角磨機(jī) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

TOC\o"1-5"\h\z摘要3ABSTRACT3緒論1.1絞磨機(jī)的車簡(jiǎn)介31.2設(shè)計(jì)絞磨機(jī)車目的31.3設(shè)計(jì)絞磨機(jī)的優(yōu)點(diǎn)31.4絞磨機(jī)的發(fā)展前景4設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及系統(tǒng)方案2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)介4\o"CurrentDocument"2.2主要技術(shù)參數(shù)6\o"CurrentDocument"2.3系統(tǒng)方案確定7齒輪的設(shè)計(jì)校核\o"CurrentDocument"3.1第一對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)及校核12\o"CurrentDocument"3.2第四對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)及校核15軸的設(shè)計(jì)及校核\o"CurrentDocument"4.1花鍵軸的校核18\o"CurrentDocument"4.2第三根軸的校核23滾動(dòng)軸承的選用及其校核\o"CurrentDocument"5.1花鍵軸的滾動(dòng)軸承的校核285.2第一對(duì)滾動(dòng)軸承的校核28鍵的選擇與校核6.1花鍵軸上鍵的選擇與校核.296.1其他軸上鍵的選擇與校核32箱體的結(jié)構(gòu)與參數(shù)\o"CurrentDocument"7.1箱體的結(jié)構(gòu)32\o"CurrentDocument"7.2箱體的參數(shù)33制動(dòng)器的選擇\o"CurrentDocument"8.1制動(dòng)器的選擇34離合器的選擇\o"CurrentDocument"9.1摩擦離合器35

10111213換擋手柄的設(shè)計(jì)10111213總結(jié)參考文獻(xiàn)附錄8噸絞磨機(jī)變速箱設(shè)計(jì)的摘要絞磨機(jī)其廣泛用于電力，電信，市政工程的施工緊線組立桿塔或機(jī)動(dòng)放線。適用于野外無(wú)電場(chǎng)所。其具有結(jié)構(gòu)合理，體積小，重量輕。功率大，噪音小，操作靈活，搬運(yùn)方便等優(yōu)點(diǎn)。深受廣大用戶好評(píng)。本新型絞磨機(jī)的設(shè)計(jì)包括柴油機(jī)的選擇，變速箱的設(shè)計(jì)，離合器的選擇，減速箱的設(shè)計(jì)，在以往的絞磨機(jī)基礎(chǔ)上改進(jìn)了變速箱的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了3軸換擋機(jī)構(gòu)。根據(jù)汽車換擋的變速原理改進(jìn)了絞磨機(jī)手柄的設(shè)計(jì)。具有操作簡(jiǎn)單可靠穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。在材料的選擇上優(yōu)先選擇了合金材料，其使用壽命得到明顯的提高。其質(zhì)量的到明顯的改善。其結(jié)構(gòu)得到明顯的簡(jiǎn)化，其體積質(zhì)量的得到最大限度的減少。1緒論1.1絞磨機(jī)簡(jiǎn)介絞磨機(jī)是機(jī)械絞磨機(jī)的簡(jiǎn)稱。其主要類型有汽油機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)，柴油機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)，汽油機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)，拖拉機(jī)機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)等，是在無(wú)電源的情況下架空輸電線路，通信線路，電力電纜線路的機(jī)動(dòng)牽引的動(dòng)力設(shè)備。主要由磨心，變速箱，減速箱，動(dòng)力源，離合器，制動(dòng)器，磨筒，機(jī)架等組成。機(jī)動(dòng)絞磨的工作原理：以汽油機(jī)或者柴油機(jī)或電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，經(jīng)離合器連接變速箱，經(jīng)過(guò)變速箱的換檔，可以提供不同的速度輸出，再經(jīng)制動(dòng)器連接減速箱輸出到磨心上。在磨心上安裝有磨筒，磨筒上有絞磨槽，其上有用來(lái)直接用來(lái)絞磨重物的鋼絲繩。通過(guò)磨筒的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)重物的提升和下降的功能。其廣泛用于電力，電信，市政工程的施工緊線組立桿塔或機(jī)動(dòng)放線。適用于野外無(wú)電場(chǎng)所。其具有結(jié)構(gòu)合理，體積小，重量輕。功率大，噪音小，操作靈活，搬運(yùn)方便等優(yōu)點(diǎn)。深受廣大用戶好評(píng)。1.2設(shè)計(jì)絞磨機(jī)目的絞磨機(jī)作為工程生產(chǎn)中一種重要的提升工具，在工程和生產(chǎn)中起到了相當(dāng)重要的作用，絞磨機(jī)的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)不同的工作需求進(jìn)行的。絞磨機(jī)一般應(yīng)用于電信施工、架空輸電線路等的場(chǎng)合，設(shè)計(jì)礦山絞磨機(jī)主要是為了用其代替人類的苦力勞動(dòng)及避免人在危險(xiǎn)的工作場(chǎng)合工作，節(jié)約勞力；絞磨機(jī)是為了實(shí)現(xiàn)重物的一提升而設(shè)計(jì)的。此類絞磨機(jī)設(shè)計(jì)根據(jù)提升要求的質(zhì)量和速度，還有本身具有自有動(dòng)力的野外施工要求設(shè)計(jì)的。在不同的要求下有不同的結(jié)構(gòu)配置，不同的速度要求，設(shè)計(jì)采用不同的換擋方式和速度配置。1.3絞磨機(jī)的優(yōu)點(diǎn)絞磨機(jī)工作質(zhì)量輕，提升速度具有可變性，提升質(zhì)量大，維修安裝方便，

