【導(dǎo)讀】本次論文的題目是“帶式輸送機傳動裝置的設(shè)計計算”。設(shè)計的主要目的在于將高。轉(zhuǎn)速小扭矩的運動裝置通過相關(guān)機械機構(gòu)轉(zhuǎn)換為低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動裝置。尺寸根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完成箱體的設(shè)計以及其它相關(guān)零部件的選擇。本次設(shè)計最主要的也是。中主要選用的是圓錐滾子軸承。此次設(shè)計的另一亮點在于利用計算機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工計

　　

【正文】 3 57－ 917 =48522Nmm D處彎矩： MDZ左 =RBZ 72+Fa3 d3/2 =2450 72+1926 =263609Nmm MDZ右 =RBZ 72=176400 水平面彎矩圖。 MCY=RAY 57=5449 57=283348Nmm MDY=RBy 72=6021 72433512Nmm (6) 合成彎矩 C處： MC左 =(M2CZ左 +M2CY)1/2=(433162+2833482)1/2=286640Nmm MC右 =(M2CZ右 +M2CY)1/2=(485222+2833482)1/2=287473Nmm D處： MD左 =(M2DZ左 +M2DY)1/2=(2636092+4335122)1/2=507368Nmm MD右 =(M2+M2DY)1/2=(1764002+4335122)1/2=468027Nmm (7) 轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩圖。 T2=533660Nmm (8) 計算當(dāng)量彎矩 應(yīng)力按正系數(shù)α =[δ 1b]/[δ 0b]=55/95= α T2= 533660=309523Nmm C 處： M′ C左 =MC左 =286640 M′ C右 =[M2C右 +(α T2)2]1/2=(2874732+3095232)1/2=422428Nmm 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 31 D 處： M′ D左 =[M2D左 +(α T2)2]1/2=(5073682+3095232)1/2=588346Nmm M′ D右 =M2D右 =468027Nmm (9) 校核軸徑。 C 剖面： dC= (M′ C右 /[δ 1b])1/3=(422428/ 55)1/3 =＜ 45mm 強度足夠。 D 剖面： dD= (M′ D右 /[δ 1b])1/3=(588346/ 55)1/3 =＜ (齒根圓直徑 ) 強度足夠。 (10)軸的細部結(jié)構(gòu)設(shè)計 由表 6— 1查出鍵槽尺寸： b h=14 9(t=， r=)； 由表 6— 2查出鍵長： L=45； Mcz 右Mcz 左Ft2 Ft3Rb3McyMdyMc 右Md 左Md 右TaT（e)(d)(c)B C DAMdz 左 Mdz 右Mc 左 (11)中間軸的精確校核： 式輸送 機傳動裝置的設(shè)計 32 對照軸的晚矩圖和結(jié)構(gòu)圖，從強度和應(yīng)力集中分析Ⅰ，Ⅱ， G都是危險段面，但是由于Ⅰ，Ⅱ還受到扭矩作用，再由 II斷面的彎矩要大于 I 處，所以現(xiàn)在就對 II 處進行校核。 軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由手冊查得： 355 M P a?bsδ = 64 0M Pa ,δ 。 由手冊查得： 155 M Pa?1 1δ = 275MPa, τ 288 M P a?00δ = 4 5 0 M P a ,τ 2 2 7 5 4 5 0 0 . 2 3450? ??? 1 0σ02δ δΨ δ х 2 2 8 8 0 . 2 5288 ???? 1 0r0х 1802Ψ ΨΨ Ψ Ⅰ剖面的安全系數(shù)： 抗彎斷面系數(shù)： 2 33 16 6 ( 47 6) ()2 232I d bt mmdtW d?? ?? ? ??3х 47 х х х 47π 抗扭斷面系數(shù)： 32 33 4 16 6 ( 47 6) 18 65 ()16 2 2I d bt mmdtW d? ?? ? ???τ х 47 х х х 47π 彎曲應(yīng)力幅： 53 . 7 2 1 0 4 3 . 9 28 4 7 0 . 8 7Ba I MPMW a??? 左 хδ 彎曲平均應(yīng)力 0m?