【正文】 由于能力有限，本設(shè)計(jì)中仍舊有許多不甚完善的地方，但經(jīng)過這次設(shè)計(jì),我的基礎(chǔ)理論知識(shí)得到了很大的豐富和鞏固, 設(shè)計(jì)能力得到了鍛煉和提高，并熟練掌握了 AutoCA 等繪圖軟件，最重要的是鍛煉了我的意志和完成較復(fù)雜任務(wù)的計(jì)劃思維，使我懂得了如何在困難中繼續(xù)前進(jìn)，這些東西都會(huì)對(duì)我在以后的人生道路中繼續(xù)前進(jìn)有很大的幫助。通過設(shè)計(jì)，掌握了不少東西，進(jìn)一步學(xué)學(xué)會(huì)了對(duì)知識(shí)的融會(huì)貫通，提高了自己分析，設(shè)計(jì)的能力。中 北 大 學(xué) 2022 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書第 46 頁 共 49 頁4 結(jié)論 在三個(gè)多月的設(shè)計(jì)過程中，查閱了大量的資料，請(qǐng)教了不少的老師和同學(xué)，并且對(duì)卷簾機(jī)在農(nóng)業(yè)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了實(shí)地的考察，進(jìn)一步拉近了學(xué)校與社會(huì)的距離。S? ][?S求的螺栓危險(xiǎn)截面的直徑為 （）???][?Fd為了增大安全系數(shù)，按粗牙普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)，選取螺紋公稱直徑 d=24mm4)按擠壓及剪切進(jìn)行校核查手冊(cè)得 =100MPa ， =60MPa][p?][?擠壓強(qiáng)度條件為= （）min0ldFP?MPa][p? （）??][?故螺栓滿足要求5)確定法蘭的幾何參數(shù)中 北 大 學(xué) 2022 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書第 45 頁 共 49 頁在已知螺栓直徑的基礎(chǔ)上取法蘭的直徑 D=184mm，厚度 B=30mm.因?yàn)榉ㄌm的材料強(qiáng)度與螺栓接近，而且材料用量遠(yuǎn)大于螺栓，因此法蘭的強(qiáng)度校核可以省略，則法蘭連接的設(shè)計(jì)已基本結(jié)束。對(duì)稱布置。又因?yàn)榉ㄌm之間依靠螺栓連接，因此首先設(shè)計(jì)螺栓的連接。Ra?2. HT200，鑄造成型。直徑間隙 ， 取軸瓦壁厚為 。 根據(jù)無潤滑軸承的寬徑比范圍，取寬徑比為 。中 北 大 學(xué) 2022 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書第 43 頁 共 49 頁卷簾機(jī)要長年在戶外作業(yè),外界環(huán)境對(duì)滑動(dòng)軸承的影響巨大,為了方便安裝，維護(hù)以及更換滑動(dòng)軸承。至此絞盤的設(shè)計(jì)即將結(jié)束。按扭轉(zhuǎn)校核絞盤的強(qiáng)度，根據(jù)公式 0[]TW???為單個(gè)絞盤所受的扭矩 = = 0T0TFrW 為抗扭截面模量 =3()16Dd???=?查手冊(cè)知 =20MPa[]則 ?可知絞盤的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度是合理的。 1)擬定絞盤的結(jié)構(gòu)方案結(jié)合絞盤與卷繩管的配合，現(xiàn)選用圖 所示的方案中 北 大 學(xué) 2022 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書第 42 頁 共 49 頁2)根據(jù)定位要求確定其幾何參數(shù)(1)因?yàn)榫砝K管與絞盤利用卷繩管上的凸臺(tái)來傳遞扭矩，所以為了滿足卷繩管的周向定位要求，絞盤與卷繩管聯(lián)接處需挖出一段鍵槽，根據(jù)已知鍵槽的截面，鍵槽利用鑄造成型，長為 35mm，兩個(gè)鍵槽對(duì)稱分布。絞盤為普通機(jī)件，且戶外作業(yè)轉(zhuǎn)速低，故要求的精度不高，選擇材料為灰鑄鐵 HT200 鑄造。mlEIMtk/21卷繩管所受的負(fù)載扭矩為KN對(duì)連結(jié)在一起的兩個(gè)單元卷繩管進(jìn)行計(jì)算，支承卷繩管的兩段可視為鉸支座長度系數(shù) ,長度 L=，水平放置，則此時(shí)中性軸為 Z 軸。取每段單元卷繩管的長度為 6m.中 北 大 學(xué) 2022 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書第 40 頁 共 49 頁其具體方案見圖 圖 卷繩管的結(jié)構(gòu)與裝配2)確定各段長度為了保證絞盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)草簾受力均勻，取每兩個(gè)絞盤間的距離為 3m，則， 另取 mLIV3?? ??? mLI1??3)絞盤的周向定位考慮到絞盤所承受的載荷不大，因此可在安裝絞盤處鑄造一個(gè)類似平鍵的凸臺(tái),利用凸臺(tái)與絞盤聯(lián)結(jié)。因此只需設(shè)計(jì)一段單元卷繩管即可。??AC查手冊(cè)選取 WK 型無鍵聯(lián)軸器 [29]，型號(hào)為 WK90 90，公稱轉(zhuǎn)矩 16400N因?yàn)閐1?? md90?則 =??為了增大安全系數(shù)取其內(nèi)徑為 701選擇聯(lián)軸器聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 考慮到轉(zhuǎn)矩變化中等，故取 ,最大負(fù)4TKAC? ?AK載轉(zhuǎn)矩為 mm 4T3 1d由于卷繩管與輸出軸相連，考慮到配合因素，取其外徑等于輸出軸的直徑=90mm?d因?yàn)檫x取的材料為 Q275。 4T中 北 大 學(xué) 2022 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書第 39 頁 共 49 頁因?yàn)闇p速機(jī)放置在大棚中間，卷繩管從整體上被分為等長的兩段，這兩段卷繩管轉(zhuǎn)矩相等，且它們所受的轉(zhuǎn)矩的代數(shù)和等于輸出軸的轉(zhuǎn)矩。