【正文】 因此，為了使軸不致因剛度不夠而失效，設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)軸的工作條件限制其變形量，即撓度 ≤[ ]、轉(zhuǎn)角 ≤[ ]、扭角 ≤[ ]??6 。 式中 [ ]、 [ ]、 [ ]分別為許用撓度、許用轉(zhuǎn)角和許用扭角。 165 7 17 1410 ?????? ??? ??? i pi iii pi iini pi ii I LTI LTI LTG? ??? 所以軸的剛度足夠。 33 鍵的強(qiáng)度校核 鍵的選擇 鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)使用要求和工作狀況來(lái)選擇。選擇時(shí)應(yīng)考慮傳遞轉(zhuǎn)拒的大小，聯(lián)接的對(duì)中性要求，是否要求軸向固定，聯(lián)接于軸上的零件是否需要沿軸滑動(dòng)及滑動(dòng)距離長(zhǎng)短，以及鍵在軸上的位置等。鍵的主要尺寸為其橫截面尺寸 (鍵寬b 鍵高 h)與長(zhǎng)度 L。鍵的橫截面尺寸 bh 依軸的直徑 d 由標(biāo)準(zhǔn)中選取。鍵的長(zhǎng)度 L一般可按輪轂的長(zhǎng)度選定，即鍵長(zhǎng)略短于輪轂長(zhǎng)度，并應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長(zhǎng)度系列。 故根據(jù)以上 所提出的以及該機(jī)工作時(shí)的要求，故選用 A型普通平鍵。 因?yàn)槿S受力最大，所以其上的鍵承受較大的作用力，其應(yīng)力也較大，因此，我們對(duì)三軸上的鍵進(jìn)行校核。 根據(jù)三軸上的齒輪的寬度，并查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，得出該鍵的結(jié)構(gòu)尺寸分別為： 鍵寬 b=20mm 鍵高 h=12mm 鍵長(zhǎng) L=70mm 驗(yàn)算擠壓強(qiáng)度 平鍵聯(lián)接的失效形式有：對(duì)普通平鍵聯(lián)接而言，其失效形式為鍵，軸，輪轂三者中較弱的工作表面被壓潰 ??6 。 工程設(shè)計(jì)中，假定壓力沿鍵長(zhǎng)和鍵高均勻分布，可按平均擠壓應(yīng) 力進(jìn)行擠壓強(qiáng)度或耐磨性的條件計(jì)算 。 即靜聯(lián)接： pp kldT ][1023 ?? ??? 式中 T ———— 傳遞的轉(zhuǎn)矩 )mmN( ? d ———— 軸的直徑 )mm( k ———— 鍵與輪轂的接觸高度 (mm)，一般取 2hk? l ———— 鍵的接觸長(zhǎng)度 (mm).圓頭平鍵 bLl ?? p][? ——— 許用擠壓應(yīng)力 )MPa( 鍵的工作長(zhǎng)度 mm50mm)2070( ????? bLl 擠壓面高度 mm62122 ??? hk 34 轉(zhuǎn)矩 npT ?? 66 ?????? 許用擠壓應(yīng)力，查表 MPa60][ ?p? ， 則，擠壓應(yīng)力 M P P a70906 6 ???? ???? ap MPk l dT? 所以 此鍵是安全的。 附：鍵的材料：因?yàn)閴簼⒑湍p是鍵聯(lián)接的主要失效形式，所以鍵的材料要求有足夠的硬度。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鍵用抗拉強(qiáng)度不低于 MPa600 的鋼制造，如 45 鋼 、 Q235等。 軸承的校核 滾動(dòng)軸承是又專業(yè)工廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件。滾動(dòng)軸承的類型、尺寸和公差等級(jí)均已制訂有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中只需根據(jù)工作條件選擇合適的軸承類型、尺寸和公差等級(jí)等，并進(jìn)行軸承的組 合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本節(jié)校核一軸的 6207 軸承。 查 GB/T27689，查得 6207 軸承的性能參數(shù)為： N19800Cr ? ， NC r 135000 ? ， 極限轉(zhuǎn)速 6300r/min(脂潤(rùn)滑 ) 兩軸承的軸向力 將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面和水平面兩個(gè)平面力系。 由 節(jié)計(jì)算結(jié)果可知 vr1F =， NF vr ? ， ? 。 求兩軸承的計(jì)算軸向力 對(duì)于 70000C 型軸承，按表 137，軸承派生軸向力 rd eF?F ，其中， e 為表 135中的判斷系數(shù)，其值由0CFa 的大小來(lái)確定，但現(xiàn)在軸承軸向力 aF 未知，故先初取 e=，因此可估算 vrF1 vrF2 teF 1Fd 2dF 35 NFF rd 11 ?? NFF rd 22 ?? 按式（ 1311）得 NFFF daea ????? NFF da ??? 025 01 ??Ca 02 ??Ca 由表 135 進(jìn)行插值計(jì)算，的 ?e ， ?e 。再計(jì)算 NFeF rd 1 9 4 2 6 94 2 ???? NFeF rd ???? NFFF daea 5 4 7 .1 9 84 7 . 1 9 85011 ????? NFF da 1 5 8 . 8 51 5 8 . 8 522 ??? 742021 01 ??Ca 00158 .85F 02 ??Ca 兩次計(jì)算的0aFC 值相差不大，因此確定 e1=， e2=， NFa ? ，NFa ? 。 求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 1P 和 2P 因?yàn)? 111 eFF ra ??? 222 eFF ra ??? 由表 135 分別進(jìn)行查表或插值計(jì)算的徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為 對(duì)軸承 1 X1=， Y1= 36 對(duì)軸承 2 X2=1， Y2=0 因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，按表 136， ～?pf ，取 ?pf 。則 ? ? ? ? NFYFXfP arp 9 2 7N5 4 7 . 1 9 81 .3 2 71 2 6 9 . 6 ???????? ? ? ? ? NFYFXfP arp 5 9 4 . 