能夠分開(kāi)運(yùn)輸并在要求的工作地點(diǎn)進(jìn)行組裝工作。它配置了柴油機(jī)，不需要依賴動(dòng)力源。它采用的是汽車換擋的手柄原理設(shè)計(jì)，具有操作簡(jiǎn)單可靠等，在施工中易于操作等優(yōu)點(diǎn)。采用的是合金材料，使用壽命長(zhǎng)，工作平穩(wěn)可靠等優(yōu)點(diǎn)。采用了新型的行星輪系減速，具有變速比大，質(zhì)量輕，能耗低等優(yōu)點(diǎn)。1.4絞磨機(jī)的發(fā)展前景目前絞磨機(jī)的還只用于一些提升要求不高的場(chǎng)合。如質(zhì)量不能太大，速度不能太快，平穩(wěn)性不太高，運(yùn)動(dòng)不精確的場(chǎng)合。在操作中不能實(shí)現(xiàn)速度的可控調(diào)節(jié)。所以有待改進(jìn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，原理設(shè)計(jì)。現(xiàn)在又出現(xiàn)液壓的絞磨機(jī)，無(wú)極變速的絞磨機(jī)。帶過(guò)載保護(hù)的絞磨機(jī)。絞磨機(jī)的減速機(jī)構(gòu)有少齒差行星輪系機(jī)構(gòu)。還有制動(dòng)剎車機(jī)構(gòu)，電動(dòng)制動(dòng)剎車機(jī)構(gòu)。帶有金屬磨盤的絞磨機(jī)。等等。近年來(lái)國(guó)內(nèi)不少單位試制了以汽油機(jī)為動(dòng)力的機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)。但目前生產(chǎn)的幾種機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)一般只在5T左右。由于設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)功率小，因此整機(jī)牽引力及速度均不能滿足發(fā)展的需要。所以在以后的設(shè)計(jì)運(yùn)用中應(yīng)該會(huì)朝著這方面進(jìn)行改進(jìn)。能夠?qū)崿F(xiàn)絞磨機(jī)各種所需的功能。2設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及系統(tǒng)方案2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)介輸入軸本課題是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)要而確定的，本絞磨機(jī)系統(tǒng)共一油機(jī)，變速箱，減速箱』磨桶。根據(jù)老師要求我設(shè)計(jì)部分為變速箱。其工作原理采用的是滑移齒輪的變速原理』在花鍵軸上實(shí)現(xiàn)齒輪的橫向移動(dòng)，并與不同的齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)鯉的減速比。采用的換擋裝置為汽車換擋裝置的簡(jiǎn)化版，在一個(gè)有手柄的兩個(gè)不同個(gè)滑塊上安裝不同的撥快。在不同的手柄位置實(shí)現(xiàn)不同的速/輸入軸本課題是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)要而確定的，本絞磨機(jī)系統(tǒng)共一油機(jī)，變速箱，減速箱』磨桶。根據(jù)老師要求我設(shè)計(jì)部分為變速箱。其工作原理采用的是滑移齒輪的變速原理』在花鍵軸上實(shí)現(xiàn)齒輪的橫向移動(dòng)，并與不同的齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)鯉的減速比。采用的換擋裝置為汽車換擋裝置的簡(jiǎn)化版，在一個(gè)有手柄的兩個(gè)不同個(gè)滑塊上安裝不同的撥快。在不同的手柄位置實(shí)現(xiàn)不同的速/i.相x.4個(gè)不同的速度。選擇的聯(lián)軸器為彈性柱夸有四個(gè)大的部件：柴輸出。手柄有五個(gè)工作位置，從而實(shí)現(xiàn)，能夠使工作平穩(wěn)可靠。選擇的制動(dòng)剎車裝置能夠有效的實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。其銷聯(lián)軸換擋齒輪系如下圖。H-T1-1T1---其換擋裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下，其原理是根據(jù)汽車換擋裝置改進(jìn)而設(shè)計(jì)的，其工作原理如下：手柄可以再兩個(gè)方向上搖動(dòng)。帶動(dòng)位于箱體內(nèi)的撥叉在導(dǎo)軌上移動(dòng)。H-T1-1T1---2.2主要技術(shù)參數(shù)：所用齒輪的模數(shù)m=3TOC\o"1-5"\h\z齒數(shù)Z1=19Z2=55Z3=55Z4=19Z5=39Z6=35Z7=25Z8=49Z10=25Z11=49壓力角為20°要求變速箱的最大減速比約為12最小減速比約為2中間減速比為6反轉(zhuǎn)減速比為6其寬徑比Z1,Z2,Z7,Z8,Z10,Z11為0.25Z3,Z4為0.28Z5,Z6為0.2最大載物重為8000kg最大速度小于30m/s最小速度為3m/s.其中心距為a=111mm2.3系統(tǒng)方案確定2.3.1絞磨機(jī)的動(dòng)作描述絞磨機(jī)的變速箱換擋機(jī)構(gòu)共有A、B、C、D四個(gè)檔位，通過(guò)轉(zhuǎn)換手柄選取。