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1 梧州學院 畢業(yè)設計(論文) 系 別 : 專 業(yè) : 機械設計制造及其自動化 學 生 姓 名 : 學 號: 設 計 (論 文 )題 目 : 小型鹽浴爐快速淬火裝置 起 迄 日 期 : 設 計 (論 文 )地 點 : 梧州學院 指 導 教 師 : 專 業(yè) 教 研 室 負 責 人 : 日期: 2013 年 月 日 2 摘要 熟悉國內各種鋼筋校直機型號及各自的性能與應用,結合各鋼筋校直機使用的 情況與現狀的市場情況對各自的優(yōu)缺點進行比較并設計出合適的鋼筋校直機。 通過強度計算分析,認為現有鋼筋校直機的大部分零件有較大的設計裕量,需要改 變個別零部件及電動機功率即可大幅度提高加工能力,滿足鋼筋校直機加工。 對鋼筋校直機進行應用范圍設計。 關鍵詞 鋼筋校直機,始彎矩,終彎矩,主軸扭矩 3 緒 論 我國工程建筑機械行業(yè)近幾年之所以能得到快速發(fā)展,一方面通過引進國外先進技術提升 自身產品檔次和國內勞動力成本低廉是一個原因,另一方面國家連續(xù)多年實施的積極的財政政 策更是促使行業(yè)增長的根本動因。 受國家連續(xù)多年實施的積極財政政策的刺激,包括西部大開發(fā)、西氣東輸、西電東送、青 藏鐵路、房地產開發(fā)以及公路(道路) 、城市基礎設施建設等一大批依托工程項目的實施,這對 于重大建設項目裝備行業(yè)的工程建筑機械行業(yè)來說可謂是難得的機遇,因此整個行業(yè)的內需勢 頭旺盛。同時受我國加入 WTO 和國家鼓勵出口政策的激勵,工程建筑機械產品的出口形勢也明 顯好轉。 我國建筑機械行業(yè)運行的基本環(huán)境、建筑機械行業(yè)運行的基本狀況、建筑機械行業(yè)創(chuàng)新、 建筑機械行業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境、國內建筑機械公司與國外建筑機械公司的競爭力比較以及 2004 年我國建筑機械行業(yè)發(fā)展的前景趨勢進行了深入透徹的分析。 第 1 章 1 鋼筋調直機的設計 1.1 1.1 鋼筋調直機的分類 鋼筋調直機按調直原理的不同分為孔摸式和斜輥式兩種;按切斷機構的不同分 為下切剪刀式和旋轉剪刀式兩種;而下切剪刀式按切斷控制裝置的不同又可分為機 械控制式與光電控制式。本次設計為機械控制式鋼筋調直機,切斷方式為下切剪刀 式。 1.2 1.2 鋼筋調直機調直剪切原理 下切剪刀式鋼筋調直機調直剪切原理如圖所示: 4 圖 1-1 調直剪切原理 Fig.1-1 principle of straightening and sheering 1-盤料架;2-調直筒;3-牽引輪;4-剪刀;5-定長裝置; 工作時,繞在旋轉架 1 上的鋼筋,由連續(xù)旋轉著的牽引輥 3 拉過調直筒 2,并 在下切剪刀 4 中間通過,進入受料部。當調直鋼筋端頭頂動定長裝置的直桿 5 后, 切斷剪刀便對鋼筋進行切斷動作,然后剪刀有恢復原位或固定不動。如果鋼絲的牽 引速度 V=0.6m/s.而剪刀升降時間 t=0.1s,則鋼絲在切斷瞬間的運動距離 S=Vt=0.60.1=0.06m,為此,剪刀阻礙鋼絲的運動,而引起牽引輥產生滑動現象, 磨損加劇,生產率降低,故此種調直機的調直速度不宜太快。 1.3 1.3 鋼筋調直機的主要技術性能 表 1-1 鋼筋調直機的型號規(guī)格及技術要求 Tab.1-1 model standard and technique ability of reinforcement bar straightening machine 參數名稱 數值 調直切斷鋼筋直徑(mm) 48 鋼筋抗拉強度(MPa) 650 切斷長度(mm) 3006000 切斷長度誤差(mm/m) 3 5 牽引速度(m/min) 40 調直筒轉速(r/min) 2800 送料、牽引輥直徑(mm) 90 電機型號:調直 牽引 切斷 42jO 功率: 調直(kW) 牽引(kW) 切斷(kW) 5.5 外形尺寸:長(mm) 寬(mm) 高(mm) 7250 550 1220 整機重量(kg) 1000 1.4 1.4 鋼筋調直機工作原理與基本構造 該鋼筋調直機為下切剪刀式,工作原理如圖所示: 圖 1-2 鋼筋調直機機構簡圖 Fig.1-2 mechanism schematic of reinforcement bar straightening machine 1-電動機;2-調直筒;3-減速齒輪; 4-減速齒輪;5-減速齒輪;6-圓錐齒輪;7- 曲柄軸;8-錘頭; 6 9-壓縮彈簧;10-定長拉桿;11-定長擋板;12- 鋼筋;13-滑動刀臺; 14-牽引輪;15-皮帶傳動機構 采用一臺電動機作總動力裝置,電動機軸端安裝兩個 V 帶輪,分別驅動調直筒、 牽引和切斷機構。