油冷式電動(dòng)滾筒設(shè)計(jì)
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傳動(dòng)軸.dwg
左支座.dwg
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油冷式電動(dòng)滾筒CAD裝配圖.dwg
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設(shè)計(jì)圖紙10張.dwg
透蓋.dwg
油冷式電動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì)
摘 要
本課題來源于當(dāng)今社會(huì)機(jī)械工業(yè)油冷式電動(dòng)滾筒設(shè)備的創(chuàng)新和更新?lián)Q代基礎(chǔ)之上，通過設(shè)計(jì)出新型的油冷式電動(dòng)滾筒，從而來滿足當(dāng)今社會(huì)油冷式電動(dòng)滾筒設(shè)備不足的缺陷。
國(guó)內(nèi)油冷式電動(dòng)滾筒的研發(fā)及制造要與全球號(hào)召的高效經(jīng)濟(jì)、傳動(dòng)質(zhì)量好，效率高等主題保持一致。近期對(duì)機(jī)械行業(yè)中油冷式電動(dòng)滾筒的使用情況進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)中，電動(dòng)滾筒的使用非常普遍。自然而然在機(jī)械設(shè)備中它們的安裝也非常頻繁。傳統(tǒng)的油冷式電動(dòng)滾筒在沒有自動(dòng)化傳動(dòng)而需要人工搬運(yùn)的情況下，傳動(dòng)效率低下，勞動(dòng)強(qiáng)度大，所以設(shè)計(jì)一個(gè)專用的油冷式電動(dòng)滾筒勢(shì)在必行。
本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，提出了油冷式電動(dòng)滾筒的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，構(gòu)建了油冷式電動(dòng)滾筒總的指導(dǎo)思想，從而得出了該油冷式電動(dòng)滾筒的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)，并且傳輸質(zhì)量高，運(yùn)行平穩(wěn)的結(jié)論。
關(guān)鍵字 油冷式電動(dòng)滾筒；傳動(dòng)；結(jié)構(gòu)組成；高效
The design of oil cooled electric roller
Abstract
With development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety.
Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and atcompressedneceengththdirectionprocedurework.The inverted pendulum is a typical high order system, with multi variable, non-linear, strong-coupling, fleet and absolutely instable. It is representative as an ideal model to prove new control theory and techniques. During the control process, pendulum can effectively reflect many key problems such as equanimity, robust, follow-up and track, therefore.
This paper studies a control method of double inverted pendulum . First of all, the mathematical model of the double inverted pendulum is established, then make a control design to double inverted pendulum on the mathematical model, and determine the system performance index weightmatrix , by using genetic algorithm in order to attain the system state feedback control matrix. Finally, the simulation of the system is made by .Key words: pneumatic manipulator; cylinder ;pneumatic loop ;degrees
目 錄
摘要 1
Abstract 2
1.引言 1
1.1課題的來源與研究的目的和意義 1
1.2油冷式電動(dòng)滾筒的發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.3本課題研究的內(nèi)容 6
1.4 Solidworks設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 7
1.4.1草圖繪制 9
1.4.2基準(zhǔn)特征，參考幾何體的創(chuàng)建 9
1.4.3拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建 10
1.4.4工程圖的設(shè)計(jì) 13
1.4.5裝配設(shè)計(jì) 15
2.油冷式電動(dòng)滾筒總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17
2.1油冷式電動(dòng)滾筒的總體方案圖 17
2.2油冷式電動(dòng)滾筒的工作原理 18
2.3機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 19
2.3.1 電機(jī)的選型計(jì)算 20
2.3.2 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 22
2.3.3 內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 24
2.3.4 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 25
3.各主要零部件強(qiáng)度的校核 27
3.1轉(zhuǎn)動(dòng)軸強(qiáng)度的校核與計(jì)算 30
3.2軸承強(qiáng)度的校核計(jì)算 31
3.3傳動(dòng)齒輪的強(qiáng)度校核計(jì)算 32
4.三維軟件設(shè)計(jì)總結(jié) 33
結(jié)論 34
參考文獻(xiàn) 35
致謝 36
1引言
1.1 課題的來源與研究的目的和意義
機(jī)械工業(yè)是國(guó)民的裝備部，是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機(jī)械裝備，機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國(guó)都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國(guó)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機(jī)械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機(jī)械工程的服務(wù)。概括說來，現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械、研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械、研制和提供家庭和個(gè)人生活中應(yīng)用的機(jī)械、研制和提供各種機(jī)械武器。
不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機(jī)械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有：建立和發(fā)展機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運(yùn)動(dòng)的工程力學(xué)和流體力學(xué)；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學(xué)；研究熱能的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的熱力學(xué)；研究各類有獨(dú)立功能的機(jī)械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和計(jì)算的機(jī)械原理和機(jī)械零件學(xué)；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等等。
研究、設(shè)計(jì)和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來的需要。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)；生產(chǎn)計(jì)劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計(jì)和制造工具、模具；確定勞動(dòng)定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運(yùn)；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營(yíng)和管理。機(jī)械一般是由許多各有獨(dú)特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對(duì)象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個(gè)人、家庭。而且銷售量在社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動(dòng)。因此，機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營(yíng)特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營(yíng)等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè)。
