【導讀】主要傳動零件進行設(shè)計計算及強度校核。了解和掌握Z32K型搖臂鉆床在實際使。降系統(tǒng)是手動集中操作，操作起來比較麻煩，搖臂鉆床體架太重，費力又費時，將其手動升降改為自動升降，并提出了具體可行的方案。

　　

【正文】 圖 第 32 頁 共 47 頁 作出軸的水平面受力圖和彎矩圖 圖 水平受力圖 圖 水平彎矩圖 作出垂直面內(nèi)的受力圖和彎矩圖 第 33 頁 共 47 頁 圖 垂直受力圖 圖 垂直彎矩圖 作出合成彎矩圖 M 圖 合成彎矩圖 作出扭矩圖 T 第 34 頁 共 47 頁 圖 扭矩圖 做當量彎矩圖 圖 當量彎矩圖 計算危險截面軸徑 過渡軸的每一處截面直徑均大于 。 故強度是滿足要求。 過渡軸的固定 因為機 3 雙聯(lián)齒輪整體寬度較小，而且齒輪較接近箱 體孔，且箱體孔的內(nèi)壁 第 35 頁 共 47 頁 較厚。所以機 2過渡軸只需一個箱體孔就能固定，機 3 齒輪和機 2過渡軸之間，其軸向固定由滾動軸承聯(lián)接。其軸向由卡簧固定。而機 2 軸上有軸肩，裝配時直接將機 2軸敲入箱體孔至軸肩就可。 6 軸承的選擇和校核 軸承的分類 深溝球軸承 最具代表性的滾動軸承，用途廣泛 可承受徑向負荷與雙向軸向負荷 適用于高速旋轉(zhuǎn)及要求低噪聲、低振動的場合 帶鋼板防塵蓋或橡膠密封圈的密封型軸承內(nèi)預先充填了適量的潤滑脂 外圈帶止動環(huán)或凸緣的軸承，即容易軸向定位，又便于外殼內(nèi)的安裝 最大負荷型軸承的尺 寸與標準軸承相同，但內(nèi)、外圈有一處裝填槽，增加了裝球數(shù)，提高了額定負荷 主要適用的保持架：鋼板沖壓保持架（波形、冠形?單列； S 形?雙列） 銅合金或酚醛樹脂切制保持架、合成樹脂成形保持架 主要用途：汽車：后輪、變速器、電氣裝置部件 電氣：通用電動機、家用電器 其他：儀表、內(nèi)燃機、建筑機械、鐵路車輛、裝卸搬運機械、農(nóng)業(yè)機械、各種產(chǎn)業(yè)機械 角接觸球軸承 套圈與球之間有接觸角，標準的接觸角為 15176。、 30176。和 40176。 接觸角越大軸向負荷能力也越大 接觸角越小則越有利于高速旋轉(zhuǎn) 單列軸承可承受徑向負荷與單向軸向負荷 DB組合、 DF組合及雙列軸承可承受徑向負荷與雙向軸向負荷 DT組合適用單向軸向負荷較大，單個軸承的額定負荷不足的場合 第 36 頁 共 47 頁 高速用 ACH 型軸承球徑小、球數(shù)多，大多用于機床主軸 角接觸球軸承適用于高速及高精度旋轉(zhuǎn) 結(jié)構(gòu)上為背面組合的兩個單列角接觸球軸承共用內(nèi)圈與外圈，可承受徑向負荷與雙向軸向負荷 無裝填槽軸承也有密封型 主要適用的保持架：鋼板沖壓保持架（碗形?單列； S形、冠形?雙列） 銅合金或酚醛樹脂切制保持架、合成樹脂成形保持架 主要用途：單列：機床主軸、高頻馬達、燃汽輪機、離心分離機、小型汽車前輪、差速器小齒輪軸 雙列：油泵、羅茨鼓風機、空氣壓縮機、各類變速器、燃料噴射泵、印刷機械 四點接觸球軸承 可承受徑向負荷與雙向軸向負荷 單個軸承可代替正面組合或背面組合的角接觸球軸承 適用于承受純軸向負荷或軸向負荷成份較大的合成負荷 該類軸承承受任何方向的軸向負荷時都能形成其中的一個接觸角（ α ），因此套圈與球總在任一接觸線上的兩面三刀點接觸 主要適用的保持架：銅合金切制保持架 主要用途：飛機噴氣式發(fā)動機、燃汽輪機 調(diào)心球軸承 由于外圈滾道面呈球面，具有調(diào)心性能，因此可自動調(diào)整因軸或外殼的撓曲或不同心引起的軸心不正 圓錐孔軸承通過使用緊固件可方便地安裝在軸上 鋼板沖壓保持架：菊形? 1 1 22? 