其牽引、切斷機構傳動如下:電動機啟動后,經 V 帶輪帶動圓錐 齒輪 6 旋轉,通過另一圓錐齒輪使曲柄軸 7 旋轉,在通過減速齒輪 3、4、5 帶動一 對同速反向回轉齒輪,使牽引輪 14 轉動,牽引鋼筋 12 向前運動。曲柄輪 7 上的連 桿使錘頭 8 上、下運動,調直好的鋼筋頂住與滑動刀臺 13 相連的定長擋板 11 時, 擋板帶動定長拉桿 10 將刀臺拉到錘頭下面,刀臺在錘頭沖擊下將鋼筋切斷。 切斷機構的結構與工作原理如圖所示: 7 圖 1-3 鋼筋調直機的切斷機構 Fig.1-3 cut off mechanism of reinforcement bar straightening machine 1-曲柄輪;2- 連桿;3- 錘頭;4- 定長拉桿;5-鋼筋;6-復位彈簧;7-刀臺座;8-下切刀;9- 上切刀; 10-上切刀架; 下切刀 8 固定在刀座臺 7 上,調直后的鋼筋從切刀中孔中通過。上切刀 9 安裝 在刀架 10 上,非工作狀態(tài)時,上刀架被復位彈簧 6 推至上方,當定長拉桿 4 將刀臺 座 7 拉到錘頭 3 下面時,上刀架受到錘頭的沖擊向下運動,鋼筋在上、下刀片間被 切斷。在切斷鋼筋時,切刀有一個下降過程,下降時間一般為 0.1s,而鋼筋的牽引 速度為 0.6m/s,因此在切斷瞬間,鋼筋可有 0.60.1=0.06m 的運動距離,而實際上 鋼筋在被切斷的瞬間是停止運動的,所以造成鋼筋在牽引輪中的滑動,使牽引輪受 到磨損。因此,調直機的調直速度不宜太快。 調直機的電氣控制系統(tǒng)圖為: 8 圖 1-4 鋼筋調直機的電器線路 Fig.1-4 electrical circuit of reinforcement bar straightening machine RD-熔斷器;D- 交流接觸器;RJ-熱繼電器;AN-常開按鈕;D-電動機;QK-轉換開關; 調直機的傳動示意展開圖: 圖 1-5 鋼筋調直機的傳動示意展開圖: Fig.1-5 transmission opening figure of reinforcement bar straightening machine 1-電動機;2-調直筒;3-皮帶輪;4-皮帶輪;5- 皮帶輪;6-齒輪;7-齒輪;8- 齒輪;9-齒輪;10-齒 輪;11-齒輪;12-錐齒輪;13-錐齒輪;14- 上壓輥;15-下壓輥;16-框架;17- 雙滑塊機構;18-雙 9 滑塊機構;19-錘頭;20- 上切刀;21-方刀臺;22-拉桿; 電動機經三角膠帶驅動調直筒 2 旋轉,實現鋼筋調直。經電動機上的另一膠帶 輪以及一對錐齒輪帶動偏心軸,再經二級齒輪減速,驅動上下壓輥 14、15 等速反向 旋轉,從而實現鋼筋牽引運動。又經過偏心軸和雙滑塊機構 17、18,帶動錘頭 19 上下運動,當上切刀 20 進入錘頭下面時即受到錘頭敲擊,完成鋼筋切斷。 上壓輥 14 裝在框架 16 上,轉動偏心手柄可使框架銷作轉動,以便根據鋼筋直徑調整 壓輥間隙。方刀臺 21 和承受架的拉桿 22 相連,當鋼筋端部頂到拉桿上的定尺板時, 將方刀臺拉到錘頭下面,即可切斷鋼筋。定尺板在承受架上的位置,可以按切斷鋼 筋所需長度進行調節(jié)。 第 2 章 2 主要計算 2.5 2.1 生產率和功率計算 2.5.1 2.1.1 生產率計算 )/(06.0hkgKDnGQ (2-1)式中 D-牽引輪直徑(mm) N-牽引輪轉速(r/min) -每米鋼筋重量(kg)0G K-滑動系數,一般取 K=0.950.98 帶入相應數據得: )/(5.2698.035.4901.360)/(06.0 hkghkgKDnQ 2.5.2 2.1.2 功率計算,選擇電動機 調直部分: 10 調直筒所需的功率: )(974011KWMnN (2-2) 式中 96.0min/1 取傳 動 效 率 , 皮 帶 傳 動 可)調 直 筒 轉 速 (rn 調直筒的扭矩: )()123mNLfebdMs (2-3) 式中 ) 15.02.42mLffdbemNs調 直 塊 的 間 距 ( 數 , 一 般 取鋼 筋 對 調 直 塊 的 摩 擦 系)鋼 筋 直 徑 (鋼 筋 彎 曲 次 數 , 一 般 取)調 直 塊 偏 移 量 ( )鋼 筋 屈 服 點 ( 帶入相應數據,得: ).(368.1).(138680)5.(41235 mNNM4.9.720.1 KWN 牽引部分: 鋼筋牽引功率: )(102PN (2-4) 11 式中 8.095.708.9.0 /2 來 計 算傳 動 效 率 , 按 綜 合 傳 動按 性 能 參 數 查 表 取 得)調 直 速 度 ( sm 牽引輪壓緊力: )( NfPsin41 (2-5) 式中 01452.