機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購(gòu)、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購(gòu)、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。研究機(jī)械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費(fèi)方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機(jī)械工程的一項(xiàng)特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱增。機(jī)械的種類繁多，可以按幾個(gè)不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動(dòng)力機(jī)械、物料搬運(yùn)機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械等；按工作原理可分為熱力機(jī)械、流體機(jī)械、仿生機(jī)械等。另外，機(jī)械在其研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)用等過程中都要經(jīng)過幾個(gè)工作性質(zhì)不同的階段。按這些不同階段，機(jī)械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個(gè)分支系統(tǒng)，如機(jī)械科研、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械運(yùn)用和維修等。
這些按不同方面分成的多種分支學(xué)科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機(jī)械工程可能分化成上百個(gè)分支學(xué)科。例如，按功能分的動(dòng)力機(jī)械，它與按工作原理分的熱力機(jī)械、流體機(jī)械、透平機(jī)械、往復(fù)機(jī)械、蒸汽動(dòng)力機(jī)械、核動(dòng)力裝置、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)，以及與按行業(yè)分的中心電站設(shè)備、工業(yè)動(dòng)力裝置、鐵路機(jī)車、船舶輪機(jī)工程、汽車工程等都有復(fù)雜的交叉和重疊關(guān)系。船用汽輪機(jī)是動(dòng)力機(jī)械，也是熱力機(jī)械、流體機(jī)械和透平機(jī)械，它屬于船舶動(dòng)力裝置、蒸汽動(dòng)力裝置，可能也屬于核動(dòng)力裝置等等。19世紀(jì)時(shí)，機(jī)械工程的知識(shí)總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個(gè)學(xué)科，被稱為民用工程，19世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個(gè)獨(dú)立學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)總量的增長(zhǎng)，機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢(shì)在20世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。
5 三維軟件設(shè)計(jì)總結(jié)
通過此次設(shè)計(jì)，又一次提升了運(yùn)用三維軟件的水平，并吸收了不少經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)為一下幾點(diǎn)。
（1） 有零件圖紙作圖與空想設(shè)計(jì)作圖不同，零件尺寸已經(jīng)給出，作圖時(shí)先不考慮尺寸是否真的合適，根據(jù)尺寸作出零件的三維圖，但到裝配時(shí)必須要考慮尺寸是否合適，由于AutoCAD圖紙效果不好，導(dǎo)致尺寸會(huì)有出錯(cuò)，甚至有出現(xiàn)欠定義尺寸，所以，此時(shí)必須通過配合后在衡量尺寸，再進(jìn)行修改，直到滿足配合要求。
（2） 工具集的確方便了作圖，通過選擇零件類型，輸入數(shù)據(jù)，就能生成出標(biāo)準(zhǔn)零件，但有時(shí)需要用到的零件在工具集上也未必能找到，所以此時(shí)要隨機(jī)應(yīng)變，運(yùn)用其他零件代替并通過修改或添加零件使其滿足要求。
（3） 作三維圖時(shí)要靈活變通，解決問題的方法總比問題多，當(dāng)一種方法不能正常作圖時(shí)，試試另一種方法，這不但能完成零件制作，同時(shí)也可以培養(yǎng)出更好的作圖思路，和打破規(guī)矩的新想法。
（4） 規(guī)則的零件，要學(xué)會(huì)使用一些能夠節(jié)省時(shí)間的命令，如鏡向，陣列等，“能省則省”。
（5） 關(guān)于裝配，曾經(jīng)帶給我很大的阻礙，花了很多時(shí)間才弄清原因所在。在一可活動(dòng)子裝配體上，即使活動(dòng)范圍會(huì)產(chǎn)生干涉，也不能對(duì)其設(shè)定活動(dòng)范圍，如高級(jí)配合里的距離范圍，和角度范圍，即使在該活動(dòng)范圍并不影響父配體，也不可設(shè)定。因?yàn)橐坏┰O(shè)定范圍后，在父裝配體上會(huì)將子裝配體視為完全定義的模型，這樣會(huì)對(duì)子裝配體之間的配合產(chǎn)生矛盾，將不能完成裝配。
看懂圖是作圖的首要任務(wù)，看圖就是了解零件的工具，沒有工具則無法制出 零件，所以畫圖不能急于下筆，想透了零件的結(jié)構(gòu)，想透圖中的虛實(shí)線，這才是高效作圖的重中之重。進(jìn)行零件建模前，一般應(yīng)進(jìn)行深入的特征分析，搞清零件是由那幾個(gè)特征組成，明確各個(gè)特征的形狀，他們之間的相對(duì)位置和表面連接關(guān)系，然后按照特征的主次關(guān)系，按一定的順序進(jìn)行建模。一個(gè)復(fù)雜的零件，可能是許多個(gè)簡(jiǎn)單特征經(jīng)過相互之間的疊加、切除或相交組成。所以零件建模時(shí)，特征的生成順序十分重要，不同的建模過程雖然可以構(gòu)造出同樣的實(shí)體零件，但其造型過程及實(shí)體的構(gòu)型結(jié)構(gòu)卻直接影響到實(shí)體模型的穩(wěn)定性、可修改性、可理解性及實(shí)體模型的應(yīng)用。
尤其在二維圖紙上，我們能看到的只是零件的平面圖，而內(nèi)部特征則以虛線給予表示，另外還有零件的相貫線，這表示了各個(gè)特征相交時(shí)出現(xiàn)線段。在零件的草圖繪制過程中，必須要選好第一個(gè)草繪平面，這很關(guān)鍵，這個(gè)平面決定了往后建模的所用到的命令，簡(jiǎn)單的說，一個(gè)圓柱可以作一個(gè)圓形然后拉伸，也可以作一個(gè)長(zhǎng)方體旋轉(zhuǎn)，雖然他們的結(jié)果都一樣，但所用的草繪平面和命令就截然不同。如果我們要的是一條軸，那我們就應(yīng)該選擇第二種方法為好了。
由于此設(shè)計(jì)的零件都是比較規(guī)則的零件，所用到的命令大部分是拉伸命令和旋轉(zhuǎn)命令，而且很多零件都是擁有對(duì)稱關(guān)系，所以為了節(jié)省時(shí)間，提高效率，經(jīng)常會(huì)用到鏡向特征命令。
一張完整的工程圖應(yīng)具備以下4方面的內(nèi)容。
（1） 一組視圖：用一組視圖（其中包括視圖、剖視圖、斷面圖、局部放大圖）確、完整、清晰地表達(dá)零件各部分的結(jié)構(gòu)形狀。
（2） 尺寸：確定零件各部分形狀的大小和位置
（3） 技術(shù)要求：表明零件在制造和檢驗(yàn)是應(yīng)達(dá)到的一些要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、材料熱處理方式和指標(biāo)等。
（4） 標(biāo)題欄：注明零件名稱、材料、數(shù)量、圖樣比例以及圖號(hào)等內(nèi)容。
單擊【新建文件】圖標(biāo)，系統(tǒng)顯示新建SolidWorks文件對(duì)話框，雙擊該對(duì)話框中得裝配體選項(xiàng)，即可進(jìn)入裝配體工作模式。
（6） 調(diào)入第一個(gè)零件模型并放置在裝配體的原點(diǎn)處，即零件原點(diǎn)與裝配體原點(diǎn)重合。調(diào)入一個(gè)與第一個(gè)零件模型有裝配關(guān)系的零件模型。分析兩個(gè)零件之間的裝配約束關(guān)系，然后選取相應(yīng)的約束選項(xiàng)進(jìn)行零件操作。
結(jié) 論
本文所設(shè)計(jì)的油冷式電動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì)原理較為簡(jiǎn)單，功能比較突出，通過構(gòu)思，實(shí)施，計(jì)算，畫圖，論文總算完成了。在論文完成之際，我首先向我的導(dǎo)師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導(dǎo)師在學(xué)業(yè)上嚴(yán)格要求，精心指導(dǎo)，在生活上給了我無微不至的關(guān)懷，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學(xué)業(yè)階段的學(xué)業(yè)的同時(shí)，也學(xué)到了很多做人的道理，明確了人生目標(biāo)。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識(shí)，實(shí)事求是的作風(fēng)，平易近人、寬以待人和豁達(dá)的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。經(jīng)過近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動(dòng)。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因?yàn)樗俏矣眯?、用汗水成就的，也是我在大學(xué)四年來對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用和體現(xiàn)。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多。在此，向他們表示深深的謝意與美好的祝愿。
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致 謝
