【導(dǎo)讀】料臺架上的鋼坯推入加熱爐進(jìn)行二次加熱過程。本設(shè)計選用了機(jī)械式推鋼機(jī)，在推鋼機(jī)。結(jié)構(gòu)設(shè)計上主要采用了齒輪齒條的結(jié)構(gòu)形式。該機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，整體尺寸適中，傳。動效率高，維修方便，造價較低的優(yōu)點。在本設(shè)計中主要對推鋼機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計和理。論計算，并著重對傳動機(jī)構(gòu)做了詳細(xì)的分析設(shè)計。

　　

【正文】 67） ③ .計算齒寬 b ： 1 0 . 7 4 5 4 2 . 5 2 4 0 1 . 4 6 。dtb d m m? ? ? ? ? ? （ 68） ④ .計算齒寬與齒高之比 。bh 模數(shù) 1154 231 .91 。17tt dm z? ? ? （ 69） 齒高 2 .2 5 7 1 .8 0 。thm?? 5. 59 。 ?? ⑤ .計算載荷系數(shù)： 根據(jù) / ,v m s? 8 級精度，查表的動載荷系數(shù) 。vk ? 直齒輪 1。HFkk???? 查表的使用系數(shù) 1。Ak ? 用插值法查表的 8 級精度，齒輪相對支撐對稱布置時， 2 31. 15 0. 18 0. 31 10H bkbd? ???? ? ? ????? （ 610） 234 0 1 .4 61 .1 5 0 .1 8 0 .3 1 1 0 4 0 1 .4 65 4 2 .5 21 .3 7 。???? ? ? ? ? ?????? 查表得 。Fk ? ? 故載荷系數(shù) A v H Hk k k k k??? ? ? ? （ 611） 1 1 。? ? ? ?? ⑥ .按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： 精品文檔 值得下載 3311 1 .3 85 4 2 .5 2 1 .3ttkdd k? ? ? 。mm? （ 612） ⑦ .計算模數(shù) m ： 11 32 .5 5 。17dm z? ? ? ； 由設(shè)計公式： ? ?3 212 。F a S adFYYkTm z ????? ????? （ 613） 1） .確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值； ① .查表得齒輪軸的彎曲疲勞強度極限 1 500 。FE MPa? ? 齒條的彎曲疲勞強度極限 2 520 。FE MPa? ? ② .取彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 。FNK ? 2 。FNK ? ③ .計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取安全系數(shù) ,s? ，由式得： ? ? 111 0 .9 8 5 0 0 3 5 0 。1 .4F N F EF K M P aS ?? ? ?? ? ? （ 614） ? ? 222 0. 96 52 0 35 6. 57 。1. 4F N F EF K M P aS ?? ? ?? ? ? ④ .計算載荷系數(shù) K 1 1 . 0 1 1 1 . 5 2 1 . 5 3 5 。A V F FK K K K K??? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 615） ⑤ .查取齒形系數(shù) 查表得 1 。FaY ? 2 。FaY ? ⑥ .查取應(yīng)力校正系數(shù) 查表得 1 。SaY ? 2 。SaY ? ⑦ .計算大小齒輪的 ? ?Fa SaFYY?? 并加以比較 ? ?1112 . 9 7 1 . 5 2 0 . 0 1 2 9 。350F a S aFYY? ? ??? 精品文檔 值得下載 ? ?2222 . 8 3 1 . 5 6 0 . 0 1 2 3 8 。3 5 6 . 5 7F a S aFYY? ? ??? 可見齒輪的數(shù)值大。 2） .設(shè)計計算 ? ?3 2183222 1 . 5 3 5 1 . 7 1 0 3 1 . 4 4 。0 . 7 4 1 7F a S adFYYkTmz ??????????? ? ???? 對比計算結(jié)果，由 齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小 m 主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲強度算得的模數(shù) 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 32。m? 按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 1 ,d mm? 算出直齒輪的齒數(shù) 11 55 3. 42 17 .2 9 17 。32dz m? ? ? ? 則齒條齒數(shù) 21 1 7 0 .8 8 1 5 。z z u? ? ? ? ? 這樣設(shè)計出的齒輪傳 動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。 1).分度圓直徑計算 11 3 2 1 7 5 4 4 。d m z m m? ? ? ? ? 22 3 2 1 5 4 8 0 。d m z m m? ? ? ? ? 2） .計算中心距 12 5 4 4 4 8 0 5 1 2 。22dda m m? ?? ? ? （ 616） 3） .計算齒輪寬度 11 0 . 7 4 5 4 4 4 0 0 。db d m m? ? ? ? ? ? 取齒輪寬度和齒條寬度同為 400mm。 5 及附圖 8。 精品文檔 值得下載 齒輪傳動的特點 齒輪傳動是機(jī)械傳動中最重要的傳動之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功 率可達(dá)數(shù)十萬千瓦，圓周速度可達(dá) 200m/s。 齒輪傳動的特點有： 。 。 ，壽命長。 。 但是齒輪傳動的制造及安裝精度要求高，價格較貴，且不宜用于傳動距離要 求過大的場合。齒輪傳動可做成開式，半開式及閉式。 齒輪傳動的設(shè)計計算 ，精 度等級，材料和齒數(shù)： 已知輸入功率小齒輪 21 0 4 5 15 1. 27 2 。p p Kw??? ? ? ? 轉(zhuǎn)速 1 / min。nr? 1） .壓力角 ? 的選擇：一般選取 ? =20176。 2） .齒數(shù)的選擇： 為使輪齒免于根切，對于 ? =20176。的標(biāo)注直齒輪，應(yīng)取 1 17。z? 故小齒輪取 1 19,z?則 大齒輪齒數(shù) 21 4 1 9 7 6z u z? ? ? ? ?。 3） . 精度選擇：對一般機(jī)械，速度不高，選 8級精度 ( 10095 88)。GB ? 4） . 材料選擇：綜合考慮齒輪的工作條件（載荷大小，有無沖擊），加工工藝，經(jīng)濟(jì)性以及材料來源等，查表選擇小齒輪選 40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為 241～ 286HBS；大齒輪選 ZG50SiMn（調(diào)質(zhì)），硬度為 217～ 269 HBS； ： 由設(shè)計公式進(jìn)行試算，即： ? ? 21311 。t Et dHkT zuddu ???? ?? ? ? ???? ?? 1） .確定公式內(nèi)各計算數(shù)值： ① .試選載荷系數(shù) 。tk? 精品文檔 值得下載 ② .計算齒輪轉(zhuǎn)矩 81 1. 03 10 。T N m m? ? ? ③ .選取齒寬系數(shù) 。d bd? ? ? ④ .查表的材料的彈性影響系數(shù) 。EaZ MP? ⑤ .按齒面硬度查表得齒輪軸接觸疲勞強度極限 lim 1 。600HaMP? ? 齒條接觸疲勞強度極限 lim 2 。650HaMP? ? ⑥ .計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ? ? 71 6 0 6 0 1 4 . 0 4 1 2 8 3 0 0 1 5 6 . 0 7 1 0 。ihN n j L? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ─ — 假設(shè)工作壽命 15 年，每年工作 300 天； 7 712 6 . 0 7 1 0 1 . 5 2 1 0 。4NN u ?? ? ? ? ⑦ .查表取接觸疲勞壽命系數(shù)1 。HNK ? 2 。HNK ? ⑧ .計算接觸疲勞許用應(yīng)力： 取失效概率為 1%，安全系數(shù)為 S=1； ? ? 1 l im 11 600 594 。H N HHaK MPS ?? ?? ? ? ? ? ? 2 l im 22 0. 95 65 0 61 7. 5 。H N HK MPS ?? ?? ? ? ? 2） .計算： ① . 試算齒輪分度園直徑 1td ，代入 ??H? 中較小的值：? ?2131 12 .3 2t EtdHkT zudu ???? ?? ? ???? ??283 1 .3 1 .0 3 1 0 4 1 1 8 9 .82 .3 2 0 .6 4 5 9 43 6 0 .5 0 。mm? ? ? ??? ? ? ?????? ② .驗算圓周速度 v： 11 3 6 0 .5 1 4 .0 4 0 .2 6 / 。6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdnv m s? ? ??? ? ??? ③ .計算齒寬 b ： 1 0 . 6 3 6 0 . 5 2 1 6 . 3 0 。dtb d m m? ? ? ? ? ? 精品文檔 值得下載 ④ .計算齒寬與齒高之比 。bh 模數(shù) 11 。19tt dm z? ? ? 齒高 2 . 2 5 2 . 2 5 1 8 . 9 7 4 2 . 6 9 。th m m m? ? ? ? 5. 10 。 ?? ⑤ .計算載荷系數(shù)： 根據(jù) / ,v m s? 8 級精度，查表的動載荷系數(shù) 。vk ? 直齒輪 1。HFkk???? 查表得使用系數(shù) 1。Ak ? 用插值法查表得 8 級精度，齒輪相對支撐對稱布置時，由 5. 10 。 ?? 得 。Hk ? ? 查表得 。Fk ? ? 故載荷系數(shù) A v H Hk k k k k??? ? ? ? 1 1. 02 1 1. 44 31. 47 。? ? ? ?? ⑥ .按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： 3311 1 .4 73 6 0 .5 0 1 .3ttkdd k? ? ? 。mm? ⑦ .計算模數(shù) m ： 11 19 .7 7 。19dm z? ? ? ； 由設(shè)計公式： ? ?3212 。F a S adFYYkTm z ????? ????? 1） .確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值； ① .查表得小齒輪 的彎曲疲勞強度極限 1 500 。FE MPa? ? 大齒輪的彎曲疲勞強度極限 2 525 。FE MPa? ? 精品文檔 值得下載 ② .取彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 。FNK ? 2 。FNK ? ③ .計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取安全系數(shù) ,s? ，由式得： ? ? 111 0 .9 8 5 0 0 3 5 0 。1 .4F N F EF K M P aS ?? ? ?? ? ? ? ? 222 0 .9 7 5 2 5 3 6 3 .7 5 。1 .4F N F EF K M P aS ?? ? ?? ? ? ④ .計算載荷系數(shù) K 1 1 . 0 2 1 1 . 3 3 1 . 3 5 7 。A V F FK K K K K??? ? ? ? ? ? ? ? ? ⑤ .查取齒形系數(shù) 查表得 1 。FaY ? 2 。FaY ? ⑥ .查取應(yīng)力校正系數(shù) 查表得 1 。SaY ? 2 。SaY ? ⑦ .計算大小齒輪的 ? ?Fa SaFYY?? 并加以比較 ? ?1112 . 8 5 1 . 5 4 0 . 0 1 2 5 4 。350F a S aFYY? ? ??? ? ?2222 . 2 3 1 . 7 6 0 . 0 1 0 7 9 。3 6 3 . 7 5F a S aFYY? ? ??? 可見小齒輪的數(shù)值大。 2） .設(shè)計計算 ? ?3 2183222 1 .3 5 7 1 .0 3 1 0 1 9 .2 9 。0 .6 1 9F a S adFYYkTmz ??????????? ? ???? 對比計算結(jié)果，由 齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小 m 主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲強度算得的模數(shù) 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 20。m? 按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 1 ,d mm? 并圓整取 1 380 ,d mm? 算出小齒輪的齒數(shù) 精品文檔 值得下載 11 380 19 。20dz m? ? ? 則大齒輪齒數(shù) 21 1 9 4 7 6 。z z u? ? ? ? ? 取 2 78,z ? 這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。 1).分度圓直徑計算 11 2 0 1 9 3 8 0 。d m z m m? ? ? ? ? 22 2 0 7 8 1 5 6 0 。d m z m m? ? ? ? ? 2） .計算中心距 12 38 0 15 60 97 0 。22dda m m? ?? ? ? 3） .計算齒輪寬度 11 0 . 6 3 8 0 2 2 8 。db d m m? ? ? ? ? ? 取小齒輪寬度 1 230 ,B mm? 取大齒輪寬度為 2 200B mm? 。 4 及附圖 6。 精品文檔 值得下載 第七章 軸系零部件 軸是機(jī)械設(shè)備中的重要零件之一，它的主要功能是直接支承回轉(zhuǎn)零件，如齒輪、車輪和帶輪等，以實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動并傳遞動力 ,軸要由軸承支承以承受作用在軸上的載 荷。這種起支持作用的零部件稱為支承零部件。而且有很多的軸上零件需要彼此聯(lián)接，它們的性能互相影響，所以將軸及軸上零部件統(tǒng)稱為軸系零部件。 概述 軸是 組成 機(jī)器的重要零件，其功用是支承旋轉(zhuǎn)零件（如齒輪、帶輪等），并傳遞運動和動力。 根據(jù)受載情況，軸可分為三類： (1)心軸。承受彎矩（ M），不傳遞轉(zhuǎn)矩（ T）的軸，如圖 ）所示自行車前輪軸（固定心軸）和圖 ）所示火車車輪軸（轉(zhuǎn)動心軸）。 (2)傳動軸。以傳遞轉(zhuǎn)矩為主，不承受彎矩或承受很小彎矩的軸，如汽車 的傳動軸（圖）。 (3)轉(zhuǎn)軸。既傳遞轉(zhuǎn)矩，又承受彎矩的軸，如圖 所示的齒輪軸。 圖 汽車的傳動軸 圖 齒輪軸 a） b） 圖 固定心軸和轉(zhuǎn)動心軸 精品文檔 值得下載 軸的 失效 多為疲勞破壞，所以軸的材料應(yīng)滿足強度、剛度、耐磨性等方面的要求，常用的材料有： 1).碳素鋼。對較重要或傳遞載荷較大的軸，常用 3 45 和 50 號優(yōu)質(zhì)碳素鋼，其中 45 鋼應(yīng)用最廣泛。這類材料的強度、塑性和韌性等都比較好。進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火處理可提高其機(jī)械性能。對不重要或傳遞載荷較小的軸，可用 Q23 Q275 等普通碳素鋼。 2).合金鋼。合金鋼具有較好的機(jī)械性能 和淬火性能。但對應(yīng)力集中比較敏感，價格較高，多用于有特殊要求的軸，如要求重量輕或傳遞轉(zhuǎn)矩大而尺寸又受到限制的軸。常用的低碳合金鋼有 20Cr、 20CrMnTi 等，一般采用滲碳淬火處理，使表面耐磨性和芯部韌性都較好。合金鋼與碳素鋼的彈性模量相差不多，故不宜用合金鋼來提高軸的剛度。 3).球墨鑄鐵。球墨鑄鐵具有價廉、吸振性好、耐磨，對應(yīng)力集中不敏感，容易制成復(fù)雜形狀的軸等特點。但品質(zhì)不易控制，可靠性差。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計就是根據(jù)工作條件，確定軸的合理外形，各段軸徑和長度以及全部結(jié)構(gòu)尺寸。為了便于裝拆，一般的轉(zhuǎn)軸均為中間大、兩端小的階梯軸。軸與軸承配合處的軸段稱為軸頸，安裝輪轂的軸段稱為軸頭，軸頭與軸頸間的軸段稱為軸身。階梯軸上截面尺寸變化的部位，稱為軸肩和軸環(huán)。軸肩和軸環(huán)常用于軸上零件的定位。齒輪由右方裝入，依靠軸環(huán)限定軸向位置，右端的聯(lián)軸器和左端的軸承靠軸肩定位。為了固定軸上的零件，軸上還設(shè)有其他相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，如右端制有安裝軸端擋圈用的螺紋孔；軸上開有鍵槽，通過鍵聯(lián)接實現(xiàn)齒輪的周向固定。為便于加工和裝配，軸上還常設(shè)有倒角、中心孔和退刀槽等工藝結(jié)構(gòu)。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng) 滿足：①軸上零件定位準(zhǔn)確，固定可靠；②軸上零件便于裝拆和調(diào)整；③具有良好的制造工藝性；④盡量減少應(yīng)力集中。 軸的結(jié)構(gòu)形式取決于軸上零件的裝配方案。應(yīng)擬定幾種不同的裝配方案， 以便 進(jìn)行比較與選擇，以軸的結(jié)構(gòu)簡單，軸上零件少為佳。 初步 設(shè)計 時，還不知道軸上支反力的作用點，故不能按軸的彎矩計算軸徑。通常按扭轉(zhuǎn)強度來初步估算軸的最小直徑，求得最小直徑后可按擬訂的裝配方案，從最小直徑精品文檔 值得下載 起逐一確定各段軸的直徑和長度。設(shè)計時應(yīng)考慮各軸徑應(yīng)與裝配在該軸段上的傳動件、標(biāo)準(zhǔn)件的孔相匹配。軸的各段長度可根據(jù)各零件與軸配合部分的軸向尺 寸確定。為保證軸向定位可靠，軸頭長一般比與之配合的輪轂長縮短 2～ 3mm。 軸上零件的軸向定位及固定的方式常用軸肩、軸