例如手柄在一工位是選擇的是第一檔得到的速度就是第一檔的輸送速度，當(dāng)其正處于倒退檔時(shí)候得到的是倒退檔的速度。從而實(shí)現(xiàn)絞磨機(jī)的工作。而換擋手柄的工位總共有5個(gè)所有具有四個(gè)不同的速度輸出。其手柄轉(zhuǎn)動(dòng)只能在兩個(gè)平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。其換擋原理與汽車換擋的原理基本相似。通過(guò)手柄帶動(dòng)滑移齒輪的橫向移動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)不同的速度比。在不同的工位都獨(dú)立設(shè)有制動(dòng)機(jī)構(gòu)。這樣能夠保證齒輪嚙合工作的穩(wěn)定。2.3.2滑移齒輪的分布方案1、滑移齒輪的分布可以采取不同的分布形式。根據(jù)結(jié)構(gòu)的緊湊要求選擇最佳的齒輪分布；可供選擇的方案如下：輸無(wú)軸輸入輸無(wú)軸H軸g中間：.軸0這是本設(shè)計(jì)選擇的方案2、第二供選擇的方案如下中間的兩個(gè)小齒輪可以作為雙聯(lián)齒輪這樣就可以再軸的選擇上得到簡(jiǎn)化。但是如此布局，滑移齒輪的橫向移動(dòng)就要求比較大。且其雙聯(lián)齒輪的寬度要求也得比較長(zhǎng)。這樣對(duì)雙聯(lián)齒輪的空加工就要求比較高。這樣箱體的體積也要比較大。所以放棄此設(shè)計(jì)。3、本設(shè)計(jì)選擇的方案如下圖所ZHrn軸4為制動(dòng)器，軸1為輸入軸，軸3為中間軸?；拼朔桨傅妮S2為滑移齒輪齒輪的橫向移動(dòng)在軸2即花鍵軸上移動(dòng)?；ㄦI軸的材料可以選擇較好的合金。本設(shè)計(jì)所選擇的材料為40Cr。鍵的要求也較高。所有選擇的材料與齒輪相同。這軸4為制動(dòng)器，軸1為輸入軸，軸3為中間軸。滑移4原動(dòng)機(jī)選擇由于該絞磨機(jī)為野外施工的設(shè)備，考慮到動(dòng)力的局限性。選擇的動(dòng)力機(jī)為柴油機(jī)。因?yàn)槠湟蟮淖畲蠊β蕿?KW。考慮的絞磨機(jī)的動(dòng)力損耗。選擇的柴油機(jī)為8.3KW的功率。額定轉(zhuǎn)速為3600r/min.柴油機(jī)的輸出連接的是變速箱。其通過(guò)的是離合器標(biāo)準(zhǔn)柴油機(jī)的功率由額定功率表示。所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)等于或大于工作要求的功率。所需電動(dòng)機(jī)功率為P-Pwd門式中，Pd為工作機(jī)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率，kW；P為工作機(jī)需要的輸入功率，kW；\為電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置的總效率w由設(shè)計(jì)要求磨桶所需輸入功率為4kW，即P為4kW。傳動(dòng)裝置包括離合器，減速器，變速器。分別設(shè)其傳動(dòng)效率為n0，n1,n2。則總傳動(dòng)效率約為50%。齒輪嚙合的傳遞效率為0.98.滾動(dòng)軸承的專遞效率為0.99.聯(lián)軸器的傳遞效率為0.99,離合器的傳遞效率為0.98,磨桶的傳遞效率為0.97.根據(jù)所有的效率計(jì)算得到的總的效率。=60%則所需電動(dòng)機(jī)功率為PPd=-w=4/0.6=6.67Kw所有選擇的柴油機(jī)功率為8.3KW。選擇的柴油機(jī)為下圖所示13hpdieselgeneratorengineModel1&&FBTypeSingle-cylinder,Vertical.4-Stroke,Directinjection.Air-cooleddieselengineBorexStroke(mm)&8*7EmmDisplacement4E6CCEngineSpeed13,000rpm11ContinuousOutput10.2HP11.3HPMaximumOutput11.5HP13.0HPFuelConsumptionrfrpl—f[I*FuelTankCapacity5-.5LLube-oilCapacity1./LCrankshaftDirectionClockwisefromflywheelendCoolingTypeForceair-cooledLubricationTypePressuresplashStartingModeRecoil/electricstartDimensions(L^W^H)441mmK417mmK455mmPackinqsize520mmx520mm>=565mm(LxW^H}NetWeight(R/E)姍3.cr其型號(hào)為188FB四沖程直噴式其額定轉(zhuǎn)速為3600rpm.額定輸出功率為8.3KW自重為58-53KG3.齒輪的設(shè)計(jì)及校核3.1第一對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)與校核1第一對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)及校核選用精度等級(jí)材料及齒數(shù)材料選擇為40Cr大小齒輪材料都為40C。調(diào)質(zhì)后表面淬火齒輪的硬度為48-55HRC表面淬火變形不大。故精度等級(jí)為7級(jí)精度2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算值

計(jì)算小齒輪的傳遞轉(zhuǎn)矩m95.5x105xPT1=n=2.334*10000N.mm選擇齒輪寬度系數(shù)（P=0.25查資料材料的彈性影響系數(shù)Z§189.8MPa%E按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限查的=1100MPAhiml因?yàn)榇笮↓X輪是選擇的同一種材料所以它們的接觸疲勞極限值是相同所以q丑血2=1100MPA計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)設(shè)計(jì)壽命30年，一班制。應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60njLhN1=60njLh=60*3600*1*8*300*30二1.55*10^10N2=5.2x1092計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力（失效率為1%安全系數(shù)為S=1）

大小齒輪的站］分別為大齒輪為"HL亨alim=950MPA小齒輪為kLKsn2氣血=1045MPA其平均值為站L10175.5MPA計(jì)算小齒輪的分度圓的直徑dlt.代入接觸疲勞應(yīng)力的平均值dltN2.3%KT.些［昏

3①du閂計(jì)算圓周速度V=口頓=7.75m/s60x1000計(jì)算齒寬b=Q?d1均值dltN2.3%KT.些［昏

3①du閂計(jì)算圓周速度V=口頓=7.75m/s60x1000計(jì)算齒寬b=Q?d1產(chǎn)0.25*42=16齒高比b/h模數(shù)m=%=1.17z齒高h(yuǎn)=2.25*m=3.8mm所以b三3h3）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)V=7.75m/s與7級(jí)精度得得到KV=1.15,查直齒輪的齒間載荷分布系數(shù)K麗==1Hara查使用系數(shù)KA=1.5用插值法查7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)于軸承非對(duì)稱布置時(shí)，khT.295由b三3，K郵=1.295的、可以由圖表得到K鄧=1.19h叫32溟1.2故載荷系數(shù)為K=KA*KV*KHa*K郵=2.234）按實(shí)際載荷校系數(shù)校正所算得的分度圓直徑K

d1=d13K=49.3計(jì)算模數(shù)m=4=2.05z1按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式為'°dzi2確定公式內(nèi)的計(jì)算參數(shù)查小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限afe1=620MPaF^L1查大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限",=620MPaFE2彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1三0.85Kfn2三0.881）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞許用應(yīng)力安全系數(shù)S=1.4由公式得到[品三Kfn^FE1S得到[。F]=376.3MPa[af]2=%：fe2=389.7MPA計(jì)算載荷分布系數(shù)K.K=KAKVKFaK碎=1.5x1.15x1x1.9=2.05=2.05查齒形系數(shù)YFa1=2.65Ya2=2.24查應(yīng)力校正系數(shù)Ya1=1.58YSa2=L75比較大小齒輪的YFaYSa"f]計(jì)算小齒輪的^也=0.011H]計(jì)算大齒輪的Y^=0.01[aF]所以小齒輪的數(shù)值較大所以由12KT1-YYfm>JIbF」J中dzi2得m>1.9312KT1-m>J對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)。由于齒輪模數(shù)的大小主要決定承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力只與直徑有關(guān)。所以取模數(shù)m=3齒數(shù)為Z1=19即滿足彎曲疲勞強(qiáng)度又做到結(jié)構(gòu)緊湊滿足設(shè)計(jì)要求大齒輪的齒數(shù)為Z2=55這樣設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)。既滿足齒面接粗疲勞強(qiáng)度又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。2）計(jì)算幾何尺寸計(jì)算分度圓直徑d1=qxm=19*3=57d2=z2xm=55x3=165計(jì)算中心距a=^1±^2=1112計(jì)算齒輪的厚度b2/得到齒輪厚度為B1=16B2=153.2第四對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)及其校核1）選用精度等級(jí)材料及齒數(shù)材料選擇為40Cr.大小齒輪材料都為40Cr。調(diào)質(zhì)后表面淬火齒輪的硬度為48-55HRC表面淬火變形不大。故精度等級(jí)為7級(jí)精度2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)d>2.323：KT1.些1心］*\①du刀1確定公式內(nèi)的各計(jì)算值計(jì)算小齒輪的傳遞轉(zhuǎn)矩T1=心X105XPn95.5x105xPT1==7*10000N.mm選擇齒輪寬度系數(shù)（P=0.25

查資料材料的彈性影響系數(shù)Z§189.8MPa%E按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限C=1100MPAHIM1因?yàn)榇笮↓X輪是選擇的同一種材料所以它們的接觸疲勞極限值是相同所以CHim2CHim2=1100MPA應(yīng)力循環(huán)次數(shù)設(shè)計(jì)壽命30年，一班制。N1=60njLh=5.2*10'9N2=2.6*10'92計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力（失效率為1%安全系數(shù)為S=1）大小齒輪的C」分別為大齒輪為ChL畢Clim=950MPA小齒輪為ChL&心c=1045MPASlim其平均值為Ch】=10175.5MPA計(jì)算小齒輪的分度圓的直徑d1t.代入接觸疲勞應(yīng)力的平均值d1tN232」竺.U±1甬d1t-3①du閂J頊2計(jì)算圓周速度V=口頓=3.89m/s60x1000計(jì)算齒寬b七d1?=15,5計(jì)算齒高比模數(shù)m=^=2.21z齒高h(yuǎn)=2.25*m=4.98mmb=3.11h根據(jù)V與7級(jí)精度得到k廣1.13查直齒輪的齒間載荷分布系數(shù)%=Ka=1Hara查使用系數(shù)KA=1.5用插值法查7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)于軸承非對(duì)稱布置時(shí)，kh=1.295故載荷系數(shù)為K=KAKVKHaKH^=2.19由圖表的K邱二1.17按實(shí)際載荷校正分度圓直徑

Kdi=dit=3k計(jì)算模數(shù)的m=-=2.05z2按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算12KT1-①dZ12確定公式內(nèi)的計(jì)算參數(shù)查小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限aFEi=620MPaF^L1查大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限",=620MPaFE2彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1三°.85Kfn2三°.88計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞許用應(yīng)力安全系數(shù)S=1.4由公式得到q］三得到[。F]=376.3MPagf]2=K專FE2=389.7MPA計(jì)算載荷分布系數(shù)K=KK^K=1.983aVrafp計(jì)算大小齒輪的］旱辛%YY=0.0109小齒輪為FYY=0.0109小齒輪為F大齒輪為=0.0101aF小齒輪的數(shù)值較大2KT1jYYja][&f"所以中dz12=2.43所以取模數(shù)m=3齒數(shù)為z1=25即滿足彎曲疲勞強(qiáng)度又做到結(jié)構(gòu)緊湊滿足設(shè)計(jì)要求

大齒輪的齒數(shù)為Z2=59其分度圓直徑為d1=qxm=Z7*m=75d2=147齒輪厚度b=中/得B1=20B=184.軸的設(shè)計(jì)及校核4.1對(duì)花鍵軸的校核。1.求軸上的功率P2,轉(zhuǎn)速N2和轉(zhuǎn)矩T3.柴油機(jī)的輸入功率為8.3KW.。其傳遞的效率經(jīng)過(guò)一級(jí)齒輪，聯(lián)軸器的傳遞。其得到的功率為P2二P*0.98*0.99*0.98=8.KWN2=32000*19/55=1200r/minT2=9550000P2/N2=63666.67N.mm2.求齒輪上的力因已知低速機(jī)大出輪的分度圓直徑為d2=mxz=3*55=165mmFt=2T2/D2=385NFr=Ft*tana=140NFn=Ft/cosa=409N3初步確定軸的最小直徑先按公式計(jì)算軸的最小直徑。選取的材料為40Cr調(diào)制后表面淬火先初步估算軸的最小直徑選取A0=100dmin=100*0.188=18.8mm軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如上圖所示：在直徑為30mm的軸段為軸承配合，在直徑為32的軸段為齒輪配合。在直徑為36的軸段為花鍵配合。其選擇的軸與齒輪輪轂的配合為Hh6其齒輪嚙合受力簡(jiǎn)圖如下所示載荷水平面H垂直面V

支反力F1=278NF2=291NF1=128.72NF2=1025N彎矩M1=9370N.mmM2=13685N.mmM1=45045N.mmM2=35875N.mm總彎矩M1=46009N.mmM2=38396N.mm扭矩T=63666.67N.mm其軸承與軸的的受力如上表所示其在空間上受力分布如上圖所示其彎扭合成圖示如下圖所示

其有效應(yīng)力集中系數(shù)為4.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。進(jìn)行校核時(shí)候，通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)和軸的單向旋轉(zhuǎn)。扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力。取a=0.6；M12+兩2軸的計(jì)算應(yīng)力為。ca=*'W2=74541/W=74541/4413=16.8Mpa選擇的材料為40Cr調(diào)制后表面淬火其[。-1]=355Mpa因此安全5.精確校核軸的疲勞強(qiáng)度判定危險(xiǎn)截面距離滾動(dòng)軸承37.5mm處的截面為危險(xiǎn)截面，因?yàn)樾↓X輪的受力較大且此處為花鍵軸。(1)在此截面左側(cè)抗彎曲截面系數(shù)W=4413mmA3抗扭矩截面系數(shù)Wt=8826mmA3(3)截面左側(cè)的彎矩為M1=46009N.mm截面左側(cè)的扭矩為T=63666.67N.mm=7.21MpaWT其彎曲應(yīng)力為氣=W=46009/4413=10.4Mpa彎曲疲勞強(qiáng)度^_1=430Mpa

剪切疲勞強(qiáng)度t_1=200Mpa材料為40Cr查的其抗拉強(qiáng)度為oB=735Mpako=1.62kT=2.47（矩形齒）=7.21MpaWT彎曲疲勞強(qiáng)度^_1=430Mpa

剪切疲勞強(qiáng)度t_1=200Mpa得到sT=21.1T5/-皿0+孔氣得到*=355/1.62*3+0.12*0=73

所以是滿足要求的其軸的工作圖如下w"J4?!h■rHJ/i1■nmI吐rim"七心,,"<HC?m4.2第二根軸的設(shè)計(jì)與校核求第三根軸的輸入功率P,轉(zhuǎn)速N,轉(zhuǎn)矩TP=P*B=8.3*0.876=7.27kw轉(zhuǎn)速n=3600/6==600r/min轉(zhuǎn)矩T=955000P/n=57300N.mm求作用在齒輪上的力已知低速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為d=mz=3*25=75

2TFr=2010.5NF=Ftxtana=73L76NF=Ft:COSa=2139N3初步確定軸的最小直徑先按公式計(jì)算軸的最小直徑。選取的材料為40Cr調(diào)制后表面淬火先初步估算軸的最小直徑選取A0=100由dmin=A°3p得dmin=18-27mm軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如上圖所示：ff皿1HzigF&J5Um3技AM*ff皿1HzigF&J5Um3技AM*rD>utp*>g0Dll蜩It'禮i宅tUY,**vkJ■虹tt{呷lomj-2-2tffll}T-Rmt'虹1ft.埠to.01?tmcu土F*IDjOiG邱皿q斌tMHn.015MUUaouimMit村禰-*5蛙4??&I+Btltt.fiMUM建#■,菱4求軸上的載荷首先確定載荷的位置與大小

其受力的圖示如下圖所示其齒輪嚙合受力簡(jiǎn)圖如下所示載荷水平面H垂直面V支反力F1=-1198NF2=344NF1=358NF2=67N彎矩M1=-52113N.mmM2=54352N.mmM=15573N.mmM2=-10586N.mm總彎矩M1=54390N.mmM2=55373N.mm扭矩T=57300N.mm其受力的載荷分析圖如下最下方的是力矩圖示按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核是通常指校核危險(xiǎn)截面。根據(jù)表上的數(shù)據(jù)和軸的旋轉(zhuǎn)。彎扭切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力取a=0.6'?M12+O2T2軸的計(jì)算應(yīng)力為W2=15.2MPa選擇的材料為40Cr調(diào)制后表面淬火其[。-1]=355Mpa因此安全.5精確校核軸的疲勞強(qiáng)度判定危險(xiǎn)截面距離滾動(dòng)軸承43.5mm處的截面為危險(xiǎn)截面，因?yàn)樾↓X輪的受力最大。(2)在此截面左側(cè)抗彎曲截面系數(shù)W=4665mmA3抗扭矩截面系數(shù)Wt=9331mmA3(3)截面左側(cè)的彎矩為M1=54390N.mm截面左側(cè)的扭矩為T=573007N.mm其彎曲應(yīng)力為a=M=11.65MpabWTtt=—=6.14Mpa材料為T40Cr查的其抗拉強(qiáng)度為aB=735Mpa彎曲疲勞強(qiáng)度a_1=430Mpa剪切疲勞強(qiáng)度t_1=200Mpako=1.62kT=2.47（矩形齒）0a=0.2-0.30t=0.1-0.15aa=2a1于是計(jì)算S也的值C^aSaKaaa+Vm得到Sa=20.12a1得到》=11.05L=9.12^1.5所以此軸的設(shè)計(jì)滿足要求5滾動(dòng)軸承選用及其校核5.1花鍵軸上滾動(dòng)軸承選擇校核根據(jù)軸上零件的分布和軸承的強(qiáng)度要求適選用的軸承型號(hào)為6306并對(duì)其進(jìn)行校核其轉(zhuǎn)速為1200r/min預(yù)計(jì)壽命要求連續(xù)工作10年所以Lh=5*300*8=24000h因?yàn)闆](méi)有軸向載荷所以所以X=1Y=0計(jì)算器當(dāng)量載荷PP=fp(XFr+YFa)取fp=1.5所以其當(dāng)量載荷為P=fp(XFr+YFa)=1.5*1065=1597.5N求軸承應(yīng)有的額定基本動(dòng)載荷C=Px廠竺生=3277N；1(6此軸承的基本額定載荷C0=15.2KNCWC0所以軸承為合格要求。滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑方式的選擇由于絞磨機(jī)軸上滾動(dòng)軸承安裝與軸支座中，考慮到脂潤(rùn)滑形成的潤(rùn)滑膜強(qiáng)度高，能承受較大載荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，所以選用脂潤(rùn)滑。5.2第三對(duì)軸承的選擇與校核根據(jù)軸上零件的分布和軸承的強(qiáng)度要求適選用的軸承型號(hào)為6306并對(duì)其進(jìn)行校核其轉(zhuǎn)速為600r/min預(yù)計(jì)壽命要求連續(xù)工作10年所以Lh=5*300*8=24000h因?yàn)闆](méi)有軸向載荷所以所以X=1Y=0計(jì)算器當(dāng)量載荷PP=fp(XFr+YFa)取fp=1.5所以其當(dāng)量載荷為P=fp(XFr+YFa)=1.5*1890=2835N求軸承應(yīng)有的額定基本動(dòng)載荷C=PXjl^TZOOON，10此軸承的基本額定載荷C0=15.2KNCWC0所以軸承為合格要求。滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑方式的選擇由于絞磨機(jī)軸上滾動(dòng)軸承安裝與軸支座中，考慮到脂潤(rùn)滑形成的潤(rùn)滑膜強(qiáng)度高，能承受較大載荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，所以選用脂潤(rùn)滑6鍵的選擇及其校核6.1花鍵軸的鍵的選擇鍵的連接其選擇為40Cr的材料。其鍵的類型為普通平鍵在花鍵軸上也連接軸與齒輪的鍵其配合選擇為花鍵N=8d=32旦7

f7H10ITTb=H11d10其強(qiáng)度可以根據(jù)其最小的軸計(jì)算得到先按公式計(jì)算軸的最小直徑。選取的材料為40Cr調(diào)制后表面淬火先初步估算軸的最小直徑選取A0=100dmin=100*0.188=18.8mm應(yīng)為選擇的軸的最小直徑為32且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于18.8所以選擇的軸合格其鍵也認(rèn)為合格。屬于干式離合器的鍵，。其屬于變速箱的軸的鍵型選擇公稱尺寸為b*h=10*8軸的鍵槽深度t=5極限偏差為上偏差為0.2下偏差為0榖的鍵深度t1公稱尺寸為3.3極限上偏差為0.2下偏差為0半徑最大為0.40最小為0.25選擇鍵的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=45mm在第二根軸上應(yīng)為連接齒輪與軸且要求較緊的連接所有的公差都為P9選擇的鍵的公稱尺寸為b*h=10*8軸的鍵槽深度t=5極限偏差為上偏差為0.2下偏差為0榖的鍵槽深度t1公稱尺寸為3.3極限上偏差為0.2下偏差為0半徑最大為0.40最小為0.25選擇鍵的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=20mm其兩側(cè)面的表面粗糙度值去Ra=1.6其上下表面的粗糙度選擇為Ra=6.3第三根軸上選擇的鍵1在第二根軸上應(yīng)為連接齒輪與軸且要求較緊的連接所有選擇的公差都為P9選擇的鍵的公稱尺寸為b*h=12*8軸的鍵槽深度t=5極限偏差為上偏差為0.2下偏差為0榖的鍵槽深度t1公稱尺寸為3.3極限上偏差為0.2下偏差為0半徑最大為0.40最小為0.25選擇鍵的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=45mm其兩側(cè)面的表面粗糙度值去Ra=1.6其上下表面的粗糙度選擇為Ra=6.3第三根軸上選擇的鍵2在第二根軸上應(yīng)為連接齒輪與軸且要求較緊的連接所有宣州的公差都為P9選擇的鍵的公稱尺寸為b*h=10*8軸的鍵槽深度t=5極限偏差為上偏差為0.2下偏差為0榖的鍵槽深度t1公稱尺寸為3.3極限上偏差為0.2下偏差為0半徑最大為0.40最小為0.25選擇鍵的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=28mm其兩側(cè)面的表面粗糙度值去Ra=1.6其上下表面的粗糙度選擇為Ra=6.3銷連接選用的銷連接銷連接選擇的是定位銷在機(jī)座與機(jī)蓋的連接處螺栓連接外，加上銷的定位，便于加工。在制動(dòng)器上選擇的銷連接，也是屬于定位功能。選擇的是開(kāi)尾圓錐銷。其適用于有沖擊，振動(dòng)的場(chǎng)合。選擇的銷的型號(hào)為A型：GB/T1176X60材料為35鋼，熱處理硬度為28-38HRC，表面氧化處理在制動(dòng)器的軸上有鍵連接選擇的在軸上應(yīng)為連接制動(dòng)盤與軸且要求較緊的連接所有的公差都為P9選擇的鍵的公稱尺寸為b*h為10*8軸的鍵深度t=5極限偏差為上偏差為0.2下偏差為0榖的鍵深t1公稱尺寸為3.3極限上偏差為0.2下偏差為0半徑最大為0.40最小為0.25選擇鍵的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=20mm其兩側(cè)面的表面粗糙度值去Ra=1.6其上下表面的粗糙度選擇為Ra=6.校核第三根軸上的鍵軸與輪軸之間的鍵連接，主要是傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，故采用圓頭平鍵連接，由齒輪孔徑為38mm,查［7］表6-(P106)得鍵的截面尺寸為鍵寬bX鍵高h(yuǎn)=10mmX8mm，又考慮到車輪寬度為36mm，故選用鍵長(zhǎng)L=28mm?，F(xiàn)在對(duì)鍵進(jìn)行校核。假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵的強(qiáng)度條件為2Tx103「1b=<bpkldLp」式中，T——傳遞的轉(zhuǎn)矩，由計(jì)算得T=191N-m；k——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h=0.5X8mm=4mm；l——鍵的工作長(zhǎng)度，圓頭平鍵l=L—b=28—10=18mm;d軸的直徑，d=36mm；bp］——鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，查的40Cr的許用疲勞應(yīng)力為得g卜200MPa。計(jì)算b=147MPapb=翌=147MPapbl故鍵的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。7箱體的結(jié)構(gòu)及其參數(shù)7.1箱體的結(jié)構(gòu)箱體的結(jié)構(gòu)有箱座箱蓋側(cè)蓋等結(jié)構(gòu)整個(gè)箱做事鑄造的箱體的整個(gè)形狀近似為正立方體沒(méi)有設(shè)置筋板，側(cè)面整個(gè)為37mm厚。正面為12mm厚

7?2箱體的結(jié)構(gòu)參數(shù)鑄件變速器器箱體的尺寸設(shè)計(jì)名稱符號(hào)數(shù)值mm機(jī)座壁厚d12機(jī)蓋壁厚110機(jī)座凸緣厚度b37機(jī)蓋凸緣厚度bl37機(jī)座底凸緣厚度P25地腳螺栓數(shù)目N4地腳螺栓直徑D16軸承旁連接螺栓直徑dl16機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓直徑d26軸承端蓋螺釘直徑d36定位銷直徑d16軸承端蓋外徑D248大齒輪與機(jī)座的距離l8小齒輪與機(jī)座的距離l8軸承端蓋厚度e8機(jī)座與機(jī)蓋的螺釘開(kāi)槽盤頭螺釘d458制動(dòng)器的選擇8?1制動(dòng)器的選擇本設(shè)計(jì)選擇的制動(dòng)器為超越制動(dòng)器安裝在變速箱內(nèi)，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：其工作原理是利用螺紋齒輪的軸向移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)磨擦盤的夾緊，從而實(shí)現(xiàn)其制動(dòng)的功能。在其反向運(yùn)功時(shí)候。再經(jīng)過(guò)其軸向運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)摩擦盤的松動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)它的反轉(zhuǎn)。完成其整個(gè)的功能。下圖為其制動(dòng)盤的截面視圖：

如圖所示其利用的是滾柱的楔