【《某角磨机的关键零部件设计计算案例》1900字】

53某角磨机的关键零部件设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u58851.1电机的设计 1113591.2齿轮结构设计 1149211.3输出轴的设计 3161431.4轴承的选择及校核 469411.5风扇的设计 71.1电机的设计通过查找资料所了解，角磨机内部的电动机属于直流电机，而直流电动机又由两部分组成，即定子组件和转子组件定子组件主要有主磁极、换向极、机座和电刷装置等组成。转子组件是直流电机最主要的部件，它主要由电枢铁芯、电枢绕组和换向器组成。定子组件和转子组件的装配尺寸一定要相吻合。角磨机里采用的是直流电机中的串励式电机，它是由定子组件和转子组件串联连接的，抵消了交流电的交变作用，忽略了频率的变化，转速达到上万转。串励直流电机的接线图如图3-1所示图3-1串励直流电机的接线图1.2齿轮结构设计1.2.1齿轮的材料选择及参数小齿轮选用45钢调质处理，齿面硬度260HBS。大齿轮选用45钢正火处理，齿面硬度220HBS，HBS1-HBS2=260-220=40,选择合理。查得σFlim1=240Mpa,σFlim2=240Mpa,SF=1.3故[σFp1]===129Mpa[σFp2]===195Mpa齿轮精度采用电机驱动，中等冲击，由电机转速/额定转速得传动比i=1.5取小齿轮齿数Z1=9，则大齿轮Z2=12×2.91=31.5，取Z2=32，实际传动比i=329=1.粗选8级精度小齿轮齿数Z1=9大齿轮齿数Z2=32（1）计算分度圆锥角δ1=arctan=arctan932=15.64°δ2=90°-δ1=90°-18.8°=74.36°（2）计算当量齿数Zv1==12cos15.64°Zv2==32cos74.36（3）计算模数查的YF1=1.02,YF2=2.16因为==0.023，==0.011＞，故将代入计算。mm≥=34×1.1×1.7297(1−0.5×0.3)3.5（4）计算大端模数m==1.261−0.5×0.3=1.48查表取m=1.5（5）计算分度圆直径d1=mZ1=1.5×9=11.5mmd2=mZ2=1.5×32=48mm(6)计算外锥距R==1.52×9×(6)计算齿宽b=ΨRR=0.3×24.9=7.5mm取b1=b2=7.5mm(7)锥齿轮参数1.2.2验算轮齿弯曲疲劳强度由T=9550Pn算出小齿轮TσF1=2KT[σFp1]=129Mpa,σF1＜[σFp1]，故小齿轮合适。由T=9550Pn算出大齿轮TσF2=2KT[σFp2]=195Mpa,σF2＜[σFp2]，故小齿轮合适。1.3输出轴的设计1.1.1轴的材料选择轴是是机器中最重要的零件，它主要是作为支撑其它零件旋转的传动零件，并传递运动和动力。轴常用的材料是碳钢和合金钢。一般用途的轴，多用含碳量为0.25%~0.5%的中碳钢，特别是45钢。所以，此次设计，轴的材料选择45钢。1.1.2按扭转强度估算轴的最小直径d查表C取107-118，C取110计算dmin1.1.3确定轴的各段直径和长度从左边开始第一段轴，取轴径8mm，长度10.5mm，为了便于安装，轴端进行2×45°倒角。从左边开始第二段轴，此段安装大齿轮，根据锥齿轮的孔径，直径取12mm，长度为26mm。从左边开始第三段轴，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，取轴径16mm，长度为7mm。从左边开始第四段轴，对轴承起到轴肩定位作用,其直径大于第三段轴，取20mm。根据整体布局，长度取5mm。从左边开始第五段轴，此段的直径取54mm，长度取5mm。从左边开始第六段轴，为压板安装段，设计为M14的螺纹，长度取12mm。1.4轴承的选择及校核1.1.1滚动轴承的原理和组成滚动轴承主要依靠内外圈中的滚动体滚动来进行支撑和旋转的，其相对运动表面之间的摩擦是滚动摩擦。滚动轴承主要由四个部分组成：（1）内圈；（2）外圈；（3）滚动体；（4）保持架。1.1.2滚动轴承的选择滚动轴承的选择一般会考虑的问题如下。（1）载荷方向；（2）载荷大小；（3）载荷性质；（4）转速大小；（5）经济性要求。因为角磨机在工作时，转速非常高，所以球轴承是最好的选择。由于角磨机在工作时没有轴向载荷，可以选择深沟球轴承，且深沟球轴承价格是最低的，同时也满足了经济型要求。查找资料所知，角磨机内轴承大部分采用微型轴承。微型轴承公制系列，外径小于9mm；英制系列，外径小于9.525mm的轴承。微型轴承主要用于各类工业设备，主要运用在小型的回转电机和高速低噪的环境中。由此，查表1.1.2确定型号表3-2-2由电机轴的尺寸轴承选用两对607轴承，内径7mm，外径19mm。由砂轮轴的尺寸轴承选用两对609轴承，内径9mm，外径24mm。1.1.3轴承寿命校核计算轴承寿命计算的基本公式为Lh式中ftP—当量动载荷ε—寿命系数通过大概计算，当ft=1，ε1.5风扇的设计风扇是角磨机散热的核心部件，风扇在串激电机中过盈压装在转子上。角磨机内风扇的工作原理是风扇的叶片跟随转子轴一起旋转，风扇的叶片高速旋转带动角磨机内的流体快速流通，通过产生强烈的对流来带走角磨机内部产生的高温。以下为基本的热转换方程式：H=式中H—热量转换CP∆TW—流动空气重量其中W=CFM×D式中CFM—空气体积流量D—空气密度由以上公式可以看出，单位时间的流量会影响散热效果。最有效的方法式可以通过改变风扇、风口流道性状面积等参数，从而提升整体散热效果。根据对当前众多角磨机内部风扇的研究，部分现有的角磨机的叶片是前向型叶片和后向型叶片。两者特点：前向型叶片：叶片的出