輪 槽 角 度 , 一 般 為 數 取鋼 筋 對 牽 引 輪 的 摩 擦 系 )牽 引 鋼 筋 所 需 的 拉 力 (fP)(84sin.NP39.0128KWN 切斷部分: 鋼筋剪切功率: )(9740sin213KdRNc (2-6) 式中 89.05.9708./3708. 8.07421 來 計 算傳 動 效 率 , 按 綜 合 傳 動)齒 刀 切 角 (每 分 鐘 切 斷 次 數 )( 倍抗 拉 強 度 的剪 切 極 限 強 度 , 約 等 于)鋼 筋 直 徑 ( )曲 柄 偏 心 距 (CmNdRcc 帶入相應數據,經計算得: 12 )(73.089.07445sin32014.3 KWN 鋼筋切斷力 P: )(42NdPc (2-7) 式中 d-鋼筋直徑,mm -材料抗剪極限強度,c2/m 帶入相應數據得: )(148730.481.322 NdPc 鋼筋切斷機動刀片的沖程數 n: (r/min) iI (2-8) 式中 -電動機轉速,r/minIn i-機械總傳動比 帶入相應數據得: (r/min)6.1289.014inI 作用在偏心輪軸的扭矩 M: )(cos)i(Pr0 mNLrrkbkak (2-9) 式中 -偏心距,mmkr 偏心輪半徑與滑塊運動方向所成之角 LrKk其 中 :),sinarc( L-連桿長度,mm 13 偏心輪軸徑的半徑,mm0r -偏心輪半徑,mma 滑塊銷半徑,mmbr -滑動摩擦系數, =0.100.15 帶入相應數據得: 驅動功率 N: )(36.18971620kWMnN (2-10)式中 -作用在偏心輪軸的扭矩,N mm -鋼筋切斷次數,1/minn -傳動系統(tǒng)總效率 帶入相應數據得: =36.18971620MnN )(3.06.189.0725kW 總功率: 2.57434 KN 考慮到摩擦損耗等因素,選電動機型號為 ,功率為 5.5KW,轉速為2JO 1440r/min. 第三章 v 帶傳動設計 3.1 V 帶輪的設計計算 電動機與齒輪減速器之間用普通 v 帶傳動,電動機為 Y112M-4,額定功率 P=4KW,轉速 )(25180 10521405.21.074.5cos)3in(47 )siPrmLrrMkbkak 14 =1440 ,減速器輸入軸轉速 =514 ,輸送裝置工作時有輕微沖擊,每天工作 161nmir2nmir 個小時 1. 設計功率 根據工作情況由表 8122 查得工況系數 =1.2, = P=1.2 4=4.8KWAKdPA 2. 選定帶型 根據 =4.8KW 和轉速 =1440 ,有圖 812 選定 A 型dP1nmir 3. 計算傳動比 = = =2.821n540 4. 小帶輪基準直徑 1d 由表 8112 和表 8114 取小帶輪基準直徑 =75mm1d 5. 大帶輪的基準直徑 2d 大帶輪的基準直徑 = (1- )i1d 取彈性滑動率 =0.02 = (1- )=2.8 =205.8mm2di1 )02.(75 實際傳動比 = =2.85i)(12d 從動輪的實際轉速 = = =505.262ni85.40minr 轉速誤差 =1.7%1652 對于帶式輸送裝置,轉速誤差在 范圍是可以的% 6. 帶速 = =5.6210647501ndsm 7. 初定軸間距 a 0.7( + ) ( + )1d201d2 0.7(75+205) (75+205 ) 15 196 560a 取 =400mm0 8. 所需 v 帶基準長度 0dL =2 +0dLa021214)()(add =2 )75()75(42 =800+439.6+10.56 =1250.16mm 查表 818 選取 mLd1250 9. 實際軸間距 a =400mm200d 10. 小帶輪包角 1 = -1080123.57ad = 006. = 1238 11. 單根 v 帶的基本額定功率 1p 根據 =75mm 和 =1440 由表 8127(c)用內插法得 A 型 v 帶的 =0.68KW1dnmir 1p 12. 額定功率的增量 1 根據 和 由表 8127(c)用內插法得 A 型 v 帶的in401r5.2 =0.17KWp 13. V 帶的根數 Z Z= Ldk)(1 16 根據 查表 8123 得 =0.95013.6k 根據 =1250mm 查表得 818 得 =0.93DLL Z= = =6.38Ldkp)(1 93.05)7.06.(4 取 Z=7 根 14. 單根 V 帶的預緊力 0F =500( 由表 8124 查得 A 型帶 m=0.100F2)15.2mzpkd mkg 則 =500( =99.53N0 2).d 15. 壓軸力 QF = =2 =1372N2sin10Z238.16sin75.90 16. 