【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 lim1111lim /360 mmNS ZZZZZHHRVLNHHP ??????? ?? 18) 接觸強(qiáng)度判斷 因?yàn)?HPH ?? ? ， 所以校核通過(guò)。 7． 彎曲疲勞強(qiáng)度校核 1) 齒向載荷分布系數(shù) 1??K 2) 應(yīng)力修正系數(shù) ?saY 3) 重合度系數(shù) ??Y 4) 齒根應(yīng)力 F? 211 42 9. 1 /F t A V F F s aF K K K K Y Y Y N m m? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5) 壽命系數(shù) ?NTY 6) 相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù) ?RELtY? 7) 相對(duì)齒根表面狀態(tài)系數(shù) ?RELtRY 8) 尺寸系數(shù) 1?XY 9) 許用齒根應(yīng)力 17 2I m 1m i n 9 8 2 7 . 6 /F i s T T iI r e lT X R r e lTFPFY Y Y Y Y N m mS ??? ? ? ? ? ??? 10) 彎曲強(qiáng)度 因?yàn)?FPF ?? ?1 ,所以彎曲強(qiáng)度校核通過(guò)。 8． 具體參數(shù)的確定 由上述計(jì)算可見(jiàn)，本設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)接觸疲勞強(qiáng)度較弱，故應(yīng)以 mmm ? 為佳 。 查標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取得模數(shù) mm? 。 齒輪主要幾何尺寸： 分度圓直徑 11 19 104 .5d m Z m m? ? ? ? ? 22 5 .5 3 8 2 0 9d m Z m m? ? ? ? ? 齒頂高直徑 *11 ( 2 ) 5. 5 ( 19 2) 11 5. 5aad m Z h m m? ? ? ? ? ? ? *22 ( 2 ) 5. 5 ( 38 2) 22 0aad m Z h m m? ? ? ? ? ? ? 中心矩 12 1 5 6 .7 52dda m m??? 齒寬 2145bb d mm?? ? ? ， 故取 2 45b mm? ， )10~2(21 ?? bb 取 mmb 461 ? 。由于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)需 要，改 b1＝ 80mm， b2＝ 75mm 軸的設(shè)計(jì) 1. 輸出軸上功率 2P 、轉(zhuǎn)速 2n 和轉(zhuǎn)矩 2T 的初步確定 已知下列條件：材料 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，各齒輪分度圓直徑為： 1 mm? ， 2 209d mm? 2262 n PT ?? 將計(jì)算結(jié)果輸入表 5— 5。 表 5— 5 輸出軸上功率 、 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2n （ r/min） 30 60 120 ? ?KWP2 6 12 25． 5 ? ?mNT ?2 1910 1910 18 2. 求作用在齒輪上的力 因?yàn)槭侵饼X圓柱齒輪傳動(dòng) ??0? 圓周力 32 m a x1 m a x 2 2 0 2 9 . 3 1 02 2 9 7 0 8 . 1209t FF F Nd ?? ? ? ? ? ? 徑向力 269 20 353 F tg tg N?? ? ? ? ? ? 其中： max1F — 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩， mmN? 。 max2F — 大齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩， mmN? 。 2d — 大齒輪的節(jié)圓直徑，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪即分度圓直徑， mm 。 ? — 嚙合角，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪為 20176。 。 圓整后， 9710tFN? 3600rFN? 。方向如圖 5— 1 所示。 3. 初步估計(jì)軸的最小直徑，選取連軸器。 初估軸徑：安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 dⅠ Ⅱ （圖 5— 1a）為周的最小直徑。 dⅠ Ⅱ =322nPA? 其中：查得 A = 90～ 107 ~ ~ ~ d mmd mmd mm???? ???? ? 為滿足設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)需求取 dⅠ Ⅱ mm30? 。 選取聯(lián)軸器： 由于承受軸向力過(guò)大，所以采用單獨(dú)設(shè)計(jì)的非標(biāo)聯(lián)軸器。 4． 