【正文】 11TT? 239。12fT eT ?? 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論 文 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX41 39。12 0TTdF fdF ? ???? 39。21,TT????、 39。取帶傳動(dòng)工作的特殊情況進(jìn)行推導(dǎo)，即假設(shè) 理論 包角C 范圍內(nèi)恰好有 3 個(gè)分體， 然后 推廣到一般情況。 圖 為分體式 V 帶無級變速器的拉力計(jì)算模型，該計(jì)算模型 主要參照圖 55 帶拉力分析圖，結(jié)合本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，建立的力學(xué)模型。 將各參數(shù)代人式（ ），最后求得： 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論 文 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX39 32 10p Tkld? ??= aMP 滿足設(shè)計(jì)要求。 根據(jù)軸的直徑大小， 查表 61[5]選擇平鍵基本尺寸為 8 7 28b h L? ? ? ? ?假設(shè)載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵連接的強(qiáng)度條件為 32 10ppTkld??? ?????? （ ） 式中 T —— 傳遞的扭矩， Nm? ； k—— 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度， k = 。 ??p —— 花鍵的許用應(yīng)力，根據(jù)工況選取 5～ 15 aMP 將各參數(shù)代人式（ ），最后 求得： 32 10mTp zhld??? = aMP 滿足設(shè)計(jì)要求。 參照 GB/T11442021選擇矩形花鍵基本尺寸輕系列6 32 28 7? ? ? 。 參照圖 ， ? 、 ? 、 ? 分別代入上面兩式（ ）、（ ） ? ?6A Fab l bEIl? ?? = ? ?32223 27Fa l ay EIl?? = 223lax ??= 滿足 y ? ?maxy 、 ? ??? 。 將圖 各軸段的長度與直徑代人 （ ） 式后求得vd = 圖 彎曲剛度校核 ? ?6A Fab l bEIl? ?? （ ） 式中 E—— 為材料彈性模量，對鋼 E 10 MPa?? ； I —— 為截面慣性矩， 4 /32Id?? ， 4mm ； F —— 為作用力，可以用最大壓軸力計(jì)算， ? 。 2. 彎曲剛度校核 軸 彎曲剛度用撓度 y 及偏轉(zhuǎn)角 ? 度量，軸的許用撓度 ??y 和許用偏轉(zhuǎn)角??? 查表 155[5]可得。參照 (附錄 )各軸段長度及直徑如下： d=22， L=36； d=25， L=55； d=，L=10； d=28， L=91； d=30（為平均直徑） ， L=128。 ） /m。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論 文 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX35 軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為： ? ???? 式中 ??? 為軸每米長的允許扭轉(zhuǎn)角。 1. 扭轉(zhuǎn)剛度校核 軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核用每米軸長的扭轉(zhuǎn)角 ? 來度量。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqthCzjSAX34 本設(shè)計(jì)中，校核受彎矩和扭矩最大處的靜強(qiáng)度完全系數(shù)，其中：maxM =? 、 A = 2mm 、 maxT =38200Nmm? 、QF =，代人式（ ）計(jì)算得： 22355 382021 SS ? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?= S ? ?SS? ，滿足設(shè)計(jì)要求。 靜強(qiáng)度安全系數(shù)校核 該校核的目的在于檢驗(yàn)軸對塑性變形的抵抗能力，軸的靜強(qiáng)度是根據(jù)軸所承受的最大瞬時(shí)載荷 (包括動(dòng)載荷和沖擊載荷 )來計(jì)算的。 