繪制工作圖 3-1: 3.2 7 圖 3-1 V 帶輪 第四章 圓柱齒輪設計 4.1 選擇材料 17 確定 和 及精度等級limHliF 參考表 8324 和表 8325 選擇兩齒輪材料為:大,小齒輪均為 40Cr,并經調質及表 面淬火,齒面硬度為 48-50HRc,精度等級為 6 級。按硬度下限值,由圖 838(d)中的 MQ 級質量指標查得 = =1120Mpa;由圖 839(d)中的 MQ 級質量指標查得limHliF FE1= FE2=700Mpa, Flim1= Flim2=350 MPa 4.2 按接觸強度進行初步設計 1. 確定中心距 a(按表 8328 公式進行設計) aCmAa(+1) 321HKT =1C483 K=1.7 mNT1624.0MPaH8 取a17520 2. 確定模數 m (參考表 834 推薦表) m=(0.0070.02)a=1.44, 取 m=3mm 3. 確定齒數 z ,z12 z = = =20.51 取 z =211)(ma)5.(301 z =z =5.5 21=115.5 取 z =1162 2 4. 計算主要的幾何尺寸(按表 835 進行計算) 分度圓的直徑 d =m z =3 21=63mm1 d =m z =3*116=348mm2 齒頂圓直徑 d = d +2h =63+2 3=69mm1aa 18 d = d +2h =348+2 3=353mm2aa 端面壓力角 0 基圓直徑 d = d cos =63 cos20 =59.15mm1b 0 d = d cos =348 cos20 =326.77mm2 齒頂圓壓力角 =arccos =31.021at1ab0 = arccos =22.632at 2abd0 端面重合度 = z (tg -tg )+ z (tg -tg )a11at 22at =1.9 齒寬系數 = = =1.3d1b6380 縱向重合度 =0 4.3 齒輪校核 1. 校核齒面接觸強度 (按表 8315 校核) 強度條件: = H 計算應力: =Z Z Z Z Z 1BE1bdFKktHVA = 2H1BD 式中: 名義切向力 F = = =2005Nt10dT6317.0 使用系數 K =1(由表 8331 查?。〢 動載系數 =( )V20B 19 式中 V= smnd7.10654.3106 A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.2VK 齒向載荷分布系數 K =1.35(由表 8332 按硬齒面齒輪,裝配時檢修調整,6 級H 精度 K 非對稱支稱公式計算)H34.1 齒間載荷分配系數 (由表 8333 查?。?.1H 節(jié)點區(qū)域系數 = 1.5(由圖 8311 查?。㈱ 重合度的系數 (由圖 8312 查?。?. 螺旋角系數 (由圖 8313 查?。? 彈性系數 (由表 8334 查?。㎝PaZE.189 單對齒嚙合系數 Z =1B = 1H = 143.17MPa2H 806325.1035.180.7.1895. 許用應力: = XWRVLNTHZZSlim 式中:極限應力 =1120MPali 最小安全系數 =1.1(由表 8335 查?。﹍imH 壽命系數 =0.92(由圖 8317 查取)NTZ 潤滑劑系數 =1.05(由圖 8319 查取,按油粘度等于 350 )L sm 速度系數 =0.96(按 由圖 8320 查?。¬,7.1s 粗糙度系數 =0.9(由圖 8321 查?。㏑Z 齒面工作硬化系數 =1.03(按齒面硬度 45HRC,由圖 8322 查?。¦ 20 尺寸系數 =1(由圖 8323 查?。Z 則: = =826MPaH03.18596.012.10 滿足 H 2. 校核齒根的強度 (按表 8315 校核) 強度條件: = 1F 許用應力: = ; 1 FVASaFnt KYbm1212SFF 式中:齒形系數 =2.61, =2.2(由圖 8315(a)查?。?Y2 應力修正系數 , (由圖 8316(a)查?。?.Sa7.SaY 重合度系數 =1.9 螺旋角系數 =1.0(由圖 8314 查?。℡ 齒向載荷分布系數 = =1.3(其中 N=0.94,按表 8330 計算)FK NH 齒間載荷分配系數 =1.0(由表 8333 查?。?則 =94.8MPa1F = =88.3MPa26.127 許用應力: = (按 值較小齒輪校核)FXlTrelNTSYYRlimlimF 式中: 極限應力 =350MPali 安全系數 =1.25(按表 8335 查取)limFS 應力修正系數 =2(按表 8330 查?。㏕Y 壽命系數 =0.9(按圖 8318 查?。㏒ 21 齒根圓角敏感系數 =0.97(按圖 8325 查取)relTY 齒根表面狀況系數 =1(按圖 8326 查?。