δ 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅： 51022 10a I M P aTW ??? τ хх 平均切應(yīng)力： 10ma a MP a??τ τ 鍵槽所引起的有效應(yīng)力集中系數(shù) 1, ??τδ 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 33 再由手冊查得，表面狀態(tài)系數(shù)β =，尺寸系數(shù) 0 .8 3 .?rδε = ,ε 1 1 .3 60 .9 2 0 .8K ??δδ хβ ε 剪切配合零件的綜合影響系數(shù) ( ) ?δ ，取 ( ) ?δ 進行計算： 1 .5 1 .9 60 .9 2 0 .8 3K ??ττ хβ ε 剪切配合零件的綜合影響系數(shù) ( ) 0 .4 0 .6 ( ) 1 .9 1DDKK? ? ?τ δ，取 ( ) ?τ 進行計算， 由齒輪計算循環(huán)次數(shù) 10 10х ，所以取壽命系數(shù) 1NK? 1 1() 275 3 . 0 52 . 5 2 3 5 . 7 4 0ND a mKS K ? ?? ?? ?δ Ⅰ δ δ ххδδ Ψ δ 1 1 1( 6 . 6 70 . 2 5) ND a mKS K ? ??? ??τ Ⅰ τδ х х 5 х 5ττ Ψ τ 綜合安全系數(shù)： 3 . 0 4 [ ] 1 . 5C SSS S?? ?τ Ⅰδ Ⅰ22τ Iδ IS + S 所以具有足夠的強度。 Solidworks 進行中間軸的算列分析 表 中間軸算例分析主要參數(shù) 模型參考 屬性 名稱 : AISI 1045 鋼，冷拔 模型類型 : 線性彈性同向性 默認(rèn)失敗準(zhǔn)則 : 未知 屈服強度 : +008 N/m^2 張力強度 : +008 N/m^2 式輸送 機傳動裝置的設(shè)計 34 彈性模量 : +011 N/m^2 泊松比 : 質(zhì)量密度 : 7850 kg/m^3 抗剪模量 : 8e+010 N/m^2 熱擴張系數(shù) : /Kelvin 載荷名稱 裝入圖象 載荷細節(jié) 扭矩 1 實體 : 1 面 類型 : 應(yīng)用力矩 值 : 1020 Nm 扭矩 2 實體 : 1 面 類型 : 應(yīng)用力矩 值 : 357 Nm 表 應(yīng)力分析 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 35 名稱 類型 最小 最大 應(yīng)力 2 VON:von Mises 應(yīng)力 N/m^2 節(jié) : 2499 +008 N/m^2 節(jié) : 2397 表 安全系數(shù) 名稱 類型 最小 最大 安全系數(shù) 1 最大 von Mises 應(yīng)力 +006 式輸送 機傳動裝置的設(shè)計 36 Solidworks 進行高速軸的算列分析 表 高速軸算例分析主要參數(shù) 模型參考 屬性 名稱 : 合金鋼 模型類型 : 線性彈性同向性 默認(rèn)失敗準(zhǔn)則 : 未知 屈服強度 : +008 N/m^2 張力強度 : +008 N/m^2 彈性模量 : +011 N/m^2 泊松比 : 質(zhì)量密度 : 7700 kg/m^3 抗剪模量 : +010 N/m^2 熱擴張系數(shù) : /Kelvin 載荷名稱 裝入圖象 載荷細節(jié) 扭矩 1 實體 : 1 面 類型 : 應(yīng)用力矩 值 : 100 Nm 扭矩 2 實體 : 1 面 類型 : 應(yīng)用力矩 值 : 357 Nm 表 應(yīng)力分析 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 37 名稱 類型 最小 最大 應(yīng)力 2 VON:von Mises 應(yīng)力 N/m^2 節(jié) : 10160 +008 N/m^2 節(jié) : 11105 表 名稱 類型 最小 最大 安全系數(shù) 1 最大 von Mises 應(yīng)力 +007 式輸送 機傳動裝置的設(shè)計 38 solidworks 進行低速軸的算例分析 表 高速軸算例分析主要參數(shù) 模型參考 屬性 名稱 : AISI 1045 鋼，冷拔 模型類型 : 線性彈性同向性 默認(rèn)失敗準(zhǔn)則 : 未知 屈服強度 : +008 N/m^2 張力強度 : +008 N/m^2 彈性模量 : +011 N/m^2 泊松比 : 質(zhì)量密度 : 7850 kg/m^3 抗剪模量 : 8e+010 N/m^2 載荷名稱 裝入圖象 載荷細節(jié) 扭矩 1 實體 : 1 