【正文】 7 54 2 .1200 N m m? ? ? 齒輪作用力 圓周力 12 2 87542 218880t TFNd ?? ? ? 徑向力 0./ c o s 2 1 8 8 2 0 / c o s 1 4 .4 5 8 2 1rtF F tg n tg N??? ? ? ? 軸向力 2 1 8 8 1 4 . 4 5 5 6 4atF F tg tg N?? ? ? ? （ 3） 畫軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖并計(jì)算支反力 (圖 a) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 16 水平支反力 1599BCAX t ABlR F Nl?? 2 1 8 8 1 5 9 9 5 8 9B X t B XR F R N? ? ? ? ? 垂 直 支 反 力 1 /2 82 1 20 1 56 4 40 682275r B C aAY ABF l F dRNl? ? ? ?? ? ? 8 2 1 6 8 2 1 3 9B Y r A YR F R N? ? ? ? ? （ 4） 畫彎矩圖 a 水平面 內(nèi)彎 矩 圖 M(b 圖 ) 截面 c 1 5 9 9 7 4 1 1 8 3 2 6 .C x A X A CM R l N m m? ? ? ? b 垂直面內(nèi)彎矩圖 MC（ c 圖 ） 截面 c 6 8 2 7 4 5 0 4 6 8 .C Y A Y A CM R l N m m? ? ? ? C 合 成彎矩 22 1 2 8 6 3 9 .C C X C YM M M N m m? ? ?（ d 圖 ） 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 17 d 畫扭矩圖（ e 圖） 87542T Nmm? 又根據(jù) 2/600 mmNB ?? 查得 ? ? 21 /55 mmNb ?? ? ? 22 /95 mmNb ?? ??? 則 0 . 5 8 8 7 5 4 2 5 0 7 7 4 .B T N m m? ? ? ? e 繪當(dāng) 量彎矩圖 （ f 圖 ） 22( ) 1 3 8 2 9 6caM M T Nm m?? ? ? 中間軸設(shè)計(jì) （ 1） 查得 C=118（低速軸彎矩較大），由公式 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 18 33 2 . 9 5 51 1 8 2 3 . 2384Pd C m mn? ? ? 取高速軸的直徑 d=60mm。 原則： 1）軸的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越合理； 2）裝配越簡(jiǎn)單越合理。 （ 3）軸的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 要求：①軸和軸上零件要有準(zhǔn)確、牢固的工作位置；②軸上零件裝拆、調(diào)整方便；③軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。 軸的設(shè)計(jì)步驟 設(shè)計(jì)軸的一般步驟為： （ 1）選擇軸的材料 根據(jù)軸的工作要求，加工工藝性、經(jīng)濟(jì)性，選擇合適的材料和熱處理工藝。 ф ≤ [ф ]。軸的彎曲剛度是以撓度 y 或偏轉(zhuǎn)角 θ以及扭轉(zhuǎn)角ф 來(lái)度量，其校核公式為： y≤ [y]。 軸的剛度計(jì)算概念 軸在載荷作用下，將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形 。 對(duì)于重要的軸，還要考慮影響疲勞強(qiáng)度的一些因素而作精確驗(yàn)算。 d 為軸的直徑， mm。 按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算 通過(guò)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸、軸上零件的位置以及外載荷和支反力的作用位置均已確定，軸上的載荷（彎矩和扭矩）已可以求得，因而可按彎扭合成強(qiáng)度條件對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 ： 強(qiáng)度條件： ][36?? ???? d nPWTp Mpa 設(shè)計(jì)公式： nPCn Pd363][ ???? ?（ mm） 軸上有鍵槽： 放大： 3~5%一個(gè)鍵槽； 7~10%二個(gè)鍵槽。 在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常用這種方法初步估算軸徑。如果還受不大的彎矩時(shí)，則采用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。如圖 10－ 14 所示，輸入傳矩 T1＝ T2＋ T3，軸上各輪按圖 1415a 的布置形式，軸所受的最大傳矩為 T2＋ T3，如改為圖 1014b 的布置形式，最大傳矩減小為 T2或 T3。此外，提高軸的表面質(zhì)量，降低表面粗糙度，采用表面碾 壓、噴丸和滲碳淬火等表面強(qiáng)化方法，均可提高軸的疲勞強(qiáng)度。盡量不在軸面上切制螺紋和凹槽以免引起應(yīng)力集中。 （ 4）、減小應(yīng)力集中，改善軸的受力情況 軸大多在變應(yīng)力下工作，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)減少應(yīng)力集中，以提高軸的疲勞強(qiáng)度，尤為重要。的倒角。同一根軸上所有圓角半徑和倒角的大小應(yīng)盡可能一致，以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)。如教材圖 10— 12 所示。 （ 3）、具有良好的制造和裝配工藝性 1） . 軸為階梯軸便于裝拆。