﹍R 尺寸系數 =1(按圖 8324 查取)X 則 =FMPa497.025.13 滿足, 驗算結果安全1F 4.4 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算 1.確定齒厚偏差代號為:6KL GB1009588(參考表 8354 查取) 2.確定齒輪的三個公差組的檢驗項目及公差值(參考表 8358 查?。┑诠罱M檢驗切 向綜合公差 , = =0.063+0.009=0.072mm,(按表 8369 計算,由表 8360,1iFifP 表 8359 查取);第公差組檢驗齒切向綜合公差 , =0.6( )1ifi tptf =0.6(0.009+0.011)=0.012mm, (按表 8369 計算,由表 8359 查?。?;第公差組檢驗 齒向公差 =0.012(由表 8361 查?。?。 3.確定齒輪副的檢驗項目與公差值(參考表 8358 選擇)對齒輪,檢驗公法線長度的偏 差 。按齒厚偏差的代號 KL,根據表 8353m 的計算式求得齒厚的上偏差 =-12 =-12wE sEptf 0.009=-0.108mm,齒厚下偏差 =-16 =-16 0.009=-0.144mm;公法線的平均長度上偏差siEptf = *cos -0.72 sin =-0.108 cos -0.72 =-0.110mm,下偏差WSsTF0202sin36.a = cos +0.72 sin =-0.144 cos +0.72 0.036 sin =-0.126mm;按表 8wiEsi 319 及其表注說明求得公法線長度 =87.652, 跨齒數 K=10,則公法線長度偏差可表示為:knW ,對齒輪傳動,檢驗中心距極限偏差 ,根據中心距 a=200mm,由表查得 810.26.587 f 365 查得 = ;檢驗接觸斑點,由表 8364 查得接觸斑點沿齒高不小于 40%,沿齒f3. 長不小于 70%;檢驗齒輪副的切向綜合公差 =0.05+0.072=0.125mm(根據表 8358 的表注icF 3,由表 8369,表 8359 及表 8360 計算與查?。?;檢驗齒切向綜合公差 =0.0228mm, (根據 8358 的表注 3,由表 8369,表 8359 計算與查取) 。對箱體,icf 檢驗軸線的平行度公差, =0.012mm, =0.006mm(由表 8363 查?。?。確定齒坯的精度xfyf 要求按表 8366 和 8367 查取。根據大齒輪的功率,確定大輪的孔徑為 50mm,其尺寸和 22 形狀公差均為 6 級,即 0.016mm,齒輪的徑向和端面跳動公差為 0.014mm。 3. 齒輪工作圖 4-1: 0.8 0.8 1.6 圖 4-1 大齒輪 二 由于第一級齒輪傳動比與第二級傳動比相等,則對齒輪的選擇,計算以及校核都與第一級 一樣 第五章 第三級圓柱齒輪的設計 5.1 選擇材料 1.確定 Hlim和 Flim及精度等級。 參考表 8324 和表 8325 選擇兩齒輪材料為:大,小齒輪均為 40Cr,并經調質及表 面淬火,齒面硬度為 4850HRc,精度等級為 6 級。按硬度下限值,由圖 838(d)中的 MQ 級質量指標查得 Hlim= Hlim=1120Mpa;由圖 839(d)中的 MQ 級質量指標查得 FE1= FE2=700Mpa, Flim1= Flim2=350 Mpa. 5.2 按接觸強度進行初步設計 1. 確定中心距 a(按表 8328 公式進行設計) aCmAa(+1) 21HKT =1C483 K=1.7 mNT1624.0MPaH8 23 6 則 a=325mm 取 a=400mm 2. 確定模數 m (參考表 834 推薦表) m=(0.0070.02)a=2.88, 取 m=4mm 3. 確定齒數 z ,z12 0421 z = = =28 取 z =281)(ma)16(1 z =172 取 z =1722 2 4. 計算主要的幾何尺寸(按表 835 進行計算) 分度圓的直徑 d =m z =4 28=112mm1 d =m z = =688mm2724 齒頂圓直徑 d = d +2h =112+2 4=120mm1aa d = d +2h =688+2 4=696mm2 齒根圓直徑 mzf 1025.1 f 6782 端面壓力角 0 基圓直徑 d = d cos =112 cos20 =107.16mm1b0 d = d cos =688 cos20 =646.72mm2 齒頂圓壓力角 =arccos =1at1ab07.26 = arccos =2at 2abd0. 端面重合度 = z (tg -tg )+ z (tg -tg )a11at 22at 24 =1.15 齒寬系數 = = =1.3 d1b6380 齒寬 ma1604. 縱向重合度 =0 5.3 校核齒輪 1.