【正文】 承，代號是 61807，規(guī)格為 。74235?本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 22 頁共 29 頁6 軸的設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是要確定軸的合理外形，包括各段軸長、直徑及其他細(xì)節(jié)尺寸在內(nèi)的全部結(jié)構(gòu)尺寸，軸的結(jié)構(gòu)受多方面因素的影響，沒有一個(gè)確定形式，而是隨著工作條件與要求的不同而不同。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮三點(diǎn)。1）滿足使用要求。軸上零件在軸上有可靠的軸向固定和周向固定。軸向固定，應(yīng)用廣泛的有軸肩、軸環(huán)、套筒、軸端擋圈及圓螺母。周向固定，軸上零件周向固定的常用方法有：鍵、花鍵聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接、銷聯(lián)接、過盈聯(lián)接等。2）軸的結(jié)構(gòu)工藝性。進(jìn)行軸的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能使軸的形狀簡單，并且具有良好的可加工性和裝配工藝性能。3）提高軸的疲勞強(qiáng)度。軸一般在變應(yīng)力下工作，多數(shù)因疲勞而失效。因此應(yīng)設(shè)法提高軸的疲勞強(qiáng)度。常采取的措施有：改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)外形，改善軸的表面狀態(tài)。 軸長的確定軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，由的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理的方法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常見的是 45 鋼。本次選擇軸的材料也是 45 鋼。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。擬定軸上零件的裝配方案是進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前提，它決定這軸的基本形式。所謂裝配方案，就是預(yù)定出軸上主要零件的裝配方向、順序和祥和關(guān)系。本此離心機(jī)設(shè)計(jì)的裝配方案是：半聯(lián)軸器、軸承、半離合器依次從軸的右端向左安裝。零件在軸上的定位和裝配方案確定后，軸的形狀便大體確定。各軸段說需的直徑在軸上的載荷大小有關(guān)。先確定軸的最小直徑 [10]，如式 61。 （63minPCd??1）mm，此軸段有鍵槽增大 3%， = ???PCd mind式中 P 是離心機(jī)功率，為 4KW；n 是鑄型轉(zhuǎn)速，為 950r/min；C 是計(jì)算常數(shù)，見表 61，取 112。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 23 頁共 29 頁表 61 軸常用材料的 C 值軸的材料 Q2320 35 45 40Cr、35SiMnC 160 148 135 125 118 112 107 102 98輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，選擇輸出軸的直徑為 25mm，半聯(lián)軸器與從動(dòng)軸直徑 28mm，此處設(shè)置一軸肩用來固定半聯(lián)軸器和便于軸承拆卸此段軸承，軸肩不能過高，取 ，此段軸長 15mm。軸承處直徑 35mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半離合器左端面間的距離為 30mm，軸承蓋的寬度為 20mm，所以此段軸長為 50mm，離合器處直徑為 28mm，軸尺寸如圖 61 所示。圖 61 軸尺寸圖 [14][15] 軸的校核對于一般用途的軸，按當(dāng)量彎矩計(jì)算軸的強(qiáng)度或直徑已足夠精確。但由于上述計(jì)算中沒有考慮應(yīng)力集中、軸徑尺寸和表面品質(zhì)等因素對軸的疲勞強(qiáng)度的影響，因此對于重要的軸，還需要進(jìn)行軸危險(xiǎn)截面處的疲勞安全系數(shù)的精確計(jì)算，評定軸的安全裕度。本次設(shè)計(jì)軸的材料為 45 鋼。即建立軸的危險(xiǎn)截面的安全系數(shù)的約束條件。安全系數(shù)的約束條件 [12]，如式 62。 （62）??sSca???2??maks???1a??????1對一般轉(zhuǎn)軸，彎曲應(yīng)力按對稱循環(huán)變化，故 當(dāng)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)或載荷0,/?mmWM隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，考慮到載荷波動(dòng)的實(shí)際情況，彎曲應(yīng)力可作為脈動(dòng)循環(huán)變化考慮，本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 24 頁共 29 頁即 。