【正文】 取軸徑差為 1? 3 ㎜ ； 當軸徑的變化是為了軸上零件的軸向固定或同時承受軸向載荷時，軸徑的變化應(yīng)足夠大，以保證可靠的定位和傳遞軸向載荷，一般取軸徑差為 5? 10 ㎜ 。 軸徑可按下式初定： d≥ ? ?3 T ??， ㎜ 式中， ??T? —— 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 MPa，查表得 ??T? =25? 45MPa，它是考慮了彎矩影響而降低了的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。 當軸的支點跨距未確定時，軸上各截面承受的彎矩是未知的，所以軸的設(shè)計應(yīng)分兩步進行。上試件為球體，可直接選用不同材料的標準軸承球；下試件為圓盤，可選用不同材料經(jīng)車削加工而成。結(jié)構(gòu)示意圖如 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 17 頁 共 37 頁 圖 8： 圖 8 杠桿結(jié)構(gòu) 示意圖 試驗機 夾具 部分 試驗盤安裝在載物盤上由主軸帶動旋轉(zhuǎn)，小球安裝在專用夾具上，專用夾具則安裝在加載軸上。 增大加載力度。 ②判定使用杠桿省力還是費力，要通過動力臂與阻力臂的大小相比較來確定。如：天平 。如：縫紉機腳踏板，理發(fā)剪刀。如：手推車， 瓶蓋起子。 ②計算時，單位要統(tǒng)一，即動力和阻力的單位要統(tǒng)一，動力臂和阻力臂的單位要統(tǒng)一。所以說杠桿不論處于怎樣的靜止，都可以理解成平衡狀態(tài)。 彈簧的參數(shù) 許用扭應(yīng)力 [τ T]：Ⅰ類彈簧 b? Ⅱ類彈簧 b? Ⅲ類彈簧 b? 許用彎曲應(yīng)力 [σ b]/MPa ： Ⅰ類彈簧 b? 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 16 頁 共 37 頁 Ⅱ類彈簧 b? 切變模量 G/GPa： ～ 彈性模量 E/GPa： 204～ 202 推薦使用溫度 ℃： 40～ 120 特性及用途 ： 強度高，性能好，適于做小彈簧 。 4） 軋制鋼材的機械性能與鋼絲相同。 2） 碳素彈簧鋼絲按機械性能不同分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅱ a、Ⅲ四 組，Ⅰ組強度最高，依次為Ⅱ、Ⅱ a、Ⅲ組。 圖 7給出了碳素彈簧鋼絲的抗拉強度極限 。 圖 6 承載件結(jié)構(gòu)示意 圖 彈簧的材料及許用應(yīng)力 為了使彈簧能夠可靠地工作，彈簧材料必須具有高的彈性極限和疲勞極限， 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 15 頁 共 37 頁 同時應(yīng)具有足夠的韌性和塑性，以及良好的可熱處理性。強壓處理是使彈簧在超過極限載荷作用下持續(xù) 6? 48h，以便在彈簧絲截面的表層高應(yīng)力區(qū)產(chǎn)生塑性變形和有益的與工作應(yīng)力反向的殘余應(yīng)力，使彈簧在工作時的最大應(yīng)力下降，從而提高彈簧的承載能力。表面脫碳會嚴重影響材料的持久強度和抗沖擊性能。 此外，彈簧還須進行工藝試驗和根據(jù)彈簧的技術(shù)條件的規(guī)定進行精度、沖擊、疲勞等試驗，以檢驗彈簧是否符 合技術(shù)要求。熱卷的須經(jīng)淬火及中溫回火處理。 彈簧在完成上述工序后，均應(yīng)進行熱處理。 壓縮次數(shù)： N＜ 105 壓縮量： h=30 ㎜ 載荷 1P =3 ㎏ 所需彈簧剛度： P? = 30310? = 材料 ：碳系彈簧鋼絲 材料強度系數(shù)： 1b? =250 ㎏ /㎜ 2 材料指數(shù)： s= 許用應(yīng)力系數(shù)： a= ∴12 baP ??