【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 座孔不能嚴(yán)格對(duì)中的部件中 。 圖 3－ 3 調(diào)心球軸承 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定軸承的選用尺寸如下： 表 3－ 6 深溝球軸承的選用尺寸 D d B 選用尺寸 (mm) 47 20 18 選用軸承代號(hào) 2204 根據(jù)軸的設(shè)計(jì)要求，毛輥連接軸徑向轉(zhuǎn)矩小，軸向不受力，對(duì)調(diào)心性要求高，故選用此軸承。 同步帶輪及同步帶的選擇 圖 3－ 4 主動(dòng)同步帶輪簡(jiǎn)圖 圖 3－ 5 從動(dòng)同帶輪 簡(jiǎn)圖 根據(jù)已知的設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)可得 主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 為 143r/min，從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為 286r/min， 10 傳動(dòng)比 i=143286=， 設(shè)計(jì)功率 為 dAP KP? = 93= ( AK 為載荷修正系數(shù)，輕載時(shí)選值 )。 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選定帶型 為 XL 及節(jié)距 bP 為 ， 查相關(guān)數(shù)據(jù)得主動(dòng)帶輪 1Z 為 36，則： 2Z =i 1Z = 12nn 1Z =18 確定帶輪直徑 1d ＝ 1bZP?＝ 58mm， 2d ＝ 29mm。 計(jì)算帶速 為 V＝ 11dn60 1000?? ＝ 。 計(jì)算確定軸間距 ： （ 12dd? ） ? 0a ? 2（ 12dd? ） ? 61mm? 0a ? 174mm；取 0a ＝ 70mm， 確定帶長(zhǎng)及齒數(shù) ： 2210 0 1 2 0( d d )2 ( d d )24La a? ?? ? ? ? ＝ 280mm。 查手冊(cè)，選取標(biāo)準(zhǔn)值 ， 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)線長(zhǎng) 0L 為 254mm， 節(jié)線長(zhǎng)上齒數(shù) 為 50， 實(shí)際軸間距 ： a ＝ 0a ＋ 02PLL? ＝ 62mm 主動(dòng)帶輪嚙合齒數(shù) ： mZ ＝ 11 212 ()2 2 abPZZent Z Z?????????=21 根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 在滿足強(qiáng)度的情況下 同步帶輪 的材料必須具有防腐蝕和 抗 氧化性，故選用不銹鋼 0Cr18Ni9；同步帶的材料應(yīng)滿足一定的抗老化性和抗疲勞性，故選用聚氨酯橡膠。 11 4. 機(jī)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與校核 毛輥連接軸 A 的設(shè)計(jì)與校核 毛輥連接軸 A 的設(shè)計(jì) 1 2 3 4 5 6 78 9 圖 4－ 1 毛輥連接軸 A的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，毛輥連接軸 A的材料必須具有防腐蝕和防氧化性，故選用不銹鋼 0Cr18Ni9； 查機(jī)械設(shè) 計(jì)手冊(cè)， ??T? ＝ 20～ 35MPa， 0A =135～ 112，因本軸主要承受扭矩作用，故 ??T? 取 35 MPa， 0A =135。 初步估算 軸的直徑 ? ? 33 09550000d 0 .2 n nTPPA?? ＝＝ 135 3 ＝ 故此軸承受扭矩的軸段的最小直徑 d＝ ， 當(dāng)軸截面上開有 鍵 槽時(shí)，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的削弱。 若 直徑 d? 100mm， 則 軸徑增大 5％～ 7％，即開有鍵槽的最小軸徑 d＝ (1+)=， 根據(jù)要求，設(shè)計(jì)尺寸如下： (1)軸的總長(zhǎng)為 157mm。 (2)第 1 段軸用于安裝軸承 2204，故取直徑為 ? 20mm，軸承寬度 18mm，故軸的寬度為 18mm。 (3)第 1～ 2段的軸肩用于固定軸承， 查手冊(cè) 的直徑為 ? 23mm。 (4)第 3段用于安裝主動(dòng)同步帶輪，帶輪軸孔為 ? 25mm，故取直徑 ? 25mm。 (5)同 步帶輪厚度 25mm，故取軸長(zhǎng)為 25mm，鍵槽寬 8mm，槽長(zhǎng)為 24mm。 12 (6)第 4段軸肩用于固定 同步帶輪 ，得到直徑為 ? 32mm，長(zhǎng)度為 。 (7)第 5段 無裝配要求 ， 故取直徑 ? 25mm，長(zhǎng)度隨總長(zhǎng)而定 。 (8)第 6段為連接毛輥，外徑 ? 60mm，端面有 四 個(gè)均勻分布 ? 的螺釘光孔，因與毛輥通過螺栓連接，故不宜太厚，厚度為 5mm。 (9)第 7段為連接毛輥 ，外徑 ? 25mm，與毛輥端孔配合。因毛輥跨距大，為減少?gòu)澢冃螏淼恼`差，該段長(zhǎng)度為 30mm。 (10)第 8 段軸為保證彈性擋圈槽的強(qiáng)度 ， 直徑為 ? 20mm，長(zhǎng)度尺寸大于 3mm。 (11)第 9 段為軸承用彈性擋圈槽，查手冊(cè)直徑為 ? 19mm，槽寬為 。 毛輥連接軸 A 的強(qiáng)度和剛度校核 (1)進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況， 采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取許用應(yīng)力。因本傳動(dòng)軸主要承受扭矩，故按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算。 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 ? ?39550000 n0 .2 dTTTPTW??? ? ?。 式中 T? 為扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， MPa； T 為軸所受的扭轉(zhuǎn)， N mm； TW 為軸的抗扭截面系數(shù)， 3mm ； n為軸的轉(zhuǎn)速， r/min； P為軸傳遞的功率， KW； d為計(jì)算截面處軸的直徑， mm； ??T? 為許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， MPa。 根據(jù)該軸的配合關(guān)系，該軸的第 3段即配合同步帶輪的軸段，承受的扭矩最大， 則39550000 nP? ?? 3 143 25?? ＝ 。 軸的材料為不銹鋼 0Cr18Ni9， ??T? ＝ 20～ 35MPa，因此 T? ??T? ，故安全。 (2)軸的扭轉(zhuǎn)變形用 每米長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角 ? 來表示。階梯軸扭轉(zhuǎn)角 ? [單位為(? )/m]的計(jì)算公式為 ? ＝ z4 iii1 pi110 TlLG I? ?＝。 13 式中 T為軸所受的扭轉(zhuǎn)， N mm； G為軸的材料的剪切彈性模量， MPa， 對(duì)于鋼材， G= 410 MPa； PI 為軸截面的極慣性距， 4mm ，對(duì)于圓軸， 4p d32I ?＝； L為階梯軸受扭矩租用的長(zhǎng)度， mm； iT 、 il 、 piI 分別代表階梯軸第 i段上所受的扭轉(zhuǎn)、長(zhǎng)度和極慣性矩，單位同前； Z 為階梯軸受扭矩作用的軸段數(shù)。 軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為 ? ? [? ]， 對(duì)于一般傳動(dòng)軸，可取 [? ]＝ ～ 1? /m，已知該軸承受扭矩的軸段只有一個(gè)，故可得 ： ? ＝ ? z4 iii1 pi110 TlLG I? ?＝＝ 34441 6. 2 10 255. 73 1025157 8. 1 1032???? ? ???＝ ? /m 因 為 ? [? ],故安全。 該軸因無瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此，該軸的設(shè)計(jì)結(jié)束。 毛輥連接軸 B 的設(shè)計(jì) 與校核 毛輥連接軸 B 的設(shè)計(jì) 1 2 3 4 5 6 圖 4－ 2 毛輥連接軸 B的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，毛輥連接 軸 B的材料必須具有防腐蝕和防氧化性，故選用不銹鋼 0Cr18Ni9；查機(jī)械設(shè) 計(jì)手冊(cè)， ??T? ＝ 20～ 35MPa， 0A =135～ 112，因本軸主要承受扭矩作用，故 ??T? 取 35 MPa， 0A =135； 14 初步估算軸的直徑得 ? ?33 09550000d 0 .2 n nTPPA?? ＝＝ 135? 3 ＝ 。 故 此軸承受扭矩的軸段的最小直徑 d＝ ， 當(dāng)軸截面上開有鍵槽時(shí)，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱。 若 直徑 d? 100mm，軸徑增大 5％～ 7％ ，即開有鍵槽的最小軸徑 d＝ (1+)=,根據(jù)要求， 設(shè)計(jì)尺寸如下： (1)軸的總長(zhǎng)為 161mm。 (2)第 1段 由于聯(lián)軸器一端連接電動(dòng)機(jī)，另一端連接輸入軸，所以該段直徑尺寸受到電動(dòng)機(jī)外伸軸直徑尺寸的限制， 直徑 選為 ? 14mm，長(zhǎng)度為 18mm，鍵槽寬度 為 5mm，鍵槽長(zhǎng)為 18mm。 (3)第 2段為軸承用彈簧擋圈槽， 查手冊(cè) 外徑 ? 19mm，槽寬 。 (4)第 3段軸用于安裝軸承 2204，故取直徑為 20m，軸承寬度 18mm，故軸的寬度 18mm。 (5)第 3～ 4段 間的 軸肩用于固定軸承，查手冊(cè)得到直徑為 ? 25mm。 (6)第 4段根據(jù)設(shè)計(jì)要求外徑為 ? 25mm，其 長(zhǎng)度隨總長(zhǎng)而定 。 (7)第 5段為連接毛輥，外徑 ? 60mm，端面有 四 個(gè)均勻分布 ? 的螺釘光孔，因與毛輥通過螺栓連接，故不宜太厚，厚度為 5mm。 (8)第 6段為連接毛輥，外徑 ? 25mm，與毛輥端孔配合 ； 因毛輥跨距大，為減少?gòu)澢冃螏淼恼`差，該段長(zhǎng)度為 30mm。 毛輥連接軸 B 的強(qiáng)度和剛度校核 參 考毛輥連接軸 A 的校核可得 ： (1)該軸的第 1段即配合 聯(lián)軸器 的軸段，承受的扭矩最大 。 39550000 nPd? ?? 3 143 14?? ＝ 已選定軸的材料為 不銹鋼 0Cr18Ni9， ??T? ＝ 20～ 35MPa，因此 T? ??T? ， 滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件， 故安全。 (2)對(duì)于一般傳動(dòng)軸，可取 [? ]＝ ～ 1? /m， 已知該軸承受扭矩的軸段只有 15 一個(gè)，故可得 ： ? ＝ ? z4 iii1 pi110 TlLG I? ?＝＝ 34441 6. 2 10 185. 73 1014161 8. 1 1032???? ? ???＝ ? /m 因此 ? [? ],滿足扭轉(zhuǎn)剛度條件， 故安全。 該軸因無瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此，該軸的設(shè)計(jì)結(jié)束。 從動(dòng)壓輥 A 的設(shè)計(jì) 與校核 1 2 3 4 5 圖 4－ 3 從動(dòng)壓輥 A設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，從動(dòng)壓輥 A 的材料必須具有防腐蝕和防氧化性，故選用不銹鋼 0Cr18Ni9； 因本本段軸僅作為整個(gè)壓輥的支撐，故不承受扭矩，校核略。參照 本課題 的設(shè)計(jì) 和整體設(shè)計(jì)要求， 本軸 設(shè)計(jì)尺寸如下： (1)軸的總長(zhǎng)為 70mm。 (2)第 1段用于安裝軸承 61903，故直徑為 ? 17mm，軸承寬度為 7mm，此處采用孔用軸承彈性擋圈，為使壓輥在軸向能有一定的活動(dòng)間隙，故軸長(zhǎng)為 10mm。 (3)第 1～ 2段間的軸肩用于固定軸承，外徑為 ? 24mm。 (4)第 2段軸要與壓輥配合，故采用部分空心設(shè)計(jì)，考慮到內(nèi)徑尺寸，外徑設(shè)計(jì)為 ? 24mm。 (5)第 3段軸孔無裝配關(guān)系，內(nèi)徑為 ? 15mm，長(zhǎng)度隨總長(zhǎng)而定 。 16 (6)第 4段軸孔與壓輥端軸配合，內(nèi)徑為 ? 17mm，長(zhǎng)度為 20mm；同時(shí)外圓上設(shè)計(jì)有一直徑為 ? 6mm的銷軸孔 (如 圖 4－ 3中標(biāo)號(hào) 5所示 )，銷軸孔中心到右端部距離為 7mm。 至此，該軸的設(shè)計(jì)結(jié)束。 從動(dòng)壓輥 B 的設(shè)計(jì) 與校核 從動(dòng)壓輥 B 的設(shè)計(jì) 2 3 4 5 6 7 8 91 圖 4－ 4 從動(dòng)壓輥 B的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，從動(dòng)壓 輥 B 的材料必須具有防腐蝕和 抗 氧化性，故選用不銹鋼 0Cr18Ni9；查機(jī)械設(shè) 計(jì)手冊(cè)， ??T? ＝ 20～ 35MPa， 0A =135～ 112，因本軸主要承受扭矩作用，故 ??T? 取 35 MPa， 0A =135。 因兩個(gè)從動(dòng)同步帶輪受扭矩相同， 且 n從 ＝ 286r/min,P從 ＝ 2P =； 初步估算軸的直徑得 : (1)實(shí)心軸部分： ? ? 33 095500000 .2 n nTPPdA?? ＝＝ 135 3 ＝ ； (2)空心軸部分：30 n PdA ?? 4 ＝（ 1－ ）1353 (1 )??＝ ( 1dd?? ，即空心軸的內(nèi)徑 1d 和外徑 d 之比，通常 取 ～ )。 此軸承受扭矩的軸段的最小直徑 d＝ ， 當(dāng)軸截面上開有鍵槽時(shí)，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱。若 直徑 d? 100mm，軸徑增大 5％～ 7％ ，即開有鍵槽的最小軸徑 d＝ (1+)=， 根據(jù)要求， 設(shè)計(jì)尺寸如下： 17 (1)軸的總長(zhǎng)為 83mm。 (2)第 1段軸為保證彈性擋圈槽的強(qiáng)度，直徑為 ? 12mm，長(zhǎng)度尺寸應(yīng)大于 2mm。 (3)第 2段從動(dòng)同步帶輪用彈簧擋圈槽， 查手冊(cè) 外徑 ? 11mm，槽寬 1mm。 (4)第 3段用于安裝從動(dòng)同步帶輪，帶輪軸孔為 ? 12mm， 厚 度為 ， 故取直徑為 ? 12mm， 長(zhǎng)度為 12