但多數(shù)情況下，轉(zhuǎn)矩變化的規(guī)律往往難于確定。一般而言，對)2/(WMma??單方向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，常規(guī)之為按脈動(dòng)循環(huán)變化，即 ；若軸經(jīng)常正反)2/(TmaW??轉(zhuǎn)，則應(yīng)按對稱循環(huán)處理，即 。0,/?mTa?對于應(yīng)力循環(huán)嚴(yán)重不對稱或短時(shí)過載嚴(yán)重的軸，在尖峰載荷作用下，可能產(chǎn)生塑性變形，為了防止在疲勞破壞前發(fā)生大的塑性變形，還應(yīng)按尖峰載荷校核的靜強(qiáng)度安全系數(shù)，其強(qiáng)度條件，如式 63。 （6][0020SS???????3） max0?sax0?sS?式中 靜強(qiáng)度計(jì)算安全系數(shù)；0S、 只考慮彎矩和扭矩時(shí)的靜強(qiáng)度安全系數(shù)；??靜強(qiáng)度許用安全系數(shù)；][0、 材料抗彎、抗扭屈服極限；s?、 尖峰載荷所產(chǎn)生的彎曲、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。如式 64。max?a MPa （ ???dTWM4）MPa6..3max?dTam? ????????akS????? .?mak???本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 25 頁共 29 頁（1） ， 分別為材料在彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的對稱循環(huán)疲勞極限，查手冊分別取1???275，140。（2） 許用安全系數(shù)，一般取 ~；??S（3）有效應(yīng)力集中系數(shù)，查手冊取 ， ；52.???k（4）絕對尺寸系數(shù)，按 d=25，查手冊取 ， ；30?9??（5）表面質(zhì)量系數(shù)，按車光，查手冊取 。9.?安全系數(shù)如式 65 得 （~ ??????????S5）故該軸的強(qiáng)度符合要求。 銷與鍵的選取和校核 銷的選取銷 [10]主要用于聯(lián)接和定位。常用的銷有圓柱銷、圓錐銷和開口銷。圓柱銷、圓錐銷可起定位和聯(lián)接作用。開口銷常與帶孔螺栓和六角開槽螺母配對使用，把銷插入螺栓的孔與螺母的槽中，以防螺母松脫。本次設(shè)計(jì)選擇圓錐銷 A 。a 取 ，如表 62 所示。205?表 62 圓錐銷d 5 6 8 10a?L 范圍18~6022~90122~12026~160 鍵的選取鍵 [10]聯(lián)接就是用鍵把軸和軸上的零件聯(lián)接起來的一種結(jié)構(gòu)形式。由于這種聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)，因此獲得了廣泛的應(yīng)用。鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，分為平鍵、半圓鍵、斜鍵等設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)各類鍵的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行選擇。由于在離心機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，所用的鍵都是靜聯(lián)接，要傳遞的轉(zhuǎn)矩也不是很大，故選擇普通平鍵。在該裝置中有四處鍵聯(lián)接分別是：電動(dòng)機(jī)與聯(lián)軸器聯(lián)接，聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，軸與離合器的聯(lián)接，離合器與模具的聯(lián)接。查手冊選取鍵。1）電動(dòng)機(jī)與聯(lián)軸器的聯(lián)接，此處軸直徑 25mm，所以 b h 選擇 8 7，L 取 32。?本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 26 頁共 29 頁2）聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，此處軸直徑 28mm，所以 b h 選擇 8 7，L 取 20。?3）軸與離合器的聯(lián)接，此處軸直徑 28mm，所以取 b h 選擇 8 7，L 取 18。4）離合器與模具的聯(lián)接，此處軸直徑 28mm，所以取 b h 選擇 8 7，L 取 28。? 鍵的校核平鍵聯(lián)接可能的失效形式有：1）在靜聯(lián)接的情況下，較弱零件的工作面可能被壓潰；2）在動(dòng)聯(lián)接的情況下，出現(xiàn)過度磨損；3）鍵被剪斷。實(shí)際上，平鍵聯(lián)接最易發(fā)生的失效形式通常是壓潰和磨損，一般不會(huì)發(fā)生鍵被剪斷的現(xiàn)象。因此，平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度一般只需進(jìn)行擠壓強(qiáng)度或耐磨性計(jì)算，但對重要的場合，也要驗(yàn)算鍵的強(qiáng)度。軸與聯(lián)軸器的材料為 45 鋼，查手冊得 σp=110Mpa根據(jù)鍵的校核公式 [11] ，如式 66 得：dhlT4 （6MPal .3????6） 故滿足擠壓要求。附離心機(jī)整體圖如圖 62 所示。 圖 62 離心機(jī)整體圖本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 27 頁共 29 頁結(jié) 論本課題主要介紹小型滾筒式臥式離心鑄造機(jī)的設(shè)計(jì)，通過此次設(shè)計(jì)我掌握了更多的離心鑄造的相關(guān)知識，基本掌握了整個(gè)工藝流程，這對我以后的工作有著重要而深遠(yuǎn)的意義，通過此次設(shè)計(jì)所得到結(jié)論如下：（1） 首先在接到零件后對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)性分析；其次，在設(shè)計(jì)鑄造工藝之前要了解零件的生產(chǎn)批量，生產(chǎn)要求，對于有疑惑的要及時(shí)與廠家溝通，并將問題解決；然后，對鑄件進(jìn)行工藝分析并進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定離心鑄造工藝方案，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、模具等工藝設(shè)計(jì)。（2） 對于滾筒離心機(jī)來說，根據(jù)零件設(shè)計(jì)出襯套、擋板和后蓋，畫出其零件圖，并組裝成整體模具圖。利用重力系數(shù)公式計(jì)算鑄型轉(zhuǎn)速，再根據(jù)公式計(jì)算轉(zhuǎn)矩，選擇聯(lián)軸器和離合器。掌握了通用機(jī)械零件的工作原理、特點(diǎn)、維護(hù)和設(shè)計(jì)計(jì)算的基本知識，并初步具有設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡單機(jī)械的能力（3） 了解到離心鑄造的特點(diǎn)是金屬液在離心力的作用下充型和凝固，金屬補(bǔ)縮效果好，鑄件外層組織致密，非金屬夾雜物少，機(jī)械性能好。離心鑄造不用造型、制芯，節(jié)省了相關(guān)材料及設(shè)備投入。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 28 頁共 29 頁致 謝大學(xué)的四年學(xué)習(xí)以畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成畫上一個(gè)句號，在這里我首先要感謝我的指導(dǎo)老師賈麗敏，她治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識淵博，視野廣闊，為我營造了一種良好的學(xué)術(shù)氛圍。置身其間，耳濡目染，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了明確的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法。其嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力，與無微不至、感人至深的人文關(guān)懷，令人如沐春風(fēng)，倍感溫馨。正是由于她在百忙之中多次審閱全文，對細(xì)節(jié)進(jìn)行修改，并為本文的撰寫提供了許多中肯而且寶貴的意見，本文才得以成型。在我們寫畢業(yè)論文的初期，她就嚴(yán)格要求我們的每一個(gè)步驟。在我們寫開題報(bào)告和外文翻譯時(shí)，賈老師一遍一遍不辭辛苦地幫我們修改開題報(bào)告和外文翻譯，嚴(yán)格要求每一位同學(xué)，讓每位同學(xué)都不能掉隊(duì)。在準(zhǔn)備畢業(yè)論文時(shí)，賈老師還給每位同學(xué)修改畢業(yè)論文提綱，給我們指明了前進(jìn)的方向。在寫畢業(yè)論文時(shí)老師還一章一章不厭其煩地審閱每一章所寫的內(nèi)容，并第一時(shí)間答復(fù)給我們。賈老師，您為我們付出了太多，在此我要對您說一聲：“ 老師，您辛苦了！ ”。此外，我也要感謝劉瑞玲老師，李立新老師，譚建波老師，史玉芳老師以及李增民老師等各位老師對我的辛勤教育，在您們的幫助下學(xué)到了許多鑄造方面相關(guān)的知識，我順利地完成了四年的大學(xué)學(xué)業(yè)。同時(shí)我還要感謝我的同組同學(xué)，在他的幫助下我才能夠順利的完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著作者。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 29 頁共 29 頁參 考 文 獻(xiàn)1 邊秀房，邢建東，2022（2）：2~32 （3）.哈爾濱工業(yè)大學(xué)，19633 :機(jī)械工業(yè)出版社，20224 ，5 宋慶奎，吳國軍，（77）：19~206 王樹勛，：華南理工大學(xué)出版社，7 （第六卷）：機(jī)械工業(yè)出版社，8 ，1996（1）：42~439 黃毅宏，：機(jī)械工業(yè)出版社，10 ：機(jī)械工業(yè)出版社，11 楊明忠，12 劉鴻文，：高等教育出版社，13 ：機(jī)械工業(yè)出版社，14 蘇風(fēng)亮， ：上?？茖W(xué)普及出版社，15 劉偉