校核齒面接觸強度 (按表 8330 校核) 強度條件: = H 計算應力: =Z Z Z Z Z 1BE1bdFKktHVA = 2H1BD 式中: 名義切向力 F = = =34107Nt10dT631902 使用系數 K =1(由表 8331 查?。〢 動載系數 =( )V20B 式中 V= smnd09.16716 A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.05VK 齒向載荷分布系數 K =1.35(由表 8332 按硬齒面齒輪,裝配時檢修調 6 級精度H K 非對稱支稱公式計算)H34.1 齒間載荷分配系數 (由表 8333 查取)0.1H 節(jié)點區(qū)域系數 = 1.5(由圖 8311 查?。㈱ 重合度的系數 (由圖 8312 查?。?. 25 螺旋角系數 (由圖 8313 查取)0.Z 彈性系數 (由表 8334 查?。㎝PaE.189 單對齒齒合系數 Z =1B = 1H = 301.42MPa2H 806325.1035.180.7.1895. 許用應力: = XWRVLNTHZZSlim 式中:極限應力 =1120MPali 最小安全系數 =1.1(由表 8335 查取)limH 壽命系數 =0.92(由圖 8317 查?。㎞TZ 潤滑劑系數 =1.05(由圖 8319 查取,按油粘度等于 350 )L sm 速度系數 =0.96(按 由圖 8320 查?。¬,7.1s 粗糙度系數 =0.9(由圖 8321 查取)RZ 齒面工作硬化系數 =1.03(按齒面硬度 45HRC,由圖 8322 查取)W 尺寸系數 =1(由圖 8323 查?。 則: = =826MPaH0.1596.012.10 滿足 H 2. 校核齒根的強度 (按表 8315 校核) 強度條件: = 1F 許用應力: = ; 1 FVASaFnt KYbm 26 1212SFFY 式中:齒形系數 =2.61, =2.2(由圖 8315(a)查?。?Y2 應力修正系數 , (由圖 8316(a)查取)6.Sa7.Sa 重合度系數 =1.9 螺旋角系數 =1.0(由圖 8314 查取)Y 齒向載荷分布系數 = =1.3(其中 N=0.94,按表 8330 計算)FK NH 齒間載荷分配系數 =1.0(由表 8333 查?。?則 =94.8MPa1F = =88.3MPa26.127 許用應力: = (按 值較小齒輪校核)FXlTrelNTSYYRlimlimF 式中: 極限應力 =350MPali 安全系數 =1.25(按表 8335 查?。﹍imFS 應力修正系數 =2(按表 8330 查取)TY 壽命系數 =0.9(按圖 8318 查?。㏒ 齒根圓角敏感系數 =0.97(按圖 8325 查取)relT 齒根表面狀況系數 =1(按圖 8326 查取)lYR 尺寸系數 =1(按圖 8324 查?。 則 =FMPa497.025.13 滿足, 驗算結果安全1F 5.4 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算 1.確定齒厚偏差代號為:6KL GB1009588(參考表 8354 查取) 2.確定齒輪的三個公差組的檢驗項目及公差值(參考表 8358 查?。?27 第公差組檢驗切向綜合公差 , = =0.063+0.009=0.072mm,(按1iFifP 表 8369 計算,由表 8360,表 8359 查取); 第公差組檢驗齒切向綜合公差 , =0.6( )1ifi tptf =0.6(0.009+0.011)=0.012mm, (按表 8369 計算,由表 8359 查取) ; 第公差組檢驗齒向公差 =0.012(由表 8361 查取) 。F 3.確定齒輪副的檢驗項目與公差值(參考表 8358 選擇) 對齒輪,檢驗公法線長度的偏差 。按齒厚偏差的代號 KL,根據表 8353wE 的計算式求得齒厚的上偏差 =-12 =-12sptf 0.009=-0.108mm,齒厚下偏差 =-16 =-16 0.009=-0.144mm;公法線的平sit 均長度上偏差 = *cos -0.72 sin =-0.108 cos -0.72 WSEsTF02 =-0.110mm,下偏差 = cos +0.72 sin =-0.144 cos02sin36.0awiEsiTF +0.72 0.036 sin =-0.126mm;按表 8319 及其表注說明求得公法線0 長度 =87.652, 跨齒數 K=10,則公法線長度偏差可表示為:kn 對齒輪傳動,檢驗中心距極限偏差 ,根據中心距 a=200mm,10.26.587 f 由表查得 8365 查得 = ;檢驗接觸斑點,由表 8364 查得接觸f023. 