【正文】 24 查得安全系數(shù)為 S= 2222 ????? ?? ?? SS SS 許用安全系數(shù) Sp = 所以 S PS? ，軸的強度合格 軸承壽命校核 我們選用的是深溝球軸承 GB2761994，基本尺寸為 d=40mm，初選型號 6308，其余尺寸為 D=90mm， B=23mm， Z=8，球徑 DW =，基本額定載荷 Cr =，Cor =24KN 由機構(gòu)分析知軸承基本不受軸向力，由軸計算的過程中可知 B 處軸承所受徑向力大，為 Fr = 22 ?? 軸向力為 0 由表 [7]28 —— 211 查得 1,1 9 ????? tdmhn fffff 當量動載荷 P=Fr =536N 所以 C= Pff fff tn dmh= ???? == CCr 故所選合格 東北大學 (本科段 )畢業(yè)論文 33 氣動飛鋸機傳動 系統(tǒng)的設(shè)計 通過上述的計算和校核， 可初步確定主傳動系統(tǒng)的主要零部件， 主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示： 圖 14主傳動系統(tǒng)示意圖 氣動飛鋸機鋸切系統(tǒng)即為主傳動系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)部件如圖 14所示。各段軸的長度由整體結(jié)構(gòu)確定，分別設(shè)為 51，123， 17， 60， 194， 49， 40， 65， 35，總長為 654mm (4)鍵聯(lián)接的強度校核 選用 A型平鍵（ GB/T10961979） 1 處鍵的尺寸為 b h L=10 8 40,8 處鍵的尺寸為 b h L=10 8 50，股、鍵的校核按機械設(shè)計手冊表 5316 公式計算，即鍵聯(lián)接的擠壓應(yīng)力應(yīng)小于許 用擠壓應(yīng)力 P=ppDklT ??2 其中 l=Lb k=h/2，一處鍵尺寸小，所以只需校核一處鍵即可， 1處鍵連接傳遞的轉(zhuǎn)矩為 T=9550 NP? =9550 ??? l=4010=30mm 所以 P= M P ??? ?? 查表 [5]317 MPapp 120?? 所以鍵均 強度通過。 (1)大帶輪的設(shè)計 大帶輪基準直徑 dd2=250300㎜ ,我們采用孔板式，示意圖如下 東北大學 (本科段 )畢業(yè)論文 25 因為大帶輪與電機的伸出軸連接，所以 d=42mm,L=110mm,由 dd=250mm查表[12]1 6 可知 da=257mm 輪齒的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示 東北大學 (本科段 )畢業(yè)論文 26 查表 [12]15 可得輪齒的一些基本參數(shù) e=19mm， e 為輪槽間距， fmin=，f 為輪邊到第一個輪槽中心 線的距離，我們?nèi)?f=13mm， ha = hf =14 ? min = 取 ? = φ =360 由公式 B=(Z1)e+2f 其中 Z為輪槽數(shù) ， Z=4， ，所以 B= （ 41） 19+2 13=83mm d1? 2d=2 42=84mm,取 d1=85mm 由公式 d2=da2（ ha+hf+? ) 可計算出 d2 所以 d 2 =195 mm S 由表 [13]117 查得 s=25mm 孔徑取 30mm 帶輪的形位公差和粗糙度由表 [12]18 查得 (2)小帶輪的設(shè)計 若小帶輪與傳動軸相連接 ,傳動軸不僅受到扭矩 ,還受到較大彎矩 ,易產(chǎn)生應(yīng)力集中 ,產(chǎn)生疲勞破壞 ,這使得軸的安全系數(shù)降低 ,軸比較貴重 ,不易拆卸 ,為此我們設(shè)計時 ,讓小帶輪和軸不直接相連接 ,在它們之間設(shè)一中軸 ,中軸和小帶輪之間有軸承 ,軸通過端蓋和小帶輪連接 ,這樣一來 ,軸只受轉(zhuǎn)矩 ,很好的保護了傳動軸 ,如下圖所示 。當 dd300 mm時，應(yīng)采用橢圓輪輻式。當帶輪直徑 dd()d 時（ d為軸徑），可采用實心式。因帶輪直徑較大選用 45號鋼。 ⑦ 確定帶的根數(shù) Z 由表 [9]13115，單根 v帶額定功率 P1= kw 由表 [9]13113， ??K 由表 [9]13114， ?LK 由公式得 ????? Ld KKP Pz ? 