本設(shè)計(jì)的軸為單向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，其安全系數(shù)計(jì)算公式為： ? ?? ?1 2234 TSSMTKKWW? ? ?????????? ???? ???? ?? () 式中 W— 材料抗彎截面模數(shù)， W = 3mm ； TW — 材料抗扭截面模數(shù) ， ? ?? ?D zbdDdDdWT 1622 ???? ? ， z為花鍵齒數(shù)，可得 TW =2W = 3mm ； K? — 軸彎曲有效應(yīng)力集中系數(shù)，查表 1015[2]取 ； K? — 軸剪切有效應(yīng)力集中系數(shù)，查表 1015[2]取 ； ?? — 軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的平均應(yīng)力折合為應(yīng)力幅的等效系數(shù)，查表 1022[2]取 ； 1?? — 材料彎曲疲勞極限， 1?? =275 aMP ??S — 材料疲勞強(qiáng)度許用安全系數(shù)，查表 1014[2]取 — 。 ? ? ? ?221caM W ???????? （ ） 式中 ? 一由于轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律未知，按脈動(dòng)循環(huán)變化處 理，取 ? = ； W 為 材 料 抗 彎 截 面 系 數(shù) ， 對 于 花 鍵 處 ，? ?? ?D zbdDdDdW 32 22 ???? ? ， z為花鍵齒數(shù)；代人 D=32mm， d=28mm， their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqthCzjSAX32 最后求得 W = 3mm ，而 ? ?1?? =60 aMP ， 最后求得： ca? =13 aMP ? ?1?? 滿足設(shè)計(jì)要求。 39 5 5 0 1 0 3 8 2 0 0PT N m mn? ? ? ? ? 支反力 : 列豎直方向平衡方程 : 12QF F F?? （ ） 所有力對 QF 的作用點(diǎn)取矩 : 122 3 8 .1 2 5 2 3 8 .1 2 5FF? 解得： 1F = 2F = 畫出剪力、彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖 ： 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論 文 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX31 圖 剪力、彎矩 、轉(zhuǎn)矩圖 因?yàn)檩S的結(jié)構(gòu)對稱，所以當(dāng)分體處于小端時(shí)的剪力、彎矩圖與圖 一致。 按彎扭合成強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度 畫出軸的力學(xué)模型 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqthCzjSAX30 圖 軸的力學(xué)模型 求軸扭矩、支反力 扭矩 : T=9550 310Pn? （ ） 式中 P— 傳遞功率， 10KW。但其中每根軸都有軸向的移動(dòng)，其受力狀態(tài)是變化的，所以對軸需要進(jìn) 行兩種狀態(tài)的校核。 軸向尺寸確定 花鍵軸的結(jié)構(gòu)尺寸 見花鍵軸零件圖 ，為了節(jié)省材料和增加加工的便利性，在工作時(shí)花鍵軸中鍵的長度為錐體鍵槽長度的 80%，所以總的花鍵軸鍵工作長度為 256mm，而錐體花鍵 孔 長度為 160mm。C68 1 1 .7 8 6 0 5 0 0 0 3 0 0 0 01 1 0? ???? 為保證 39。 先分析上面部分 : 豎直方向受力平衡 ： sin co sQF F N???? （ ） 且摩擦力 : F fN? () f 為摩擦系數(shù)，錐體材料、分體材料為鋼，查表 110[6]取 f =。hL 一 為軸承的預(yù)期使用壽命 ； ? — 為球軸承， ? =3。39。CC? （ ） 式中 C 一為軸承的基本額定載荷，查表可得 ； 39。在推力軸承的選型表里選取標(biāo)準(zhǔn)值。推力軸承的作用位置為錐體兩側(cè)的軸肩處。為方便設(shè)計(jì)，輸入與輸出軸都取相同直徑，取上面計(jì)算兩者大的一個(gè)計(jì)算得 d =? (1+5%)=，選取 20mm 作為軸的最小尺寸。 軸的初設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中軸傳遞小功率，選用 45鋼調(diào)質(zhì)處理，其主要力學(xué)性能 由 表151[5]：抗拉強(qiáng)度極限 B? =640 aMP ，屈服強(qiáng)度極限 s? =355 aMP ，彎曲疲勞極限 1?? =275 aMP ，剪切疲勞極限 1?? =155 aMP ，許用彎曲應(yīng)力? ?1?? =60 aMP 。 