斑點沿齒高不小于 40%,沿齒長不小于 70%;檢驗齒輪副的切向綜合公差 =0.05+0.072=0.125mm(根據表 8358 的表注 3,由表 8369,表3icF 59 及表 8360 計算與查取) ;檢驗齒切向綜合公差 =0.0228mm, (根據 8icf 358 的表注 3,由表 8369,表 8359 計算與查?。?。對箱體,檢驗軸線 的平行度公差, =0.012mm, =0.006mm(由表 8363 查?。?。xfyf 4. 確定齒坯的精度要求按表 8366 和 8367 查取。根據大齒輪的功率,確定大輪的孔 徑為 50mm,其尺寸和形狀公差均為 6 級,即 0.016mm,齒輪的徑向和端面跳動公差為 0.014mm。 5.齒輪工作圖 5-1: 28 圖 5-1 小齒輪 1.6 1.6 0.8 第六章 軸的設計 6.1 計算作用在軸上的力 大輪的受力: 圓周力 = =1F12dTN8.95.347 徑向力 1rtg726.00 軸向力 a 小輪的受力: 圓周力 = 2FNdT10246372 徑向力 =2rtg3968.02 軸向力 =a 6.2 計算支力和彎矩 1.垂直平面中的支反力: BR NlcFb 62213048.95)(21 lac 805.9.6104)(2 2. 水平面中的支反力: lcbFdcFdRrarfaB )(5.5.0 12211 29 = 213143720504968174.95 =2752.3N ldFadFbaR frfarc 11222 .5. = 13748.95076.04.16398 =261N 3. 支點的合力 , :BRC = N684027562 RCC 18422 軸向力 Faa .908.5012 應由軸向固定的軸承來承受。aF 4. 垂直彎矩: 截面 1wM1 mNaRB4.751.962 截面 C.36884 5. 水平彎矩: 截面 mNaRBw 27.305.49271 dFMBa 86.1.18.1 截面 mNCRw 2.5026 11 dFbaarBa =2752 74957265. =504N m 5. 合成彎矩: 截面 30 mNMww 30.8210956422 aa 75.72 截面 www 9.1368.4.1368 2222 mNMaa 4570 6. 計算軸徑 截面 TdWw 5837.0.16217.0)(13322 截面 mMaw 745.98.323222 52 100 213 174 31.5 Fr2 2 a2 a1 1 r1 圖 6-1 軸的受力和結構尺寸簡圖 6.3 對截面進行校核 1. 截面校核 mNMw8203mNnPT 34725.91015.96633328dW390mT 31 (由表 412 得)MPa351 .0 齒輪軸的齒 k472.16.0647.19k (由表 4117 得)3.0 (由表 4117 得)268.k9.178.5492.1.3431 TWKMS8.1 S1.8 則 軸的強度滿足要求 2. 截面校核 mNMw136890mNnPT 34725.105. 6333.97242dW31.5mT (由表 412 得)MPa31 .0 齒輪軸的齒 k472.16.0647.19k 32 (由表 4117 得)81.0 (由表 4117 得)760.3k271.1976.52.1343TWKMS8.1 S1.8 則 軸的強度滿足要求 3. 如圖 6-2 6.3 45 3.2 圖 6-2 軸 第七章 主軸設計 7.1 計算作用在軸上的力 1.齒輪的受力: 扭矩 T T= mN9.105379.25 圓周力 = =1F1dT68.24 徑向力 1rtg.053.60 33 軸向力 1Fa 2. 工作盤的合彎矩 Mt=(M0+M)/2/K=8739(Nm)式中,K 為彎曲時的滾動摩擦系數,K=1.05 按上述計算方法 同樣可以得出 50I 級鋼筋( b=450 N/mm2)彎矩所需彎矩:M t=8739(Nm) 由公式 Mt= 式中 F 為撥斜柱對鋼筋的作用力;F r為 F 的徑向分力;a 為 F 與sini0Lr 鋼筋軸線夾角。 08.43mL71690 則 NFr 工作盤的扭矩 mNLTr 1.270496.1086sin02 所以 T 齒輪能夠帶動工作盤轉動 7.2 計算支力和彎矩 1.垂直平面中的支反力: BR NlcFb 8.53421837.0245.6.2)(21 lac 1.6.1037)(2 2.水平面中的支反力: lcbFdFRrrfaB )(5.0 1211 = 8325.16.075.63468.2 =11198.37N ldFadFbaR frfarc 11222 .0 = 1833468.75.65.1608 =-3217.9N 3.支點的合力 , :BRC = N6.124073.98.53422 34 NRCC 4.169.327142 軸向力 NFa68.1 應由軸向固定的軸承來承受。