【文章內容簡介】 長 度 為 A，連桿長度為 B， 偏 心 距 的 距 離 為 E。 因切斷鋼筋最大直徑為 1 4 mm， 不 能 使 轉 矩 過 大 ， 故 設 A=20，為使切斷過程中力最大，則使 E=A=20，根 據 四 桿 機 構 的 曲 柄 構 成 條件 A+EB，則 B4 0 mm。當 在 AB 位置時為切斷過程，通過計算求出連桿長度 B7 0 mm。 剪刃行程 11 由 于 行 程 過 小 ，翹 頭 的 工 件 通 過 不 了 ，行 程 過 大 ，曲 柄 式 剪 切機會使曲柄也相應增大，使切斷機的工作扭矩及驅動功率也增大，對應的結 構 尺 寸 也 將 增 大 。 剪 刃 機 構 簡 圖 如 上 依據生產 的 經 驗 ， 剪 刃 行 程 取 H=20 mm。 于 是 曲 軸 的 偏 心 距 是20mm。 功 率 計算 因為切斷刀速率與曲軸處的線速度不一定相同，于是用曲軸處的線速度 進 行 計 算 ， 然 則 計 算 的 結 果 偏 于 安 全 ??4 。 則切斷處 的 功 率 P： = 查表可得 在 傳 動 過 程 當 中 ， 帶 傳 動 效 率 是 η= ；齒 輪傳動效率是 η= ； 滾動軸承傳動效率是 η= ； 連桿傳動效率是 η= 。 由以上可 算 得 總 傳 動 效 率 為 : 因此可選 電 動 機 功 率 最 小 應 為 =1. 65 7 KW 查閱手冊并且按照電機的工作環(huán)境及性質選擇電機為： Y 系列封閉式三 相 異 步 電 動 機 ， 電 動 機 代 號 是 Y 112 M6， 輸 出 的 功 率 是， 滿 載 轉 速 是 96 0 轉 /分鐘 。 12 第 3 章 傳動結構及飛輪設計 基 本 傳動 數(shù)據計算 分配傳動比 電動機型 號 為 Y 系 列 ， 滿 載 轉 速 為 96 0 轉 /分鐘 。 (1) 總傳動比 =64 (2) 分配傳動 裝 置 的 傳 動 比 10 iii ?? 上式中 、 分別是帶傳動與減速器的傳動比，在分配傳動比時，讓齒 輪 的 傳 動 比 圓 整 從 而 獲 取 圓 整 齒 數(shù) 。 初 步 取 i 0 =2，則i 1=0ii =64/2 =3 2。 (3) 分配減速 器 的 各 級 傳 動 比 按照展開式布置，查尋有關資料，取 =6 .4，則 =5(以下有取代 取代 ) 計 算 機 構 各 軸 的 運 動 及 動 力 參 數(shù) ⑴ 各軸的轉 速 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ 軸 =480r/ mi n Ⅱ 軸 r/min Ⅲ 軸 r/min ⑵ 各軸的輸入 功 率 Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸 ⑶ 各軸的輸入 轉 矩 電動機輸 出 轉 矩 =9550 13 Ⅰ軸 =9550 8/4 8 0= 41 . 14 Ⅱ軸 =9550 1,96 6/7 5 =2 50 . 35 Ⅲ軸 =9550 9/1 5 = 11 89 .9 3 帶 傳 動設 計 已 知 條 件 ：電 動 機 功 率 ，小 帶 輪 的 轉 速 為 9 6 0r/ mi n，大帶輪的 轉 速 為 48 0 r/min。 確定計算功率 查表 8 6 可知 工況系數(shù)取 KA = 1. 5 ， P c =1 .5 2 . 2= 3. 3 kw 。 帶型的確定 由設計可 知 ： V 帶 傳 動 的 功 率 為 2. 2 kw， 小 帶 輪 的 轉 速 為960r/mi n， 大 帶 輪 的 轉 速 為 48 0r/ mi n。 由以上數(shù) 據 及 小 帶 輪 的 轉 速 查 圖 選 A 型 V 帶 ??6 。 帶輪基準直徑 查閱相關 手 冊 選 取 小 帶 輪 基 準 直 徑 為 d 1 =1 0 0 mm，則大帶輪基準直徑為 d 2 = 2 1 0 0= 20 0 mm， 選 定 d 2 =2 00 mm。 驗算帶速 = 100 9 6 0/6 0 1 00 0= 5 .0 m/s 因為速度 在 2 m/s v 30 m/s 之 間 ， 所 以 帶 速 合 適 ， 滿 足 帶 速要求。 確定 V 帶 基 準 長 度 和 中 心 距 由 （ d 1 + d2） 0a 2(d 1 + d2)則 210 0a 6 00， 初選 0a =400 mm 由相關公 式 計 算 得 V 帶基準長度 14 查表得： =1250mm 由教材式 8 23 得 實 際 中 心 距 =400+（ 1250127 7, 2 5） /2 = 38 6 mm 驗 算 小 帶 輪 包 角 驗算小帶 輪 包 角 ： = 確定 V 帶 的 根 數(shù) 根數(shù)的計 算 公 式 為 ? ?Lca KKPP PZ ?????00 由資料中 表 查 得 Δ ， 則取 Z= 4 確定 V 帶 張 緊 力 查表得： A 型 V 帶 單 位 長 度 質 量 是 ： q= g/ m 確 定 軸 上 的 載 荷 （ 壓 軸 力 ） 壓軸力最 小 值 為 ： =24133 .1 = 10 5. 9 N 主要設計結果 （ 1)小帶輪 結 構 設 計 15 采用實心 式 ， 由 表 查 得 電 動 機 軸 徑 =2 8 e=15 mm f=mm 輪轂寬： 最終寬度 結 合 安 裝 帶 輪 的 軸 段 確 定 。 輪緣寬 =65 mm （ 2)大帶輪 結 構 設 計 ： 結構形式 選 用 孔 板 式 ， 輪 緣 寬 與 小 帶 輪 輪 緣 寬 度 一 樣 。 初算大帶 輪 的 孔 徑 為 ： 根 據 公 式3110 nPAd?。 初選輸入 軸 的 材 料 為 調 質 處 理 的 45 鋼 ， 取 1100 ?A ，于是輸入端軸的最 小 直 徑 為 =1 7 .9 0 mm 取 mmd 251 ? ，即大 帶 輪 孔 徑 mmd 25?大孔 帶輪結構圖如下： 圖 31 帶輪的結構與尺 寸 圖 高 速 級齒 輪傳動設計 選 定 齒 輪 類 型 、 精 度 等 級 、 材 料 及 齒 數(shù) (1) 按傳動原理 圖 ， 選 用 直 齒 圓 柱 齒 輪 傳 動 ??10 。 (2) 切斷機是日 常 工 作 機 械 ， 轉 速 不 高 ， 故 采 用 8 級精度。 16 (3) 由課本表 10 1 可得，選取小齒輪的材料為調質 45 鋼 ，硬度為 236H B W；大齒輪材料是調質正火 45 鋼，硬度為 1 90 H B W。二種材料 硬 度 差 是 46 H B W。 (4) 選定小齒輪 齒 數(shù) 為 = 2 0，由齒數(shù)比即為傳動比 大齒輪齒 數(shù) 為 =2 0 =1 28。 按 齒 面 接 觸 強 度 設 計 由課本公 式 算 即 ? ?3 211 ???????????HEdtZuuKTd ?? (1) 確定公式內 各 計 算 數(shù) 值 1) 試選螺旋 角 載荷系數(shù) ?tK ??11 2）小齒輪 傳 遞 的 轉 矩 。 3）由教材 表 10 7 選取齒寬系數(shù) 。 4）由教材 表 10 6 可 知 材 料 的 彈 性 影 響 。 5）由 資 料 得 ：小 齒 輪 接 觸 疲 勞 強 度 極 限 為 ；大齒輪接觸 疲 勞 強 度 極 限 為 。 6）由教材 式 6 13 計 算 應 力 循 環(huán) 次 數(shù) 總工作時間 ，設切斷機工作壽命為 10 年，每年工作 300 天，每天工作 8 小時， 。 則 小 齒 輪 ， 大 齒 輪 應力循環(huán)次 數(shù) 分 別 為 ： 7)由教材圖 1019 取接觸疲勞壽命系數(shù)， ， ， 8）計算接 觸 疲 勞 許 用 應 力 失效幾率 為 1%，安全系數(shù)為 ， 由 資 料 得 = (2) 計算 17 1）試算小 齒 輪 分 度 圓 直 徑 td1 ，帶入 ??H? 中 較 小 值 ? ?3211 ???????????HEdtZuuKTd ?? = mm 2）計算模 數(shù) 圓整 = 3）計算中 心 距 圓整中心 距 = 1 90 mm 4）計算齒 寬 與 齒 高 之 比 b/ h。 齒高 5）計算載 荷 系 數(shù) 。 根據 速率 ， 8 級精度， 由 圖 10 8 得 ?K ??12 ； 直齒輪， 1?? ?? FH KK ??9 ； 由課本表 10 2 查 得 使 用 系 數(shù) 1?AK ??12 ； 由課本查得 8 級 精 度 、小 齒 輪 的 相 對 支 承 非 對 稱 布 置 18 由 ， 查資料 得 ??FK ，所以載荷系數(shù) 6）按照實 際 載 荷 系 數(shù) 校 正 得 到 的 分 度 圓 直 徑 ， 由 課 本 查 得 ： 對 進行修 正 ， 即 ， 圓整分度 圓 直 徑 ， 。 確定齒寬 ： 取 大 齒 輪 齒 寬 為 ； 小齒輪齒 寬 為 按 齒 根 彎 曲 強 度 設 計 由齒根彎 曲 疲 勞 強 度 條 件 求 （ 1）確定 公 式 內 的 各 計 算 數(shù) 值 1）齒寬 b= = 6 6 mm 2）齒形系 數(shù) 和 應 力 修 正 系 數(shù) 當 量 齒 數(shù) 為 = = 通過圖查 的 , , , 。 重合度系 數(shù) 為 =0 .7 1， 螺 旋 角 系 數(shù) 為 3)計算彎曲 疲 勞 許 用 應 力 。 取材料彎 曲 疲 勞 安 全 系 數(shù) 為 ，由公式得 19 根據資料查得：大，小齒輪彎曲疲勞極限應力=215MPa，工作壽 命 系 數(shù) ，故 4）計算載 荷 系 數(shù) K。 1 . 5 1 21 . 3 511 . 1 21KKKKK FFVA ?????? ?? 所以滿足 齒 根 彎 曲 疲 勞 強 度 。 齒輪幾何尺寸 高速級齒 輪 傳 動 各 數(shù) 據 表 小齒輪 大齒輪 齒數(shù) Z =20 =128 傳動比 i1= 中心距 =190mm 模數(shù) = 分度圓直 徑 齒寬 齒頂圓直 徑 齒根圓直 徑 結 構 設 計 及 繪 制 齒 輪 零 件 圖 齒輪的結 構 形 式 圖 如 下 圖 32： 20 圖 32 高速級齒輪傳動大齒輪結構圖 低 速 級齒 輪傳動設計 選 定 齒 輪 類 型 、 精 度 等 級 、 材 料 及 齒 數(shù) (1) 由傳動原理 圖 可 知 ， 傳 動 采 用 直 齒 圓 柱 齒 輪 傳 動 。 (2) 切斷機為日 常 工 作 機 械 ， 轉 速 不 高 ， 所 以 采 用 8 級 精 度 。 (3)查 閱 資 料 可 知 ，小 齒 輪 材 料 選 用 調 質 45 鋼 ，硬 度 是 2 3 6 H BS；大齒輪材 料 選 用 正 火 45 鋼，硬度是 1 90 H B S。 兩 種 材 料 硬 度 差 是46HBS。 (4) 選定小齒輪 齒 數(shù) 為 ，則大齒輪齒數(shù) 按 齒 面 接 觸 強 度 設 計 由課本公 式 計 算 得 ? ?3233 ???????????HEdtZuuKTd ?? (1) 確定公式內 各 計 算 數(shù) 值 1) 試選載荷 系 數(shù) ?tK 2）計算小 齒 輪 傳 遞 的 轉 矩 3）由教材 表 10 7 選取齒寬系數(shù) 1?d? 。 4）由教材 表 10 6 可 知 材 料 的 彈 性 影 響 MPaZE ? ??9 。 初選螺旋 角 。 21 5）由資料查得：小齒輪接觸疲勞強度極限為 ；大齒輪接 觸 疲 勞 強 度 極 限 為 。 6）由教材 式 6 13 計 算 應 力 循 環(huán) 次 數(shù) 7)由教材 圖 1019 取 接 觸 疲 勞 壽 命 系 數(shù) ， ， = 8）計算接 觸 疲 勞 許 用 應 力 失效概率 1%，安全系數(shù)為 =1，由課本公式得 ??9 ： (2) 計算 1）試算小 齒 輪 分 度 圓 直 徑 td3 ，帶入 ??H? 中 較 小 值 ? ?3213 ???????????HEdtZuuKTd ?? = = mm