帶輪分體具體結(jié)構(gòu)見帶輪零件圖 。 其次確定帶輪分體的結(jié)構(gòu) : 傳動(dòng)比為 處輸出軸小端帶輪為整圓， D=130mm。輸出軸錐體尺寸 :大端直徑 120mm，小端直徑 50mm，長度與輸入軸錐體相同，錐度角 為 。 7) 單根 V帶的預(yù)緊力 0F (N)(在傳動(dòng)比為 處帶最緊，所以在此處計(jì)算 ) ? ? 20 2 .5500 a caaKPF q vK zv?? ? ? （ ） 式中： q —— V帶 每米長的質(zhì)量 ( /kgm )，查表 1511[2]取 /kgm 根據(jù)（ ）得： ? ? 20 12500 2 ??? ? ? ??? = 8) 壓軸力 (在傳動(dòng)比為 處帶最緊，所以在此處產(chǎn)生最大壓軸力 ) 102 sin 2Q aF F z? （ ） maxQF = QF （ ） 據(jù)式 ()與（ ） 計(jì)算得：QF 1 6 0 .8 32 2 8 2 .7 6 2 sin 2? ? ? ?= their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqthCzjSAX24 maxQF = QF = N 帶輪結(jié)構(gòu) 根據(jù)前面計(jì)算的尺寸確定帶輪分體、錐體的結(jié)構(gòu)，分體輪輻采用矩形截面如下圖 : 圖 分體輪輻結(jié)構(gòu) 由六輪幅帶輪輪輻尺寸公式得 : 3290aph nz? 3 122 9 0 2 2 .75 0 0 0 5 mm??? （調(diào)整為 20mm） 0 .4 0 .4 2 7 .8 1 1a h m m? ? ? ?，而在本結(jié)構(gòu)中，輪輻需要與推力軸承相互定位，所以調(diào)整與輪緣尺寸相等，為 32mm。 5) 單根 V帶的基本額定功率 用傳動(dòng)比為 的小帶輪進(jìn)行選取 :d=130mm， v=5000rpm ，根據(jù)選取帶河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論 文 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX23 查表 159i[2]得 0 KW? ,傳動(dòng)比不為 1， 0 KW?? 。 圖 大帶輪包角計(jì)算 如圖 所示在大帶輪包角范圍內(nèi) ，假設(shè) 分體帶輪完全與帶 接觸，則大帶輪運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)有兩個(gè) a或 有三個(gè) a角度的范圍無分體支撐，所以應(yīng)該在理論包角中減掉這些部分。 ? ? ? ? 2120 1 202 24do ddL a d d a? ?? ? ? ? () 傳動(dòng)比為 260mm, 130mm； ? ? ? ? 2120 1 202 24do ddL a d d a? ?? ? ? ?= 傳動(dòng)比為 1時(shí)的帶輪直徑分別為 , ； ? ? ? ? 2120 1 202 24do ddL a d d a? ?? ? ? ?= 傳動(dòng)比為 160mm,200mm ? ? ? ?120 1 2 02 24do ddL a d d a? ?? ? ? ?= 按最大計(jì)算帶長度選取標(biāo)準(zhǔn)帶長度，取 Ld=1400mm，最終選取帶的型號為 SPA1400 (GB 1273091) their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqthCzjSAX20 圖 不同長度時(shí)帶長度選 取計(jì)算 傳動(dòng)比為 1時(shí)的帶輪直徑的計(jì)算過程如下 : 設(shè)變量 x, y, K, L，如圖 : 由三角形相似可列方程 : 50L K XL? ? 35KYL? () 又傳動(dòng)比為 1處兩帶輪長度相等 : 2 160 2 130XY? ? ? () 將式 ()代入式 ()中得 : 131 0 0 1 6 0 7 0 1 3 0 17L K K KL L L? ? ? ? ? ? 4 2 0 05 0 1 5 0 1 7 1 7KX L??? ? ? ? ????? 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論 文 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCz