機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 糕點(diǎn)切片機(jī)

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1、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目糕點(diǎn)切片機(jī) 目錄 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書········································3 二、 切刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)價(jià)······················4 三、 糕點(diǎn)直線間歇運(yùn)動(dòng)方案的選擇與評(píng)價(jià)··················6 四、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖及運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖························8 五、 執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)····································10 六、 減速器的設(shè)計(jì)···········

2、···························14 七、 參考文獻(xiàn)··········································41 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 1、設(shè)計(jì)題目：糕點(diǎn)切片機(jī) 2、工作原理 糕點(diǎn)切片機(jī)需要完成兩個(gè)執(zhí)行動(dòng)作：糕點(diǎn)的直線間歇移動(dòng)和切刀的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。通過兩者動(dòng)作的配合進(jìn)行切片，通過改變直線間歇移動(dòng)的距離，以滿足糕點(diǎn)的不同切片寬度的要求。 3、原始數(shù)據(jù) 已知條件 方案 1 2 3 4 5 6 7 8 工作機(jī)輸入功（KW） 2.5 2.3 2.2 2.1 2.0 1.9 1

3、.8 1.7 生產(chǎn)率（片/min） 60 58 55 52 50 48 45 42 糕點(diǎn)尺寸：長(zhǎng)度：200mm， 厚度：5～80mm， 寬度：10、20、30mm（可調(diào)） 工作條件：載荷有輕微沖擊，一班制 使用期限：十年，大修期為三年 生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)（少于十臺(tái)） 動(dòng)力來源：電力，三相交流（220V/380V） 轉(zhuǎn)速允許誤差：±5% 4、 設(shè)計(jì)任務(wù) 執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) （1） 分析切刀、輸送機(jī)構(gòu)的方案 （2） 擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案，畫出總體機(jī)構(gòu)方案示意圖 （3） 畫出執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 （4） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，畫出總體機(jī)構(gòu)方案圖，并標(biāo)明主要尺寸

4、 （5） 畫出執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 （6） 對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) （7） 選擇電動(dòng)機(jī) （8） 計(jì)算總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比 （9） 計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) （10） 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 （11） 選擇聯(lián)軸器 （12） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （13） 繪制減速器裝配圖 （14） 軸的強(qiáng)度校核 （15） 滾動(dòng)軸承的選擇、壽命計(jì)算和組合設(shè)計(jì) （16） 鍵的選擇和強(qiáng)度計(jì)算 （17） 繪制軸、齒輪零件圖 二、切刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)方案的選擇與評(píng)價(jià) 實(shí)現(xiàn)切刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)：切刀的往復(fù)直線移動(dòng)可采用連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條、組合機(jī)構(gòu)等。 方案一：凸輪機(jī)構(gòu) 工作原理：

5、由凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)切刀的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最大行程為凸輪的相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的差，通過增減凸輪的長(zhǎng)度來增大或減小行程。 優(yōu)點(diǎn)：只要設(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，可承載較大的載荷，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。 缺點(diǎn)：凸輪輪廓與推桿之間為點(diǎn)、線接觸，易磨損。而且沒有急回特性，不能夠?qū)崿F(xiàn)切刀下切速度快使切口平滑，也不能很好的的縮短空程的時(shí)間，影響效率。所以該方案不能符合要求，故舍棄。 方案二：連桿機(jī)構(gòu) 工作原理：通過輪盤的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)切刀的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)連桿的長(zhǎng)度來增減行程。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，且具有連

6、桿的共同優(yōu)點(diǎn)。有快慢行程之分，提高工作效率。其運(yùn)動(dòng)副均為低副，兩運(yùn)動(dòng)副連接為面接觸，壓強(qiáng)較小，可承載較大的載荷。切形狀簡(jiǎn)單易于加工，而且連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)功軌跡是各種不同的曲線，其形狀隨著各構(gòu)件相對(duì)長(zhǎng)度的改變而改變，從而可以得到形式眾多的連桿曲線，可以用這些曲線滿足不同的曲線設(shè)計(jì)要求。 缺點(diǎn)：這種機(jī)構(gòu)所占據(jù)的空間位置較大，傳遞的路線長(zhǎng)。而針對(duì)這部分的設(shè)計(jì)可通過桿長(zhǎng)的選擇來解決。能符合我們?cè)O(shè)計(jì)的切刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)的要求，故切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)選擇該機(jī)構(gòu)。 方案三：正弦機(jī)構(gòu) 工作原理：當(dāng)曲柄以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過滑塊使導(dǎo)桿上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)切刀的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。其位移的行程即為曲柄的長(zhǎng)度。 優(yōu)點(diǎn)：能夠

7、使切刀做正弦形式的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可承載較大的載荷，只要適當(dāng)?shù)倪x取曲柄的長(zhǎng)度就能設(shè)計(jì)出所需要的運(yùn)動(dòng)的距離，原理簡(jiǎn)單易行。 缺點(diǎn)：沒有急回特性，不能達(dá)到切刀的預(yù)運(yùn)動(dòng)要求。且曲柄的與運(yùn)動(dòng)角度是受到限制的，擺角必須嚴(yán)格控制，這會(huì)增加機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度，故該方案舍棄。 三、糕點(diǎn)直線間歇運(yùn)動(dòng)方案的選擇與評(píng)價(jià) 糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)： 糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)可選擇連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等。 方案一：利用棘輪的間歇傳動(dòng)特點(diǎn)達(dá)到目的 工作原理：曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度范圍時(shí)帶動(dòng)連桿的運(yùn)動(dòng)，與連桿相連的棘爪插入齒輪內(nèi)，帶動(dòng)從動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)過一定的角度。當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)過另一個(gè)角度，另一側(cè)的

8、棘爪阻止棘輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)，與連桿相連的棘爪在棘輪齒上滑過。從而實(shí)現(xiàn)曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)棘輪的單向間歇運(yùn)動(dòng)。 優(yōu)缺點(diǎn)：齒式棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；動(dòng)與停的時(shí)間比可通過選擇合適的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。該機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是動(dòng)程只能作有級(jí)調(diào)節(jié)；噪音、沖擊和磨損較大，故不宜用于高速。因?yàn)槠湓肼暣?，并且大多?shù)人的設(shè)計(jì)基本選擇該機(jī)構(gòu)，因此經(jīng)過討論我們決定舍棄該機(jī)構(gòu)。 方案二：運(yùn)用非完整齒輪與完整齒輪間歇嚙合傳動(dòng)來達(dá)到目的。 工作原理：主動(dòng)齒輪作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)主動(dòng)輪的吃齒進(jìn)入嚙合，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)；主動(dòng)輪退出嚙合時(shí)，由于兩齒輪的的凸凹鎖止弧的作用，從動(dòng)輪保持可靠停歇，從而實(shí)現(xiàn)從動(dòng)輪的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。 優(yōu)缺點(diǎn)：不完全齒輪機(jī)構(gòu)

9、設(shè)計(jì)靈活、從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)角范圍大，很容易實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期中的多次動(dòng)、停時(shí)間不等的間歇運(yùn)動(dòng)。但加工復(fù)雜；在進(jìn)入和退出嚙合時(shí)速度有突變，引起剛性沖擊，不宜用于高速轉(zhuǎn)動(dòng)；主、從動(dòng)輪不能互換。并且不好控制進(jìn)給的距離，所在此機(jī)構(gòu)中不宜采用此構(gòu)件。 方案三： 工作原理：摩擦輪實(shí)現(xiàn)單向間歇移動(dòng)（凸輪主軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，輪上的突出圓弧廓線與工件接觸時(shí)，使皮帶滾筒與凸輪對(duì)滾，輪間的摩擦力使皮帶移動(dòng)進(jìn)料。當(dāng)凸輪的凸出廓線與皮帶脫離接觸后，皮帶則靜止。凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，工件完成一個(gè)周期的送進(jìn)和停歇?jiǎng)幼鳎? 優(yōu)缺點(diǎn)：摩擦輪機(jī)構(gòu)，這是步進(jìn)式的單向送進(jìn)機(jī)構(gòu)，適合與板條形狀工件輸送，且機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本低，但很難實(shí)現(xiàn)改變切

