毕业设计（论文）-可缩回键复位机构设计

成都理工大学毕业设计（论文）PAGE成都理工大学毕业设计（论文）（宋体五号居中）可缩回键复位机构设计（按正文格式空一行）作者姓名：×××学号：××××专业：××××（××××方向）指导教师：×××【摘要】如果机器塞住转不动时,有十三种装置可以使得传动远离危险的转矩载荷,以防止严重的损坏,本设计旨在设计一款具有过载传动的保护功能的电梯，通过十种转矩限制器方案对比，选择一种最优方案作为电梯的转矩限制器。对转矩限制器进行分析设计，设计中采用了动力学分析计算和零件材料的强度校核。论文详细论述了电梯的功能设计、结构设计、运动和受力分析、材料选用和校核等。采用过载保护的转矩限制器就是为了防止电梯在过载的时候烧坏电机。保证了电梯的安全和可靠性。【关键词】过载保护保护；传动；转矩限制器；电梯；（插入分节符，本节插入页码时，选择首页不显示页码）Protectionoflight-loaddrivingtorquelimiterName：×××StudentNo.：××××Major：××××（××××）Supervisor：×××Abstract:Ifthemachinedoesnotmovewhenpluggedturn,hastendevicescanmaketransmissiontorqueloadawayfromdanger,topreventseriousdamage,thedesignisintendedtodesignadrivewithoverloadprotectionfunctionoftheelevator,through10speciestorquelimiterschemecomparison,chooseanoptimalschemeaselevatortorquelimiter.Theanalysisofthetorquelimiterdesign,thedesignusesastrengthcheckingcalculationsandkineticanalysisofpartsandmaterials.Paperdiscussesthefunctionaldesignscrewconveyor,structuraldesign,motionandstressanalysis,materialselectionandcalibrationof.Torquelimiteroverloadprotectionistopreventoverloadingoftheelevatoratthetimeofburnoutthemotor.Ensurethesafetyandreliabilityoftheelevator.Keywords:Overloadprotection;drive;torquelimiter;elevators;（插入分节符，本节插入页码时，选择首页不显示页码）PAGE41目录目录 i第1章前言 11.1选题背景及其意义 11.2研究现状 11.2.1剪切销结构 11.2.2摩擦离合转矩限制器结构 21.2.3机械键结构 31.2.4可缩回键复位结构 41.2.5花键轴套结构 51.2.6脱离啮合齿轮结构 61.2.7凸轮槽驱动销结构 61.2.8磁性离合器结构 71.2.9流体离合器结构 81.2.10爪型联轴节结构 91.2.11钢球离合器结构 101.2.12弹簧柱塞离合器结构 111.2.13压电晶体离合器结构 121.3设计方法 121.4设计内容和预期成果 131.4.1基本任务与要求 131.4.2拟解决问题 141.4.3预期成果 14第2章防止过载离合器传动设计方案的分析与确定 142.1工作原理的分析与选择 14第3章电梯总体设计方案的分析与确定 163.1电梯的运动分析 163.2电梯的结构设计 163.3电梯的零部件设计选型 173.3.1电动机选择步骤 173.3.2V型皮带传动的设计计算 183.3.3各齿轮的设计计算 193.3.4减速器各轴的设计计算 22第4章可缩回复位键机构零部件设计 294.1可缩回复位键VV型皮带轮的设计 294.1.1VV型皮带轮设计要求

