【導(dǎo)讀】下載后請留上你的郵箱號或QQ號或給我的QQ留言：。我可以將壓縮包送給你。歡迎朋友下次光臨！??！3.完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2.計(jì)算過程詳細(xì)、完全。3.公式的字母含義應(yīng)標(biāo)明，有時(shí)還應(yīng)標(biāo)注公式的出處。4.內(nèi)容條理清楚，按步驟書寫。20**.—20**.畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。2.《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》，遼寧科技出版社。3.《機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊》，上?？萍汲霭嫔?。

　　

【正文】 都需要淬火。 齒輪的校核（接觸疲勞強(qiáng)度）： ∵ 計(jì)算齒輪強(qiáng)度用的載 荷系數(shù) K，包括使用系數(shù) AK ,動(dòng)載荷系數(shù) VK ,齒間載荷分配系數(shù) ?K 及齒向載荷分布系數(shù) ?K ，即： K ?? KKKK vA? =179。 179。 179。 = ??????????? () 查表得： ?Z = HZ = EZ = H? = HZ EZ ?Z ubduK 21)1(2 ?? ????????????? () 將數(shù)據(jù)代入得： H? ? 1100mpa 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度滿足，因此接觸的應(yīng)力小于許用的接觸應(yīng)力。其它齒輪也符合要求，故其余齒輪不在驗(yàn)算，在此略去。 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 各傳動(dòng)軸軸徑的估算 滾動(dòng)軸承的型號是根據(jù)軸端直徑確定的，而且軸的設(shè)計(jì)是在初步計(jì)算軸徑的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因此先要初算軸徑。軸的直徑可按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法用下列公式進(jìn)行估算。 30 nPAd? mm ?????????????????? () 對于 空心軸，則 mm3 40 )n(1 PAd ?? ????????????????? () 式中， P —— 軸傳遞的功率， kW； n —— 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速， r/min； 0A —— 其經(jīng)驗(yàn)值見表 153； 取β的值為 。 （ 1）、計(jì)算各傳動(dòng)軸傳遞的功率 P 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁 共 114 頁 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選擇可知，本次設(shè)計(jì)所選用的電動(dòng)機(jī)額定功率kWNd ? 各傳動(dòng)軸傳遞的功率可按下式計(jì)算： ??? dNP ???????????????? () η —— 電機(jī)到傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)效率； 由傳動(dòng)系統(tǒng)圖可以看出，本次設(shè)計(jì)中采用了聯(lián)軸器和齒輪傳動(dòng)，則各軸傳遞的功率為： 1? = ， 2? = ， 3? = 4? = 所以，各傳動(dòng)軸傳遞的功率分別為： kWNP d 8 4 ??????? ? kWPP ?????? ? kWPP ?????? ? ?????? 1 ?PP (2) 估算各軸的最小直 徑 本次設(shè)計(jì)中，考慮到主軸的強(qiáng)度與剛度以及制造成本的經(jīng)濟(jì)性，初步選擇主軸的材料為 40Cr，其它各軸的材料均選擇 45鋼，取 A0 值為 115，各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速圖得出： n1j=1002r/min, n2j=631r/min, n3j=315r/min, n4j=250r/min, 所以各軸的最小直徑為： mmd 31 ??? mmd 32 ??? mmd 33 ??? mmd 34 ??? 在以上各軸中，每根軸都開有平鍵或花鍵，所以為了使鍵槽不影響軸的強(qiáng)度，應(yīng)將軸的最小直徑增大 5%，將增大后的直徑圓整后分別取各軸的最小直徑湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁 共 114 頁 為： minⅡd =18mm , minⅢd =23mm , minⅣd =34mm , minⅤd =46mm 各軸段長度值的確定 各軸段的長度值，應(yīng)根據(jù)主軸箱的具體結(jié)構(gòu)而定，且必須滿足以下的原則： （ 1）、應(yīng)滿足軸承及齒輪的定位要求； （ 2）、應(yīng)滿足滑移齒輪安全滑移的要求； 軸的剛度與強(qiáng)度校核 根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，需選擇除主軸外的一根軸進(jìn)行強(qiáng)度校核，而主軸必須進(jìn)行剛度校核。在此選擇第Ⅲ根軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。 （ 1）、第 三 根軸的強(qiáng)度校核 1)、軸的受力分析 及受力簡圖 由主軸箱的展開圖可知，該軸的動(dòng)力源由電動(dòng)機(jī)通過齒輪傳遞過來，而后通過一個(gè)三聯(lián)齒輪將動(dòng)力傳遞到下一根軸。其兩端通過一對角接觸球軸承將力轉(zhuǎn)移到箱體上去。由于傳遞的齒輪采用的直齒圓柱齒輪，因此其軸向力可以忽略不計(jì)。所以只要校核其在 xz平面及 yz 平面的受力。軸所受載荷是從軸上零件傳來的，計(jì)算是，常將軸上的分布載荷簡化為集中力，其作用點(diǎn)取為載荷分布段的中點(diǎn)。作用在軸上的扭矩，一般從傳動(dòng)件輪轂寬度的中點(diǎn)算起。通常把軸當(dāng)作鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點(diǎn)與軸承的類型和布置方式有關(guān)。其受力簡圖如下： 在 xz 平面內(nèi) ： R2Ft2Ft1R1DCBAb= 25l=4 50a=1 10 在 yz 平面內(nèi)： 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁 共 114 頁 T2T1a=1 10l=4 50b= 25AB CDR139。Fr1Fr2 R239。 2）、作出軸的彎矩圖 根據(jù)上述簡圖，分別按 xz平面及 yz 平面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩，并按計(jì)算結(jié)果分別作出兩個(gè)平面的上的彎矩圖。 在 xz 平面內(nèi)，根據(jù)力的平衡原理可得： R1+R2+Ft2=Ft1 ??????????????????? () 將各個(gè)力對 R1 取矩可得： Ft1179。 a=Ft2179。（ lb） +R2179。 l ?????????????? () ∵ Ft1=2PⅡ/d7 ?????????????????? () Ft2=2PⅢ/d11 ?????????????????? () 由以上兩式可解出： R1=Ft1（ la） /lFt2179。 b/l ?????????????? () R2=Ft1179。 a/lF2xz+Ft2179。 b/l ?????????????? () 由于有多個(gè)力的存在，彎矩?zé)o法用一個(gè)方程來表示，用 x來表示所選截面距R1 的距離，則每段的彎矩方程為： 在 AB段： M=R1179。 x （ a≥ x≥ 0） 在 BC段： M=R1179。（ a+x） Ft1179。 x （ lb≥ x≥ a） 在 CD段： M=R2（ lx） （ l≥ x≥ lb） 則該軸在 xz平面內(nèi)的彎矩圖為： 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁 共 114 頁 DCBAXM同理可得在 yz 平面內(nèi)的彎矩圖為： MXABCD 3)、作出軸的扭矩圖 由受力分析及受力簡圖可知，該軸只在 yz 平面內(nèi)存在扭矩。其扭矩大小為： T1=Ft1178。 r7 T2=Ft2178。 r11 ??????? () 則扭矩圖為： XT 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁 共 114 頁 4）、作出總的彎矩圖 由以上求得的在 xz、 yz 平面的彎矩圖，根據(jù) M= 22 yzxz MM ? 可得總的彎矩圖為： DCBAXM 5）、作出計(jì)算彎矩圖 根據(jù)已作出的總彎矩圖和扭矩圖，則可由公式 Mca= 22 )( TM ?? 求出計(jì)算彎矩，其中α是考慮扭矩和彎矩的加載情況及產(chǎn)生應(yīng)力的循環(huán)特性差異的系數(shù)，因通常由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)的變應(yīng)力，而扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力則常常不是對稱循環(huán)的變應(yīng)力，故在求計(jì)算彎矩時(shí)，必須計(jì)及這種循環(huán)特性差異的影響。即當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，取α≈ ；扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取α≈ ；若扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力也為對稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，則取α =1。應(yīng)本次設(shè)計(jì)中扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力，所以取α≈ ，則計(jì)算彎矩圖為： 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁 共 114 頁 MXABCD6）、校核軸的強(qiáng)度 選擇軸的材料為 45 鋼，并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查得其許用彎曲應(yīng)力為 60MP，由計(jì)算彎矩圖可知，該軸的危險(xiǎn)截面在 B 的作用點(diǎn)上，由于該作用點(diǎn)上安裝滑移齒輪，開有花鍵，由機(jī)械設(shè)計(jì)可查得其截面的慣性矩為： W= [π d4+（ Dd）（ D+d） 2zb]/32D ???????????????? () 其中 z為花鍵的數(shù)目，在本次設(shè)計(jì)中， z=6， D=28mm， d=23mm， b=6mm 所以其截面的慣性矩為 W= 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪受力計(jì)算公式可得圓周力與徑向力： Ft=2T1/d1 Fr=Ft179。 tgα ??????????? () 其中 T1為小齒輪傳遞的扭矩， N178。 mm；α為嚙合角，對標(biāo)準(zhǔn)齒輪，取α =20? ；而 Ft 與 Fr分別對應(yīng)與 xz平面及 yz 平面的力。各段軸的長度可從 2 號 A0 圖中得出，則根據(jù)前面的公式可得出該軸危險(xiǎn)截面的計(jì)算彎矩為： Mca=178。 m，則該軸危險(xiǎn)截面所受的彎曲應(yīng)力為：δ ca=≈ ≤ 60MP，所以該軸的強(qiáng)度滿足要求。 （ 2）、主軸的剛度校核 1）、主軸材料的選擇 考慮到主軸的剛度 和 強(qiáng)度，選擇主軸的材料為 40Cr，并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理； 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁 共 114 頁 2）、主軸結(jié)構(gòu)的確定 ①主軸直徑的選擇 根據(jù)機(jī)床主電機(jī)功率來確定 1D (參考《金屬切削機(jī)床》（下）的 154 頁 )： ∵ P＝ 4KW，屬于中等以上轉(zhuǎn)速，中等以下載荷的機(jī)床 ∴可取 mmD 70~601 ? ②主軸內(nèi)孔直徑 444 4400 1)(164/ 64/)( ??? ??????? DdD dDIIKK ????????? () 其中 0K ， 0I 空心主軸的剛度和截面慣性矩 K, I 實(shí)心主軸的剛度和截面慣性矩 當(dāng) ?? 則主軸的剛度急劇下降，故取 ? 主軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)主軸上應(yīng)安裝的組件以及在主軸箱里的具體布置來確 定，主軸的具體結(jié)構(gòu)已在三維圖上表達(dá)清楚，在此不在繪出。 其中： ?D D= ?D d＝ 18 141?d L=73 3）、主軸的剛度驗(yàn)算 ①軸的變形和允許值 軸上裝齒輪和軸承處的繞度和傾角（ y 和 ? ）應(yīng)該小于彎曲變形的許用值? ? ? ??和y 即 y ??y? ?? ??? 軸的類型 ??y （ mm） 變形部位 ??? （ rad） 一般傳動(dòng)軸 ~ 裝向心軸承處 剛度的要求較高 裝齒輪處 安裝齒輪軸 （ ~） m 裝單列圓錐滾子軸承 其中： L表跨距， m表模數(shù) ② 軸的變形計(jì)算公式 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁 共 114 頁 計(jì)算軸本 身彎曲變形產(chǎn)生的繞度 y及傾角 ? 時(shí)，一般常將軸簡化為集中載荷下的簡支梁。按材料力學(xué)相關(guān)公式計(jì)算，主軸的直徑相差不大且計(jì)算精度要求不高的時(shí)候，可把軸看作等徑軸，采用平均直 d來計(jì)算，計(jì)算花鍵時(shí)同樣選擇用平均直徑 圓軸： d idi?? ???????????????????? () 慣性矩： I= 644id? ???????????????????? () 矩形花鍵軸： d1= 2dD? ?????????????????? () ?id 6442? ?????????????????? () 慣性矩： 64 ))((6 24 dDdDzdI ???? ? ??????????? () ③ 軸的分解和變形合成 對于復(fù)雜受力的變形，先將受力分解為三個(gè)垂直面上的分力，應(yīng)用彎曲變形公式求出所求截面的兩個(gè)垂直平面的 ? 和 y。 然后進(jìn)行疊加，在同以平面內(nèi)的可進(jìn)行代數(shù)疊加，在兩平面內(nèi)的按幾何公式，求出該截面的總繞度和總傾角 ④ 危險(xiǎn)工作面的判斷 驗(yàn)算剛度時(shí)應(yīng)選擇最危險(xiǎn)的工作條件進(jìn)行，一般時(shí)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速低傳動(dòng)齒輪的直徑小，且位于軸的中央時(shí)，軸受力將使總變形劇烈，如對：二、三種工作條件難以判斷那一種最危險(xiǎn)，就分別進(jìn)行計(jì)算，找到最大彎曲變形值 ? 和 y。 ⑤ 提高軸剛度的一些措施 加大軸的直徑，適當(dāng)減少軸的跨度或增加第三支承，重新安排齒輪在軸上的位置改變軸的布置方位等。 ⑥ 軸的校核計(jì)算 軸的計(jì)算簡圖在 xz平面內(nèi)： 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁 共 114 頁 F 1F 2R 2 R 1 同理可得在 yz平面內(nèi)的受力圖，在此不在畫出。 主軸的傳動(dòng)功率： P 主 = 46 ?? = ????????????????? () 主軸轉(zhuǎn)矩： T 主 = 250 6 ?? =156900 mmN? ???????? () 支點(diǎn)上的力： NdFtB 5 ????? 主 ???????? () NdF tC 209235 5 ????? 主 ????????? () 根據(jù)彎矩平衡： 0)408623()329623(623 ??????? tBtcHE FFR ???? () 求得： RHE= 根據(jù)力得平