10、片的長(zhǎng)度。而且為了可靠的送料，還需要加軸向的預(yù)緊力。故該方案舍棄。 方案四：連桿凸輪機(jī)構(gòu) 工作原理：主動(dòng)曲柄連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過連桿帶動(dòng)行星輪往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與曲柄固聯(lián)的凸輪，以其輪廓帶動(dòng)兩齒輪弧往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而控制行星輪中的中心輪做間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到間歇傳動(dòng)的要求。 優(yōu)缺點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)、精確度好，通過改變曲柄的長(zhǎng)度就可以改變中心輪的轉(zhuǎn)角。容易控制所需的進(jìn)給量，實(shí)物操作便捷。只是結(jié)構(gòu)稍顯復(fù)雜，不過綜合考慮各方面的因素，其做為糕點(diǎn)的間歇移動(dòng)是比較理想的選擇。 四、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖及運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 1、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖： 備注：這是我們?cè)O(shè)計(jì)的整體的機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖，由連桿凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)糕點(diǎn)的間歇移動(dòng)，用連

11、桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。連桿的急回特性能使糕點(diǎn)的切口平滑、美觀，整體的設(shè)計(jì)思路符合任務(wù)書所給的要求。且經(jīng)過設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)糕點(diǎn)間歇和刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性能。 2.運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng) 切刀每分鐘得完成切割55次的工作節(jié)拍。所以連接曲柄的齒輪的轉(zhuǎn)速為55次/min，切刀做豎直面內(nèi)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其往下運(yùn)動(dòng)到與最低點(diǎn)相距約5mm至80mm（這是糕點(diǎn)的厚度）時(shí)開始切割糕點(diǎn)，此時(shí)糕點(diǎn)靜止不動(dòng)，切割完畢切刀往上運(yùn)動(dòng)到距離最低點(diǎn)約80mm時(shí)糕點(diǎn)運(yùn)動(dòng)起來，把切好的糕點(diǎn)片帶走并把糕點(diǎn)送進(jìn)待切，切刀繼續(xù)往上運(yùn)動(dòng)，直到最高點(diǎn)，之后再往下運(yùn)動(dòng)，直到最低點(diǎn)相距約5mm至80mm（這是糕點(diǎn)的厚度）時(shí)又開始

12、切割糕點(diǎn)，此時(shí)糕點(diǎn)又靜止。如此往復(fù)循環(huán)。 1） 糕點(diǎn)切片機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖（同心圓式） 2） 糕點(diǎn)切片機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖（直角坐標(biāo)式） 五、執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1、連桿凸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 1)擺角的計(jì)算 ·······① ········② ·······③ 先跟據(jù)①式設(shè)計(jì)擺角的大?。焊鶕?jù)實(shí)際情況送料帶輪半徑一般不小于60mm，得 9.55°，所以去第一個(gè)擺角 為10o，則第二個(gè)擺角為20°，第三個(gè)擺角為30° 2）四連桿曲柄和連桿長(zhǎng)度的確定 ·····④ 1、根據(jù)④使可求行程系數(shù)，取1 =15°，搖桿