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1） 擬訂軸上零件的裝配方 案 軸上的大部分零件包括：大圓柱齒輪、 檔油環(huán) 、左端軸承和軸承端蓋以及聯(lián)軸器依次由左端裝配，僅右端軸承和軸承端蓋由右端裝配。 2）根據(jù)軸向定位及固定要求，確定 軸 的各段直徑和長(zhǎng)度，見(jiàn)表 5— 6。 3） 軸上零件的周向固定 齒輪采用 平鍵 定位，滾動(dòng)軸承與軸則采用過(guò)渡配合 。 4） 定出軸肩處的圓角半徑 r 的值 見(jiàn)圖 6— 1a，軸端倒角取 2 45176。 表 5— 6 軸 的各段直徑和長(zhǎng)度 19 軸段位置 軸段直徑和長(zhǎng)度 )(mm 說(shuō)明 Ⅰ — Ⅱ dⅠ Ⅱ = 70\80 聯(lián)軸器 需要 LⅠ Ⅱ = 聯(lián)軸器需要 Ⅱ — Ⅲ dⅡ Ⅲ =120 根據(jù)滾動(dòng)軸承 32215，查手冊(cè) 取 dⅡ Ⅲ = 120 LⅡ Ⅲ = 初選圓錐滾子軸承 30224 d D T = 120 215 上 Ⅲ — Ⅳ dⅢ Ⅳ = 140 為滿足 用軸承受大的軸向力設(shè)計(jì) LⅥ Ⅶ = 20 按齒輪寬度加軸套設(shè)計(jì) Ⅳ — Ⅴ dⅣ — Ⅴ =75 初選圓錐滾子軸承 322 寸 d D T = 75 130 LⅣ — Ⅴ = 按照軸承和軸套的寬度確定 Ⅴ — Ⅵ dⅤ — Ⅵ =70 結(jié)構(gòu)考慮 LⅤ — Ⅵ = 結(jié)構(gòu)考慮 5） 確定軸的需用應(yīng)力 已知軸的材料，該軸無(wú)特殊要求，選用材料 35SiMn，調(diào)質(zhì)處理。由于軸的尺寸較大，性能數(shù)據(jù)按毛坯直徑 mm200? 的選用，查手冊(cè)得 2/755 mmNB ?? , 2/550 mmNs ?? , 21 /350 mmN??? , 21 /755 mmN??? 。 需用應(yīng)力 ， 查手冊(cè)得 21 /215][ mmN??? , 20 /120][ mmN?? , 21 /70][ mmN??? 6） 畫(huà)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，計(jì)算支反力 由軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（ 5— 1），可確定出軸承支撐點(diǎn)跨距 mmL 382 ? ， mmL 483 ? ，懸臂 mmL 711 ? 。由此可畫(huà)出軸的受力簡(jiǎn)圖，如圖 6— 1b 所示。 水平面支反力如圖 6— 1c 所示 ? ? NLL LFR tCH 13396160 60270021 1 ?????? 20 NRFR CHtAH 1 3 6 11 3 3 92 7 0 0 ????? 垂直 面支反力如圖 6— 1e所示 ? ? NLL LFR rCV 4966160 60100 021 1 ?????? NRFR CVrAV 5044961000 ????? 畫(huà)軸的彎矩圖和扭矩圖 ① 水平面彎矩圖 HM （圖 5— 1d） 截面 B 處 NLRM AHBH 8 1 6 6 0601 3 6 11 ????? ② 垂直面彎矩圖 VM （圖 5— 1f） 截面 B 左邊 NLRM AVBV 3 0 2 4 06050411 ????? 截面 B 右邊 NLRM CVBV 3 0 2 5 66149622 ????? ③合成彎矩圖（圖 5— 1g） 截面 B 左邊 mmNMMM BVBHB ?????? 861423024080660 222121 截面 C 右邊 mmNMMM BVBHB ?????? 861483025680660 222222 ④扭矩圖（圖 6— 1h） 扭矩 mmNT ?? 290700 21 水平面受力圖DL =84CC軸結(jié)構(gòu)圖BA L =117L =f)垂直面彎矩圖g)合成彎矩圖h)扭矩圖 圖 5— 1 軸的設(shè)計(jì)圖 8）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 從圖 5— 1g 可見(jiàn)截面 C處彎矩最大，應(yīng)校核該截面的強(qiáng)度。 截面 C 的當(dāng)量彎矩 mmNTMM Ce ??????? )()( 2222 ? 22 其中： 12070][ ][ 01 ??? ? bb??? 校核強(qiáng)度 WMeb?? 其中： W — 軸的抗彎截面系數(shù)，對(duì)直徑為 d的 空 心軸 mmdW ? 233 mmNdMWM eeb ?????? 校核結(jié)果： 21 /70][ mmNb ?? ??? ，截面 C 的強(qiáng)度足夠。 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算 軸承的額定壽命與所受載和的大小有關(guān)，工作載荷越大，引起的接觸應(yīng)力也越大，軸承的額定壽命也就越小。 ????????? PCnL th 60106 其中： hL — 基本額定壽命，單位： r610 。 ? — 指數(shù)。求軸承 3?? ，滾子軸承 3/10?? 。 在較高溫度下工作的軸承，應(yīng)該采用經(jīng)過(guò)較高溫度回火處理的高溫軸承。由于在軸承樣本中列出的基本額定動(dòng)載荷值是對(duì)一般軸承而言的， 因此，如果要將該數(shù)值用于高溫軸承，需乘以溫度系數(shù) ft （見(jiàn) 表 6— 7），即 CfC tt ? 其中： tC — 高溫軸承的修正額定動(dòng)載荷 C — 軸承樣本所列的同一型號(hào)軸承的基本額定動(dòng)載荷 表 5— 7 溫度系數(shù) tf 軸承工作溫度 /176。 C 125 150 175 200 225 250 300 溫度系數(shù) 所以軸承的壽命計(jì)算公式為： nPCfPCfnL tth 16 66 760106 ?????????????????? 對(duì)于同時(shí)承受徑向載荷 R和軸向載荷 A 的軸承類(lèi)型，壽命計(jì)算公式中的這個(gè)載荷 P就是一個(gè)與實(shí)際作用的復(fù)合外載荷有同樣效果的當(dāng)量載荷。它的計(jì)算公式為： YAXRP ?? 其中： X — 徑向載荷系數(shù)。其值見(jiàn)表 6— 8。 Y — 軸向載荷系數(shù)。其值見(jiàn)表 6— 8。 23 表 5— 8 徑向載荷系數(shù) X和軸向載荷系數(shù) Y 軸承類(lèi)型 相對(duì)軸向載荷 A/C0 A / R≤ e A / R≥ e e 名稱 代號(hào) X Y X Y 圓錐滾子軸承 30000 — 1 0 （ Y） e 注： ① C0是軸承基本額定靜載荷 ② 表中括號(hào)內(nèi)的系數(shù) Y 和 e 的值應(yīng)查軸承手冊(cè) ，對(duì)不同型號(hào)的軸承有不同的值。 但是，此公式只是一個(gè)理論值，實(shí)際上，軸承上的載荷由于機(jī)械的慣性、零件的不精確性及其他因素的影響，所以應(yīng)對(duì)于當(dāng)量動(dòng)載荷乘上一個(gè)經(jīng)驗(yàn)的載荷系數(shù)，其值見(jiàn)表 6— 9。故實(shí)際計(jì)算時(shí)，軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 P 應(yīng)為： )( YAXRfP v ?? 表 5— 9 載荷系數(shù) vf 載荷性質(zhì) vf 舉例 無(wú)沖擊或輕微沖擊 ～ 電機(jī)、汽輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵等 中等沖擊或中等微沖擊 ～ 車(chē)輛、動(dòng)力機(jī)械、起重機(jī)、造紙機(jī)、冶金機(jī)械、選礦機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、機(jī)床等 強(qiáng)大沖擊 ～ 破碎機(jī)、軋鋼機(jī)、鉆探機(jī)、震動(dòng)篩等 查手冊(cè)得 ?e ， ?Y ， KNC ? 。 因?yàn)?: eFFra ?，所以當(dāng)量動(dòng)載荷 )( arv YFFfP ?? 1. 1 ( 0. 4 36 00 15 00 0 1. 3 ) 26 33PN? ? ? ? ? ? 1031 6 6 6 7 0 .9 5 6 3 .5 7 1 6 6 6 744182 6 .3 3 4 6 0th fCLhPn? ??? ??? ? ? ? ????? ???? 所以軸承的最小壽命為 4418 小時(shí)。 鏈條選擇 本鉆機(jī)的進(jìn)給動(dòng)作主要靠鏈條來(lái)傳動(dòng)，查機(jī)械手冊(cè)得下表： ISO 鏈號(hào) 板數(shù)組合 抗拉強(qiáng)度 KN LH1222 2 2 LH1223 2 3 24 LH1234 3 4 LH1244 4 4 LH1246 4 6 LH1266 6 6 LH1288 8 8 由于鉆機(jī)回托時(shí)鏈條受力是 15KN，采用兩根鏈條共同受力，古選 LH1246 鏈條。 第 6 章 鉆機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 利用密閉容器內(nèi)的液體的壓力來(lái)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換、傳遞和分配的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)與其它傳動(dòng)方式相比具有許多優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn)： ① 同等體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更多的動(dòng)力。 ② 同等功率下，液壓裝置的體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊。 ③ 液壓裝置工作比較平穩(wěn)。由于質(zhì)量小、慣性小、反應(yīng)快，液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的換向。 ④ 液壓裝置能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，還可在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行調(diào)速。 ⑤ 液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)