【導讀】采用液壓缸控制技術模擬加載載荷，采用千分表對關節(jié)軸承。確定了方案后進行了相關的參數(shù)計算。軸的設計計算，平鍵的選擇于校。繪制了機械結構圖紙，液壓原理圖、機架結構圖以及夾具零件圖等。

　　

【正文】 電磁鐵 YA10 得電，二位二通閥工作，實現(xiàn)喂線。 圖 38 液壓原理圖 第 3 章 打包機液壓系統(tǒng)分析 29 小結 對液壓系統(tǒng)進行介紹和分析，同時對液壓系統(tǒng)的設計進行分析，根據(jù)第2章所確定的方案，設計液壓原理圖，并作簡單介紹。 第 4 章 扭結機構中各參數(shù)的確定 29 mNlFM N ??????? ? 481068000 3 第 4 章 扭結機構中各參數(shù)的確定 本章主要是確定扭結機構中的各個部件，并計算相關的參數(shù)。如 ：軸的設計計算，齒輪的設計計算等。 液壓馬達的確定 打結過程中，認為捆線的屈服主要是由拉力影響的，所以在打結過程中，捆線材料的拉應力應小于其強度極限，大于其屈服極限。 捆線材料 Q195，直徑 6mm，屈服極限為 195MPa，強度極限為 320 MPa。 由拉應力： AFN?? 即 .........................(41) 又 23 )106(4 ???? ?A ................................(42) 其中 NF 為扭結力， A為捆線材料的橫截面積。 由上述兩式得： NF 取 FN = 8000 N 則扭結輪產生的轉矩： 考慮效率，液壓馬達輸出轉矩： 39。M = = ?m 設完成一次打結，扭結輪需要轉三圈，所需時間為 1s，則扭結齒輪的轉速 扭n = 3r / s =180r /min 。 現(xiàn)取扭結齒輪齒數(shù)為 18，中間大齒輪齒數(shù)為 60，驅動輪齒數(shù)為 20。 則液壓馬達的轉速： 由馬達輸出轉矩和轉速選擇型號為： ZM180 的柱塞馬達。 扭結輪淬火，中間大齒輪正火，驅動輪調質 1. 直齒輪 2. 精 度等級：《機械設計》 P46 表 32，取 8級。 3. 材料個熱處理：《機械設計》 P47 表 33， 45，扭結輪淬火，中間大輪正火，驅動輪調質。 4. z1 = 20， z2 =60 ， z3 =18 r / m in1622018180 ???馬n66 103 2 0101 9 5 ???? AF N第 4 章 扭結機構中各參數(shù)的確定 30 5. Φ d ：《機械設計》 P65 表 37，取 Φ d = Φ d 圓柱齒輪的齒寬系數(shù) 驅動輪分度圓直徑 1d .......................(43) (1) . K=KA KVKα Kβ = = KA ：《機械設計》 P53 表 34， KA =（載荷平穩(wěn)） KV ：《機械設計》 P53 圖 311(a)8 級，先假設 V=4m/s 則 VZ 247。 100 = KV = Kα ：《機械設計》 P55 313 對于標準和未經修緣的齒輪傳動， ξ α 可按下式近似計算。 ....................(44) .................. (45) 式中 b齒輪寬度 ξ γ =ξ α +ξ β = Kα = Kβ ：《機械設計》 56 P 圖 317， β K = 式中 K 載荷系數(shù)； KA 使用系數(shù)； KV 動載系數(shù)； Kα 齒間載荷分配系數(shù)； Kβ 齒向載荷分布系數(shù)。 (2). ZE ZH Zξ Zβ = 1 = MPa ZE ：《機械設計》 P58 表 35， ZE = MPa ZH ：《機械設計》 P58 圖 319,ZH = ? ?213112 ????????????? HHEdZZZZKTd??? ?? ??????? ?????? ????a? ??????? ??? Zmb dnb第 4 章 扭結機構中各參數(shù)的確定 31 mmKKdd 339。339。 ?????smsmvZ /????? ? 11134 ????????????? ?????Z Zξ ： Zβ ： Zβ =1 式中 ZE 彈性系數(shù)； ZH 節(jié)點區(qū)域系數(shù)； Zξ 重合度系數(shù)； Zβ 螺旋角系數(shù)。 (3).接觸疲勞壽命系數(shù) KHN P65 圖 325， N1=60n1Lh=60 200 (3 300 3 8)= 108 N2=60n2Lh=N1/i= 108 從 P65圖 325 可知： KHN1=KHN2=1。 SH=1。 [σ H1]=σ Hlim1KHN1=550MPa。 [σ H2]=σ Hlim2KHN2=450MPa。 取 [σ ]H=450MPa (4).相關數(shù)值代入設計公式 43 得 (5).校核齒輪圓周速度 由 P53圖 311(a)可知 KV39。= 39。39。 ????? KKKK VVmmd )13( 2331 ????????? ??????smsmdnv /4/ 0 0 060 0 0 060 11 ??? ????? ?第 4 章 扭結機構中各參數(shù)的確定 32 ????? aY ???3cosZZv ?? ?HSaFanF YYYYmbd KT ?? ?? ??? 111 11 21122122222 2SaFaSaFaFSaFanF YYYYYYYYmbd KT ??? ?? ?? 確定齒輪的尺寸 (1). 齒輪模數(shù) mn =d / z = / 20 = 《機械設計》 P46 表 31， mn =3mm 式中 d齒輪分度圓直徑； Z齒輪齒數(shù)。 (2). 中心距 a = mn(Z1 +Z2)/2 = 3 (20 +60) / 2 =120mm (3). 分度圓直徑 d d1 =mn Z1 = 3 20=60mm d2 = mn Z2= 3 60=180mm (4). 齒寬 b b=Φ d?d1 = 60= 60 mm 取 b2= 60mm b1 =65mm 校核齒根彎曲疲勞強度并確定最終的齒輪尺寸 .........................(46) .....................(47) 式中 YFa 齒形系數(shù)，按當量齒數(shù) , 由《機械設計》圖 321查取； Ysa 應力修正系數(shù)，按當量齒數(shù) ZV由《機械設計》圖 322查取； Yξ 重合度系數(shù)，按《機械設計》式 311計算； Yβ 螺旋角系數(shù)。 ,Yξ Yβ = 1。 ， Ysa 第 4 章 扭結機構中各參數(shù)的確定 33 8031202 ????? ? mmZZma n 1 1 72 32 ???? ?? ? 22131 FFFFM P aM P a?????????????????? ????? ?? ? M P aK M P aKFNFFFNFF 39042022lim211lim1 ??? ??? ?? ??FFNFF S Klim][ ?? ? ZV1 =Z1 =20 ,ZV2 = Z2 =60 《機械設計》 P59 圖 321可知， YFa1 =， YFa2 = 由圖 322 可知， Ysa1 =， Ysa2 = 3. 彎曲許用應力 [σ ]F ........................(48) 式中 σ F lim齒輪材料的彎曲疲勞強度極限； KFN 彎曲疲勞壽命系數(shù)； S F彎曲疲勞強度安全系數(shù)。 由《機械設計》 P67 圖 328可知 σ F lim HB1 =240 σ Flim1=420MPa HB2 =190 σ Flim2=390MPa 由《機械設計》 P65 圖 326可知 KFN ： N1= 108 KFN1 =1 N2 = 108 KFN 2=1 1?FS 將數(shù)據(jù)帶入式（ 48）中得： 代入公式（ 36）（ 37）中得： 強度合適 扭結齒輪： 齒數(shù) 18，齒寬 b3 =65mm，模數(shù) mn =3mm d 3=mnZ=54mm 取 a=120mm 第 4 章 扭結機構中各參數(shù)的確定 34 32516922 52729322001001????????????????????????WPP 5 2 2 0 01 ??? ?取 Z3=20 d 3=mnZ=60mm 軸設計計算及軸承和鍵的 選擇 扭結齒輪的功率： P = Fv = 8000 = 5200W 則軸 1的功率 （ 為齒輪的效率） 1軸轉速 n1 =180r /min 轉矩 T1 = N ?m 與 1 軸連的齒輪齒寬 b1 =65mm 節(jié)圓直徑 d1 =60mm 選材料，軸承潤滑方式，密封方式 1. 材料： 45 調質處理 《機械設計手冊》單行本擠壓強度極限， σ b=650MPa 擠壓屈服點 σ s =360MPa 由《機械設計》 P122 表 75可知： σ ?1= b=293MPa σ 0= b=527MPa τ ?1= b=169MPa τ 0= b=325MPa σ ?1 拉壓對稱循環(huán)疲勞極限； σ 0 拉壓脈動循環(huán)疲勞極限； τ ?1扭剪對稱循環(huán)疲勞極限； τ 0 扭剪脈動循環(huán)疲勞極限。 則： 2. 軸潤滑及密封 V=2m/s 脂潤滑，氈圈密封 結構設計 1. 外 形： 第 4 章 扭結機構中各參數(shù)的確定 35 mmdd 0 031 m in39。m in ??????? ??mmd 70 7 3m in ???WPP 5 2 2 0 01 ??? ?nPcd3min ?? 2. 箱體尺寸（ 由齒輪大小決定） b=65mm 齒輪與箱體內腔邊的距離 a=10～ 15mm，取 a=12mm 箱體厚度 δ =10mm 3. 初算 dmin ....................................(49) 由《機械設計》 P116表 72 可知 C=107～ 118，取 C=107 又