294.1.2VV型皮带轮的结构设计

294.1.3VV型皮带轮的类型

314.1.4VV型皮带轮的可缩回复位键的改造设计 324.2可缩回复位键橡胶垫片的设计 344.3可缩回复位键斜槽键的设计 34第5章可缩回复位键机构零部件工艺设计 365.1可缩回复位键VV型皮带轮的工艺设计 365.1.1可缩回复位键VV型皮带轮毛坯的选择 365.1.2可缩回复位键VV型皮带轮轴粗精加工的划分 365.1.3可缩回复位键VV型皮带轮轴工艺方案的设计 365.2可缩回复位键橡胶垫片的工艺设计 365.2.1可缩回复位键橡胶垫片毛坯的选择 365.1.2可缩回复位键橡胶垫片粗精加工的划分 375.1.3可缩回复位键橡胶垫片工艺方案的设计 375.3可缩回复位键斜面键的工艺设计 375.3.1可缩回复位键斜面键毛坯的选择 375.3.2可缩回复位键橡胶垫片粗精加工的划分 375.3.3可缩回复位键橡胶垫片工艺方案的设计 37总结 38致谢 39参考文献 40第1章前言1.1选题背景及其意义随着科技的发展,和社会的进步。防止过载的转矩限制器有了长足的发展。在机器上的传动总会遇到到过载的情况,防止过载的转矩限制器却解决了以上问题。本文拟设计一款电梯，电梯使用防止过载的转矩限制器防止电梯在卡死的时候，电机抱死，发热烧坏。1.2研究现状目前防止过载的转矩限制器有十三种结构。用于使用不同场合，它们有各种的优缺点。1.2.1剪切销结构剪切销是一个简单和可靠的转矩限制器.然而,过载后,去除损坏的剪切销并换上一个新的剪切销需要耗费时间.应该确保在方便的位置有备用的剪切销。如图1-1。图1-1剪切销结构1.2.2摩擦离合转矩限制器结构摩擦离合转矩限制器。调整弹簧的张力可以使得两个摩擦片的表面结合在一起从而设定过载极限.一旦,去除过载,离合器就重新啮合..这个设计的缺点就是如果限制器已经启动而未能够发现,它能够自损。如图1-2。图1-2摩擦离合转矩限制器结构1.2.3机械键结构机械键：一个弹簧在这个转矩限制器对面的一个孔内顶着一个球，直到过载迫使它出来。一旦开始滑动，离合器表面就很快磨损。因此，在经常产生过载的场合不推荐使用这种限制器。如图1-3。图1-3机械键结构1.2.4可缩回键复位结构在这个离合器中伸缩自如的伸缩键限制了转矩。斜面键槽使得键向外运动从而顶在弹簧上。当键向外移动时，橡胶垫片或者另外一个弹簧迫使键进入到V型皮带轮的槽中，这样使得键与键槽脱离啮合，从而防止了磨损要复位机构，只需要从V型皮带轮的复位孔中用工具退出键就可以了。如图1-4。图1-4可缩回键复位机构1.2.5花键轴套结构以一定角度被切割开的轴套形成的一个转矩限制器，弹簧将两个反向角度的轴套表面加在一起，在过载的条件下，它们会应为角度的调整而分离。弹簧的张力限制了载荷的极限。如图1-5。图1-5花键轴套结构1.2.6脱离啮合齿轮结构在转矩限制器中弹簧和驱动臂上面的轴向力是平衡的，过载时力的平衡被打破，驱动臂产生的力使得弹簧压缩，从而使得齿轮滑动脱离啮合。当过载之后，齿轮必须保持分离状态，以防止他们损坏，当驱动停止后，齿轮才安全复位。如图1-6。图1-6脱离啮合齿轮结构1.2.7凸轮槽驱动销结构在该机构中，凸轮形状的轴套将这个转矩限制器的输入轴和输出轴联系起来，从动销向右推动轴套顶住弹簧。当过载发生的时候，驱动销会掉到槽里面，使两个轴分离；通过向后转动输出轴来复位限制器。如图1-7。图1-7凸轮槽驱动销结构1.2.8磁性离合器结构在这个转矩限制器中磁性流体是联轴器。在这个腔里面充满了铁粉粉末和油的混合体。控制穿过混合物的磁通量可以改变混合体的粘度。通过改变粘度是载荷极限由一个比较宽的变化范围。滑动环江电流传给分配器从而产生磁力场。如图1-8。图1-8磁性离合器结构1.2.9流体离合器结构在这个转矩限制器中流体是联轴器。内部分配器使流体在腔中循环流动。对于最大载荷的闭环控制流体的粘度和高度是可以改变的。这种联轴器优点是平稳的转矩传递和滑动时的产生的热量少。如图1-9。图1-9流体离合器结构1.2.10爪型联轴节结构在这个联轴器中销的剪断可以释放张力。一个肘节控制的刀片剪切软销，以便爪打开并释放过载的载荷。在另一种设计方案中，使爪保持闭合的弹簧将取代剪切销。如图1-10。图1-10爪型联轴节结构1.2.11钢球离合器结构当输入轴的速度增大时，这个联轴节中钢球传递更大的转矩。离心力使得钢球顶在腔的外表面，增加了联轴节的滑动阻力。增加更多钢球也可以增加联轴节的滑动阻力。如图1-11。图1-8钢球离合器结构1.2.12弹簧柱塞离合器结构在这种联轴节中一个弹簧柱塞提供往复运动。只有当杆向左移动时，才能发生过载。在过载条件下弹簧被压紧。如图1-12。图1-12磁性离合器结构1.2.13压电晶体离合器结构压电晶体在这个金属成型压力机内产生一个随着压力变化而变化的电信号。当压电晶体产生的输出电信号放大后达到与压力限制相对应的值时，电子离合器分离。一个应变环控制着压电晶体的压缩。如图1-13。图1-13压电晶体离合器结构1.3设计方法书本所学知识与实践相结合、通过网络搜集相近产品的设计资料，然后根据现有的资料，结合所了解的电梯结构图。在团队的努力和指导老师的指导下完成电梯的设计。通过与现有的类似结构进行类比，确定电梯的结构，再对其进行充分的讨论，保证其机械性能满足要求。具体设计步骤如下：1.认识电梯深入市场了解现有电梯工作原理及发展状况，初步了解到电梯的外形，尺寸，大致结构和功能。同时，在图书馆数据库和网上查找电梯的一些相关信息。包括电梯的发展历史，电梯的现状和发展趋势。了解到一般电电梯的内部机构，特别是核心部件的构成。比较和分析防止过载的转矩限制器的优缺点,比较和分析电梯的优缺点。构思设计本次设计以现有的电梯为基础。在取得电梯的一些基本资料以后，通过分析现有电梯的不同特点和用途可以对本次的设计题目做一个初步定位。加之对现有电梯可能出现的不足之处进行改进。考初步确定设计方案，并确定此次设计的大致功能。原型初步设计由于设计思路是从现有的电梯的改进。那么初期设计的重点就是在原有的基础上怎样使用防止过载的限制器。在这个过程中，先形成对功能模块的布局。画出关键机构和联接部分的草图，并借助SolidWorks和AutoCAD软件作出这些部分的准确图形，在准确的图形上再次分析布局的合理性，形成一个初期产品。再由导师的检验和建议后对缺陷和不合理的地方进行改善。全面设计在这个过程中借助SolidWorks、AutoCAD等绘图和仿真软件。在导师的指引下并考虑外形的美观对关键机构进行分析和设计，计算尺寸、分析应力、校核材料等。再根据机构得分布设计出产品的外形。最后再次分析论证，得出设计结果。1.4设计内容和预期成果1.4.1基本任务与要求1.设计一种高效、便捷的电梯。2.保护轻载传动的转矩限制器在电梯上起到良好的保护轻载的作用。3.运用SolidWorks对零件建模，结构设计，产品的装配，和运动仿真。1.4.2拟解决问题1.功能设计2.结构设计（结构示意图、装配图、零件图用SolidWorks、AutoCAD等绘制）3.运动和受力分析4.方案的选择和对比5.材料选用和校核6.后期优化1.4.3预期成果电梯的工作平顺性；良好保证其良好的输送的功能；绘制出电梯装配图和零件图；利用SolidWorks三维设计软件完成电梯的三维造型；校核各个零件，保证各个零件在其安全使用范围内，使其成为高效、便捷的电梯。第2章防止过载离合器传动设计方案的分析与确定2.1工作原理的分析与选择防止过载的转矩限制器有十三种。现在选四种作为方案对比.。剪切销结构、摩擦离合器结构、机械键结构离合器、可缩回键复位机构结构离合器。2.1.1剪切销结构离合器的工作原理：切销是一个简单和可靠的转矩限制器.然而,过载后,去除损坏的剪切销并换上一个新的剪切销需要耗费时间.应该确保在方便的位置有备用的剪切销。其工作原理是利用离合器在过载时产生很大径向力剪切销轴,直到将销轴剪断扭矩传递就中断,起到防止过载的作用。2.1.2摩擦离合器结构的工作原理：摩擦离合转矩限制器。调整弹簧的张力可以使得两个摩擦片的表面结合在一起从而设定过载极限.一旦,去除过载,离合器就重新啮合..这个设计的缺点就是如果限制器已经启动而未能够发现,它能够自损。其工作原理是利用弹簧的弹力压紧离合器的后盘,使后盘与前篇接触,产生摩擦力..。依靠摩擦力传递扭矩。当扭矩产生的径向力过大的时候，前盘克服了摩擦独自旋转，后盘打滑，从而切断扭矩传递。2.1.3机械键结构离合器的工作原理：机械键：一个弹簧在这个转矩限制器对面的一个孔内顶着一个球，直到过载迫使它出来。一旦开始滑动，离合器表面就很快磨损。因此，在经常产生过载的场合不推荐使用这种限制器。利用在离合器后盘的孔里放置小球，通过弹簧压着小球在孔里面，小球两端各有一部分在前盘和后盘的孔里形成扭矩传递的介质。当扭矩过大，也就是过载的情况下，扭矩产生的径向力会将小球从后盘的孔中顶出，从而切断扭矩。2.1.4可缩回键复位机构结构离合器的工作原理：在这个离合器中伸缩自如的伸缩键限制了转矩。斜面键槽使得键向外运动从而顶在弹簧上。当键向外移动时，橡胶垫片或者另外一个弹簧迫使键进入到V型皮带轮的槽中，这样使得键与键槽脱离啮合，从而防止了磨损要复位机构，只需要从V型皮带轮的复位孔中用工具退出键就可以了。其工作原理是利用利用橡胶垫的和键的摩擦力保证扭矩传递，当过载时，离心力迫使键克服摩擦力向上滑动，直到键滑落在V型皮带轮的槽中，键和橡胶垫的摩擦力消失，扭矩切除，起到过载保护的作用。由上所述，剪切销结构、摩擦离合器结构、机械键结构离合器这三种保护轻载传动的离合器都是利用弹簧、销子、钢球滚子，摩擦片等V型皮带机构实现过载保护，利用剪切销、摩擦片、钢球滚子当做传递扭矩的连接机构。其缺点是：第一，机械键结构的当滚子从孔里面脱落后，滚子脱落掉在地上的时候，再次使用防止过载的传动离合器的时候，需要重新从地上捡起滚子安装在孔里面。剪切销结构的销子断裂和需要更换新的销子，安装和更换比较麻烦。第二，剪切销结构、机械键结构都没有调整传动的扭矩大小的功能，只能适应单一限制扭矩要求的场合。第三，摩擦离合器结构和机械键结构容易打滑，离合器表面很容易磨损，不适用于经常过载的场合。而可缩回键复位机构的防止过载的离合器是依靠键与橡胶垫的的摩擦力，不存在破坏机构组件的情况，不用重新安装组件，而且最重要的是，它可以通过拧紧调整螺钉压缩弹簧来增加传动转矩的能力。其可调的范围比较广，比较适用于多种场合。综上所述，我选择了可缩回键复位机构的离合器作为我防止过载的转矩限制器，作为我设计的电梯的转矩限制器。第3章电梯总体设计方案的分析与确定3.1电梯的运动分析运动传递为电机将扭矩传递到V型皮带传动上面，其中V型皮带轮上有可缩回键复位机构的转矩限制器。再通过齿轮减速到绞盘上，绞盘的绳索通过滑轮拉动电梯。3.2电梯的结构设计3.2.1电梯传动装置设计要求设计一个用于输送居民的电梯传动机构,运行速度为0.5m/s。电梯的效率为0.95，三相交流电压为380V。3.2.2电梯传动装置设计方案组成：传动装置由电机和V型皮带传动、减速器、工作机组成。特点：齿轮相对于轴承是不对称的分布情况，故他们的轴向载荷分布不均匀，要求轴有非常大的刚度保证。

确定可缩回键复位机构组成的电梯的传动方案：考虑电机转速高，传动功率大，将VV型皮带设置在高速级。其传动方案如下：图3-3电梯传动布置图图3.3电梯的零部件设计选型3.3.1电动机选择步骤工作机所需功率：=0.96传动装置总效率：（见机械设计手册表式2-4）（见机械设计手册表表12-8）电动机的输出功率：（见机械设计手册表式2-1）取选择电动机为Y132M1-6型（见机械设计手册表19-1）技术数据：额定功率（）4满载转矩（）960额定转矩（）2.0最大转矩（）2.0四、传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配总传动比：各齿轮等机构的级传动比分配：（见机械设计手册表式2-7）初定3.3.2V型皮带传动的设计计算选用普通VV型皮带传动确定计算功率：1）、由表5-9查得工作情况系数2）、由式5-23（机械设计手册表）2、选择VV型皮带型号查图5-12a(机械设计手册表)选A型VV型皮带。3.确定V型皮带轮直径（1）、参考图5-12a（机械设计手册表）及表5-3（机械设计手册表）选择小V型皮带轮直径（电机中心高符合要求）（2）、验算V型皮带轮的速度由式5-7（机械设计手册表）（3）、从动V型皮带轮直径查表5-4（机械设计手册表）取（4）、传动比i（5）、从动轮转速4.确定中心距和V型皮带长（1）、按式（5-23机械设计手册表）初步选择中心距取（2）、按式(5-24机械设计手册表)求V型皮带的计算基础准长度L0查图.5-7(机械设计手册表)取V型皮带的基准长度Ld=2000mm(3)、按式(5-25机械设计手册表)计算两个带轮的中心距:a(4)、按式（5-26机械设计手册表）确定中心距调整范围5.验算小V型皮带轮包角α1由式(5-11机械设计手册表)6.确定V型皮带根数Z(1)、由表（5-7机械设计手册表）查得dd1=112n1=800r/min及n1=980r/min时，单根VV型皮带的额定功率分呷为1.00Kw和1.18Kw，用线性插值法求n1=980r/min时的额定功率P0值。(2)、由表（5-10机械设计手册表）查得△P0=0.12Kw(3)、由表查得（5-12机械设计手册表）查得它的包角系数(4)、由表(5-13机械设计手册表)查得长度系数KL=1.02(5)、计算V型皮带根数Z，由式（5-28机械设计手册表）取Z=6根7．计算一根V型皮带初拉力F1，由式（5-29）机械设计手册表。q由表5-5机械设计手册表查得8．计算对轴的压力FQ，由式（5-30机械设计手册表）得9．确定V型皮带轮的结构尺寸小V型皮带轮基准直径dd1=201mm。大V型皮带轮基准直径dd2=402mm，3.3.3各齿轮的设计计算一、高速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮）1.齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不是很大，转速不是很高，材料按机械设计手册的表7-1选取，都采用45号钢，，大齿轮采用的热处理方式正火处理，小齿轮采用的热处理方法是调质处理，均用软齿面。齿轮精度用7级，轮齿表面粗糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为点蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取Z1=30则Z2=Z1i=30×2.62=782.设计计算。（1）设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。（2）按齿面接触疲劳强度设计，由式（7-10）T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.42/384=134794N·mm由图（7-6）选取材料的接触疲劳，极限应力为бHILim=580бHILin=560由图7-7选取材料弯曲疲劳极阴应力бHILim=230бHILin=210应力循环次数N由式（7-3）计算N1=60n,at=60×(8×360×10)=6.64×109N2=N1/u=6.64×109/2.62=2.53×109由图7-8查得接触疲劳寿命系数；ZN1=1.2ZN2=1.05由图7-9查得弯曲；YN1=1YN2=1由图7-2查得接触疲劳安全系数：SFmin=1.4又YST=2.0试选Kt=1.3由式(7-1)(7-2)求许用接触应力和许用弯曲应力将有关值代入式(7-9)得则V1=(πd1tn1/60×1000)=1.4m/s(Z1V1/100)=1.3×(34/100)m/s=0.44m/s查图7-10得Kv=1.05由表7-3查和得KA=1.26.由表7-4查得Kβ=1.09.取Kα=1.06.则KH=KAKVKβKα=1.42,修正M=d1/Z1=1.96mm由表7-6取标准模数：m=2mm(3)计算几何尺寸d1=mz1=2×34=68mmd2=mz2=2×89=178mma=m(z1＋z2)/2=123mmb=φddt=1×68=68mm取b2=65mmb1=b2+10=753.校核齿根弯曲疲劳强度由图7-18查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0取Yε=0.7由式(7-12)校核大小齿轮的弯曲强度.二、低速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮）1.齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按表7-1选取，都采用45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取Z1=34则Z2=Z1i=34×3.7=1042.设计计算。设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。（2）按齿面接触疲劳强度设计，由式（7-9）T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.20/148=335540N·mm由图（7-6）选取材料的接触疲劳，极限应力为бHILim=580бHILin=560由图7-7选取材料弯曲疲劳极阴应力бHILim=230бHILin=210应力循环次数N由式（7-3）计算N1=60nat=60×148×(8×360×10)=2.55×109N2=N1/u=2.55×109/3.07=8.33×108由图7-8查得接触疲劳寿命系数；ZN1=1.1ZN2=1.04由图7-9查得弯曲；YN1=1YN2=1由图7-2查得接触疲劳安全系数：SFmin=1.4又YST=2.0试选Kt=1.3由式(7-1)(7-2)求许用接触应力和许用弯曲应力将有关值代入式(7-9)得则V1=(πd1tn1/60×1000)=0.55m/s(Z1V1/100)=0.55×(34/100)m/s=0.19m/s查图7-10得Kv=1.05由表7-3查和得KA=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.