13、長(zhǎng)400mm，則由作圖法求曲柄 及連桿 的長(zhǎng)度 及 機(jī)架 的長(zhǎng)度 得 曲柄 連桿 機(jī)架 2、根據(jù)第一步所求得的搖桿及機(jī)架長(zhǎng)求當(dāng)擺角20o時(shí)的曲柄和連桿長(zhǎng) 有作圖法知 得曲柄 連桿 同時(shí)由作圖法得急回夾角 為代入④式知 3)同理當(dāng)搖桿擺角為30o時(shí)由作圖法知 曲柄 連桿 可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的曲柄和連桿的設(shè)計(jì) 等軸視圖正視圖 2、刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 刀具的往復(fù)運(yùn)動(dòng)要求有急回特性，因此用連桿來設(shè)計(jì)刀具的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如圖為所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)： 由圖可得 ， 其中e為 偏距，a輪盤的半徑，b為連桿的長(zhǎng)度。即為極位夾角。根據(jù)

14、切割時(shí)糕點(diǎn)的高度的要求C1C2的長(zhǎng)度要大于80mm。即： C1C2=C1D-C2D 根據(jù)切刀與皮帶間歇運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性要求取極位夾角θ=60o，由此可初步?。? a=50mm ，b=150mm ，e=100mm 六：減速器的設(shè)計(jì) 第一部分：運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 計(jì)算 說明 結(jié)果 一：電機(jī)的選擇 型號(hào) 額定功率 KW 滿載 轉(zhuǎn)速 r/min 效率% 功率因數(shù) Y100L-6 3 1440 86.7 0.81 二：分配傳動(dòng)比 選 則 查參考文獻(xiàn)三圖12得 三、各軸轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩

15、 軸名 功率 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 I軸 2.34 31.07 720 II軸 2.23 121.08 175.6 III軸 2.12 402.84 50.17 該計(jì)算部分公式和有關(guān)數(shù)據(jù)皆引自參考文獻(xiàn)三第12頁到14頁 總傳動(dòng)比 減速器高速級(jí)傳動(dòng)比 減速器低速級(jí)傳動(dòng)比 該部分公式及數(shù)據(jù)引自參考文獻(xiàn)三第7頁表一和第17頁圖12 主要參數(shù) 該部分公式引自參考文獻(xiàn)三第19頁到21頁 選擇電動(dòng)機(jī) 型號(hào)：Y100L—

16、6 同步轉(zhuǎn)速 二：傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算 說明 結(jié)果 一：帶輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1、選擇V帶型號(hào) 選擇A型帶 2、 確定帶輪直徑 圓整為 3、驗(yàn)算帶速 在范圍內(nèi)帶速合適 4、 確定和 得： 初定為 + 圓整 圓整為 5、 驗(yàn)算小帶輪包角 包角合適 6、 確定帶的根數(shù) 圓整取 7、確定初拉力

17、 二、 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1、 設(shè)計(jì)小齒輪直徑 接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式： 2、確定中心距 圓整為 3、 選定模數(shù)、齒數(shù)和螺旋角 一般， 查表圓整為 圓整為 取， 與相比誤差為 可用 4、計(jì)算分度圓直徑 小齒輪 大齒輪 5、按齒根接粗疲勞強(qiáng)度校核

18、 代入得： 合適 2、 齒輪寬度 圓整為 高速級(jí)齒輪 齒數(shù)z 21 89 中心距a(mm) 140 模數(shù)m(mm) 2.5 傳動(dòng)比i 4.1 齒寬b(mm) 40 35 螺旋角 11.265 分度圓直徑d(mm) 53.454. 226.546 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 2、 設(shè)計(jì)小齒輪直徑 接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式初步設(shè)計(jì)：

19、 2、確定中心距 圓整為 4、 選定模數(shù)、齒數(shù)和螺旋角 一般， 查表圓整為 圓整為 取， 與相比誤差為 可用 4、計(jì)算分度圓直徑 小齒輪 大齒輪 5、按齒根接粗疲勞強(qiáng)度校核 代入得： 合適 3、 齒輪寬

20、度 圓整為 大齒輪寬度 小齒輪寬度 高速級(jí)齒輪 齒數(shù)z 21 633 中心距a(mm) 170 模數(shù)m(mm) 4 齒寬b(mm) 55 50 分度圓直徑d(mm) 84.998 255.002 該部分公式和數(shù)據(jù)引自參考文獻(xiàn)二242頁到262頁 計(jì)算功率工況系數(shù)，根據(jù)參考文獻(xiàn)二第254頁表11.3選擇得： 帶型號(hào)的選擇：由查參考文獻(xiàn)二第253頁圖11.11得選擇A型帶 根據(jù)參考文獻(xiàn)二第254頁選擇 滑動(dòng)率設(shè)為1% 的圓整是根據(jù)參考文獻(xiàn)二第254頁表11.4選擇

21、 為帶輪中心距 為帶輪基準(zhǔn)直徑 的圓整根據(jù)參考文獻(xiàn)二第251頁圖11.10選取A型帶的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)長(zhǎng)度為 因，， 查參考文獻(xiàn)二第256頁表11.6得由參考文獻(xiàn)第258頁表11.8得普通v帶時(shí)額定功率的增量，由參考文獻(xiàn)二第259頁表11.10查得包角修正系數(shù)，由參考文獻(xiàn)二第259頁表11.11查得帶長(zhǎng)修正系數(shù) 該部分公式及數(shù)據(jù)引自參考文獻(xiàn)二186到212頁、參考文獻(xiàn)三32到35頁以及參考文獻(xiàn)四第97到98頁 為齒面接觸許用應(yīng)力選擇齒輪為軟齒面材料為碳素調(diào)質(zhì)剛熱處理方式為調(diào)質(zhì)、正火，由參考文獻(xiàn)四第96頁表7.11查得齒面硬

22、度，取 由參考文獻(xiàn)二第193頁表9.11查得， 由參考文獻(xiàn)二第193頁圖9.44查得 ，根據(jù)查參考文獻(xiàn)二第一95頁表9.13得再查參考文獻(xiàn)二第196頁圖9.46得到，由參考文獻(xiàn)二第194頁表9.12可以得到由參考文獻(xiàn)二第由參考文獻(xiàn)二第199頁表9.14得 查參考文獻(xiàn)二第166頁表9.3的圓整 查參考文獻(xiàn)二第195頁表9.13得 查參考文獻(xiàn)二第204頁表9.15得 ，查參考文獻(xiàn)二第206頁圖9.59、圖9.60得 圖9.58得 查參考文獻(xiàn)二第200頁圖9.53得

23、，第201頁圖9.56得 選A型帶 帶速合適 包角合適 帶輪根數(shù) 按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算得小齒輪直徑： 中心距： 大小齒輪齒數(shù);

24、 螺旋角： 大小齒輪分度圓直徑： 按齒根接觸應(yīng)力校核 合適 大小齒輪寬度 主要參數(shù) 三、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算及說明 結(jié)果 一：高速軸的計(jì)算 1、 選擇軸的材料 45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼、 由參考文獻(xiàn)二第398頁表19.1查取 2、 初步計(jì)算軸徑 公式引自參考文獻(xiàn)二第

25、403頁式 選取 考慮鍵槽的影響，軸徑增加并圓整 3、 軸上零件的定位及軸的主要尺寸的確定 其中：軸承1寬度 安裝尺寸 齒輪1直徑 安裝尺寸 4、 按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度 1）軸空間受力簡(jiǎn)圖 2）軸上受力分析 齒輪上的圓周力 齒輪上的徑向力 齒輪上的軸向力 3）計(jì)算作用于軸上的支反力 水平面內(nèi)的支反力

26、 垂直面內(nèi)的支反力 4）計(jì)算軸的彎矩并畫彎矩圖 5）校核軸的強(qiáng)度 二：中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、 選擇軸的材料 45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼、 由參考文獻(xiàn)二第398頁表19.1查取 2、初步計(jì)算軸徑 選取