當(dāng)我寫到這里的時(shí)候，我心里是別提有多么的開心，不管前面的對(duì)與錯(cuò)，總之，我覺得自己做到這里已不錯(cuò)了，感謝我的老師和幫助我的同學(xué)一起到圖書館查資料的那些同學(xué)們，要不是你們恐怕我現(xiàn)在真不知道自己能做到哪里，首先您不僅在學(xué)習(xí)學(xué)業(yè)上對(duì)我以精心的指導(dǎo)，同時(shí)還在我改寫論文時(shí)給我鼓勵(lì)和支持，從這點(diǎn)看出老師當(dāng)初選你當(dāng)我的老師我是明智的，而且，通過這次寫論文我知道遇到什么事總要靠別人來完成，現(xiàn)在我覺得這種想法是我錯(cuò)啦，也許自己做的比那些人做的會(huì)更好，同時(shí)，我要把這種態(tài)度放到工作當(dāng)中，我相信我自己一定可以比別人做的出色。說實(shí)話，我從開始認(rèn)真做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，才領(lǐng)悟到知識(shí)確實(shí)是種強(qiáng)大的工具，我現(xiàn)在想來前面失去的，我想在通過在工作中補(bǔ)回來，想到這里自己說了句“呵呵”，但是話說回來，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)我花了挺大的功夫，雖然是苦，但心里挺開心的，我想如果大學(xué)這四年我好好來利用它的話，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)不談在班里第一個(gè)交，最少也在前十個(gè)人之前交，最后在這里衷心的對(duì)所有關(guān)心我?guī)椭业谋磉_(dá)我由衷敬意，謝謝各位同學(xué)的幫助。
山西工程技術(shù)學(xué)院 第 1 頁(yè) 共 6 頁(yè) 畢業(yè)論文任務(wù)書 畢業(yè)生 姓名 專業(yè) 指導(dǎo)教師 姓名 類別 學(xué)號(hào) 班級(jí) 職稱 外聘、 本校 一、 畢業(yè)論文題目 油冷式電動(dòng)滾筒設(shè)計(jì) 二、 畢業(yè)論文提供的原始數(shù)據(jù)資料 本次 設(shè)計(jì) 的 題目選油冷式電動(dòng)滾筒設(shè)計(jì)，因?yàn)樵诋?dāng)今社會(huì)中電動(dòng)滾筒有著非常重要的意義。 帶式輸送機(jī)是最重要的現(xiàn)代散狀物料輸送設(shè)備，它廣泛的應(yīng)用電力、糧食、冶金、化工、煤炭、礦山、港口、建材等領(lǐng)域。近年來，帶式輸送機(jī)因?yàn)樗鶕碛械妮斔土项悘V泛、輸送能力范圍寬、輸送路線的適應(yīng)性強(qiáng)以及靈活的裝卸料和可靠性強(qiáng)費(fèi)用低的特點(diǎn) ，已經(jīng)在某些領(lǐng)域逐漸開始取代汽車、機(jī)車運(yùn)輸。成為散料運(yùn)輸?shù)闹饕b備，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中扮演越來越重要的角色。特別是電動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)的帶式輸送機(jī)在糧庫(kù)的散料輸送過程中更加有無可比擬的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿σ虼宋覀冮_拓思維、努力創(chuàng)新并結(jié)合自己原有的知識(shí)和現(xiàn)有的資料對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新完善。在此過程中檢驗(yàn)自己的創(chuàng)新能力使其應(yīng)用的范圍更加廣泛 ,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域起到更加重要的作用。以電動(dòng)滾筒作為驅(qū)動(dòng)裝置的帶式輸送機(jī)有著極其重要的意因其擁有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率高、噪聲低、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、工作可靠性和密封性好、占據(jù)空間小等特點(diǎn)，并能適 應(yīng)在各種惡劣工作環(huán)境下工作包括潮濕、泥濘、粉塵多等。因此國(guó)內(nèi)外將帶式輸送機(jī)（電動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)）廣泛應(yīng)用于采礦、糧食、冶金等各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，思維的不斷開闊、制造技術(shù)的不斷提高和制造材料的不斷改進(jìn)，帶式輸送機(jī)將以前所未有的速度發(fā)展。保障散料輸送工作高效、安全、可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)，并將在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展領(lǐng)域繼續(xù)起到更加重要的意義。 本次設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)為： 1、 適用膠帶速度 B=650、 滾筒直徑 D=500、 膠帶運(yùn)行速度 V=、 電機(jī)功率 P=、 電機(jī)轉(zhuǎn)速 N=980r 6、 電機(jī)型號(hào) 西工程技術(shù)學(xué)院 第 2 頁(yè) 共 6 頁(yè) 三、 畢業(yè)論文應(yīng)完成主要內(nèi)容： 1、 開題報(bào)告書 (1) 選題的意義和目的； （ 2）課題的來源與發(fā)展現(xiàn)狀； （ 3）分析油冷式電動(dòng)滾筒的結(jié)構(gòu)和工作原理； 2、 圖紙 （ 1）總體設(shè)計(jì)完整，圖紙表達(dá)清晰，標(biāo)注采用國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)； （ 2）完成油冷式電動(dòng)滾筒的裝配圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)方案確定最優(yōu)化； （ 3）利用三維繪圖軟件和 山西工程技術(shù)學(xué)院 第 3 頁(yè) 共 6 頁(yè) 四、 畢業(yè)生應(yīng)提交的畢業(yè)論文資料要求 1、開題報(bào)告書： （ 1）畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書必須打印成冊(cè)； （ 2）同時(shí)提交電子文檔； （ 3）電子文檔的格式為： 說明書必須是 式。 圖紙?zhí)峤坏碾娮游臋n資料必須是 （ 4）郵箱地址（ 、 圖紙： （ 1）油冷式電動(dòng)滾筒三維裝配圖。 （ 2）油冷式電動(dòng)滾筒 0。 （ 3）油冷式電動(dòng)滾筒零件圖 2張 4。 山西工程技術(shù)學(xué)院 第 4 頁(yè) 共 6 頁(yè) 五、 畢業(yè)論文進(jìn)度安排（從第三周起） 序號(hào) 時(shí)間 周次 畢業(yè)論文任務(wù)完成的內(nèi)容及質(zhì)量要求 1 9 月 14 日 ~9 月 20 日 第 3 周 2 9 月 21 日 ~9 月 27 日 第 4 周 3 9 月 28 日 ~10 月 4 日 第 5 周 4 10 月 5 日 ~10 月 11 日 第 6 周 5 10 月 12 日 ~10 月 18 日 第 7 周 6 10 月 19 日 ~10 月 25 日 第 8 周 7 10 月 26 日 ~11 月 1 日 第 9 周 8 11 月 2 日 ~11 月 8 日 第 10 周 9 11 月 9 日 ~11 月 15 日 第 11 周 10 11 月 16 日 ~11 月 22 日 第 14 周 打印和裝訂 六、主要參考文獻(xiàn)資料 1、 參考書 ： （ 1）李力編著 北京：電子工業(yè)出版社， 2012。 （ 2）段平著 油冷式電動(dòng)滾筒的原理及應(yīng)用 等教育出版社， 2011。 （ 3）張利平著 . 傳動(dòng)技術(shù)速查手冊(cè) . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， （ 4）李寶仁著 . 技術(shù) — 低成本綜合自動(dòng)化 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， （ 5）宋學(xué)義著 . 油冷式電動(dòng)滾筒設(shè)計(jì)手冊(cè) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， （ 6）陳奎生著 . 氣與氣壓傳動(dòng) . 武漢：武漢理工大學(xué)出版社， （ 7） 國(guó)）有限公司 . 油冷式電動(dòng)滾筒實(shí)用液壓技術(shù) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 8）徐文燦著 . 油冷式電動(dòng)滾筒系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2013。 （ 9）曾孔庚 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用論壇。 （ 10）壽慶豐 機(jī)械設(shè)計(jì) 2014年第 3期，第 3卷。 （ 11）高微 ,楊中平 ,趙榮飛等 （ 12）孫兵 ,趙斌 ,施永輝 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)。 （ 13）馬光 ,申桂英 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)2012年。 （ 14）李如松 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 2014年第 4期。 （ 15）李明 制造技術(shù)與機(jī)床 2010年第 7期。 （ 16）李杜莉，武洪恩，劉志海 煤礦機(jī)械 2007年 2月 [17]成大先主編 三版） 學(xué)工業(yè)出版社， 2014。 （ 17） of a 山西工程技術(shù)學(xué)院 第 5 頁(yè) 共 6 頁(yè) 2、 參考資料 ： 1、油冷式電動(dòng)滾筒使用手冊(cè) 2、零件圖，說明書 3、教材 3、 網(wǎng)站 ： 七、簽字欄 簽 字 欄 畢業(yè)生 姓名 專業(yè) 班級(jí) 要求撰寫論文工作起止日期 2015 年 9 月 14 日 ~~~2015 年 月 日 教師審核 指導(dǎo)教師（簽字） 日期 201 年 月 日 教研室主任審查（簽字） 日期 201 年 月 日 山西工程技術(shù)學(xué)院 第 6 頁(yè) 共 6 頁(yè) 系主任批準(zhǔn)（簽字） 日期 201 年 月 日 畢業(yè) 設(shè)計(jì)說明書 題目名稱 ： 油冷式電動(dòng)滾筒設(shè)計(jì)說明書 院系名稱 ： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) ： 學(xué) 號(hào) ： 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 1 油冷式電動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì) 摘 要 本課題來源于當(dāng)今社會(huì)機(jī)械工業(yè)油冷式電動(dòng)滾筒設(shè)備的創(chuàng)新和更新?lián)Q代基礎(chǔ)之上，通過設(shè)計(jì)出新型的油冷式電動(dòng)滾筒，從而來滿足當(dāng)今社會(huì)油冷式電動(dòng)滾筒設(shè)備不足的缺陷。 國(guó)內(nèi)油冷式電動(dòng)滾筒的研發(fā)及制造要與全球號(hào)召的高效經(jīng)濟(jì)、傳動(dòng)質(zhì)量好，效率高等主題保持一致。近期對(duì)機(jī)械行業(yè)中油冷式電動(dòng)滾筒的使用情況進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)中，電動(dòng)滾筒的使 用非常普遍。自然而然在機(jī)械設(shè)備中它們的安裝也非常頻繁。傳統(tǒng)的油冷式電動(dòng)滾筒在沒有自動(dòng)化傳動(dòng)而需要人工搬運(yùn)的情況下，傳動(dòng)效率低下，勞動(dòng)強(qiáng)度大，所以設(shè)計(jì)一個(gè)專用的油冷式電動(dòng)滾筒勢(shì)在必行。 本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，提出了油冷式電動(dòng)滾筒的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，構(gòu)建了油冷式電動(dòng)滾筒總的指導(dǎo)思想，從而得出了該油冷式電動(dòng)滾筒的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)，并且傳輸質(zhì)量高，運(yùn)行平穩(wěn)的結(jié)論。 關(guān)鍵字 油冷式電動(dòng)滾筒；傳動(dòng)；結(jié)構(gòu)組成；高效 2 of of of is a to do to a to or It in to in to in of is to a by is a It is as an to a of of of is a to on by in to of is 3 目 錄 摘要 ............................................................. 1 ........................................................ 2 ........................................................... 1 題的來源與研究的目的和意義 .............................. 1 冷式電動(dòng)滾筒的發(fā)展現(xiàn)狀 .................................. 3 課題研究的內(nèi)容 .......................................... 6 計(jì)基礎(chǔ) ....................................... 7 圖繪制 ............................................ 9 準(zhǔn)特征，參考幾何體的創(chuàng)建 .......................... 9 伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建 ....................... 10 程圖的設(shè)計(jì) ....................................... 13 配設(shè)計(jì) ........................................... 15 .................................. 17 冷式電動(dòng)滾筒的總體方案圖 ............................... 17 冷式電動(dòng)滾筒的工作原理 ................................. 18 械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................... 19 機(jī)的選型計(jì)算 .................................... 20 齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) ............................ 22 嚙合齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) .............................. 24 動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................. 25 ........................................ 27 動(dòng)軸強(qiáng)度的校核與計(jì)算 ................................... 30 承強(qiáng)度的校核計(jì)算 ....................................... 31 動(dòng)齒輪的強(qiáng)度校核計(jì)算 ................................... 32 .............................................. 33 結(jié)論 ............................................................ 34 參考文獻(xiàn) ........................................................ 35 致謝 ............................................................ 36 4 1 引言 題的來源與研究的目的和意義 機(jī)械工業(yè)是國(guó)民的裝備部，是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機(jī)械裝備，機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國(guó)都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國(guó)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機(jī)械、工具，以至能源 和材料生產(chǎn)的部門，都需要機(jī)械工程的服務(wù)。概括說來，現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械、研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械、研制和提供家庭和個(gè)人生活中應(yīng)用的機(jī)械、研制和提供各種機(jī)械武器。 不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機(jī)械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有：建立和發(fā)展機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運(yùn)動(dòng)的工程力學(xué)和流體力學(xué)；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學(xué)；研究熱能的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的熱力學(xué)；研究各類有獨(dú)立功能的機(jī)械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和計(jì)算的機(jī) 械原理和機(jī)械零件學(xué)；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等等。 研究、設(shè)計(jì)和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來的需要。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)；生產(chǎn)計(jì)劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計(jì)和制造工具、模具；確定勞動(dòng)定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運(yùn)；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營(yíng)和管理。機(jī)械一般是由許多各有獨(dú)特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批 、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對(duì)象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個(gè)人、家庭。而且銷售量在社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動(dòng)。因此，機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營(yíng)特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營(yíng)等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè)。 機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購(gòu)、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購(gòu)、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長(zhǎng)期 使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。研究機(jī)械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費(fèi)方面的問題，及其處理措施。這 5 是現(xiàn)代機(jī)械工程的一項(xiàng)特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱增。機(jī)械的種類繁多，可以按幾個(gè)不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動(dòng)力機(jī)械、物料搬運(yùn)機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械等；按工作原理可分為熱力機(jī)械、流體機(jī)械、仿生機(jī)械等。另外，機(jī)械在其研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)用等過程中都要經(jīng)過幾個(gè)工作性質(zhì)不同的階段。按這些不同階段，機(jī)械工程又可劃分為互相銜接、互 相配合的幾個(gè)分支系統(tǒng)，如機(jī)械科研、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械運(yùn)用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學(xué)科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機(jī)械工程可能分化成上百個(gè)分支學(xué)科。