= ? = 查表得： M= 采用試算法： 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 13 頁 共 37 頁 取 c=，∴ d==≈ 2 否 取 c=10， D? =， d? = ∴ d=M d? = =≈ 2 2D =d c= 10=≈ 20 ∴彈簧外徑： D=20+2=22 單圈剛度： ?1P =34208 28000?? =2 工作圈數(shù)： n= ≈ 9 取支承圈數(shù)為 總?cè)?shù)： 1n =n+= 在 2P 作用下圈的間隙： tV = 210 =≥ = 彈簧圈距： t=?12PP+d+tV =210 +2+= 極限載荷： 3P = 2P = ㎏ 1P 作用下的變形量： 1F =1P ?1Pn =9 23 = ㎜ 2P 作用下的變形量： 2F = 2P ?1Pn =10 29 =45 ㎜ 彈簧的自由長度： H=（ td） n+（ 1n ） d= ㎜ 彈簧絲展開長度： L≈ 12nD? ≈ 20 = ㎜ 勁度系數(shù)： k=11FP =22FP =4510 = = ㎏ /㎜ 彈簧的制造 螺旋彈 簧的制造工藝包括： a）卷制； b）掛鉤的制作或端面圈的精加工； c）熱處理； d）工藝試驗及強壓處理。 彈簧的成品表面質(zhì)量要求光滑，不允許有裂紋、氧化皮、銹蝕等缺陷；有工作極限負荷要求的壓縮、拉伸、扭轉(zhuǎn)時彈簧不允許有永久變形。 4）測量力的大小，如測力器和彈簧秤中的彈簧等。 2）減振和緩沖，如汽車、火車車廂下的減振彈簧，以及各種緩沖 器用的彈簧等。 鍵槽柱銷圖 5 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)示意圖 加 載試驗部分 （一） 彈簧 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 12 頁 共 37 頁 彈簧的 應(yīng)用 ： 彈簧是一種彈性元件，它可以在載荷作用下產(chǎn)生較大的彈性變形。應(yīng)用：主要用于載荷較平穩(wěn)，起動頻繁，軸向竄動量較大，對緩沖要求不高的傳動軸系。缺點是：尼龍柱銷彈性不及橡膠，有吸水性，尺寸穩(wěn)定性較差。 它的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，裝拆和更換彈性元件較方便，不需沿軸向移動兩半聯(lián)軸器。 工作時是通過主動軸上的鍵、半 聯(lián)軸器、柱銷、另一半聯(lián)軸器及鍵而傳到從動軸上 去 的。一般的非金屬彈性元件聯(lián)軸器（例如彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、梅花形彈性聯(lián)軸器等），由于具有良好的綜合性能，廣泛適用于一般的中小功率傳動。在滿足使用性能的前提下，應(yīng)選用裝拆方便、維護簡單、成本低的聯(lián)軸器 。含有橡膠等非金屬元件的聯(lián)軸器對溫度、腐蝕性介質(zhì)及強光等比較敏感，而且容易老化。 4）聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。當安裝調(diào)整后，難以保持兩軸嚴格精確對中，或工作過程中兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對位移時，應(yīng)選用擾性聯(lián)軸器。對于高速傳動軸，應(yīng)選用平衡精度高的聯(lián)軸器，例如膜片聯(lián) 軸器等，而不宜選用存在 偏心的滑塊聯(lián)軸器等。例如，對大功率的重載傳動，可選用齒式聯(lián)軸器；對嚴重沖擊載荷或要求消除軸系扭轉(zhuǎn)振動的傳動，可選用輪胎式聯(lián)軸器等具有高彈性的聯(lián)軸器。 由交流可調(diào)速電動機實現(xiàn)無級變速轉(zhuǎn)動，選擇電動機： 已知 :d=30 ㎜ =， n=750r/min 設(shè)μ =～ 承受最大扭矩： T=50 ㎏ ㎏μ = 額定功率： P=9550T n= 750= 所以選擇 YCTD1124B調(diào)速電動機，結(jié)構(gòu)示意圖 4如下： 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 10 頁 共 37 頁 圖 4 電動機結(jié)構(gòu)示意圖 （二）傳動部分 （ 1）選擇原則 根據(jù)傳遞載荷的大小，軸轉(zhuǎn)速的高低，被聯(lián)接兩部件的安裝精度等，參考各類聯(lián)軸器特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。 （ 2）具體計算 電動機功率選擇是否合適，對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響。一般工程上常用三相異步交流電動機，其中 Y 系列為全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，電源電壓 380V，用于非易燃、易暴、腐蝕性工作環(huán)境，無特殊要求的機械設(shè)備，也適用于某些起動轉(zhuǎn)矩有較高要求的機械，如壓縮機等 ， 廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)和國民經(jīng)濟各部門，作為機床、風(fēng)機、水泵、壓縮機、起重運輸機械、建筑機械、食品機械、農(nóng)業(yè)機械、冶金機械、化工機械等的動力。直流電動機和伺服電動機造價高，多用于一些有特殊需求的場合；步進電動機常用于數(shù)控設(shè)備中。 圖 3 試驗機原理 圖 電動機 聯(lián)軸器 摩擦球 式樣 夾具 彈簧 加力桿 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 9 頁 共 37 頁 總體設(shè)計 驅(qū)動部分和傳動部分 （一）驅(qū)動部分 （ 1）選擇原理 電動機是一種標準系列產(chǎn)品，使用時只需合理選擇其類型和參數(shù)即可。 （二）測試方法 磨損量的測量通過加 載荷 的變化來確定，同時摩擦力的測定采用壓力傳感器來實現(xiàn)，并且通過改變加 載荷 的大小，可以調(diào)節(jié)摩擦副的接觸正壓力。載荷由 砝碼添加到加載盤中，由傳感器直接測的摩擦副所受的正壓力，摩擦力由 另一傳感器經(jīng)計算后得出。 試驗時間：在一定的試驗條件下，要確定試驗時間時，應(yīng)注意不同材料在不同磨損階段所發(fā)生的急劇改變，不能片面地強化試驗條件，以求縮短試驗時間，否則有可能改變破壞狀態(tài)。因此，試驗過程應(yīng)防止摩擦表面被異物污染，防止微粒侵入，以及在裝卸試件時保證重裝的位置精度。 周圍環(huán)境介質(zhì)：周圍環(huán)境的水汽、空氣、灰塵以及其它氣體的改變 ，對摩擦副材料和潤滑材料 都有影響。溫度升高到一定程度，材料的摩擦系數(shù)和磨損量都將變化；溫度升高，潤滑油的 黏度 下降 ，嚴重時甚至破壞油膜，改變潤滑狀態(tài)。當摩擦副相互滑動時，溫度的變化使表面材料的性質(zhì)發(fā)生變化，從而影響摩擦系數(shù)，并隨摩擦副工作條件的不同而變化。 速度：速度對磨損影響比較復(fù)雜，速度改變摩擦系數(shù)一般發(fā)生變化；摩擦材料變形速度和接觸區(qū)的溫度 也發(fā)生變化，甚至改變了磨損形式和潤滑狀態(tài)。 試樣中的固定件與運動材料不同時，一般不宜倒轉(zhuǎn)裝配，特別是在干摩 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 7 頁 共 37 頁 擦或固體潤滑的情況下。 試樣的形狀和尺寸：它影響試樣的接觸形式和重迭系數(shù)，而且它們還對潤滑狀態(tài)、壓力大小、相對運動速度以及磨損量等都有影響。 試驗條件及影響因素 （一）試驗條件： 載荷： 1050 公斤 主軸轉(zhuǎn)速： 750r/min 試件直徑： 3050 ㎜ 厚度： 10 ㎜ 載荷固定在摩擦圓盤上，摩擦圓盤由主軸帶動旋轉(zhuǎn)。 （四）控制 試件摩擦表面所處的狀態(tài) 摩擦表面的控制狀態(tài)不嚴，引起摩擦磨損測量結(jié)果無規(guī)律的變化。在潤滑條件試驗時一般很少在“混合潤滑”情況下進行。速度對溫度、對潤滑條件的影響比較大，在試驗實踐中，經(jīng)常采用比實際系統(tǒng)高的載荷和速度進行“加速”試驗。應(yīng)先做出時間與磨損的關(guān)系曲線，作為正確確定試驗時間的根據(jù)， 其中要注意：考慮測量儀器的精確度，為了 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 6 頁 共 37 頁 使測定磨損的精度在允許范圍內(nèi)，從試驗獲得的磨損量應(yīng)該比可能的測量誤差要大得多。 （五）原則 5 試驗機應(yīng)調(diào)整方便，試驗結(jié)果分散度小，重復(fù)性好，試驗精度高。我們提出當轉(zhuǎn)速、溫度、介質(zhì)、載荷不同情況下，結(jié)果有不同的變化。此外，我們還應(yīng)采用傳感器來測量試驗參數(shù)，以保證結(jié)果的準確性。首先，試驗設(shè)備必須具有足夠