2RS、 23? 2RS 葵形? 2 23 木工機械、紡織機械傳動軸、立式帶座調(diào)心軸承 圓柱滾子軸承 第 37 頁 共 47 頁 圓柱滾子與滾道呈線接觸，徑向負荷能力大，即適用于承受重負荷與沖擊負荷，也適用于高速旋轉(zhuǎn) N型及 NU 型可軸向移動，能適應(yīng)因熱膨脹或安裝誤差引起的軸與外殼相對位置的變化，最適應(yīng)用作自由端軸承 NJ型及 NF 型可承受一定程度的單向軸向負荷， NH型及 NUP 型可承受一定程度的雙向軸向負荷內(nèi)圈或外圈可分離，便于裝拆 NNU 型及 NN 型抗徑向負荷 的剛性強，大多用于機床主軸 主要適用的保持架：鋼板沖壓保持架（ Z形）、銅合金切制保持架、銷式保持架、合成樹脂成形保持架 主要用途：中型及大型電動機、發(fā)電機、內(nèi)燃機、燃汽輪機、機床主軸、減速裝置、裝卸搬運機械、各類產(chǎn)業(yè)機械 實體型滾針軸承 有內(nèi)圈軸承的基本結(jié)構(gòu)與 NU 型圓柱滾子軸承相同，但由于采用滾針，體積可以縮小，并可承受大徑向負荷無內(nèi)圈軸承要把具有合適精度和硬度的軸的安裝面作為滾道面使用 主要適用的保持架：鋼板沖壓保持架 主要用途：汽車發(fā)動機、變速器、泵、挖土機履帶輪、提升機、橋式起重機、壓縮機 圓錐滾子軸承 該類軸承裝有圓臺形滾子，滾子由內(nèi)圈大擋邊引導 設(shè)計上使得內(nèi)圈滾道面、外圈滾道面以及滾子滾動面的各圓錐面的頂點相交于軸承中心線上的一點 單列軸承可承受徑向負荷與單向軸向負荷，雙列軸承可承受徑向負荷與雙向軸向負荷 適用于承受重負荷與沖擊負荷 按接觸胸（ α ）的不同，分為小錐角、中錐角和大錐角三種型式，接觸角越大軸向負荷能力也越大 外圈與內(nèi)組件（內(nèi)圈與滾子和保持架組件）可分離，便于裝拆 后置輔助代號 J或 JR的軸承具有國際互換性 第 38 頁 共 47 頁 該類軸承還多使用英制系列產(chǎn)品 主要適用的保持架：鋼板沖壓保持架 、合成樹脂成形保持架、銷式保持架 主要用途：汽車：前輪、后輪、變速器、差速器小齒輪軸。機床主軸、建筑機械、大型農(nóng)業(yè)機械、鐵路車輛齒輪減速裝置、軋鋼機輥頸及減速裝置 調(diào)心滾子軸承 該類軸承在球面滾道外圈與雙滾道內(nèi)圈之間裝有球面滾子，按內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，分為 R、 RH、 RHA和 SR 四種型式 由于外圈滾道的圓弧中心與軸承中心一致，具有調(diào)心性能，因此可自動調(diào)整因軸或外殼的撓曲或不同心引起的軸心不正 可承受徑向負荷與雙向軸向負荷。特別是徑向負荷能力大，適用于承受重負荷與沖擊負荷 圓錐孔軸承通過使用緊固件或退卸套可使于 軸上的裝拆 圓錐孔有以下兩種（錐度）： 1:30（輔助代號： K30）??適用于 2 241 系列 1:12（輔助代號： K）???適用于其他系列 外圈上可開設(shè)油孔、油槽和定位銷孔（一個）。