過(guò)盈配合是利用軸和零件輪轂孔之間的配合過(guò)盈量來(lái)聯(lián)接，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)周向和軸向固定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)中性好，對(duì)軸削弱小，裝拆不便。常用的固定方式有： 接 鍵聯(lián)接和圓錐銷聯(lián)接見 教材 167。裝拆方便，多用 于承受劇烈振動(dòng)和沖擊的場(chǎng)合。 ③ 性擋圈和緊定螺釘 這兩種固定的方法，常用于軸向力較小的場(chǎng)合。 要求 r 軸 R 孔 或 r 軸C 孔 ② 套筒和圓螺母 定位套筒用于軸上兩零件 的距離較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠。因此，多用于軸向力較大的場(chǎng)合。 1）軸向定位的固定 ① 軸肩 或軸環(huán) ：如 教材 圖 107 所 示。近似為等強(qiáng)度軸。 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求 有： （ 1）、便于軸上零件的裝 配 軸的結(jié)構(gòu)外形主要取決于 軸在箱體上的安裝位置及形式，軸上零件的布置和固定方式，受力情況和加工工藝等。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 如圖所示為一齒輪減速器 中的的高速軸。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 3. 球墨鑄鐵 球墨鑄鐵吸振性和耐磨性好，對(duì)應(yīng)力集中敏感低，價(jià)格低廉，使用鑄造制成外形復(fù)雜的軸。例如：汽輪發(fā)電機(jī)軸要求，在高速、高溫重載下工作，采用 27Cr2Mo1V、 38CrMoAlA 等。 2. 合金鋼 合金鋼具有較高的機(jī)械性能，對(duì)應(yīng)力集中比較 敏感，淬火性較好，熱處理變形小，價(jià)格較貴。一般軸采用 45鋼，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)或正火處理；有耐磨性要求的軸段，應(yīng)進(jìn)行表面淬火及低溫回火處理 。軸的材料從以下中選?。? 1. 碳素鋼 優(yōu)質(zhì)碳素鋼具有較好的機(jī)械性能，對(duì)應(yīng)力集中敏感性較低，價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛。 主要承受彎矩和扭矩。 ：同時(shí)承受彎 矩和扭矩的軸，既支承零件又傳遞轉(zhuǎn)矩。 ：只承受扭矩不承受彎矩或承受很小的彎矩的軸 ,主要用于傳遞轉(zhuǎn)矩。 軸的分類 按軸受的載荷和功用可分為： ：只承受彎矩不承受扭矩的軸，主要用于支承回轉(zhuǎn)零件。本章將討論軸的類型、軸的材料和輪轂聯(lián)接，重點(diǎn)是軸的設(shè)計(jì)問(wèn)題，其包括軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算。ηz3 P= Fv 查閱資料可得 ：選取 ?1= — 彈性柱銷聯(lián)軸器 ?2= — 6 級(jí)精度齒輪的效率 ?3=— 7 級(jí)精度齒輪的效率 ?4= — 滾動(dòng)滾子軸承的效率 ?5=— 滾子鏈傳動(dòng) 則 ?總 =η1η2η3η4η5= P5=?1P= = kw 查閱資料可得：取 i=8~60 則 n5=n1i=(8~40)=~4586 (r/min) 電動(dòng)機(jī)符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1500、 3000，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)比，顯然選擇 1500 r/min 的同步轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)比較合適。ηb ① 由公式 P1=Fv=1500= kw 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n1= Dv ? 1000100?? = 100 200??? =114。所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上一般選用 1500r/min 的電動(dòng)機(jī)，它的轉(zhuǎn)速也比較高，但它的適應(yīng)性較強(qiáng)，功率因數(shù)也比較高。 異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）有 3000r/min、 1500r/min、 1000r/min、 750r/min等。 轉(zhuǎn)速的選擇 選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，應(yīng)盡量與工作機(jī)械需要的轉(zhuǎn)速相同，采用直接傳動(dòng)，這樣既可以避免傳動(dòng)損失，又可以節(jié)省占地面積。電動(dòng)機(jī)的功率也不能選擇太大，否則不但浪費(fèi)投資，而且電動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷下運(yùn)行，其功率和功率因數(shù)都不高，造成功率浪費(fèi)。一些自制簡(jiǎn)易農(nóng)機(jī)具，我們可以憑經(jīng)驗(yàn)粗選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，用測(cè)得的電功率來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)功率。如 JBS 系列小型三相防爆異步電動(dòng)機(jī)， JQS系列井用潛水泵三相異步電動(dòng)機(jī)以及 DM2 系列深井泵用三相異步電動(dòng)機(jī)。 實(shí)際上，農(nóng)村用來(lái)帶 動(dòng)水泵、機(jī)磨、脫粒機(jī)、扎花機(jī)和粉碎機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械的小型電動(dòng)機(jī)大多選用 JO、 JO2 系列電動(dòng)機(jī)。 