mm??彎曲應(yīng)力為 = =?89?M截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ?過盈配合處得 值 , 用插入法求出,并取 = 于是得??/k ??/k??/k= =??/k?軸按磨削加工 則其表面系數(shù)為 =??故得綜合系數(shù)為 ??????kK6.???計(jì)算安全系數(shù) 值得caS ????maK????aS???= ＞S=??22??S故該軸在截面 V 左側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的. 本題因無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，,軸的設(shè)計(jì)計(jì)算即告結(jié)束 箱體的設(shè)計(jì)中 北 大 學(xué) 2022 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書第 37 頁 共 49 頁為了增加密封性和吸振性，箱體采用鑄鐵箱體，用 HT150 制成。mm??截面 V 上的扭矩 T2 =4549978 N而且這里軸的直徑較大，放截面 B 也不必校核。截面 B 上的應(yīng)力最大：截面 V 的應(yīng)力集中的影響和截面 IV 的相近．但截面 IV 不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大。則由式及上表中的數(shù)值，并取 = 軸的計(jì)算應(yīng)力?MPaWTMca .)459786(174928)( 322321 ???????前已經(jīng)選定軸的材料為 45 鋼、調(diào)質(zhì)處理．由手冊(cè)查得[ ]=60MPa，因此1??[ ] 故安全。mm2扭矩 T = 4549978 Nmm2H = 863247N從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面 B 是軸的危險(xiǎn)截面。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取 a 30220 型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得 a=。4)確定軸上圓角和倒角尺寸。齒輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。VIL?軸承端蓋的總寬度為 20mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。右端mdI18? mlIV12??滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。軸肩高度VIl?h＞ 取 h=8mm,故 。尺寸為dDT=100mm180mm37mm,故 =?(3)取安裝齒輪處的軸段的直徑 ，齒輪的左端與左軸承之間采mdT10?用套筒定位，則齒輪輪轂的寬度為 100mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此中 北 大 學(xué) 2022 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書第 32 頁 共 49 頁軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 =98mm。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。??KAC查手冊(cè)選取 WK 型無鍵聯(lián)軸器，其型號(hào)為 WK90 90，公稱轉(zhuǎn)矩 16400N聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 考慮到轉(zhuǎn)矩變化中等，故取 4TKAC? ?AKmnPAd ???中 北 大 學(xué) 2022 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書第 31 頁 共 49 頁最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 選取軸得材料為 45 鋼，調(diào)制處理。mm??65彎曲應(yīng)力為 = =?210489M截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ???過盈配合處得 值 , 用插入法求出,并取 = 于是得??/k ??/k??/k= =??/k?軸按磨削加工 則其表面系數(shù)為 =??故得綜合系數(shù)為 ??????kK6.???計(jì)算安全系數(shù) 值得caS ????maK???中 北 大 學(xué) 2022 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書第 30 頁 共 49 頁????maKS????= ＞S= ??S故該軸在截面 V 左側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的. 本題因無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，,軸的設(shè)計(jì)計(jì)算即告結(jié)束. 輸出軸的設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩3P3n3T取蝸輪的傳動(dòng)效率為 , 齒輪的傳動(dòng)效率為 ?1??2?則根據(jù)已知 =又 =3nmin/=9550000 =9550000 =4549978 Nmm??35截面 V 上的扭矩 T 2 =919187 N而且這里軸的直徑較大，放截面 C 也不必校核。截面 C 上的應(yīng)力最大：截面 IV 的應(yīng)力集中的影響和截面 V 的相近．但截面 IV 不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大。mm2扭矩 T =919187Nmm2H =715778N則由式及上表中的數(shù)值，并取 = 軸的計(jì)算應(yīng)力?中 北 大 學(xué) 2022 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書第 27 頁 共 49 頁MPaWTMca .)987(783)( 322321 ????????前已經(jīng)選定軸的材料為 45 鋼、調(diào)質(zhì)處理．由手冊(cè)查得[ ]=60MPa，因此1??[ ] 故安全?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面 c 處的 MH MV 以及 M 的值列于下表 。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取 a 30211 型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得 a=21mm。各軸肩處的圓角零件圖。3）軸上零件的周向定位中 北 大 學(xué) 2022 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書第 25 頁 共 49 頁齒輪、蝸輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。VIl?(3)取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 s=15 考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí),應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s= T=．。dIV6? mlIV10??(2)取安裝齒輪處的軸段的直徑 ，齒輪的左端與左軸承之間采用60Id??套筒定位，則齒輪輪轂的寬度為 65mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 =62mm。已知蝸輪輪轂的寬度為 72mm，為了使套簡端面可靠地壓緊蝸輪,此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 .蝸輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度mlI70??h＞取 h=6mm,故 。尺寸為dDT=55mm100mm,故 =55mm。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。mm2T2p7. NdTFta ??at NFFtrr 982an212 ???求作用在齒輪上的力 dTt 8512 NFntr ????ta 選取蝸桿軸得材料為 45 鋼，調(diào)制處理。其它有關(guān)尺寸見零件圖。a?HZ?K3)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 ????4)計(jì)算齒輪寬度 ()????圓整后取 B2 =100mm B1 =105mm5)結(jié)構(gòu)設(shè)汁以大齒輪為例。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)nm度．需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 = 來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。= ()??d?(5)計(jì)算載荷系數(shù) K已知使用系數(shù) =1 根據(jù) v =,查的動(dòng)載系數(shù)A 01.?VK=+（1+ 2） 2+=+（1+1）?Hd?+= ()查得 =?FK查得 = = 故載荷系數(shù)Ha= =1= ()AVHa?K(6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑= = = ()1d3/tt (7)計(jì)算模數(shù)= = () ?COSZ??? ()3212][cosHSaFdn YZYTK???????1)確定計(jì)算參數(shù)(1)查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極MPaFE501?限 FE382?(2)查得彎曲疲勞壽命系數(shù) .(3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1 =][F?8501??中 北 大 學(xué) 2022 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書第 21 頁 共 49 頁2 =][F?MPaS??(4)計(jì)算載荷系數(shù)= =1=?(5)根據(jù)縱向重合度 =，查得螺旋角影響系數(shù)??=?Y(6)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) ()0331??ZV ()21?V(7)查取齒型系數(shù)得,??FaY(8)查取應(yīng)力校正系數(shù) (9)計(jì)算大小齒輪的 并加以比較][FY? ()][1??FSa ()][2SaY?大齒輪的數(shù)值大。2limH?(6)選取區(qū)域系數(shù) = HZ中 北 大 學(xué) 2022 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書第 19 頁 共 49 頁(7)查得 = ， =, = + =?a?a?12a(8)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1 =60njL=6051365=109500N2 =109500247。?2．按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)汁計(jì)算公式計(jì)算．即 ()3211 )][(2HEdtt ZuTKd???????1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值(1)試選載荷系數(shù) ＝(2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 =919187N4)選小齒輪齒數(shù)為 Z1=大齒輪齒數(shù) Z2=U Z1=520=1005）