面 類型 : 應(yīng)用力矩 值 : 1020 Nm 扭矩 2 實體 : 1 面 類型 : 應(yīng)用力矩 值 : 989 Nm 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 39 名稱 類型 最小 最大 應(yīng)力 2 VON:von Mises 應(yīng)力 N/m^2 +008 N/m^2 安全系數(shù) 名稱 類型 最小 最大 安全系數(shù) 1 最大 von Mises 應(yīng)力 270315 式輸送 機傳動裝置的設(shè)計 40 滾動軸承的校核計算 中間滾動軸承的校核計算 選用的軸承型號為 30208 由表 9－ 16查得 Cr= kN, 0rC = e= 作用在軸承上的負荷。 1)、徑向負荷 由中間軸的校核計算過程可知 繞支點 B 的力矩和 Σ MBZ=0，得 RAZ=[Fr2(88+72)+Fa2 d2/2+Fa3 d3/2－ Fr3 72]? 217 =(1342 160+917 +1926 2959) ? 217 =833N 同理： Σ MAZ=0 ,得 RBZ=[Fr3(57+88)+Fa3 d3/2+Fa2 d2/2－ Fr2 57] ? 217 =(2959 165+917 +1926 57) ? 217 =2450N 同樣，由繞支點 B 的力矩和 Σ MBy=0，得 RAY=(3571 160+7899 72)/217=5449N 由Σ MAy=0，得 RBY=（ 3571 57+7899 145） /217=6021 A處軸承 FRⅠ =(R2AZ+R2AY)1/2=(8332+54492)1/2=5512N B處軸承 FRⅡ =(R2BZ+R2BY)1/2=(24502+60212)1/2=6500N 2)、軸向負荷 3)、軸承受力簡圖。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 41 外部軸向力 FA=Fa3－ Fa2=1926— 917=1009N 從最不利受力情況考慮 FA指向 B處軸承，如上圖所示。 軸承內(nèi)作軸向力 SⅠ =е FrⅠ = 5512=2039N SⅡ = FrⅡ = 6500=2405N 因 FA+SⅠ =1009+2039=3048＞ 2405=SⅡ 軸承Ⅱ被壓緊，為緊端，故 FaⅠ =SⅠ =2039N FaⅡ =FA+SⅠ =3048N 計算當(dāng)量功負荷。 Ⅰ軸承， FaⅠ /Cor=2039/42800= 查 [課 ]表 135，е = FaⅠ /FrⅠ =2039/5512=＜е ,X1=1 Y1=0 動載荷系數(shù) fp= 當(dāng)量動載荷 prⅠ =fp(X1FrⅠ +Y1FaⅠ )= 5512=6063N Ⅱ軸承： FaⅡ /Cor=3048/42800= е = FaⅡ /FrⅡ =3048/6500=＞е =， X2=， Y2= 當(dāng)量功載荷 PrⅡ =fa(X2FrⅡ +Y2FaⅡ )= ( 6500+ 3048) =7371N 驗算軸承壽命 因 PrⅠ ＜ PrⅡ ,故只需驗算Ⅱ軸承。 軸承預(yù)期壽命與整機壽命相同，為： 8 300 16=38400h 軸承實際壽命 Lh10=16670/n2(Cr/PrⅡ )ε =16670/(59800/7371)3 =128554h＞ 38400 具有足夠使用壽命。 式輸送 機傳動裝置的設(shè)計 42 軸承靜負荷計算 經(jīng)計算，滿足要求；計算過程略。 經(jīng)校核，高、低軸的軸承均滿足要求 平鍵聯(lián)接的選用和計算 中間軸與齒輪Ⅰ的鍵聯(lián)接運用及計算。 前面軸的設(shè)計已知本處軸徑為： d2=44 由表 6— 1 選擇鍵 12 8 70 鍵的接觸長度 L=d2－ b=70－ 12=58,接觸度 h′ =h/2=8/2=4 mm 由《機械設(shè)計》表 6— 2 查出鍵靜聯(lián)接的擠壓作用應(yīng)力 [δ p]=120MPa δ p=2T2/d2lh′ =(2 103)/(44 58 4)=68MPa＜ [δ P] 鍵聯(lián)接強度足夠 低速軸與齒輪 4的鍵聯(lián)接選用及計算。 由前面軸的設(shè)計已知本處軸徑為： d4=64 由表 6— 1 選擇鍵 18 11 80 鍵的接觸長度 L=d2－ b=80－ 18=62,接觸度 h′ =h/2=11/2= 由《機械設(shè)計》表 6— 2 查出鍵靜聯(lián)接的擠壓作用應(yīng)力 [δ p]=120MPa δ p=2T2/d2lh′ =(2 103)/(62 64 )=＜ [δ P] 鍵聯(lián)接強度足夠 聯(lián)軸器的選擇計算 由于低速級的轉(zhuǎn)矩較大，故選用彈性柱銷聯(lián)軸器，型