棘輪型手動(dòng)壓機(jī)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 06:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 當(dāng)深溝球軸承具有較大的徑向游隙時(shí)，具有角接觸軸承的性能，可承受較大的軸向載荷 。深溝球軸承的摩擦系數(shù)很小，極限轉(zhuǎn)速也很高， 特別是在軸向載荷很大的高速運(yùn)轉(zhuǎn)工況下，深溝球軸承比推力球軸承更有優(yōu)越性。因此，比較適合用在手動(dòng)壓力機(jī)上。根據(jù)軸承在齒輪軸上所處位置的軸的直徑的大小，參照工作要求，根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表153（GB27689），由軸承產(chǎn)品目錄中，初步選取特輕（1）系列，深溝球軸承型號(hào)為6009，其尺寸為：dDB=40mm68mm15mm由于滾動(dòng)軸承內(nèi)徑與軸的配合采用基孔制，而軸承外徑與殼體孔的配合采用機(jī)軸制，因此，必須根據(jù)載荷大小、載荷作用的方向及性質(zhì)，以及工作溫度、軸承精度、軸與外殼材料、拆裝要求等因素，合理正確的選擇與軸承內(nèi)外圈配合的軸和外殼孔的公差，以便得到正確的配合。一般來說，一根軸需要有兩個(gè)支點(diǎn)，每個(gè)支點(diǎn)可由一個(gè)或一個(gè)以上的軸承組合。合理的配置是要考慮軸在機(jī)器中有正確的位置、防止軸向竄動(dòng)以及軸受熱膨脹后不致將軸承卡死等因素。深溝球軸承是滾動(dòng)軸承中最為普通的一種類型?；拘偷纳顪锨蜉S承由一個(gè)外圈，一個(gè)內(nèi)圈、一組鋼球和一組保持架構(gòu)成。這種軸承在安裝時(shí)，通過調(diào)整端蓋面與外殼之間的墊片厚度，使軸承外圈與端蓋間存在很小的軸向間隙，以適當(dāng)補(bǔ)償軸受熱所引起的變化。此外，對(duì)于固定間隙軸承（深溝球軸承），可在軸承蓋與箱體軸承座端面之間或在軸承蓋與軸承外圓之間設(shè)置調(diào)整墊片，以此在裝配時(shí)通過調(diào)整來控制軸向間隙大小。本次設(shè)計(jì)采用深溝球軸承的雙支點(diǎn)單向固定，固定方式如下圖 深溝球軸承的雙支點(diǎn)各單向固定為見效滾動(dòng)軸承的摩擦、防止磨損、燒傷及升溫，必須對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行潤滑。選擇滾動(dòng)軸承的潤滑方式和潤滑劑的類型必須考慮軸承的類型、尺寸及運(yùn)轉(zhuǎn)條件（如載荷大小、轉(zhuǎn)速、允許的升溫等）。常用的潤滑方式有：脂潤滑；油潤滑。選擇脂潤滑還是油潤滑沒有一個(gè)界限標(biāo)準(zhǔn)。潤滑效果的好壞集中表現(xiàn)在軸承溫升上。潤滑對(duì)于滾動(dòng)軸承具有重要的意義，軸承中的潤滑劑不僅可以降低摩擦阻力，還可以起著散熱、減小接觸應(yīng)力、吸收振動(dòng)、防止銹蝕等作用。由于所設(shè)計(jì)的手動(dòng)壓力機(jī)轉(zhuǎn)速較小，所以選擇脂潤滑，脂潤滑與油潤滑相比有很多優(yōu)點(diǎn)：不易泄露，維護(hù)簡單，可防止灰塵、冷卻液及其他雜質(zhì)進(jìn)入，油膜強(qiáng)度高，可長時(shí)間不必更換潤滑脂，密封的支承結(jié)構(gòu)簡單，不需專門的潤滑裝置。對(duì)于垂直軸尤為適合。軸承中填充潤滑脂不宜過量，以填滿軸承空間的1/3 1/2為宜。密封的作用是防止?jié)櫥蛷妮S承中泄露出來，并防止灰塵、冷卻液、雜質(zhì)等進(jìn)入軸承。如果密封不好，將使軸承潤滑得不到保證，造成溫升、軸承燒傷等情況，使軸承和軸系統(tǒng)無法工作。一般的密封方式分為兩種：接觸是密封和非接觸式密封。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求分析，我們選擇接觸式密封中的氈封圈密封。氈封圈主要用于使用潤滑脂且工作環(huán)境較清潔的忠誠部件內(nèi)。氈封圈與軸接觸速度一般不超過4—5m/s如果軸徑拋光且氈封質(zhì)量好，則速度可達(dá)7—8m/s。在軸承上開出梯形槽，將毛氈按標(biāo)準(zhǔn)制成環(huán)形或帶形，放置在梯形槽中以與軸密切接觸；或者在軸承上開缺口放置氈圈油封，然后用另外一個(gè)零件壓在氈圈油封上，以調(diào)整毛氈與軸的密合程度，從而提高密封效果。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求以及裝卸方便，此次設(shè)計(jì)選擇普通圓頭平鍵，分別裝在手輪固定，和棘輪固定上，具體裝置位置見圖圖24鍵的裝置位置圖，型號(hào)根據(jù)要求，手輪位置和棘輪位置的軸尺寸相差不大，可以選擇同樣的鍵用。公稱直徑：d=30公稱尺寸：bh=108其他具體尺寸如圖： 圖25鍵的尺寸極限偏差：b為h9，h為h11，L為h14。軸槽及輪轂槽對(duì)軸及輪轂的對(duì)稱度公差根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表1018，一般在7到9級(jí)選取。平鍵的材料通常為45鋼棘輪的組成： 棘輪的基本組成，擺桿、棘輪、棘爪。棘輪的工作原理： 擺桿往復(fù)擺動(dòng)，棘爪推動(dòng)棘輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。 優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、運(yùn)動(dòng)可靠、轉(zhuǎn)角可調(diào)。缺點(diǎn)： 工作時(shí)有較大的沖擊和噪音，運(yùn)動(dòng)精度較差。使用于速度較低和載荷不大的場合。正壓力—Pn 摩擦力—F要求在工作時(shí)，棘爪在Pn和F的作用下，能自動(dòng)滑入棘輪齒槽。齒數(shù)：選擇棘輪齒數(shù) 16模數(shù)：模數(shù) 4頂圓直徑：根據(jù)計(jì)算式： da=mz帶入數(shù)據(jù)得： da=56齒間距： 根據(jù)計(jì)算式： p=πm 代入數(shù)據(jù)得: p=齒頂高： 根據(jù)計(jì)算式: h= 得: h=3齒頂弦長： 根據(jù)計(jì)算式: a=m 得: a=4棘爪工作面長度： 根據(jù)計(jì)算式: a1= 得: a1=齒偏角： α=20176。棘輪寬： 根據(jù)計(jì)算式: b=4m 得: b=16棘爪斜高、齒斜高：根據(jù)計(jì)算式: h1=h’≈h/cosα代入數(shù)據(jù)得: h1=h’=1棘輪齒根圓角半徑： rf =1棘爪尖端圓角半徑： r1=21棘爪長度: 根據(jù)計(jì)算式: L=2p 代入數(shù)據(jù)得: L= 圖26 棘輪的零件圖手輪通過鍵連接到齒輪軸上，作用于通過手輪的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)齒條的位置，所以只需要鑄造后開鍵槽，不需要過于復(fù)雜的設(shè)計(jì)。手柄是壓力機(jī)上傳力構(gòu)件，根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表125，可選用碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，材料牌號(hào)為：Q235。這種材料廣泛應(yīng)用于普通金屬構(gòu)件，吊鉤、拉桿等。所以完全可以用于手柄的制造。 手柄長度的設(shè)定初定壓力機(jī)手柄的長度為1000mm，但考慮到手的實(shí)際作用點(diǎn)及機(jī)器本身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，取實(shí)際在壓力機(jī)手柄上產(chǎn)生的力臂約為950mm。手柄直徑的大小d按彎曲強(qiáng)度條件確定，即σ=≤ 式中為材料的許用彎曲應(yīng)力，取=根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表125，查得：Q235的min=225MPa。代入數(shù)據(jù)：F=2000kg，L=950mm，=225MPa，計(jì)算得：d≥ 取d=20mm，即手柄的直徑為20mm。．1零件的特點(diǎn)及材料的選擇 齒條是由狹長平面組成的，加工過程中要保證零件的平面度，齒條固定在機(jī)箱上，安裝上齒向要與齒條底面保持垂直，否則會(huì)影響到齒輪和齒條的契合和傳動(dòng)的精度。根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容，本次設(shè)計(jì)的手動(dòng)壓力機(jī)屬于閉式齒輪傳動(dòng)，由手柄帶動(dòng)齒輪軸，帶動(dòng)齒條，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器工作目的，所以設(shè)計(jì)中要以考慮齒面的接觸疲勞強(qiáng)度為主，但對(duì)于齒面硬度很高，齒芯強(qiáng)度低的齒輪則要考慮齒根的彎曲
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