【《某割草机的轮轴设计计算案例》2600字】

某割草机的轮轴设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u6442某割草机的轮轴设计计算案例 1309801.1求作用在齿轮上的力 1161621.2初步确定轴的最小直径 28241.3轴的结构设计 223898（1）拟定轴上零件的装配方案 224247（2）根据轴向定位的要求确定轴的直径和结构 325219（3）轴上零件的轴向定位 3230131.4锥齿轮的计算 3235841.4.1选定齿轮的类型、精度等级，材料及齿数 326171.4.2按齿面接触强度设计 3224691.4.3计算参数 4176711.4.4按齿根弯曲强度计算 590231.5切割装置的运动 6244641.6动刀结构 727891.7曲柄连杆设计 7308421.7.1曲柄连杆机构的设计 7285921.7.2曲柄结构设计 7240961.8轴承的选型 868541.9轴承的校核 81.1求作用在齿轮上的力因已知被动齿轮的分度圆直径为（8-1）圆周力,径向力及轴向力1.2初步确定轴的最小直径先按式初步设计估算一个作为轴的最小结构长度和最大直径.首先需要选取一个作为轴的主要结构材料也就是45钢,调质和热处理.然后依据《机械设计》第8卷一文中的材料表15-3,取,于是得（8-2）故选取输出轴的直径30≥281.3轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案图8-1零件装配方案图（2）根据轴向定位的要求确定轴的直径和结构1)根据计算选取轮轴直径为30，两侧板各一个轴承32209安装在侧板上，轴承采用端盖对轴承外圈进行固定，被动齿轮与轴之间采用16×18得键进行固定，同时被动齿轮和轴的轴向固定采用直径为50的轴用卡簧进行限制，主动锥齿轮一端靠轴肩进行定位，两一侧采用直径为50的轴用卡簧进行限制，径向固定则选取16*10的键进行连接固定，两侧得轮子通过M30得圆螺母进行固定。现取轮轴总长度为QUOTEL=920.5mmL=920.5mm2)初步选择滚动轴承。由于轴承受径向力和轴向力的共同作用，因此选用圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游子隙组、标准精度级的圆锥滚子轴承32209。其内部轴承的尺寸为dQUOTE××DQUOTE××T=45mmQUOTE××85mmQUOTE××23mm。（3）轴上零件的轴向定位齿轮与轴的径向定位均采用平键连接。按查表查得平键截面b*h=16mmQUOTE××10mm，键槽用键槽铣刀加工，长为L=44mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为QUOTEH7n6；滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为m6。1.4锥齿轮的计算1.4.1选定齿轮的类型、精度等级，材料及齿数（1）割草装通过锥齿圆柱齿轮传动对割草机构进行驱动。（2）割草机对速度、精度要求较低，故选用8级精度。（3）材料选择。由机械设计原理表10-1选择小齿轮材料为40Cr硬度为280HBS,大齿轮材料为45号钢，硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。（4）选小齿轮齿数Z1=27,则大齿轮齿数QUOTEZ2=Z1×i2取Z2=81。1.4.2按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即QUOTEd1t≥32KtT1确定公式内的各计算数值:（1）试选载荷系数QUOTEKt=1.6Kt（2）由《机械设计基础》图10-30选取区域系数QUOTEZH=2.433ZH（3）由《机械设计基础》图10-26查得QUOTEεα1=0.78,εα2（4）许用接触应力QUOTE[σH]1=KHN1σHlim1S=0.9×600=540Mpa[σH]1=KHN1σHlim其余参数与齿轮相同。