【正文】 ?軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度或剛度計(jì)算 選擇三根軸都為實(shí)心軸，這三根軸編號(hào)分別為 ?、 ??、 ???軸。 故本設(shè)計(jì)選用 45 鋼作為所有軸的材料。 軸還可按照軸線(xiàn)形狀的不同，分為曲軸和直軸兩大類(lèi)。 表 工作情況系 數(shù) KA 工作機(jī) KA 分類(lèi) 工作情況及列舉 電動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī) ? 轉(zhuǎn)矩變化小，如透平壓縮機(jī)、木工機(jī)床、運(yùn)輸機(jī) ?? 轉(zhuǎn)矩變化中等，如攪拌機(jī)、增壓泵、有飛輪的壓縮機(jī)、沖床 查得 KA= 兩處聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩分別為 mNmNT ????? mNPKT cAca ????? 確定聯(lián)軸器的型號(hào) 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tca 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件，即 Tca?[T]，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 軟件版》選用的聯(lián)軸器型號(hào)標(biāo)記 為： HL3 聯(lián)軸器 zc38x60/j138x82 GB/T50142021，安裝尺寸見(jiàn)圖 ，表 板式運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì) 30 圖 LX型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器安裝尺寸 表 LX4型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器安裝尺寸 型號(hào) 公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩Tn/?N?m? 許用轉(zhuǎn)速[n]/?r/min? 軸孔直徑d ddz/mm 軸孔長(zhǎng)度?Y 型?L/mm 軸孔長(zhǎng)度?J,J1， Z型?L1/mm 軸孔長(zhǎng)度?J,J1， Z型?L/mm HL3 2500 3870 38 82 60 82 D/mm D1/mm b/mm S/mm 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I/?kg?m^2? 質(zhì) m/kg 160 100 45 8 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) ?軸及其聯(lián)接》 P584 表 5219，選用的聯(lián)軸器為十字滑塊聯(lián)軸器，其型號(hào)標(biāo)記為： LN4 聯(lián)軸器 zc78x125/J192x150 GB/T10141999 5 軸的設(shè)計(jì) 軸的概述 軸是組成機(jī)器的主要零件之一。由表 查得使用系數(shù) KA= 表 使用系數(shù) KA 載荷狀態(tài) 工作機(jī)器 原動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)、均勻運(yùn)轉(zhuǎn)的蒸汽機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī) 蒸汽機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)液壓裝置 多缸內(nèi)燃機(jī) 單缸內(nèi)燃機(jī) 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 輕微沖擊 不均勻傳送的帶式運(yùn)輸機(jī)或板式運(yùn)輸機(jī)、機(jī)床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、重型升降機(jī)、工業(yè)與礦用風(fēng)機(jī)、變密度材料攪拌機(jī)等 1.50 1.75 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P196 表 104 查得 7 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承懸臂布置時(shí) ? ? bK ddH 322 ???????? 將數(shù)據(jù)代入后得 ? ? . 60 . 322 ?????????? ??HK 由 b/h=， KH?= 查得《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P198 圖 1013 得 KF?=。為了使各個(gè)相嚙合齒對(duì)磨損均勻，傳動(dòng)平穩(wěn)，大小齒輪齒數(shù)一般互為質(zhì)數(shù)。按傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。由于小鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)比大鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)多，所受沖擊也較嚴(yán)重，故小鏈輪應(yīng)采用較好的材料制造。列如掘土機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，雖常受到土塊、泥漿及瞬時(shí)過(guò)載等影響，但仍能很好地工作。 鏈傳動(dòng)是屬于帶有中間撓性件的嚙合傳動(dòng)。本次設(shè)計(jì)排數(shù)為 1。對(duì) DBZ和 ZSY 型無(wú)需校核，由于本設(shè)計(jì)選擇的是 ZSY 型減速器所以不需要校核熱功率。 ?1?選用型號(hào) 計(jì)算功率 139。q ?? 式中： Fq為承載和空載分支彎曲段運(yùn)行阻力， ?kg?； Sq為彎曲段繞入點(diǎn)的張力，?N?； ?為阻力系數(shù)，見(jiàn)表 得： ?= 表 ? 彎曲段轉(zhuǎn)角 ? 摩擦系數(shù) f ?值 30? 彎曲段轉(zhuǎn)角與摩擦系數(shù)關(guān)系 0,mm2 0 02,9 5 3 2 4 qq ???? qhdLNS 鏈 ? ? ? ? kgkgWq ??????? ? ? ? ? kgkgWq 39。? ?? 式中： ?為直線(xiàn)段內(nèi)行走部分的運(yùn)行阻力系數(shù)，當(dāng)滾輪裝在滑輪軸承上時(shí)，?=，當(dāng)滾輪裝在滾動(dòng)軸承上時(shí)， ?=，取 ?= 由于運(yùn)輸機(jī)傾角 ?=0?，所以 0?Zh ? ?mmL o 39。?