取 Z=4 根。 由表 [9]111查得工作情況系數(shù) KA = =，故 Pd=KA?P 5== ② 選擇帶型號 和計算傳動比 根據(jù) Pd=, n1=4671r/min，由手冊圖 [9]13初步選用基準寬度窄 V 型帶 SPB 型 帶輪直徑 110180mm。推薦單根 V 帶張緊后的初拉力 F0 為 VKPF qZV c 20 0 0 ????????? ?? ? (6) 計算帶輪軸上所受的壓力 FQ 為了設(shè)計帶輪的軸和軸承，需求出傳動作用在軸上的壓力，該壓力可以 近似按下式計算： 2s in2 10 ?FF ZQ ? 式中 F0—— 單根帶的初拉力（ N） Z—— 帶的根數(shù)； a1—— 小帶輪上的包角。 (5) 確定帶的初拉力 初拉力的大小是保證帶傳動正常工作的重要因素。 對于 V帶傳動，中心距 a一般可取 （ dd1+dd2） =a0=2（ dd1+dd2） ② 帶長 當 a0確定后，根據(jù)開口帶傳動的幾何關(guān)系可計算帶的基準長度 Ld0。 一般情況下，普通 V帶速 V在 525m/s 之間為宜，窄 v帶一般不超過 35m/s,極限帶速為 4050m/s (4)確定中心距 a和帶的基準長度 Ld 東北大學 (本科段 )畢業(yè)論文 21 ① 初定中心距 帶傳 動的中心距不宜過大，否則將由于載荷變化引起帶的顫動。 (3) 驗算帶速 帶速太高，會因離心力太大而降低帶和帶輪間的正壓力，從而降低摩擦力和傳動的工作能力，同時也降低帶的疲勞強度； 帶速太低，所需有效拉力 F 大，要求帶的根數(shù)多。 設(shè)計時小帶輪基準直徑 可參考相關(guān)手冊選取，大帶輪基準直徑按公式計算，并圓整為標準尺寸。 帶輪愈小，傳動尺寸結(jié)構(gòu)越緊湊，但帶的彎曲應(yīng)力愈大，帶容易疲勞斷裂。 計算功率 PC=KAP 式中 KA工作情況系數(shù) P名義傳動功率（ kW） 當工況位于兩種型號相鄰區(qū)域時，可分別選取這兩種型號進行計算，最后進行分析比較，選用較好者。為保證帶和帶輪工作面能良好接觸，除直徑很大的帶輪外，帶輪溝槽的楔角都應(yīng)適當減小。 V帶都制成無接頭的環(huán)形。適用于大功率且結(jié)構(gòu)要求緊湊的傳動。 窄 V帶采用合成纖維繩或鋼絲繩作承載層，與普通 V 帶相比，當高度相同時，其寬度比普通 V帶小約 30％。其上下的頂膠和底膠分別承受彎曲時的拉伸和壓縮變形。 普通 V帶由頂膠、抗拉體（承載層）、底膠和包布組成。由上面計算可知 選用 15KW的電機 查產(chǎn)品目錄且進行市場調(diào)研選取 Y160M22型異步電動機。 電動機容量的選擇 電動機的選擇主要是容量的選擇，如果電動機的容量選小了，一方面不能充分發(fā)揮機械設(shè)備的能力，使生產(chǎn)效率降低，另一方面電動機經(jīng)常在過載下運行，會使他過早損壞，同時還可能出現(xiàn)啟動困難、經(jīng)受不起沖擊負載等故障。因此確定電動機轉(zhuǎn)速時要綜合考慮，分析比較電動機及傳動裝置的性能，尺寸、重量和價格等因素。 電動機額定轉(zhuǎn)速的選擇 容量相同的同類型電動機，有幾種不 同的轉(zhuǎn)速系列可供選擇，如三相異步電動機常用的有四種同步轉(zhuǎn)速，即 3000、 1500、 1000、 750r/min（相應(yīng)的電動機定子繞組的極對數(shù)為 8）。普通工廠的供電電壓為 380V 或220V。選用封閉扇冷式 Y系列異步電動機。由于直流電動機需要直流電源，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價格較高，維護比較不便，因此選用交流電動機。 東北大學 (本科段 )畢業(yè)論文 18 ⑥對于要求大范圍無級調(diào)速，且要求經(jīng)常啟動、制動、正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機械，則可選用帶調(diào)速裝置 的直流電動機或鼠籠式異步電動機。 ④對于要求恒速穩(wěn)定運行的生產(chǎn)機械，且需要補償電網(wǎng)功率因素的場合，應(yīng)優(yōu)先選用同步電動機。 ②對于要求經(jīng)常啟、制動，且負載轉(zhuǎn)矩較大、又有一定調(diào)速要求的生產(chǎn)機械，應(yīng)考慮用線繞式異步電動機。 (2)根據(jù)生產(chǎn)機械的負載性質(zhì)選擇電動機類型 ①對于不要求調(diào)速、對啟動性能亦無過高要求的生產(chǎn)機械，應(yīng)優(yōu)先考慮使用一般鼠籠式異步電動機 。 ⑥ 防暴式電動機適用于有爆炸危險的環(huán)境中，如油庫、礦井中。第三種可浸入液體中使用。 ④ 封閉式電動機又可分為自扇冷式、他扇冷式和密閉式三種。 ② 防護形式的選擇 電動機防護形式有開啟式、封閉式、防護式和防暴式四種。 表 1 鋼材 Q235在不同受熱溫度狀態(tài)下的抗剪強度 所以 N1= KW0 103 3 04 25925 6 ?? ??? N2 = uv(CM ) u— 摩擦系數(shù) 鋼 — 軟鋼 為 v— 鋸片圓周速度 M— 鋸片振幅 查 [10]表 103 取 M= C— 系數(shù) 按表 104 取 C= 所以 計算得 N2 = N3 為空載功率 一般取 倍的電機功率 所以 初步設(shè)計時 可取 NE E?/)N N( 21 ?? NE 電機額定功率 E? 傳動總效率，一般先取 所以 NE = 取電機額定功率為 15KW 電機的選擇 東北大學 (本科段 )畢業(yè)論文 17 電動 機類型的選擇 (1)根據(jù)電動機的工作環(huán)境選擇電動機類型 ① 安裝方式的選擇 電動機安裝方式有臥式和立式兩種，臥式電動機的價格較立式的便宜，所以通常情況下多選用臥式電動機，一般只在為簡化傳動裝置且必須垂直運轉(zhuǎn)時才選用立式電動機。所以我們?nèi)?u=1000mm/s 切削功率的計算 計算切削功率 鋸切功率主要由三部分組成 N=N1+N2 +N3 N1鋸切金屬所需的功率， KW N2 鋸片與被鋸切金屬槽壁的摩擦所消耗的功率， KW N3 空載功率 N1=B f a /106 B— 鋸槽寬度 有經(jīng)驗公式 B=? +2=5mm f— 每秒鋸切的斷面面積 f= smm /3042100032 1516 222 ???? ?? a— 單位體積鋸切功 a? k(1+cot? ) ? 被切金屬滑移角，取 ? =45? k— 剪切變形阻力 k=3? ??? 抗剪強度 東北大學 (本科段 )畢業(yè)論文 16 被鋸切焊管部位的溫度愈高 ， 其抗剪強度愈低（如下表 1所示） ，從而 鋸切力就愈小。 (1)鋸片直徑 D 初選直徑時，對于 切 圓鋼 ， 熱鋸機有以下經(jīng)驗公式 D=8d+300 (d— 圓鋼直 徑 ) 可計算得 D=556mm 因為我們這次鋸切的是圓管，并且飛鋸機鋸片 剛度比熱鋸機大， 直徑一般比熱鋸機小，我們?nèi)?D=450mm. (2)鋸片厚度 ? 由經(jīng)驗公式 ?=（ — ） D 計算 得 ? = 飛鋸機鋸片剛度大，鋸片厚度可取較小值，我們?nèi)?? =3mm (3)鋸齒的設(shè)計 鋸片我們選用整體式鋸片，材料用 65Mn,鋸齒采用鼠牙型，鼠牙形鋸齒鋸切功能小，制造和修齒也比較方便，噪聲也低。 東北大學 (本科段 )畢業(yè)論文 13 圖 4 鋸車 整體結(jié)構(gòu)示意圖 東北大學 (本科段 )畢業(yè)論文 14 第 4 章 氣動飛鋸機傳動 機構(gòu)的設(shè)計 鋸片的設(shè)計 鋼管的基本參數(shù)：管徑 d max =32mm,壁厚 ??? ，鋼管運行速度vmax =80m/s, 鋼管材料為低碳鋼。 (5) 考慮到飛鋸工作過程中，床身承受很大的沖擊力，為了 使床身平穩(wěn)的固定在地面上，我們設(shè)計使用 6 根地腳螺栓來固定床身，螺栓分布位置參看氣動式定尺飛鋸機總裝圖。 (3) 床身的吊 耳 是為了方便安裝整個飛鋸設(shè)備而設(shè)計的，它是在床身前后兩側(cè)均部了四個 吊耳 ，在設(shè)備裝卸、托運以及校正床身位置是可以用天車吊鉤鉤住這四個 吊耳 來操作。飛鋸床身上的導(dǎo)軌是由一個加工而來的，其傳動精度相對車床導(dǎo)軌來說 低 的多，但是足以滿足本機的要求。 (1) 床身外側(cè)的 肋 板是焊接在床身外側(cè)的，這些 肋 板是為了提高床身側(cè)部 分支撐剛度而設(shè)計的。 氣動式定尺飛鋸床身的結(jié)構(gòu)可以仿照普通車床的床身結(jié)構(gòu)來布局，但是這里的床身是焊接的，而車床床身是鑄造件。它的