷系数 K K K K g g g(1 使用系数 动载荷系数 向载荷分布系数 K查相关图得 K=间载荷分配系数 K由 =0得 121 1 1 1 1 . 8 8 3 . 2 ( ) c o s 1 . 8 8 3 . 2 ( ) 1 . 7 23 0 6 5 (1则载荷系数 . 1 5 1 . 0 7 1 . 1 5 1 . 4 2 弹性系数 21 8 9 . 8点影响系数查相关图及,查相关图 ( =0, 1x=2x=0)得 合度系数 Z查相关图（ 0 ）得 Z=用接触应力 H H=n w S 触疲劳极限应力相关图得 570 N/460 N/力循环次数1N、20106 0 1 4 1 5 . 4 3 1 ( 8 3 0 0 8 ) 1 . 6 3 1 0 2N= 8 81 1 . 6 3 1 0 7 . 7 0 7 1 02 . 1 1 5 由查相关图得接触强度的寿命系数1允许有点蚀） 14 1 硬化系数 接触强度安全系数一般可靠度查m 1 5 7 0 1 1 5 1 81 . 1H N m m , 22 4 6 0 1 4 1 81 . 1H N m m 故根据式 (2231 2 1 . 4 2 6 3 6 6 6 . 6 6 6 2 . 1 8 1 1 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 8( ) 6 1 . 5 20 . 8 2 . 1 8 4 1 8 g 得： 1轮模数 m m=11m=2 小轮分度圆直径的圆整值 11 3 0 2 6 0 m 圆周速度 v 11 6 0 6 0 0 1 . 8 8 46 0 0 0 0 6 0 0 0 0 m/s； 与估取 2 很相近 ,对不必修正 V ； 小轮分度圆直径 1160 大轮分度圆直径 22 2 6 5 1 3 0d m Z 中心距 12() 2 ( 3 0 6 5 ) 9522m Z 齿宽 1 m i n 0 . 8 3 7 . 5 2 3 0 . 0 2 大轮齿宽 2 30； 小轮齿宽 12 ( 5 1 0 ) 3 5 ； 根弯曲疲劳强度校 核计算 112 F F a S a Y Yb d mg； 15 齿形系数 小轮 1 大轮 2 应力修正系数 小轮 1 大轮 2 重合度系数 0 . 2 5 0 . 7 5 0 . 2 5 1 . 7 5 0 . 6 91 . 7 2Y ； 许用弯曲应力 Fm i n g N/ 弯曲疲劳极限相关图得 460，390； 弯曲寿命 系数 1； 尺寸系数 ； 安全系数 则 l i m 1 1 11 4 6 0 1 1 3 5 3 . 8 51 . 3F N N/ l i m 2 2 22 3 9 0 1 1 3 0 01 . 3F N N/ 故 112 1 . 4 2 1 0 1 2 0 . 6 2 8 7 4 2 . 5 0 42 . 6 1 . 6 0 0 . 6 9 2 . 8 7 4 0 . 2 93 5 3 9 1 . 5 2 0 4 7 . 5 ； 222 1 . 4 2 1 0 1 2 0 . 6 2 8 7 4 2 . 5 0 42 . 3 1 . 7 2 0 . 6 9 2 . 7 3 4 4 . 7 13 0 3 9 1 . 5 1 7 5 5 ； 可得 结论 :齿根弯曲强度足够。 轮其它尺寸计算 分度圆直径 11 2 3 0 6 0d m Z ； 1d=60,2d=130； 齿项高 *h m g； 1 齿根高 *()h C m g； 1 齿全高 *( 2 )ah h C mg； 1h=2h= 齿顶圆直径 *2 ( 2 )a a ad d h Z h m ； 14 , 234； 16 齿根圆直径 *2 ( 2 )f a ad d h Z h m m； 17, 227； 齿距 ； 1p=2p= 齿厚 2 ； 1s=2s= 齿槽宽 2 ； 1e=2e= 基圆齿距 ； 1 法向 齿距 c o p p ； 1 顶隙 *c c m g ； 1c=2c= 分度圆压力角 1220o7。 17 第五章 轴 的设计及强度校核 的材料的选择 轴的材料种类很多，要根据强度、刚度核耐磨性等要求，选择材料种类核热处理方式，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，通常使用中碳钢，最常用的是 45 号钢，不太重要或受力小的轴可以使用 合金钢比碳素钢具有更高的机械强度和优良的热处理性能，但对 应力集中比较敏感，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。 球墨铸铁和高强度铸铁适合于制造形状复杂的轴（如曲轴、凸轮轴等），它具有良好的吸振性和耐磨性，对应力集中不敏感，但是铸造质量不易控制。 小直径的轴可以使用轧制圆钢，大直径或直径变化较大的阶梯轴需要使用锻件，形状复杂的轴通常采用铸造方式制造。 根据轴的常用材料及主要机械性能， 选择 45 为轴的材料 并进行热处理确度为40 对于仅传递扭矩或主要装的扭矩的传动轴，应按扭转强度计算 。对于既受弯矩又受扭矩的转轴，可以通过降低许用剪应力的方法考虑弯矩的影响，用扭转强度估算转轴的最小直径，然后进行轴的结构设计。 设计计算公式为 3 1式中 d 轴的直径， A 考虑了弯矩影响的设计系数； P 轴传递的功率， n 轴的转速， r/ 本 节 设计机床的传动结构 ， 下面对齿轮传动系统中的高速轴进行强度校核。 a 求输出轴上的转矩1T 18 661149 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 6 6 6 6 . 6 6 7600pT n N mm b 求作用在齿轮上的力 输出轴上的小 齿轮的分度圆直径为 11 2 3 0 6 0d m Z 周力向力轴向力 F的大小如下，方向如图 1 图 1的受力分析图 此可得： 222 2 6 6 6 6 . 6 7 102130t TF d N 1t a n t a n 2 01 0 2 3 7c o s c o s 0 N t a n 1 0 2 t a n 0 0 N 式中 1 压力角； 螺旋角，因是直齿圆柱齿轮，因此 0。 c 确定轴的最小直径 选取轴的材料为 45钢，正火处理。按式 1估轴的最小直径，查表取 A 115，可得 ： 1 33m i 5 2 1 . 6 4600n 19 图 1的结构图 of 轴段 （见图 1于安装联轴器，其直径应该与联轴器的孔径相配合，因此要先选用联轴器。联轴器的计算转矩T K T，根据工作情况选取T K T10000根据工作要求选用十字 轴式万向联轴器，型号为 用转矩 T 22400 与输出轴联接的半联轴器孔径1d 30此取轴段 的直径1d 30轴器轮毂总宽度 L 94与轴配合的毂孔长度 L 50 d 轴的结构设计 1) 拟定轴上零件的装配方案 装配方案见装配总图。 2) 按轴向定位要求确定各轴段直径和长度 轴段 联轴器左端用轴端挡圈定 位，按轴段 的直径1d 30挡圈直径D=20B/为保证轴端挡圈压紧半联轴器，轴段 的长度1轴器配合段毂孔长度 (L=47短 2 31L 50 轴段 为了 联轴器的轴向定位，轴段 右端制出定位轴肩，取轴肩高度 h5mm(h所以轴段 的直径2d 40 轴段 该轴段安装滚动轴承 , 轴承采用套筒定位，右端使用轴环定位。取轴段直径4d 40。 。考虑轴承承受径向力不承受轴向力，选择深沟球轴承 8。取轴段直径2d 35，选用61803型深沟球轴承，尺寸 dDT 35 80 21。 20 轴段 该轴段安装 从动 齿轮 ，根据 齿轮 的宽度选取此段轴长度为 20 轴段 左端用轴端挡圈定位，按轴段 的直径 螺母 保证轴端 螺母压紧半联轴器， 并防止松动采用双螺母并紧。 联轴器与轴的周向定位采用 0手册中查得平键截面尺寸 bh= 84, 根据轮毂宽度，由键长系列中选取键长 L=36轴器与轴的配合为 H7/ 齿轮与轴的周向定位采用 键的尺寸为 bhL= 8 4 齿轮与轴的配合为 H7/ 滚动轴承与轴的周向定位采用过渡配合保证的，因此轴段直径尺寸公差取为 各轴肩处的圆角半径见图 2端倒角取 145 。 的强度校核 a 求轴的载荷 首先根据轴的结构图作出轴的计算简图 （见图 1。在确定轴承的支撑点位置时，从手册中查取 于 61803型深沟球轴承，因此轴的支承跨距 L=93 根据轴的计算简图作为轴的弯矩图、扭矩图和当量弯矩图。从轴的结构图和当量弯矩图中可以看出， 轴的危险截面。 M、 M 、 T 及 支反力 水平面 109 N ，209 N 垂直面 197 N , 276 N 弯矩 N 直面 1N 21 M 21L 31a )( b )( c )( d )( e )( f )图 1的计算简图 of 合成弯矩 M 22 M= 225 5 3 8 . 5 3 2 0 6 . 5 =N 矩 T T = 当量弯矩 T= 226 3 9 9 . 7 0 . 6 1 0 1 2 0 . 6=N mm b 校核轴的强度 轴的材料为 45 钢，调质处理。由表查得B=650 2N 则 =即 5865 2N 取 =60 2N 轴的计算应力为 22 W =8= =60 N/据计算结果可知，该轴满足强度要求。 确校核轴的疲劳强度 对于重要的轴，必须按安全系数精确校核轴的疲劳强度。一般用途的轴，该步工作可以省略。 a 判断危险截面 危险截面应该是应力较大，同时应力集中较严重。从受载情况观察，截面 应力集中不大（过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端），而且这里轴直径最大，故截面 C 不必校核。从应力集中对轴的疲劳强度削弱程度观 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，同时轴径也较大。分析可知，危险截面为 截面（左侧）。 b 计算危险截面应力 截面右侧弯矩 M 为 M =N/ 截面上的扭矩 T 为 T =N/ 抗弯截面系数 W =d = 8 = 抗扭截面系数 d = 8 = 截面上的弯曲应力 b =N/ 截面上的扭转剪应力 = N/ 弯曲应力幅度 a=b= N/ 弯曲平均应力 m=0； 扭转剪应力的应力幅与平均应力相等，即 2 =N/ c 确定影响系数 轴的材料为 45 号钢，调质处理。由表查得B=600 N/=275 N/=140 N/ 轴肩圆角处的有效应力集中系数 k、 k。根据 0/18 表经插值后可得 k=k= 23 尺寸系数、根据轴截面为圆截面查图得=。 表面质量系数、根据B=600 2N 表面加工方法为精车，查图得=料弯曲、扭转的特性系数、取= 上面结果可得 1 2 表中的许用安全系数 S =知该轴安全。 24 第六章 设计体会 毕业设计是 大学四年来理论基础知道和专业基础知识学习 过程 中 最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节 ，是对专 业基础知识的一次考验与综合运用。 通过毕业设计能使学生综合 运 用 大学几年来 所学的理论 和专业 知识和 在生产实习过程中学到的实践经验 ， 以 全面、系统、 地培养学生独立思考能力、创新能
- 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。
川公网安备: 51019002004831号