例如，按功能分的動(dòng)力機(jī)械，它與按工作原理分的熱力機(jī)械、流體機(jī)械、透平機(jī)械、往復(fù)機(jī)械、蒸汽動(dòng)力機(jī)械、核動(dòng)力裝置、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)，以及與按行業(yè)分的中心電站設(shè)備、工業(yè)動(dòng)力裝置、鐵路機(jī)車、船舶輪機(jī)工程、汽車工程等都有復(fù)雜的交叉和重疊關(guān)系。船用汽輪機(jī)是動(dòng)力機(jī)械，也是熱力機(jī)械、流體機(jī)械和透平機(jī)械，它屬于船舶動(dòng)力裝置、蒸汽動(dòng)力裝置，可能也屬于核 動(dòng)力裝置等等。 19 世紀(jì)時(shí)，機(jī)械工程的知識(shí)總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個(gè)學(xué)科，被稱為民用工程， 19 世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個(gè)獨(dú)立學(xué)科。進(jìn)入 20 世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)總量的增長(zhǎng)，機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢(shì)在 20 世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。 由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個(gè)人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識(shí)過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技 術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對(duì)外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識(shí)過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時(shí)配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自 20 世紀(jì)中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢(shì)。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細(xì)的專業(yè)。械工程以增加生產(chǎn)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)來研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來的時(shí)代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉矗卫?、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)任務(wù)。 機(jī)械可以完成人用雙手和雙目 ，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好?，F(xiàn)代機(jī)械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復(fù)雜的機(jī)械和機(jī)械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實(shí)。 人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠(yuǎn)窺百億光年，近察細(xì)胞和分子。新興的電子計(jì)算機(jī)硬、軟件科學(xué)使人類開始有了加強(qiáng)，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響， 6 而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。 人類智慧的增長(zhǎng)并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復(fù)雜的工作，從而更促進(jìn)手的功能。手的 實(shí)踐反過來又促進(jìn)人腦的智慧。在人類的整個(gè)進(jìn)化過程中，以及在每個(gè)人的成長(zhǎng)過程中，腦與手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化的。 人工智能與機(jī)械工程之間的關(guān)系近似于腦與手之間的關(guān)系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機(jī)械制造出來。過去，各種機(jī)械離不開人的操作和控制，其反應(yīng)速度和操作精度受到進(jìn)化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會(huì)消除了這個(gè)限制。計(jì)算機(jī)科學(xué)與機(jī)械工程之間的互相促進(jìn)，平行前進(jìn)，將使機(jī)械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。 19 世紀(jì)時(shí)，機(jī)械工程的知識(shí)總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合 為一個(gè)學(xué)科，被稱為民用工程， 19 世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個(gè)獨(dú)立學(xué)科。進(jìn)入 20 世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)總量的增長(zhǎng)，機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢(shì)在 20 世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。 由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個(gè)人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識(shí)過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對(duì)外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識(shí)過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時(shí)配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自 20 世紀(jì)中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢(shì)。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細(xì)的專業(yè)。綜合 再綜合的反復(fù)循環(huán)，是知識(shí)發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識(shí)，又具有足夠的綜合知識(shí)來認(rèn)識(shí)、理解其他學(xué)科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。綜合與專業(yè)是多層次的。在機(jī)械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術(shù)中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識(shí)中 ，包括社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)和工程技術(shù)，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。 冷式電動(dòng)滾筒的發(fā)展現(xiàn)狀 當(dāng)今社會(huì)，隨著機(jī)械工業(yè)的蓬勃發(fā)展，各行各業(yè)的機(jī)械設(shè)備也在不斷地更新，不斷地完善，油冷式電動(dòng)滾筒這種機(jī)械設(shè)備同樣在發(fā)展著，傳統(tǒng)的油冷式電動(dòng)滾筒是采用臨時(shí)的設(shè)備，勞動(dòng)效率低，傳輸精度低下，不適合批量生產(chǎn)的場(chǎng)合?，F(xiàn)代油冷式電動(dòng)滾筒是用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的多樣的傳輸設(shè)備的一種。隨著機(jī)械行業(yè)的大發(fā)展，油冷式電動(dòng)滾筒的使用也越來越廣泛，根據(jù)不同的工況，如果使用傳動(dòng)的臨時(shí)的油冷式電動(dòng)滾筒的話，不但勞動(dòng)強(qiáng)度大、 7 效率低、定位精度低，而且滿足不了大批量生產(chǎn)要求。所以使用一個(gè)專用的油冷式電動(dòng)滾筒以成為發(fā)展趨勢(shì)。 課題研究的內(nèi)容 本論文主要研究運(yùn)用 設(shè)計(jì)過程中，了解 各種功能。 司成立于 1993 年，由 司的技術(shù)副總裁與 司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸州的康克爾郡（ 。當(dāng)初的目標(biāo)是希望在每一個(gè)工程師的 桌面 上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。從1995 年推出第一套 維機(jī)械設(shè)計(jì) 軟件 至今已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由 300 家經(jīng)銷商在全球 140 個(gè)國(guó)家進(jìn)行銷售與分銷該產(chǎn)品。 1997 年，國(guó) 達(dá)索（ 司收購(gòu)，作為達(dá)索中端主流市場(chǎng)的主打品牌。 件是世界上第一個(gè)基于 于技術(shù)創(chuàng)新符合 術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)， 司于兩年間成為業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得 年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在 1995 1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得 十七項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)。其中僅從 1999 年起， 美國(guó) 權(quán)威的 業(yè)雜志 續(xù) 4年授予表彰 力和簡(jiǎn)明。至此， 定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它， 設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。 由于 色的技術(shù)和市場(chǎng)表現(xiàn)，不僅成為 業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為 華爾街 青睞的對(duì)象。終于在 1997 年由法國(guó) 達(dá)索公司 以三億一千萬(wàn)美元的高額市值將 司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬(wàn)美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了 業(yè)的世界紀(jì)錄。并購(gòu)后的原來的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為 業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司。 維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的 由于使用了 觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的 核（由劍橋 提供）以及良好的與 第三方軟件 的集成技術(shù)。 為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的 件使用許可約 28萬(wàn)，涉及航空航天、機(jī)車、食品、機(jī)械、國(guó)防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品 /消費(fèi)品、離散制造等分布于全球 100 多個(gè)國(guó)家的約 3 萬(wàn) 1千家企業(yè)。在教育市場(chǎng)上，每年來自全球 4， 300 所教育機(jī)構(gòu)的近 145， 000 名學(xué)生通過 培訓(xùn)課程。 據(jù)世界上著名的人才招聘網(wǎng)站檢索，與其它 3D 關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這一事實(shí)說明了越來越多的工程師和設(shè)計(jì)者使用 維軟件，越來越多的企業(yè)需要 才。件功能強(qiáng)大，易于操作，界面人性化，技術(shù)創(chuàng)新，組件繁多是得 維軟件成為目前全球領(lǐng)先的三維 設(shè)計(jì)時(shí)能夠?yàn)橛脩籼峁┎煌?設(shè)計(jì)方案，通過方案的篩選，工程師能從中選擇合適的方案，從而在設(shè)計(jì)過程中降低設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。在目前市場(chǎng)上所見到的三維 決方案中， 設(shè)計(jì)過程比較簡(jiǎn)便又通俗易懂的軟件之一。它不僅提供如此人性化的系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者，乃至整個(gè)機(jī)械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。 件是世界上第一個(gè)基于 發(fā)的三維 統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合 術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)， 司于兩年間成為 業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得 年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在 1995獲得全球微機(jī)平臺(tái) 統(tǒng)評(píng)比第一名；從 1995 年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)，其中僅從 1999 年起，美國(guó)權(quán)威的 年授予 佳編輯獎(jiǎng)，以表彰 創(chuàng)新、活力和簡(jiǎn)明。至此， 定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它， 設(shè)計(jì)師 大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。由于 色的技術(shù)和市場(chǎng)表現(xiàn)，不僅成為 成為華爾街青睞的對(duì)象。終于在 1997 年由法國(guó)達(dá)索公司 以三億一千萬(wàn)美元的高額市值將 司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬(wàn)美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了 購(gòu)后的 為 業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司， 維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的 據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索，與其它 3D 統(tǒng)相比，與 關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總和還要多，這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用 來越多的企業(yè)雇傭 才。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界用戶每年使用 時(shí)間已達(dá) 5500萬(wàn)小時(shí)。在美國(guó)，包括 麻省理工學(xué)院 （ 斯坦福大學(xué) 等在內(nèi)的著名大學(xué)已經(jīng)把 為制造專業(yè)的必修課，國(guó)內(nèi)的一些大學(xué)（教育機(jī)構(gòu)）如 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 、 清華大學(xué) 、 浙江工業(yè)大學(xué) 、 浙江大學(xué) 、華中科技大學(xué) 、 北京航空航天大學(xué) 、 大連理工大學(xué) 、 北京理工大學(xué) 、 武漢理工大學(xué) 等也在應(yīng)用 行教學(xué)。 件功能強(qiáng)大，組件繁多。 功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點(diǎn)，這使得 為領(lǐng)先的、主流的三維 夠提供不同的設(shè)計(jì)方 案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。 僅提供如此強(qiáng)大的功能， 9 而且對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來說，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。 現(xiàn)今社會(huì)階段逐漸廣泛應(yīng)用，并且 司對(duì)中國(guó)市場(chǎng)重點(diǎn)開發(fā)，日后 用將會(huì)更加完善，更加普遍。通過前文對(duì) 后會(huì)對(duì) 建模，裝配，工程圖，力學(xué)分析等。 計(jì)基礎(chǔ) 熟悉 工作環(huán)境；了解 命令，掌握在 存、導(dǎo)入等基本操作，掌握三維建模流程。 圖繪制 掌握點(diǎn)、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高級(jí)幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應(yīng)用幾何約束；熟練應(yīng)用陣列、實(shí)體轉(zhuǎn)換等草圖繪制工具；能綜合應(yīng)用各種草圖繪制實(shí)體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。 準(zhǔn)特征 清楚明白基于特征的建模方式、參數(shù)化思想等概念；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)點(diǎn)的方法；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)軸方法 ；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)面的方法；靈活運(yùn)用坐標(biāo)系的建立方法；能根據(jù)建模需要綜合應(yīng)用各種參考幾何體。 伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建模 靈活運(yùn)用拉伸特征的概念與建立方法；靈活運(yùn)用旋轉(zhuǎn)特征的概念與建立方法；掌握掃描特征的概念與建立方法；靈活運(yùn)用放樣特征的概念與建立方法；通過實(shí)踐能夠準(zhǔn)確分析零件的特征，靈活運(yùn)用拉伸和旋轉(zhuǎn)也正建立三維模型。綜合應(yīng)用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實(shí)體。 程圖設(shè)計(jì) 靈活運(yùn)用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運(yùn)用建立標(biāo)準(zhǔn)三視圖，剖視圖，斷面圖，局部圖， 輔助視圖等方法；靈活運(yùn)用各種注釋的方法。 配設(shè)計(jì) 靈活運(yùn)用自底向上的裝配方法；靈活運(yùn)用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活運(yùn)用能裝配技術(shù)；靈活運(yùn)用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并能夠在裝配體中設(shè)計(jì)子裝配體；靈活運(yùn)用干涉檢查；靈活運(yùn)用自上向下的裝配方法；靈活運(yùn)用在裝配模型工程圖中添加零件序號(hào)；靈活運(yùn)用生成裝配體材料明細(xì)表的方法。 