3．密封式。這種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，定子繞組等都裝在一個(gè)封閉的機(jī)殼內(nèi)，能防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，但它的密封不很嚴(yán)密，所以還不能在水中工作， “JO”系列電動(dòng)機(jī)屬于這種防護(hù)形式。 “J”系列電動(dòng)機(jī)就屬于這種防護(hù)形式。這種電動(dòng)機(jī)的外殼有通風(fēng)孔，能防止水滴、鐵屑等物從上面或垂直方向成45186。繞線式的有 JR、 JR O2 系列小型繞線式異步電動(dòng)機(jī)和 JRQ 系列中型繞線式異步電動(dòng)機(jī)。從類型上可分為鼠籠式與繞線式異步電動(dòng)機(jī)兩種。選擇電動(dòng)機(jī)的內(nèi)容包括很多，例如電壓、頻率、功率、轉(zhuǎn)速、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、防護(hù)形式、結(jié)構(gòu)形式等，但是結(jié)合農(nóng)村具體情況，需要選擇的通常只是功率、轉(zhuǎn)速、防護(hù)形式等幾項(xiàng)比較重要的內(nèi)容，因此在這里介紹一下電動(dòng)機(jī)的選擇方法及使用。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 8 第三章 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 合理的選擇電動(dòng)機(jī)是正確使用的先決條件。 ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?111116674 20 1 27 5 74 27 5 746 27 568 54 22 .66BZZZZylF X L X L llEI LX l L X L lFEI LFEIFmmEI???? ? ???????? ? ? ? ????? 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 7 由裝配圖查得， 2 1 0 3 , 1 7 3 , 7 7X L l? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?222226694 18 2 27 5 94 17 3 18 26 27 56BZZZZylF X L X L llEI LX l L X L lFEI LFEIFmmEI???? ? ???????? ? ? ? ????? 綜上所述：可得 y1＜ y2 。同軸式減速器，長(zhǎng)度方向尺寸較小，但軸向尺寸較大，中間軸較長(zhǎng)，剛度較差。 減速器設(shè)計(jì) 二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比一般為 8～ 40，用斜齒、直齒或人字齒，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。兩端采用角接觸球軸承，第三根軸采用一頭用角接觸球軸承另一頭采用普通調(diào)心球軸承。所以對(duì)整個(gè)傳遞要求較高。由于我們的實(shí)驗(yàn)的要求較高，電機(jī)輸入的最高轉(zhuǎn)速較大，為了減少成本，降低對(duì)電機(jī)的要求，同時(shí)能夠滿足減震器試驗(yàn)臺(tái)的正常工作，我們對(duì)減震器采用這樣的方案 :變頻電機(jī)通過(guò)帶輪的傳遞，到達(dá)第一對(duì)嚙合齒輪，為了讓減速器具有變速功能，我們使第二對(duì)嚙合齒輪為雙聯(lián)齒輪，最后由輸出軸傳遞給偏心輪機(jī)構(gòu)。 5%，每隔 2min 工作一次，停機(jī) 5min，工作年限為 10年。蝸桿上置的，粘度應(yīng)適當(dāng)增大。齒輪減速器和蝸輪減速器的潤(rùn)滑油粘度可分別參考表選取。蝸桿圓周速度在 10m／ s 以上的減速器應(yīng)采用噴油潤(rùn)滑。但如滿足了后一條件而蝸桿未能浸入油中時(shí)，則可在蝸桿軸上裝一甩油環(huán)，將油甩到蝸輪上以進(jìn)行潤(rùn)滑。 蝸桿圓周速度在 10m/s 以下的蝸桿減速器可以采用油池潤(rùn)滑。噴油潤(rùn)滑需要專門的管路裝置、油的過(guò)濾和冷卻裝置以及油量調(diào)節(jié)裝置等，所以費(fèi)用較貴。噴油孔的位置還應(yīng)注意沿齒輪寬度均勻分布。速度高時(shí)，對(duì)著嚙出區(qū)噴油有利于迅速帶出熱量，降低嚙合區(qū)溫度，提高抗點(diǎn)蝕能力。這時(shí)，最好采用噴油潤(rùn)滑。循環(huán)潤(rùn)滑的油量一般不少于 0． 5L/kW。 減速器油池的容積平均可按 1kW 約需 0． 35L 一 0． 7L潤(rùn)滑油計(jì)算 (大值用于粘度較高的油 )，同時(shí)應(yīng)保持齒輪頂圓距離箱底不低于 30mm 一 50mm 左右，以免太淺時(shí)激起沉降在箱底的油泥。在多級(jí)減速器中應(yīng)盡量使各級(jí)傳動(dòng)浸入油中深度近予相等。潤(rùn)滑圓錐齒輪傳動(dòng)時(shí)，齒輪浸入油中的深度應(yīng)達(dá)到輪齒的整個(gè)寬度。速度高的還應(yīng)該淺些，建議在 0． 7 倍齒高左右，但至少為 10mm。 圓周速度 u≤ 12m/s 一 15m／ s 的齒輪減速器廣泛采用油池潤(rùn)滑，自然冷卻。 和傳統(tǒng)的減速器相比， 新型減速器 結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，既可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少零件數(shù)目，同時(shí)又改善了制造工藝性。 —— 在輸入軸和輸出軸端不采用傳統(tǒng)的法蘭式端蓋，而改用機(jī)械密封