1.4.3计算参数（1）试算小齿轮分度圆直径d1t,由计算公式（1）得QUOTEd1t≥32K（2）计算圆周速度vQUOTEV=πdd1n3（3）计算齿宽bQUOTEb=φ1d1t=（4）计算齿宽与齿高之比b/h模数QUOTEmnt=d1tcos齿高QUOTEh=2.25mt=2.25×2.b/h=80.62/6.54=12.335）计算载荷系数根据V=0.4m/s，7级精度，由《机械设计基础》图10-8查得动载荷系数QUOTEKv=Kv=1.02，表10-3查得QUOTEKHα=KFα=1.4KHα=KFα=1.4，表10-2查得使用系数QUOTEKA=1KA=1，表10-4查得锥齿轮QUOTEKHβKHβ将数据代入后得K由b/h=10.99，Khp=1.323查图10-13得Khp=1.3;故载荷系数QUOTEK=KAKVK6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得QUOTEd1=d1t3k7）计算模数mQUOTEm=d1cosβz1=80.681.4.4按齿根弯曲强度计算由《机械设计基础》式（10-5）得弯曲强度的设计公式为（8-9）QUOTEmn≥32KT1计算式中各参数：1）计算载荷系数K：QUOTEK=KAKVK2）根据纵向重和度QUOTEεβ=1.903,εβ=1.903,可得螺旋角影响系数QUOTEYβ=0.88Y3）计算当量齿数QUOTEZV1=Z1cos3QUOTEZV2=Z2cos4）查取齿形系数由表查得QUOTEYFα1=2.65;YFα2=2.345）查取应力校正系数由表可查得QUOTEYSα1=1.58;YSα2=1.726）计算大、小齿轮的QUOTEYFαYSα[σFQUOTEYFα1YSα1[σFQUOTEYFαYSα[σ大齿轮的数值大。由公式（2）设计计算：对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲强度计算的模数，取mn=3,已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳算得的分度圆直径d1=57.62来计算应有的齿数。于是有:QUOTEZ1=d1cos取QUOTEZ1=27Z1大齿轮齿数：QUOTEZ2=i2Z取Z2=81。这样就不仅可以直接使用所有新设计的传动齿轮系统来对其进行高速传动,同时也充分满足了传动齿面上的传动接触疲劳强度和传动齿根疲劳强度,并且很好地直接做到了传动结构【8】。1.5切割装置的运动双动式收割刀铡草机,是由偏心轮的纵向旋转往复运动而演变成收割刀片的横向往复运动。割刀的平均速度QUOTEVmVm，可以根据行程s和切割刀的平均转速系数n计算QUOTEVm=2sn60VQUOTEVmVm和割草机前进速度QUOTEVfVf的比率QUOTEK=VmVfK=Vm1.6动刀结构切割器的驱动装置主要由一对通过往复移动的驱动刀杆所组成[11]，动刀和切削机构把刀杆当作一体,刀杆和传动机构中的连杆紧密地联系在一起,用以向动力传输给刀。固定的支撑单元包括手臂、v型刀槽等。在工作中双刀同时做一个往复的直线移动,对于两个双刀之间的草种也可以写个。动刀是切割器驱动装置的主要机械零件,它是采用激光刃体结构,其特点是制造简单、切割高度稳定,但同时也使得刀片易磨钝,要时常维护。而且由于活动型的刀片本身一般属于大型易损件,为了保证能够充分保证其本身具有良好的导热耐磨性及一定的冲击抗震性和韧性,刀片一般都是采用优质耐热铝合金一体材料加工制成,刃部均须同时进行耐热淬火。1.7曲柄连杆设计1.7.1曲柄连杆机构的设计刀片行程S=30mm，曲柄的转速QUOTEn=91.71rmmn=91.71公式：QUOTEVm=2sn60Vm得到偏心距离QUOTEr1=s2=1.7.2曲柄结构设计曲柄是工业切割切削设备中主要机械组成的零部件之一,其主要工作功能也就是将切割齿轮往复旋转时所移动的轴向运动力转变成齿轮往复一条直线的旋转运动,并同时传递动力到切割刀片上。曲柄摇杆一般采用偏心轮式摇杆结构,其中偏心轮的摇杆材料一般选用45钢,安装偏心轮的摇杆转轴部件材料一般选40Cr。按钮转强度计算轴外伸端的直径查资料取C=102QUOTEd≥CPΠnΠ 取d=10mm1.8轴承的选型首先齿轮轴主要承受径向力作用，所以可以选用主要承受径向载荷，也可同时承受小的轴向载荷，且大量生产，成本最低的圆锥滚子轴承。根据驱动轴的轴径，我们选用6308的深沟球轴承。其基本参数如下图。图8-2深沟球轴承基本参数表8-1深沟球轴承6308基本参数d/mmＤ/mmB/mmQUOTEda(min)/mmQUOTEDa(max)/mmQUOTEra(max)/mmQUOTEd2/mm40902355750.6≈56.7QUOTED2/mmr(min)/mmCr/kN极限转速/(r/min)重量/kg≈73.30.69.385.02190000.3681.9轴承的校核查表可得：表8-2当量动载荷计算参数计算P接触角ɑ负荷系数fp判断系数