10 2 油冷式電動(dòng)滾筒總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 冷式電動(dòng)滾筒的總體方案圖 本次設(shè)計(jì)的油冷式電動(dòng)滾筒 采取的方案是：在油冷式電動(dòng)滾筒兩端裝有左右支座各一個(gè)，電機(jī)通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)傳動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過與傳動(dòng)小齒輪嚙合的傳動(dòng)大齒輪帶動(dòng)與內(nèi)齒圈嚙合的小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，而電動(dòng)滾筒是與內(nèi)齒圈固接的，這樣就帶動(dòng)了電動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒體的內(nèi)部裝有冷卻油，對(duì)軸承，齒輪進(jìn)行冷卻，這就是油冷式電動(dòng)滾筒的工作原理，其具體方案布局圖如下： 冷式電動(dòng)滾筒的加工原理 本次設(shè)計(jì)的油冷式電動(dòng)滾筒的工作原理為：電機(jī)通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)傳動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過與傳動(dòng)小齒輪嚙合的傳動(dòng)大齒輪帶動(dòng)與 內(nèi)齒圈嚙合的小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，而電動(dòng)滾筒是與內(nèi)齒圈固接的，這樣就帶動(dòng)了電動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒體的內(nèi)部裝有冷卻油，對(duì)軸承，齒輪進(jìn)行冷卻，這就是油冷式電動(dòng)滾筒的工作原理。 械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 機(jī)的選型計(jì)算 已知整個(gè)設(shè)備上工件與零件的重量，我們?nèi)】傊亓繛?200動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)速度為 1~3mm/r。即： m m m g = 2 0 0 × 1 0 = 2 0 0 0 1 - 2 m / m i n = 1 6 . 6 - 3 3 . 3 / 具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下 : 1、確定運(yùn)行時(shí)間 本次設(shè)計(jì)加速時(shí)間 01(t 60? 11 m/ 有速度可知每秒上升 50 . 0 3 31 . 2 = 1 . 23 6 0?? ?電 機(jī) ?左右水平運(yùn)動(dòng)2220 . 0 0 5( ) 2 0 0 0 . 0 0 0 1 2 6 7 7 9 ( . )22??? ? ????? M M k g m??電機(jī)慣量4 3 4 5 27 . 8 7 1 0 0 . 4 0 . 2 3 . 7 2 1 0 ( . )3 2 3 2?? ? ? ? ? ? ? L D k g m???總慣量20 . 0 0 0 3 2 ( . )? ? ?L L M J k g 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 12 ( ) 2 6 3 6 . 9 ( 0 . 0 0 0 3 2 ) 1 . 2 5 6 0 1 . 2? ? ?? ? ?? J M J L J 必須轉(zhuǎn)矩 ? ? 2 . 3 6 .? ? ?T M T L T S S N m S 為安全系數(shù)，這里取 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用直流無刷電機(jī)型號(hào)為 92無刷直流步進(jìn)電機(jī)廠家為南京森宇機(jī)電的產(chǎn)品。根據(jù)電機(jī)的特性曲線以及參數(shù)表如下： 12 根據(jù)計(jì)算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表，我們選用直流無刷電機(jī)型號(hào)為 92機(jī)額定功率為 定轉(zhuǎn)矩為 大轉(zhuǎn)矩為 定轉(zhuǎn)速為 3000r/機(jī)大致圖如下： 13 外形尺寸 235機(jī)輸出軸徑為 40 輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 已知系統(tǒng)工況為該提升裝置每天工作 12小時(shí)，小車和提升裝置各部分總重量，有一下計(jì)算： 1） 選擇 \齒輪材料為 45（調(diào)質(zhì)），硬度為 2802） 精度等級(jí)選用 7級(jí)精度； 3）小齒輪齒數(shù) 50，大齒輪齒數(shù) 75的； 4） 齒輪模數(shù)都為 2的直齒輪 因?yàn)榈退偌?jí)的載荷大于高速級(jí)的載荷，所以通過低速級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 （ 1） 試選 （ 2）選 取區(qū)域系數(shù) （ 3）選取尺寬系數(shù)φ d＝ 1 （ 4）查得εα 1＝ α 2＝ εα＝εα 1＋εα 2＝ （ 5）查得材料的彈性影響系數(shù) （ 6）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σ 600齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限σ 550 14 （ 7）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 6060× 192× 1×（ 2× 8× 300× 5）＝ 102＝ ＝ 107； （ 8） 查得接觸疲勞壽命系數(shù) （ 9） 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 ； 取失效概率為 1％，安全系數(shù) S＝ 1，由得： [σ H]1＝＝ 600570σ H]2＝＝ 550539[σ H]＝ [σ H]1＋ [σ H]2/2＝ 嚙合齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 1）、配齒計(jì)算 據(jù) 2)型行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比 和按其配齒計(jì)算（見參考文獻(xiàn) [1]）公式（ 3~公式（ 3求得內(nèi)齒輪 星 輪 現(xiàn)考慮到行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸較小，故選擇中心輪 17和行星輪 3. 根據(jù)內(nèi)齒輪 1( ?? ?? ）（ 對(duì)內(nèi)齒輪齒數(shù)進(jìn)行圓整，同時(shí)考慮到安裝條件，取 79?此時(shí)實(shí)際的 p 值與給定的 是必須控制在其傳動(dòng)比誤差的范圍內(nèi)。 實(shí)際傳動(dòng)比為 ?1 = 其傳動(dòng)比誤差 ????由于外嚙合采用角度變位的傳動(dòng)，行星輪 按如下公式計(jì)算，即 15 ??? 2' 因?yàn)?62?? ab 偶數(shù)，故取齒數(shù)修正量為 1??? 此時(shí)，通過角變位后，既不增大該行星傳動(dòng)的徑向尺寸，又可以改善 3017 在考慮到安裝條件為 322 ??? （整數(shù)） 初算中心距和模數(shù) 2）、齒輪材料、熱處理工藝及制造工藝的選定 太陽(yáng)輪和 行星輪材料為 20面滲碳淬火處理，表面硬度為 57~ 61 試驗(yàn)齒輪齒面接觸疲勞極限 =1591 試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限太陽(yáng)輪 =485 行星輪 =485? 對(duì)稱載荷 )。齒形為漸開線直齒。最終加工為磨齒，精度為 6級(jí)。 內(nèi)齒圈材料為 38化處理，表面硬 度為 973 試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限 =1282齒輪的彎曲疲勞極限 =370形的終加工為插齒，精度為 7級(jí)。 2. 減速器的名義輸出轉(zhuǎn)速 2n 由 i = 216 得 2n = = 3）、載荷不均衡系數(shù) 采用太陽(yáng)輪浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)，取 H 4）、齒輪模數(shù) m 和中心距 a 首先計(jì)算太陽(yáng)輪分度圓直徑： 3d ? ??? 式中： u 一齒數(shù)比為 使用系數(shù)為 算式系數(shù)為 768； ?綜合系數(shù)為 2； 1T 一太陽(yáng)輪單個(gè)齒傳遞的轉(zhuǎn)矩。 ??549??= 9 8 0 03 1 2 09 5 4 9 ??? =376 其中 ? — 高速級(jí)行星齒輪傳動(dòng)效率，取 ? =d? — 齒寬系數(shù)暫取 0.5 =145017 代入 3 d ? ??? 3 2a 5 9 67 6 8d ??? ????? =模數(shù) m= ?取 m=5 則 3017(521)(210 ?????? =取 齒寬 ????? db d? 取 2? 5）、幾何尺寸計(jì)算 1. 計(jì)算變位系數(shù) (1) 嚙合角 因 ?20c o c o sc o s 0 ?? ?? 以 = “‘ 543920? 變位系數(shù)和 ? ?? 2 t ??? =（ 17+30） ? ???20ta 0543920"' 18 = 2中心距變動(dòng)系數(shù) y y= 5 20 ???m 1 齒頂降低系數(shù) y? 1 4 ????? ? 分配邊位系數(shù)： 根據(jù)線圖法，通過查找線圖 2心距變動(dòng)系數(shù) y y= 5 20 ???m 1 19 齒頂降低系數(shù) y? 1 4 ????? ? 分配邊位系數(shù)： 根據(jù)線圖法，通過查找線圖 2到邊位系數(shù) 549.0? 則 5 9 9 ??? ? ac (2) 由于內(nèi)嚙合的兩個(gè)齒輪采用的是高度變位齒輪，所以有 0???? bc 從而 ?? cb 且 ' ?? ?' 0?y 0??y 2. 幾何尺寸計(jì)算結(jié)果 對(duì)于單級(jí)的 2)型的行星齒輪傳動(dòng)按公式進(jìn)行幾何尺寸的計(jì)算，各齒輪副的計(jì)算結(jié)果如下表： 表 3項(xiàng)目 計(jì)算公式 輪副 分度圓直徑 d 111 222 851751 ???d 1503052 ???d 1501 ?d 3957952 ???d 20 基圓直徑?dd b ??dd b ??? ??? ??? ?外嚙合 )(211 ???? ?)(222 ???? ?內(nèi)嚙合 )(2 *11 ????)(222 ???? ?外嚙合 )(2 **11 ???)(2 *22 ??? ?內(nèi)嚙合 )(2 *11 ??? ?)(222 ??? ??頂高系數(shù)：太陽(yáng)輪、行星輪 — 1??內(nèi)齒輪 — 頂隙系數(shù)：內(nèi)齒輪 — c 21 按公式驗(yàn)算其鄰接條件，即 ?已知行星輪 c 的齒頂圓的直徑 ? 3?入上式，則得 23s 22 ???? ?滿足鄰接條件 同心條件 按公式對(duì)于角變位有 '' c os ???已知 17?30?79? "'' 543925 ?? ?20' ?代入上式得 ?? 20c o s 3079543920c o s 3017 "' ??? =足同心條件 6、安裝條件 按公式驗(yàn)證其安裝條件，即得 )(整數(shù)Cn ? 將 17?79?3?代入該式驗(yàn)證得 : 323 7917 ?? 滿足安裝條件嚙合要素的驗(yàn)算。 1. a? （ 1）頂圓齒形曲率半徑 a? 22 )2()2( ?? 22 太陽(yáng)輪 221 )??a? =行星輪 222 )2 9 5 0()2 5 1 4( ??a? =（ 2）端面嚙合長(zhǎng)度 )s ''21 ?? ??? 式中“ ? ”號(hào)正號(hào)為外嚙合，負(fù)號(hào)為內(nèi)嚙合； 't? 端面節(jié)圓嚙合角。 直齒輪 't? = = "'543925? 則 a )543925s i 24 1 "'????? =（ 3）端面重合度 ?20c c c ?? ????? =. 端面重合度 a? （ 1）頂圓齒形曲率半徑 a? 22 )2()2( ?? 行星輪 1a? 由上面計(jì)算得， 1a? =內(nèi)齒輪 222 )1()1( ??a? 23 =（ 2）端面嚙合長(zhǎng)度 ''21 s in ?? ??? = ?20s ?? =（ 3）端面重合度 )c o s/(c o s ?? ? = ?20 = 轉(zhuǎn)動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 軸是組成精密機(jī)械的重要零件之一。一切作為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零 件，都必須在軸上才能傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。在本課題所使用的軸，承受的負(fù)荷比較 小 ，尺寸也比較小 ，制造精度高，要求材料具有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度和良好的加工性能。因此，選用材料 45#， 傳動(dòng)軸最大外圓直徑為 45， 熱處理為對(duì)軸進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理 。 此轉(zhuǎn)軸大致圖形如下： 3 各主要零部件強(qiáng)度的校核 動(dòng)軸強(qiáng)度的校核與計(jì)算 1、軸的特點(diǎn) : 軸是組成機(jī)械的主要零件之二。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件，都必須裝在軸上刁 ‘ 能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及 時(shí)它又通過軸承和機(jī)架 聯(lián)接， 由此形成 · 個(gè)以軸為基準(zhǔn)的組合體一軸系部件。 2、 軸的種類 1、根據(jù)承受載荷的不同分為 : 24 1)轉(zhuǎn)軸 :定義既能承受彎矩又承受扭矩的軸 2)心軸 :定義 :只承受彎矩而不承受扭矩的軸 3)傳送軸 :定義 :只承受扭矩而不承受彎矩的軸 z、根據(jù)軸的外形，可以將直軸分為光軸和階梯軸 3、根據(jù)軸內(nèi)部狀況，又可以將直軸分為實(shí)心軸和空。 4、 軸的設(shè)計(jì)重點(diǎn) 1、軸的設(shè)計(jì) W 軸的工作能力設(shè)計(jì)。 主要進(jìn)行軸的強(qiáng)度設(shè)計(jì)、剛度設(shè)計(jì)，對(duì)于轉(zhuǎn)速較高的軸還要進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性的計(jì)算。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 根據(jù)軸的功能，軸必須保證軸上零件的安裝固 定和保證軸系在機(jī) 器中的支撐要求，同時(shí)應(yīng)具有良好的工藝性。 一 般的設(shè)計(jì)步驟為 : 選擇材料，初估軸徑，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度校核，必要時(shí)要進(jìn)行剛度校核和穩(wěn)定性計(jì)算。 5、軸的材料 軸是主要的支承件，常采用機(jī)械性能較好的材料。常用材料包括 : 碳素鋼 :該類材料對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較小，價(jià)格較低，是軸類零件最常用的材料常用牌號(hào)有 :30、 35、 40、 45、 50。采用優(yōu)質(zhì)碳鋼時(shí)，一般應(yīng)進(jìn)行熱處理以改善其性能。 可以選用 255 等普通碳鋼。合金鋼 :對(duì)于要求重載、高溫、結(jié)構(gòu)尺寸小、重量輕 等使用場(chǎng) 合的軸， 可以選用合金綱合金鋼具有史好的機(jī)械性能和熱處理性能，但對(duì)應(yīng)力集中較敏感，價(jià) 25 格也較高。設(shè)計(jì)中尤其要汁意從結(jié)構(gòu)上減小應(yīng)力集中，并提高其表面質(zhì)量。 鑄鐵 :對(duì)于形狀比較復(fù)雜的軸，可以選用球鑄鐵和高強(qiáng)度 。 鑄鐵。它們具有較好的加工性和吸振性，經(jīng)濟(jì)性好且 鑄造質(zhì)量不易保證。 6、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸在工作中的作用，軸的結(jié)構(gòu)取決于 :軸在機(jī)器中的安裝位置和形式，軸上零件的類型和尺寸，載荷的性質(zhì)、大小、方向和分布狀況，軸的加工工藝等多個(gè)因素。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足 :軸上零件布置合理，從而軸 受力合理有利于提高強(qiáng)度和剛度 ;軸和軸上零件必須有準(zhǔn)確的工作位置 ;軸上零件裝拆調(diào)整方便 ;軸具有良好的加工工 。 藝性 ;節(jié)省材料等。 1)軸的毛坯一般采用圓鋼、鍛造或焊接獲得，由于鑄造品質(zhì)不易保證，較少選用鑄造毛坯。軸主要由三部分組成。軸上被支承，安裝軸承的部分稱為軸頸 ; 支承軸上零件，安裝輪毅的部分稱為軸頭 ;聯(lián)結(jié)軸頭和軸頸的部分稱為軸身。軸頸上安裝滾動(dòng)軸承時(shí)，直徑尺寸必須按滾動(dòng)軸承的國(guó)標(biāo)尺寸選擇，尺寸公差和表面粗糙度須按規(guī)定選擇 ;軸頭的尺寸要參考輪毅的尺寸進(jìn)行選擇，軸身尺寸確定時(shí)應(yīng)盡量使軸頸 與軸頭的過渡合理，避免截面尺寸變化過大，同時(shí)具有較好的工藝性。 2) 1、 分析所設(shè)計(jì)軸的工作狀況，擬定軸上零 件 的裝配方案和軸在機(jī)器中的安裝情況。 2、 根據(jù)已知的軸上近似載荷，初估軸的直徑或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定軸的某徑向尺寸。 26 3、 根據(jù)軸上零件受力情況、安裝、固定及裝配時(shí)對(duì)軸的表面要求等確定軸的徑向 (直徑 )尺寸。 4、 根據(jù)軸上零 件 的位置、配合長(zhǎng)度、支承結(jié)構(gòu)和形式確定軸的軸向尺寸。 5、 考慮加工和裝配的工藝性，使軸的結(jié)構(gòu)更合理。 3)零件在軸上的安保證軸上零件可靠工作，需要在 工作過程中有準(zhǔn)確的位置，即零件在軸上必須有準(zhǔn)確的定位和固定。零件在軸上的準(zhǔn)確位置包括軸向和周向兩個(gè)方面 W 零件在軸上的軸向定位和固定常見的軸向定位和固定的方法采用軸肩、各種擋圈、套筒、圓螺母、錐端軸頭等的多種組合結(jié)構(gòu)。 軸肩分為定位軸肩和非定位軸肩兩種。利用軸肩定位結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，但軸的直徑加大，軸肩處出現(xiàn)應(yīng)力集中 ;軸肩過多也不利于加工。因此，定位軸肩多在不致過多地增加軸的階梯數(shù)和軸向力較大的清況下使用，定位軸肩的高度一般取 3動(dòng)軸承定位軸肩的高度需按照滾動(dòng)軸承的安裝尺寸確定。非定位軸肩多是為了裝配 合理方便和徑向尺寸過度時(shí)采用，軸肩高度無嚴(yán)格限制，一般取為 1 套筒定位可以避免軸肩定位引起的軸徑增大和應(yīng)力集中，但受到套筒長(zhǎng)度和與軸的配合因素的影響，不宜用在使套筒過長(zhǎng)和高速旋轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。 擋圈的種類較多，且多為標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)中需按照各種擋圈的用途和 l 國(guó)標(biāo)來選用。 (1)從裝配來考慮 :應(yīng)合理的設(shè)計(jì)非定位軸肩，使軸上不同零件在安裝過程中盡量減少不必要的配合 ;為了裝配方便，軸端應(yīng)設(shè)計(jì) 45。的倒角 ;在裝鍵的軸段，應(yīng)使鍵槽靠近軸與輪毅先接觸的直徑變化處，便于在安裝時(shí)零件上的鍵槽與軸上的鍵容 易對(duì)準(zhǔn)采用過盈配合時(shí)，為了便于裝配，直徑變化可用錐面 27 過渡等。 (2)從加工來考慮 :當(dāng)軸的某段須磨削加工或有螺紋時(shí)，須設(shè)計(jì)砂輪越 程槽或退刀槽根據(jù)表面安裝零件的配合需要，合理確定表面粗糙度和加工方法為改善軸的抗疲勞強(qiáng)度，減小軸徑變化處的應(yīng)力集中，應(yīng)適當(dāng)增大其過渡圓角徑，但同時(shí)要保證零件的可靠定位，過渡圓角半徑又必須小于與之相配的零件的圓角半徑或倒角尺寸。 軸的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮多方面因素和要求，其中主要問題是軸的選材、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和剛度。其中對(duì)于軸的強(qiáng)度校核尤為重要，通過校核來確定軸的設(shè)計(jì)是否能達(dá)到使用要求，最 終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。由此看來合理的進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核成為軸設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，同時(shí)也是評(píng)定軸的設(shè)計(jì)成敗得先決條件。校核結(jié)果如不滿足承載要求時(shí)，強(qiáng)度校核是對(duì)材料或設(shè)備的力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)并調(diào)節(jié)的一種方式，并且這種方式以不破壞材料或設(shè)備性能為一前提。 進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