则KH=KAKVKβKα=1.377,修正M=d1/Z1=2.11mm由表7-6取标准模数：m=2.5mm(3)计算几何尺寸d1=mz1=2.5×34=85mmd2=mz2=2.5×104=260mma=m(z1＋z2)/2=172.5mmb=φddt=1×85=85mm3.校核齿根弯曲疲劳强度由图7-18查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0取Yε=0.7由式(7-12)校核大小齿轮的弯曲强度.总结：高速级z1=34z2=89m=2低速级z1=34z2=104m=2.53.3.4减速器各轴的设计计算高速轴的设计1.选择轴的材料及热处理由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料45钢,调质处理.2.初估轴径按扭矩初估轴的直径,查表10-2,得c=106至117,考虑到安装联轴器的轴段仅受扭矩作用.取c=110则:D1min=D2min=D3min=3.初选轴承1轴选轴承为60082轴选轴承为60093轴选轴承为6012根据以上的计算可以确定安装轴承的直径为:D1=40mmD2=45mmD3=60mm4.结构设计(现只对高速轴作设计,其它两轴设计略,结构详见图)为了拆装方便,减速器壳体用剖分式,轴的结构形状如图所示.(1).各轴直径的确定初估轴径后,句可按轴上零件的安装顺序,从左端开始确定直径.该轴轴段1安装轴承6008,故该段直径为40mm。2段装齿轮，为了便于安装，取2段为44mm。齿轮右端用轴肩固定，计算得轴肩的高度为4.5mm，取3段为53mm。5段装轴承，直径和1段一样为40mm。4段不装任何零件，但考虑到轴承的轴向定位，及轴承的安装，取4段为42mm。6段应与密封毛毡的尺寸同时确定，查机械设计手册，选用JB/ZQ4606-1986中d=36mm的毛毡圈，故取6段36mm。7段装大V型皮带轮，取为32mm>dmin。（2）各轴段长度的确定轴段1的长度为轴承6008的宽度和轴承到箱体内壁的距离加上箱体内壁到齿轮端面的距离加上2mm，l1=32mm。2段应比齿轮宽略小2mm，为l2=73mm。3段的长度按轴肩宽度公式计算l3=1.4h；去l3=6mm，4段：l4=109mm。l5和轴承6008同宽取l5=15mm。l6=55mm，7段同大V型皮带轮同宽，取l7=90mm。其中l4，l6是在确定其它段长度和箱体内壁宽后确定的。于是，可得轴的支点上受力点间的跨距L1=52.5mm，L2=159mm，L3=107.5mm。（3）.轴上零件的周向固定为了保证良好的对中性，齿轮与轴选用过盈配合H7/r6。与轴承内圈配合轴劲选用k6，齿轮与大V型皮带轮均采用A型普通平键联接，分别为16*63GB1096-1979及键10*80GB1096-1979。（4）.轴上倒角与圆角为保证6008轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据轴承手册的推荐，取轴肩圆角半径为1mm。其他轴肩圆角半径均为2mm。根据标准GB6403.4-1986，轴的左右端倒角均为1*45。。5.轴的受力分析画轴的受力简图。计算支座反力。Ft=2T1/d1=Fr=Fttg20。=3784FQ=1588N在水平面上FR1H=FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411N在垂直面上FR1V=Fr2V=Ft-FR1V=1377-352=1025N画弯矩图在水平面上，a-a剖面左侧MAh=FR1Hl3=96652.5=50.715N·ma-a剖面右侧M’Ah=FR2Hl2=411153=62.88N·m在垂直面上MAv=M’AV=FR1Vl2=352×153=53.856N·m合成弯矩，a-a剖面左侧a-a剖面右侧画转矩图转矩3784×（68/2）=128.7N·m6.判断危险截面应力比较集中的面可能是疲劳破坏危险截面。7.轴的弯扭合成强度校核由表10-1查得(1)a-a剖面左侧3=0.1×443=8.5184m3=14.57（2）b-b截面左侧3=0.1×423=7.41m3b-b截面处合成弯矩Mb:=174N·m=278.轴的安全系数校核:由表10-1查得(1)在a-a截面左侧WT=0.2d3=0.2×443=17036.8mm3由附表10-1查得由附表10-4查得绝对尺寸系数;轴经磨削加工,由附表10-5查得质量系数.则弯曲应力应力幅平均应力切应力安全系数查表10-6得许用安全系数=1.3～1.5,显然S>,故a-a剖面安全.(2)b-b截面右侧抗弯截面系数3=0.1×533=14.887m3抗扭截面系数WT=0.2d3=0.2×533=29.775m3又Mb=174N·m,故弯曲应力切应力由附表10-1查得过盈配合引起的有效应力集中系数。则显然S>,故b-b截面右侧安全。（3）b-b截面左侧WT=0.2d3=0.2×423=14.82m3b-b截面左右侧的弯矩、扭矩相同。弯曲应力切应力（D-d）/r=1r/d=0.05，由附表10-2查得圆角引起的有效应力集中系数。由附表10-4查得绝对尺寸系数。又。则显然S>,故b-b截面左侧安全。第五部分校核高速轴轴承FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411NFr2V=Ft-FR1V=1377-352=1025N轴承的型号为6008，Cr=16.2kNFA/COr=0计算当量动载荷查表得fP=1.2径向载荷系数X和轴向载荷系数Y为X=1，Y=0=1.2×（1×352）=422.4N验算6008的寿命验算右边轴承键的校核键110×8L=80GB1096-79则强度条件为查表许用挤压应力所以键的强度足够键212×8L=63GB1096-79则强度条件为查表许用挤压应力所以键的强度足够联轴器的选择联轴器选择为TL8型弹性联轴器GB4323-84减速器的润滑1.齿轮的润滑因齿轮的圆周速度<12m/s，所以才用浸油润滑的润滑方式。高速齿轮浸入油里约0.7个齿高，但不小于10mm，低速级齿轮浸入油高度约为1个齿高（不小于10mm），1/6齿轮。2．滚动轴承的润滑因润滑油中的传动零件（齿轮）的圆周速度V≥1.5～2m/s所以采用飞溅润滑。第4章可缩回复位键机构零部件设计4.1可缩回复位键V型皮带轮的设计4.1.1V型皮带轮设计要求

对V型皮带轮的主要要求是质量小且分布均匀、工艺性好、与V型皮带接触的工作表面加工精度要高，以减少V型皮带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接V型皮带轮的内应力要小。

4.1.2V型皮带轮的结构设计

V型皮带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。V型皮带轮的外圈环形部分称为轮缘，轮缘是V型皮带轮的工作部分，用以安装传动V型皮带，制有梯形轮槽。由于普通VV型皮带两侧面间的夹角是40°，为了适应VV型皮带在V型皮带轮上弯曲时截面变形而使楔角减小，故规定普通VV型皮带轮槽角

为32°、34°、36°、38°（按V型皮带的型号及V型皮带轮直径确定），轮槽尺寸见表4-1。装在轴上的筒形部分称为轮毂，是V型皮带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮缘与轮毂成一整体。表4-1

普通VV型皮带轮的轮槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92）材料的选择,结构形式设计。V型皮带轮材料选择HT200。

结构形式：根据V型皮带轮直径，大V型皮带轮采用孔板式,小V型皮带轮采用腹板式。4.1.3VV型皮带轮的类型

VV型皮带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下几种型式：

（1）

实心V型皮带轮：用于尺寸较小的V型皮带轮(dd≤(2.5～3)d时)，如图1a

。

（2）

腹板V型皮带轮：用于中小尺寸的V型皮带轮(dd≤

300mm

时)，如图1b。

（3）

孔板V型皮带轮：用于尺寸较大的V型皮带轮((dd－d)＞

100mm

时)，如图1c

。

（4）

椭圆轮辐V型皮带轮：用于尺寸大的V型皮带轮(dd＞

500mm

时)，如图1d。（a）

（b）

（c）

（d）图1V型皮带轮结构类型其中,可缩回复位键机构所选用的V型皮带轮最大直径为201mm,要小于300mm.。所以，选用腹板式。轮槽截面尺寸见图2，图中各尺寸关系如下

.

d为轴的直径，

当

时，L=B

，

.

.。

。。

。

。。

。

式中：P是传递的功率，kW

；n是V型皮带轮的转速，r/min；za

是轮辐数。图2轮槽截面尺寸4.1.4VV型皮带轮的可缩回复位键的改造设计以上只是设计了VV型皮带轮，但是根据可缩回键复位机构的要求，还需要进一步设计。设计要求如图3.。图3可缩回键复位机构要求的V型皮带轮结构由图可知，V型皮带轮还需要钻一个重新定位孔和铣一个装键的槽，和铣斜面键槽，以及一个倒L型板。重新定位孔的设计：重新定位孔适用于从V型皮带轮的复位孔中用工具退出键。孔不可以太小也不可太大。设计为直径为6mm的圆孔。装键的槽的设计：此槽的设计是根据键的形状尺寸设计的。满足槽对键的包容原则，只要槽能包含键就满足要求。斜面键槽的设计：斜面键槽的设计是根据可缩回键的形状尺寸而设计的。满足斜面键槽的斜面和斜面键的斜面完美配合就行。倒L型板的设计：倒L型板有连个作用：第一、为橡胶垫片提供支持和安装。第二、为可调弹簧提供安装螺螺母提供安装和支持。其设计满足橡胶垫片对可缩回复位键产生摩擦力。同时给弹簧和可调螺母提供合适的位置去压可缩回复位键。综上所述，我设计了满足可缩回复位机构的V型皮带轮，V型皮带轮的零件图如下，见图4..。图4可缩回键复位机构的V型皮带轮零件图4.2可缩回复位键橡胶垫片的设计如图3，垫片是用于倒L型板和可缩回复位键之间，用于起摩擦力作用的。它与键之间的摩擦力直接决定了可缩回复位键机构的过载保护能力。因此，选择合适的材料很重要。橡胶的摩擦系数范围高低从略低于0.25到超过0.75。可通过表面处理或者向橡胶内加入二硫化钼来降低摩擦系数。若采用二硫化钼则这一特性会成为该橡胶长期恒定的特征，而表面处理的效果会随着时间的推移而减退。所以，根据橡胶的摩擦系数的不同可以调整可缩回复位键机构的过载保护能力。我们这里选择硬橡胶与钢铁的摩擦系数为0.36.。4.3可缩回复位键斜槽键的设计如图3，斜槽键是用于倒L型板及橡胶垫片和V型皮带轮之间，具有滑动功能，在过载保护的情况下，依靠克服弹簧的压力和橡胶垫片的摩擦力往上滑动，直到滑落到V型皮带轮的键槽里面。它的最重要的作用是依靠于斜面键槽的斜面的配合起到传递扭矩的作用。因此，它极易磨损，所以，在选材上面，材料选用淬火钢或者调制处理钢材。我们这里选择40Cr。其结构设计，设计键的三维尺寸，三维尺寸可以根据机械设计手册中键的设计作为依据，但是又不能完全依据，只能参考。第5章可缩回复位键机构零部件工艺设计5.1可缩回复位键VV型皮带轮的工艺设计零件图上的技术要求为：1.不得有气孔砂眼缩孔；2.未住圆角R3-R5；3.人工时效处理。材料为HT200。零件各表面的加工方法为：直径201mm的VV型皮带轮经过扒皮在普通车床上粗加工而成，然后平端面、粗车外圆、精车外圆、粗镗内孔、精镗内孔在精密车床中加工而成，零件的孔由钻床一次加工而成。然后用插刀在插床上进行插槽，再用拉刀完成键槽的加工，最后经过铣床铣装可复位键的槽。另外，使用铣床，铣一个倒L型块，在L型块上钻孔。最后将L型块焊接在V型皮带轮上，最后去毛刺，检查。5.1.1可缩回复位键VV型皮带轮毛坯的选择因为可缩回复位键VV型皮带轮是非标零件，而且又是单件小批量生产，所以毛坯的材料为HT200的铸件，铸件直径要比轴的最大直径201mm要大，取直径为205mm。

5.1.2可缩回复位键VV型皮带轮轴粗精加工的划分由图可知，其余表面粗糙度为12.5um，这些表面就是毛坯面，不需要加工。而表面粗糙度为6.3um的表面就需要粗加工，即粗车，而锥面的表面粗糙度为1.6um，配合精度比价高，所