內(nèi)圈上也可開設(shè)油孔和油槽 主要適用的保持架：銅合金切制保持架、鋼板沖壓保持架、銷式保持架、合成樹脂成形保持架 主要用途：造紙機械、減速裝置、鐵路車輛車軸、軋鋼機齒輪箱座、軋鋼機輥道子、破碎機、振動篩、印刷機械、木工機械、各類產(chǎn)業(yè)用減速機、立式帶座調(diào)心軸承 推力球軸承 由帶滾道的墊圈形滾道圈與球和保持架組件構(gòu)成 與軸 配合的滾道圈稱做軸圈，與外殼配合的滾道圈稱做座圈。雙向軸承則將中圈秘軸配合 單向軸承可承受單向軸向負荷，雙向軸承可承受雙向軸向負荷（二者均不能承受徑向負荷） 第 39 頁 共 47 頁 主要適用的保持架：鋼板沖壓保持架、銅合金或酚醛樹脂切制保持架、合成樹脂成形保持架 主要用途：汽車轉(zhuǎn)向銷、機床主軸 推力圓柱滾子軸承 由墊圈形滾道圈（軸圈、座圈）與圓柱滾子和保持架組件構(gòu)成。圓柱滾子采用凸面加工，因此滾子與滾道面之間的壓力分布均勻 可承受單向軸向負荷 軸向負荷能力大，軸向剛性也強 主要適用的保持架：銅合金切制保持架 主要用途 ：石油鉆機、制鐵制鋼機械 推力滾針軸承 分離型軸承由滾道圈與滾針和保持架組件構(gòu)成，可與沖壓加工的薄型滾道圈（ W）或切制加工的厚型滾道圈（ WS）任意組合 非分離型軸承是由經(jīng)精密沖壓加工的滾道圈與滾針和保持架組件構(gòu)成的整體型軸承 可承受單向軸向負荷 該類軸承占用空間小，有利于機械的緊湊設(shè)計 大多僅采用滾針和保持架組件，而把軸及外殼的安裝面作為滾道面使用 主要適用的保持架：鋼板沖壓保持、合成樹脂成形保持架 主要用途：汽車、耕耘機、機床等的變速裝置 推力圓錐滾子軸承 該類軸承裝有圓臺形滾子（大端為球 面），滾子由滾道圈（軸圈、座圈）擋邊準確引導 設(shè)計上使得軸圈和座圈滾道面以及滾子滾動面的各圓錐面的頂點相交于軸承中心線上的一點 第 40 頁 共 47 頁 單向軸承可承受單向軸向負荷，雙向軸承可承受雙向軸向負荷 雙向軸承將中圈與軸配合，但由于采用間隙配合，因此必須用軸套等使中圈軸向定位主要適用的保持架：銅合金切制保持架 主要用途：單向：起重機吊鉤、石油鉆機轉(zhuǎn)環(huán) 雙向：軋鋼機輥頸 推力調(diào)心滾子軸承 該類軸承中球面滾子傾斜排列，由于座圈滾道面呈球面，具有調(diào)心性能，因此可允許軸有若干傾斜 軸向負荷能力非常大，在承受軸向負荷的同時還可承受 若干徑向負荷 使用時一般采用油潤滑 主要適用的保持架：銅合金切制保持架 主要用途：水力發(fā)電機、立式電動機、船舶用螺旋槳軸、軋鋼機軋制螺桿用減速機、塔吊、碾煤機、擠壓機、成形機 滾動軸承及類型 滾動軸承主要是依靠主要元件間的滾動接觸來支承轉(zhuǎn)動零件的。常用的滾動軸承絕大大多數(shù)已經(jīng)標準化了，設(shè)計時可以根據(jù)載荷的性質(zhì)與大小、轉(zhuǎn)速的高低、旋轉(zhuǎn)精度等工作要求進行選用，并進行軸承承載能力的驗算，機構(gòu)設(shè)計。 滾動軸承主要有外圈、內(nèi)圈、滾動體和保持架構(gòu)成。保持架將滾動體均勻地隔開，以減少滾動體間的 摩擦和磨損。通常內(nèi)圈固定在軸頸上，外圈裝在軸承座內(nèi)。