臥式鋼筋切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-23 10:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 式為（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）由圖1020c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限MPa；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限MPa；2）由圖1018取彎曲疲勞壽命系數(shù),。3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=，由式（1012）得4）計(jì)算載荷系數(shù)K。5）查取齒形系數(shù)。由表105查得 ；。6）查取應(yīng)力校正系數(shù)。由表105查得 ；7）計(jì)算大小齒輪的并加以比較。大齒輪的數(shù)值大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于有齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m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（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，=，算出小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑mmmm（2）計(jì)算中心距mm（3）計(jì)算齒輪寬度mm取=81mm,=85mm 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的小齒輪及大齒輪的結(jié)構(gòu)形式圖如圖33和圖34所示圖33 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)小齒輪結(jié)構(gòu)圖圖34 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)大齒輪結(jié)構(gòu)圖 軸的設(shè)計(jì)與校核軸是組成機(jī)械的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件，都必須裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞，同時(shí)它又通過(guò)軸承和機(jī)架聯(lián)接，由此形成一個(gè)以軸為基準(zhǔn)的組合體—軸系部件。為保證軸上零件可靠工作，需要零件在工作過(guò)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。 輸入軸的設(shè)計(jì)與校核（1）選擇軸的材料軸的力學(xué)模型是梁，多數(shù)要轉(zhuǎn)動(dòng)，因此其應(yīng)力通常是對(duì)稱(chēng)循環(huán)。其可能的失效形式有：疲勞斷裂、過(guò)載斷裂、彈性變形過(guò)大等。軸上通常要安裝一些帶輪轂的零件，因此大多數(shù)軸應(yīng)作成階梯軸，切削加工量大。綜上所述，要求軸的材料有良好的綜合機(jī)械性能，常采用中碳鋼、中碳合金鋼。碳素鋼3450等優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼因具有較高的綜合力學(xué)性能，應(yīng)用較多，其中以45鋼用得最為廣泛。為了改善其力學(xué)性能，應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。不重要或受力較小的軸，則可采用Q23Q275等碳素結(jié)構(gòu)鋼。合金鋼合金鋼具有較高的力學(xué)性能，但價(jià)格較貴，多用于有特殊要求的軸。例如采用滑動(dòng)軸承的高速軸，常用20Cr、20CrMnTi等低碳合金結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)滲碳淬火后可提高軸頸耐磨性；汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸在高溫、高速和重載條件下工作，必須具有良好的高溫力學(xué)性能，常采用40CrNi、38CrMoAlA等合金結(jié)構(gòu)鋼。值得注意的是：鋼材的種類(lèi)和熱處理對(duì)其彈性模量的影響甚小，因此，如欲采用合金鋼或通過(guò)熱處理來(lái)提高軸的剛度并無(wú)實(shí)效。此外，合金鋼對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較高，因此設(shè)計(jì)合金鋼軸時(shí)，更應(yīng)從結(jié)構(gòu)上避免或減小應(yīng)力集中，并減小其表面粗糙度值。軸的毛坯以鍛件優(yōu)先，其次是圓鋼，尺寸較大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜者可考慮鑄鋼或球墨鑄鐵。例如，用球墨鑄鐵制造曲軸、凸輪軸，具有成本低廉、吸振性較好，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低、強(qiáng)度較好等優(yōu)點(diǎn)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中輸入軸選取45鋼調(diào)質(zhì)，硬度230HBS，強(qiáng)度極限=640MPa,屈服極限=355MPa，彎曲疲勞極限=275MPa，剪切疲勞極限=155MPa，對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力=60MPa（2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是使軸的各部分具有合理的形狀和尺寸。其主要要求是：(a)軸應(yīng)便于加工，軸上零件要易于裝拆(制造安裝要求)；(b)軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置(定位)，各零件要牢固而可靠地相對(duì)固定；(c)受力合理，減小應(yīng)力集中。為便于軸上零件的裝拆，常將軸做成階梯形。對(duì)于一般剖分式箱體中的軸，它的直徑從軸端逐漸向中間增大。如圖35所示，可依次將齒輪、套筒、左端滾動(dòng)軸承、墊片和鎖緊螺母、透蓋和帶輪從軸的左端裝拆，另一滾動(dòng)軸承和彈性檔圈從右端裝拆。為使軸上零件易于安裝，軸端及各軸段的端部應(yīng)有倒角。軸上磨削的軸段，因砂輪不能磨削到角根部，因此應(yīng)切出砂輪越程槽Ⅲ。車(chē)制螺紋的軸段，為便于切制螺紋，應(yīng)有退刀槽。各軸段的鍵槽應(yīng)盡可能劃一(截面尺寸)，而且應(yīng)布置在同側(cè)母線上以便于加工。在滿足使用要求的情況下，軸的形狀和尺寸應(yīng)力求簡(jiǎn)單，精度要求應(yīng)合理以便于降低加工成本。一軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖35所示。圖35 切斷機(jī)輸入軸裝配草圖圖36b 輸入軸計(jì)算簡(jiǎn)圖圖36c 輸入軸支反力計(jì)算圖圖36d 彎矩圖圖36e Fp力產(chǎn)生的彎矩圖36f 合成彎矩圖圖36g 轉(zhuǎn)矩圖圖36g 計(jì)算彎矩圖（3）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度1）繪出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖36b所示。2）計(jì)算作用在軸上的力作用在小齒輪上的受力N3）計(jì)算支反力垂直面（V面），如圖36c所示NN水平面(H面)因?yàn)檩S上的齒輪為直齒輪，所以在水平面上載荷沒(méi)有分布，即N力在支點(diǎn)產(chǎn)生的支反力N則N因?yàn)镕p方向未定，因此可按最不利的情況考慮4）作彎矩圖垂直面彎矩，如圖36d所示。水平面彎矩因水平方向上作用力為0，所以水平彎矩也為0Fp力產(chǎn)生的彎矩，如圖36e所示。合成彎矩，如圖36f所示。==5)作轉(zhuǎn)矩圖，如圖36g所示。T=6）作計(jì)算彎矩圖，如圖36h所示。單項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取系數(shù)=，則=====7)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由彎矩圖可知，a截面的計(jì)算彎矩最大，該處計(jì)算應(yīng)力為=Ⅵ截面的計(jì)算應(yīng)力為=Ⅴ截面的計(jì)算應(yīng)力為=以上應(yīng)力值均小于軸的材料的許用應(yīng)力=60MPa，故一軸安全。（4）輸入軸的剛度驗(yàn)算算軸受彎矩作用會(huì)產(chǎn)生彎曲變形
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