27、 考慮鍵槽的影響，軸徑增加并圓整4、 按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度 1） 軸空間受力簡(jiǎn)圖 2）軸上受力分析 a)高速級(jí)大齒輪 高速級(jí)大齒輪為高速級(jí)的從動(dòng)輪，因此受力與高速級(jí)小齒輪剛 好大小相等、方向相反，即與第一根軸齒輪受力大小相等方 向相反所以： 1齒輪上的圓周力 1齒輪上的徑向力 1齒輪上的軸向力 B)低速級(jí)小齒輪 齒輪上的圓周力 齒輪上的徑向力 齒輪上的軸向力 3） 軸上支反力計(jì)算 解得

28、： 解得： 解得： 解得： 4） 計(jì)算軸的彎矩并畫彎矩圖 所以截面為危險(xiǎn)截面 故安全 三、 低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、選擇軸的材料 45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼、 由參考文獻(xiàn)二第398頁表19.1查取 2、初步計(jì)算軸徑 公式引自參考文獻(xiàn)二第403頁式 選取 考慮鍵槽的影響，軸徑增加并圓整 3、軸上零件的定位及軸的主要尺寸的確定 其中：軸承1寬度 安裝尺寸 齒輪1直徑 安裝尺寸 4、 按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度 1

29、）軸受力簡(jiǎn)圖 2）軸上受力分析 低速速級(jí)大齒輪為低速級(jí)的從動(dòng)輪，因此受力與低速級(jí)小齒輪剛 好大小相等、方向相反，即與第二根軸低速級(jí)小齒輪受力大小相等、 向相反所以： 齒輪上的圓周力 齒輪上的徑向力 齒輪上的軸向力 3）軸上支反力： 水平面內(nèi)支反力 解得： 解得：

30、 垂直面內(nèi)支反力 解得： 解得： 4） 計(jì)算軸的彎矩并畫彎矩圖 5） 畫彎矩圖 6） 校核軸的強(qiáng)度 故 安全

31、 危險(xiǎn)截面彎矩： 合成彎矩最大值： 單位 安全 公式引自參考文獻(xiàn)二第403頁式 危險(xiǎn)

32、截面最大彎矩值： 合成彎矩最大值在D截面上： 危險(xiǎn)截面合成彎矩最大值： 四 鍵連接的選擇和計(jì)算 計(jì)算及說明 結(jié)果 一：高速級(jí)軸

33、上鍵的選擇及計(jì)算 1）選擇 選擇圓頭普通平鍵： 其主要參數(shù)： 2） 校核 按擠壓強(qiáng)度校核，軸傳遞扭矩 故安全 二：中間軸上鍵的選擇及計(jì)算 1） 選擇 選擇圓頭普通平鍵：鍵1 鍵2 其主要參數(shù) 鍵1： 鍵2： 2） 校核 按擠壓強(qiáng)度校核，軸傳遞扭矩 鍵1： 鍵2： 故安全 三 低速級(jí)軸的校核 1） 選擇 選擇圓頭普通平鍵： 其主要參數(shù)： 2） 校核 按擠壓強(qiáng)度校核，軸傳遞扭

34、矩 故安全 數(shù)據(jù)引自參考文獻(xiàn)一第90頁 引自參考文獻(xiàn)二第328頁表15.10 校核公式引自參考文獻(xiàn)二第327頁 五滾動(dòng)軸承的選擇和校核 計(jì)算及說明 結(jié)果 一、 高速軸上軸承的選擇和校核 1） 選擇 因?yàn)樾饼X輪傳動(dòng)，所以選擇角接觸球軸承

35、 選擇角接觸軸承型號(hào)為： 其基本尺寸 2） 校核 1、計(jì)算附加軸向力、 則可得軸承1、2的附加軸向力 2、簡(jiǎn)圖 3、計(jì)算軸承所受軸向載荷 因?yàn)? 所以軸承2被“壓緊”軸承1被“放松”由此可得 4、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 軸承1 利用插值法求得： 再次利用插

36、值法可求得：、由此可得： 軸承2 利用插值法可求得： 再由用線性插值法可求得： 、 由此可得 5、軸承壽命校核 因，故按軸承2計(jì)算軸承壽命 故所選軸承合格 二、中間軸上軸承的選擇和校核 1）選擇 因?yàn)樾饼X輪傳動(dòng)，所以選擇角接觸球軸承 選擇角接觸軸承型號(hào)為： 其基本尺寸 2）校核 1

37、、計(jì)算附加軸向力、 則可得軸承1、2的附加軸向力 2、簡(jiǎn)圖 3、計(jì)算軸承所受軸向載荷 因?yàn)? 所以軸承1被“壓緊”軸承2被“放松”由此可得 4、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 軸承1 利用插值法求得： 再次利用插值法可求得：、由此可得： 軸承2 利用插值法可求得：

38、 再由用線性插值法可求得： 、 由此可得 5、軸承壽命校核 因，故按軸承2計(jì)算軸承壽命 故所選軸承合格 三、 低速級(jí)軸上軸承的選擇和校核 1）選擇 因?yàn)樾饼X輪傳動(dòng)，所以選擇角接觸球軸承 選擇角接觸軸承型號(hào)為： 其基本尺寸 2）校核 1、計(jì)算附加軸向力、 則可得軸承1、2的

39、附加軸向力 2、簡(jiǎn)圖 3、計(jì)算軸承所受軸向載荷 因?yàn)? 所以軸承1被“壓緊”軸承2被“放松”由此可得 4、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 軸承1 利用插值法求得： 再次利用插值法可求得：、由此可得： 軸承2 利用插值法可求得： 再由用線性插值法可求得： 、 由此可得 5、軸承壽命校核 因，故按軸

40、承2計(jì)算軸承壽命 故所選軸承合格 數(shù)據(jù)引自參考文獻(xiàn)一第114頁表9-5 公式引自參考文獻(xiàn)二第368頁表17.5 插值法所用數(shù)據(jù)引自參考文獻(xiàn)二第370頁表17.7 公式引自參考文獻(xiàn)二第373頁 減速器箱體的相關(guān)尺寸 減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 公式 數(shù)值(m

41、m) 箱座壁厚 δ=0.025a+1≥8 8 箱蓋壁厚 =0.02a+1≥8 8 箱體凸緣厚度 箱座 b=1.5δ 12 箱蓋 b1=1.5 12 箱座底 b2=2.5δ 20 加強(qiáng)肋厚 箱座 m≈0.85δ 6.8 箱蓋 m1≈0.85 6.8 地腳螺釘直徑和數(shù)目 df=0.036a+12 M20 n=4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 d1=0.75 df M16 箱蓋和箱座聯(lián)接螺栓直徑 d2=0.6 df M12 軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目 高速軸 d3 =0.4~0.5 df M10 n=6 中間軸 M10 低速軸 M1

42、0 軸承蓋外徑D2 高速軸 D2=D+5d3 102 中間軸 112 低速軸 135 觀察孔蓋螺釘直徑 d4=0.4 df M8 df、d1、d2 至箱外壁距離 df C1 26 d1 22 d2 18 df、d1、d2 至凸緣邊緣的距離 df C2 24 d1 20 d2 16 大齒輪齒頂圓與內(nèi)壁距離 Δ1>1.2δ 11.25 齒輪端面與內(nèi)壁距離 Δ2>δ 8 外壁至軸承座端面的距離 l1=C2+C1+(8～12) 58 七、參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)二——機(jī)械設(shè)計(jì) （第五版）吳克堅(jiān)主編 參考文獻(xiàn)一—機(jī)械零件手冊(cè) （第五版）周開勤主編 參考文獻(xiàn)三——機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 （第二版）龔桂義主編 參考文獻(xiàn)四——機(jī)械設(shè)計(jì) 邱映輝主編