常見的運動方式：內(nèi)圈隨軸頸轉(zhuǎn)動，外圈固定，也有外圈轉(zhuǎn)動而內(nèi)圈不動或者內(nèi)、外圈都轉(zhuǎn)動的運動形式。 滾動軸承的類型很多，按照軸承承受載荷的作用方向，可分為： （ 1）徑向接觸軸承 主要用于承受徑向載荷 （ 2）向心角接觸軸承 能同時承受徑向和單方向軸向載荷 （ 3）軸向接觸軸承 只能承受軸向的載荷 第 41 頁 共 47 頁 滾動軸承的失效形式 滾動軸承在工作時，由于各元件間間隙的存在，其受力情況也成周期性不穩(wěn)定變化。軸承工作是，各元件上所受的載荷 及產(chǎn)生的應(yīng)力是時時變化的，其變動的頻率取決于滾動體中心園周速度。選用角接觸軸承或者圓錐滾子軸承時，為保證可靠地工作，使其在工作時至少處于半圈滾動體全部受載的工作狀態(tài)。 滾動軸承的失效形式主要有三種：疲勞點蝕，塑性變形和磨損。 （一）疲勞點蝕 滾動軸承工作時，各滾動體承受載荷的大小不同，導致滾動體與內(nèi)、外圈的接觸表面將產(chǎn)生接觸變應(yīng)力，當接觸應(yīng)力超過極限值時，表層下產(chǎn)生疲勞裂紋，并逐漸擴展到表面形成疲勞點蝕。疲勞點蝕會使?jié)L動軸承喪失旋轉(zhuǎn)精度，產(chǎn)生噪聲、沖擊和振動。因此疲勞點蝕是滾動軸承的主要失效形式。 （ 二）塑性變形 當滾動軸承轉(zhuǎn)速很低時，一般不會發(fā)生疲勞點蝕。這時過大的靜載荷或沖擊載荷會使軸承滾道和滾動體接觸處產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力，當應(yīng)力超過材料的屈服極限時，滾動體和套圈接觸處將出現(xiàn)不均勻的凹坑，即產(chǎn)生較大的塑性變形，導致失效。 （三）磨損 滾動軸承在使用、維護不當或密封、潤滑不良的情況下，可能導致軸承滾動體或套圈滾道產(chǎn)生磨粒磨損。 此外，軸承的其他失效形式還有腐蝕、銹蝕，軸承在高速運轉(zhuǎn)時還會產(chǎn)生膠合失效，由于配合不當、拆裝不合理等非正常原因還可能導致內(nèi)外套圈和保持架破損等失效形式，從而使軸承不能正 常工作。 根據(jù)滾動軸承不同的失效形式，在選擇滾動軸承類型后要確定其型號和尺寸，其計算準則是： 。 ，使其工作能力低于軸承材料的屈 服強度。 。對磨損應(yīng)采取相應(yīng)的潤滑和密封措施。 第 42 頁 共 47 頁 軸承的選擇計算 求當量動載荷 P 現(xiàn)僅對傳動軸上的軸承進行校核計算，我設(shè)計時選的軸承為深溝球軸承 6005 GB/T2761994。已知 n= r/min，軸徑 d=25mm， N，溫度 低于 100℃，有輕微沖擊，預計壽命。 因為深溝球軸承沒有派生軸向力，所以軸向力為 0N，查機械設(shè)計手冊知 6005 軸承的，查表，有中等沖擊，取。查表，采用線性插值法，得 e= 因 查表得 則： N 計算軸承壽命 已知球軸承，因工作溫度低于 120℃，得。 按公式 （ 61） 得： 所以，選 6005 深溝球軸承合用。 同理，可以錐齒輪軸上所選的深溝球軸承 6007 GB/T27694 也合用。 7 鍵的選擇和鍵連接強度計算 鍵連接是將軸與軸上的傳動零件，如凸輪、齒輪。帶輪等連接在一起，實現(xiàn)軸和 軸上零件間的周向固定，以傳遞轉(zhuǎn)矩的軸轂連接。有些類型的鍵可以實現(xiàn)軸與軸上零件