為物料堆積體積質(zhì)量 ?t/m3 ?。板式運(yùn)輸機(jī)根據(jù)板帶運(yùn)行速度和牽引力的大小，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由 ?、 ??、 ???型 3 種傳動(dòng)方案。這樣做可使鏈輪能隨著鏈條關(guān)節(jié)的位置而自動(dòng)定位，并且可使兩根鏈條的受力趨于均衡。 驅(qū)動(dòng)裝置 由于板式運(yùn)輸機(jī)的速度低，只靠減速器不易滿(mǎn)足大減速比的要求，因此，一般均采用綜合式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，即除減速器外，還需配置如齒輪、三角皮帶等減速器設(shè)備構(gòu)成的開(kāi)式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。配有這種鏈條的板式運(yùn)輸機(jī)在國(guó)內(nèi)一些鋼鐵廠和鑄造廠中已有使用。 牽引鏈 ?1?片式鏈 片式鏈條耐沖擊、運(yùn)行平穩(wěn)、工作可靠。 板式運(yùn)輸機(jī)的缺點(diǎn)： ?1? 由于板式運(yùn)輸機(jī)的所有部件用的都是金屬材料，而且其底板和牽引鏈自重大，故金屬材料消耗多；機(jī)體 笨重，且空載功率大； ?2?地板和牽引鏈的磨損快，潤(rùn)滑和維修不便，而且噪音較大； ?3? 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造工作量大，加之自重大，因而造價(jià)高。由于它的承載部分和運(yùn)行部分均用金屬材料構(gòu)成，因而與其他連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械相比，它的運(yùn)送比較沉重、寬度較大的、具有鋒利棱角的和對(duì)運(yùn)輸機(jī)有強(qiáng)烈磨損性的物料或成件；適宜運(yùn)送 600700?C 的高溫物料或成件物。 ?2?按運(yùn)輸機(jī)的布置形式可分為：水平型、傾斜型、水平 傾斜型、傾斜 水平型、水平 傾斜 水平型等。I 板式運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 班 級(jí) 04060103 學(xué) 號(hào) 2021040601120 姓 名 謝偉濤 指導(dǎo)教師 負(fù)責(zé)教師 沈陽(yáng)航空 航天大學(xué) 2021 年 6 月 I 摘 要 本論文詳細(xì)敘述了板式運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程。 ?3?按牽引構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式可分為：套筒滾子鏈?zhǔn)?、沖壓鏈?zhǔn)健㈣T造鏈?zhǔn)?、環(huán)鏈?zhǔn)郊纯刹疰準(zhǔn)降取? 板式運(yùn)輸機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)： ?1? 適用范圍廣。 板式運(yùn)輸機(jī)的布置形式 選擇和確定板式運(yùn)輸機(jī)的布置形式，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：、 1 必須滿(mǎn)足工藝要求。它因滾輪安裝位置的不同，分為兩種結(jié)沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 構(gòu)形式：一種是滾輪裝在內(nèi)鏈片中間，滾輪既是行走構(gòu)件，又是傳力構(gòu)件，而其滾輪與套筒之間系滑動(dòng)摩檫，因而阻力系數(shù)較大；另一種是滾輪裝在外鏈片的外側(cè)，這樣，滾輪僅支承底板上的負(fù)載，其結(jié)構(gòu)尺寸相應(yīng)就可減小，其滾輪內(nèi)裝滾動(dòng)軸承，因而阻力系數(shù)也小。 ?4? 環(huán)形鏈 這種鏈條簡(jiǎn)單易制，在垂直和水平面內(nèi)可彎曲，因此彎曲板式運(yùn)輸機(jī)已用它作牽引構(gòu)件，其缺點(diǎn)是環(huán)節(jié)間的接觸磨損較快，使鏈條節(jié)距變大，鏈條伸長(zhǎng)，而使運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行不平穩(wěn)。在一般情況下，板式運(yùn)輸 機(jī)大多數(shù)采用單一速度。張緊鏈輪的齒數(shù)一般與頭輪齒數(shù)相同。 ? 型：電動(dòng)機(jī) ——— 聯(lián)軸器 ——— 十字滑塊聯(lián)軸器 ——— 一級(jí)齒輪傳動(dòng) ———頭輪裝置 ?? 型：電動(dòng)機(jī) ——— 帶輪副 ——— 減速器 ——— 鏈傳動(dòng) ——— 頭輪裝置 ??? 型：電動(dòng)機(jī) ——— 帶輪副 ——— 齒輪減速器 ——— 二級(jí)齒輪傳動(dòng)輪 ——— 頭輪裝置 傳動(dòng)方案的比較 ? 型 :此種傳動(dòng)方案是減速器采用齒輪傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，在同樣條沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較小，且傳動(dòng)比穩(wěn)定，工作可靠，壽命長(zhǎng)，而且電動(dòng)機(jī)和減速器之間用聯(lián)軸器連接可以高效的傳遞功率，更加提高了運(yùn)輸機(jī)的效率。βC為運(yùn)輸機(jī)傾斜安裝時(shí)物料堆積斷面修正系數(shù)，有側(cè)板的深形底板和 箱型底板輸送散狀物料時(shí)，采用 ?max?35?； ?為物料安息角 ???； ?為運(yùn)輸機(jī)傾角，取 ?=0?，根據(jù) ?查 P365 表 2310 得βC=； h為側(cè)板高度 ?m?。 ??? ? 則 ? ? NNF 89 62 21 139。 ??????? 初張力的選取 查《機(jī)械化設(shè)計(jì)機(jī)械手冊(cè)》有下式 初張力亦稱(chēng)之為最小張力，它由張緊裝置產(chǎn)生，有了初張力即可避免牽引鏈出現(xiàn)負(fù)張力，以保證運(yùn)輸機(jī)正確和可靠的工作。1139。 鏈輪的選擇與設(shè)計(jì) 板式運(yùn)輸機(jī)是通過(guò)鏈傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。 考慮到 P 型鏈條結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以選擇 P 型鏈條，它的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 。與屬于摩擦傳動(dòng)的帶傳動(dòng)比，鏈傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，因而能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率 高；又因鏈條不需要象帶那樣很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較小；在同樣使用條件下，鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較為緊湊。 總的來(lái)說(shuō)，在機(jī)械制造中，如農(nóng)業(yè)、礦山、起重運(yùn)輸、冶金、建筑、石油、化工沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 等機(jī)械都廣泛地應(yīng)用這鏈傳動(dòng)。 此次設(shè)計(jì)的板式運(yùn)輸機(jī)是水平輸送物料的，不分大小鏈輪，故兩鏈輪的齒數(shù)和材料應(yīng)完全一樣，一下就計(jì)算一個(gè)鏈輪。 2?運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度 ?GB1009588?。閉式齒輪傳動(dòng)一般轉(zhuǎn)速較高，為了提高傳動(dòng)的穩(wěn)定性，減小沖擊振動(dòng)，以齒數(shù)多一些為好，小齒輪可取為 Z1=20?40。 故載荷系數(shù) K=KAKVKH?KH?== ?5?按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所有的分度圓直徑，得 mmmmKKd tt ???? ?6?計(jì)算模數(shù) m 17 11 ??? zd 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 ???????FSaFad SYYzfKT21 12m ?? 1?確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ?1?由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P208 圖 1020c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 SFE1=500MPa,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 SFE2=500MPa ?2?由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P206 圖 1018 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=， KFN2= ?3?計(jì)算彎曲疲勞安全系數(shù) S=，得 ? ? MPaMPaS SKS FEFNF ???? 板式運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì) 26 ? ? M P aM P aS SKS FEFNF 6 3 8 ???? ?4?計(jì)算載荷系數(shù) K K=KAKVKF?KF?== ?5?查取齒形系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P197 表 105 查得 YFa1=， YFa2= ?6?查取應(yīng)力校正系數(shù) YSa1=， YSa2= ?7?計(jì)算大、小齒輪的 YFa /[sF]并加以比較 ? ?? ? 22a211a1??????FSFaFSFaSYYSYY 大齒輪的數(shù)值大 2?設(shè)計(jì)計(jì)算 mmmm 323 ??? ???? 對(duì)于計(jì)算結(jié)果，由齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m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)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，取由彎曲強(qiáng)度算的模數(shù) 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn) m=10，按接觸強(qiáng)度算得分度圓直徑 d1= ,算出小齒輪齒數(shù)。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件，都必須安裝在軸上沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。曲軸通過(guò)連桿可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)橥鶑?fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，或做相反的運(yùn)動(dòng)變換。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一般軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要遵循下列原則： ?1?節(jié)約材料，減輕重量，盡量采用等強(qiáng)度外形尺寸或大的截面系數(shù)的截面形狀； ?2?易于軸上零件的精確定位、穩(wěn)固、裝配、拆卸和調(diào)整； ?3?采用各種減少應(yīng)力集中提高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施； ?4?便于加工制造和保證精度。 按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度及剛度計(jì)算軸徑公式見(jiàn)表 表 按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度及剛度計(jì)算軸徑公式 軸的類(lèi)型 按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算 按鈕轉(zhuǎn)剛度計(jì)算 實(shí)心軸 nPAtTdp??? nPBtTdp???? 說(shuō)明 d軸端直徑， mm A系數(shù)，見(jiàn)表 T軸所傳遞的扭矩， N?m B系數(shù)，見(jiàn)表 n9550PT ? P軸所傳遞的功率， ?kw? n軸的工作轉(zhuǎn)速， ?r/min? ?p需用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力， ?Mpa? ?p許用扭轉(zhuǎn)角， ???/m，見(jiàn)表 板式運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì) 34 表 幾種常用材料的 ?p及 A值 軸的材料 Q235A、 20 Q27 35 45 40Cr、 35SiMn、42 SiMn、 40MnB ?P/Mpa 1525 2035 2545 3555