2 1N1 5 8 . 8 503 9 6 . 1 ???????? 計(jì)算軸承的壽命 因?yàn)?P1P2，所以按軸承 1的受力大小驗(yàn)算 hh LhPCnL ????????????????????? 3050 0145060 106010 3616 ? 故所選軸承滿足壽命要求。 37 第 4 章 三維建模和虛擬裝配 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的迅速應(yīng)用，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)在機(jī)械行業(yè)已經(jīng)不可或缺，逐漸改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造方式。減少了設(shè)計(jì)周期，提高了可靠性。如今，三維建模軟件已應(yīng)用廣泛，許多優(yōu)秀的三維建模軟件得到設(shè)計(jì)者的青睞，例如： Solidwokers、 UG、 Pro/E 等。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我主要是使用 Solidwokers 軟件進(jìn)行三維建模。 Solidworks軟件 功能強(qiáng)大，組件繁多 ， 功能強(qiáng)大、易學(xué)易用 。其自帶有標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，使得設(shè)計(jì)者要使用標(biāo)準(zhǔn)件是可以直接從其標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)中選擇生成零件。其還可以進(jìn)行虛擬裝配，通過(guò)虛擬裝配你可以看到自己設(shè)計(jì)的零件裝配時(shí)會(huì)不會(huì)有干涉，若有可以返回修改零件，改完后會(huì)重新自動(dòng)在裝配體中重新建模 ，非常方便。 各零件的三維建模如下： 圖 41 電機(jī) 圖 41 為 電機(jī)的三維建模，電機(jī)選擇為 Y 系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)，代號(hào)為Y132S22，輸出功率為 ，滿載轉(zhuǎn)速為 2900 r/min，是鋼筋切斷機(jī)的動(dòng)力來(lái)源。 38 圖 42 小帶輪 圖 42為 小帶輪的三維建模，小帶輪通過(guò)鍵連接裝在電機(jī)軸上。 小帶輪材料：選用鑄鐵 HT150。小帶輪結(jié)構(gòu)尺寸：結(jié)構(gòu)形式采用整體式，內(nèi)孔直徑 d=38mm。 圖 43 大帶輪 圖 43為 大帶輪的三維建模，大帶輪和小帶輪通過(guò) V 帶連接傳動(dòng) 。大帶輪基準(zhǔn)直徑為200mm，采用孔板式，內(nèi)孔直徑為 25mm，材料選用鑄鐵 HT150 39 圖 44 V帶 圖 44為 V帶的三維建模， 帶傳動(dòng)，它具有緩沖、吸振、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小、合過(guò)載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng) 度是 1400mm。其余的 V帶可以通過(guò) 零件 線性 陣列得到。 圖 45 齒輪 圖 45為 齒輪的三維建模， 齒輪傳動(dòng)可用來(lái)傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并具有功率范圍大，傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，使用壽命長(zhǎng)，工作安全可靠等特點(diǎn)。此次使用的是直齒圓柱齒輪，材料是 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS。 40 圖 46 曲軸 圖 46為 曲軸的三維建模，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)把圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線往返運(yùn)動(dòng)。而曲軸就是實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的核心部件，曲軸的偏心距是 26mm。材料選用 45 鋼。 圖 47 連桿 圖 47為 連桿的三維建模，連桿和曲軸通過(guò)滑動(dòng)軸承連接，共同構(gòu)成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，從而把圓周運(yùn)動(dòng) 轉(zhuǎn)換為直線往返運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)活動(dòng)刀片的和固定刀片交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)切斷鋼筋。 41 圖 48 傳動(dòng)系統(tǒng)虛擬裝配 圖 48為 傳動(dòng)系統(tǒng)的虛擬裝配，一軸的大帶輪帶動(dòng)小齒輪運(yùn)動(dòng)，小齒輪再帶動(dòng)大齒輪運(yùn)動(dòng)完成第二級(jí)減速傳動(dòng)，二軸的大齒輪帶動(dòng)小齒輪運(yùn)動(dòng)，小齒輪再帶動(dòng)曲軸的大齒輪運(yùn)動(dòng)完成第三級(jí)減速傳動(dòng)，曲軸在通過(guò)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)刀片的往返運(yùn)動(dòng)。 圖 49 總裝配圖 圖 49 為 總?cè)S虛擬裝配，把傳動(dòng)系統(tǒng)加入電機(jī)，在裝配進(jìn)機(jī)架里，實(shí)現(xiàn)總裝配。由總 虛擬裝配可以 看出 電動(dòng)機(jī)經(jīng)一級(jí)三角帶傳動(dòng)和二級(jí)齒輪傳動(dòng)減速后 ,帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn) ,曲軸推動(dòng)連桿使滑塊和動(dòng)刀片在機(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) ,使活動(dòng)刀片和固定刀片相錯(cuò)而切斷鋼筋。 