a 4.垂直彎矩: 截面 1wM1 mNaRB 58.3247.6085342 截面 C9.1 5.水平彎矩: 截面 mNaRBw 3.68075.3.1981 dFMBa 3.1427.4.221 截面 mNCRw 7.65.0937 2 11 dFbaarBa =11198.37 3468.5.06.5.62 =-66.77N m 6.合成彎矩: 截面 mNMww 38.12.4517.0322 aa 7469 截面 www 5.23.4582.522 mNMaa 64 7.計算軸徑 截面 35 mTMdWw 60357.04.119827.0)(13322 截面 aw 85.33222 7.3 對截面進行校核 1.截面校核 mNMw3180mNnPT 1508.2430595.96633312dW340mT (由表 412 得)MPa351 . 齒輪軸的齒 k472.16.06470.19k (由表 4117 得)3. (由表 4117 得)268.k9.147.68.53431 TWKMS8.1 S1.8 36 則 軸的強度滿足要求 2. 如圖 7-1 圖 7-1 主軸 第八章 軸承的選擇 8.1 滾動軸承選擇. 1. 根據撥盤的軸端直徑選取軸承,軸承承受的力主要為徑向力,因而采用深溝球軸承,選定 為型號為 16008 的軸承,其中 16008 的技術參數為: d=40mm D=68mm B=9mm 2. 16008 軸承的配合的選擇: 軸承的精度等級為 D 級,內圈與軸的配合采用過盈配合,軸承內圈與軸的配合采用基孔制, 由此軸的公差帶選用 k6,查表得在基本尺寸為 200mm 時,IT 6DE 公差數值為 29um,此時軸得基本 下偏差 ei=+0.017mm,則軸得尺寸為 mm。外圈與殼體孔的配合采用基軸制,過渡配合,046.17 由此選用殼體孔公差帶為 M6,IT 6基本尺寸為 68mm 時的公差數值為 0.032mm,孔的基本上偏差 ES=-0.020,則孔的尺寸為 mm。02.58 37 第九章 總 結 近兩個月的畢業(yè)設計終于結束了,通過這段日子的設計學習,自己的專業(yè)知識和獨立思考 問題的能力有了很大的提高,對我走向社會從事本專業(yè)工作有著深遠的影響。現在就此談談對 本次畢業(yè)設計過程中的認識和體會。 首先,我學會了查閱資料和獨立思考。我的課題是鋼筋校直機的設計。在設計過程中,真 正體會到了實踐的重要性。我曾到建筑工地去參觀學習,了解現場環(huán)境和設備,真正從實際出 發(fā)來考慮自己的設計。同時,廣泛深入圖書館,實事求是,認真查閱有關書籍資料,鍛煉了自 己的分析問題、解決問題的能力。因是兩人合作項目,在設計時,也充分體會到了合作的重要 性,培養(yǎng)了自己的團隊精神。不可否認,在這個過程中,也遇到不少困難,所幸的是得到了劉 老師,招老師,陳老師的悉心指導,起到了點石成金的作用,大大啟發(fā)了我,使我能不斷前進。 其次,認識到實踐的重要性。這次設計我做了很多重復工作、無用功,但是這些重復工作 和無用功積累了設計經驗。同時也認識到設計不能只在腦子里想其結構、原理,必須進行實際 操作。另外,也應從多個角度來思考問題的所在,嘗試其它的方法,以求找到最佳方法,因為 即使想的很完美,但到實際的設計時會遇到很多想不到的實際問題。 38 致 謝 在設計中我們得到了李超老師和蔡師傅的大力支持和耐心指導,以及無錫市隨意建筑設備 有限公司的幫助,在此設計即將結束之際,我表示衷心的感謝! 在設計的過程中,也出現了一些客觀不足的問題,就是支架,減速器的箱蓋只能靠想象, 不能根據實際的情況來作合適、客觀地修改,難免有些缺點和不足,由于諸多原因,本次設計 存在一些不足和有待改善的地方,希望老師能夠看待。 最后,衷心感謝李超老師的細心指導和教導,使我在大學里的最后一段時間里,學到了更 多的知識。 在此,我再次向所有在該設計中,向我們提供幫助的老師,同學和工人師傅致以最衷心的 謝意! 39 參考文獻 1. 吳宗澤主編。機械設計實用手冊。北京:化學工業(yè)出版社。 2. 江耕華,陳啟松主編。機械傳動手冊。北京:煤炭工業(yè)出版社。 3. 機械化科學研究院編。實用機械設計手冊。北京:中國農業(yè)機械出版社。 4. 西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室編。機械設計。北京:高等教育出版社。 5. 陳作模主編。機械原理。北京:高等教育出版社。 6. 王光銓主編。機床電力拖動與控制。北京:機械工業(yè)出版社 7. 馬曉湘,鐘均祥主編。畫法幾何及機械制圖。廣州:華南理工大學出版社。 8. 廖念針主編?;Q性與測量技術基礎。北京:中國計量出版社。 9. 實用機械電氣技術手冊機械工業(yè)出版社 0.8161.6圖 5 小 齒 輪圖 小 齒 輪