42 第 5 章 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)的鋼筋切斷機(jī)簡(jiǎn)單實(shí)用，采用 采用電動(dòng)機(jī)經(jīng)一級(jí)帶傳動(dòng)和二級(jí)齒輪傳動(dòng)減速后 ,帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn) ,曲軸推動(dòng)連桿使滑塊和動(dòng)刀片在機(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) ,使活動(dòng)刀片和固定刀片相錯(cuò)而切斷鋼筋。 這次設(shè)計(jì)把我這四年里學(xué)的《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《機(jī)械制圖》、《互換性與技術(shù)測(cè)量》等課程綜合應(yīng)用。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，計(jì)算量 巨大，要考慮的方面多，遇到的問題和困難也很多，但是通過(guò)老師不斷的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助，加上自己查閱大量的資料，最終還是將 遇到的問題解決了。最后基本上完成了規(guī)定的任務(wù)。 這是我第一次搞這樣的綜合性的設(shè)計(jì)，所以設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)一些漏洞或不足之處，如一些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)件的選用或一些經(jīng)濟(jì)性上的構(gòu)思可能有欠妥當(dāng)，造成一些不必要的浪費(fèi)，敬請(qǐng)各位老師給予批評(píng)和指正。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我的綜合考慮問題的能力得到了提高，而且通過(guò)綜合的運(yùn)用機(jī)械知識(shí)，使自己的專業(yè)水平得到了很大的進(jìn)步。已經(jīng)能初步的將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去，為以后 的工作打下良好的基礎(chǔ)。 43 參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴，紀(jì)名剛 .《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 （第八版） [M].北京：高等教育出版社， 2021 [2] 廖念釗、莫雨松《互換性與技術(shù)測(cè)量》 中國(guó)計(jì)量出版社， 2021 [3] 孫桓、陳作?！稒C(jī)械原理》（第七版） 高等教育出版社 2021 [4] 成大先《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（軸及其連接）化學(xué)工業(yè)出版社 2021 [5] 成大先《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（軸承） 化學(xué)工業(yè)出版社 2021 [6] 何小柏《 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 》 高等教育出版社 2021 [7] 高蕊 .鋼筋切斷機(jī)切斷過(guò)程分析及 最大沖切力計(jì)算 [J].建筑機(jī)械， 1995(2)： 110 [8] 聯(lián)合編寫組 .《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（上中下）》 [S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1988 [9] 蘇翼林主編 《 材料力學(xué)（第 3版） 》 天津大學(xué)出版社， 2021 [10] 李繼慶，陳作模主編 《 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 》 .北京：高等教育出版社， 1999 [11] 梁崇高等著 《 平面連桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算設(shè)計(jì) 》 .北京：高等教育出版社， 1993 [12] 劉政昆編著 .《 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 》 大連：大連理工大學(xué)出版社， 1991 [13] 伏爾默 J等著 .石則昌等譯 《 連桿機(jī)構(gòu) 》 .北京 ：機(jī)械工業(yè)出版社， 1990 44 致謝 畢設(shè)終于如期完成，在此我要特別感謝我的指導(dǎo)老師 XX 老師。 XX 老師雖然工作繁忙，而且還要經(jīng)常出差，但是每當(dāng)我們有問題時(shí)，無(wú)論老師是在出差還是在忙工作，他都會(huì)幫我們?cè)敿?xì)的解答。無(wú)論是超出我們經(jīng) 驗(yàn)范圍的問題或是很低級(jí)的問題老師都會(huì)不厭其煩的解答。再次感謝 XX 老師！ 在此我還要感謝幫助過(guò)我的同學(xué)們，和同學(xué)們?cè)谝黄鹩懻搯栴}和同學(xué)們提出的建議都讓我受益匪淺，更讓我少走了許多彎路。 最后還要感謝百忙中抽時(shí)間對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)審，答辯的老師，辛苦你們了。由于這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間有限，且我們的 設(shè)計(jì)水平也還處于初學(xué)者階段，設(shè)計(jì)中難免有不足，歡迎各位老師和同學(xué)批評(píng)指正。 內(nèi)部資料 請(qǐng)勿外傳 9JWKf wvGt YM*Jgamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 UE9aQ@Gn8xp$Ramp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE% amp。 qYp@Eh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE% amp。 qYp@Eh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEw