【正文】 (318097TM2222 ?????? ?CeCM D 截面 ? ? m1 4 6 0 0 0 0 N .m)4 2 0 0 0 (1 4 3 9 6 2 0TM2222 ?????? ?DeDM ⑤ 確定許用應(yīng)力 已知軸材料為 45 鋼調(diào)質(zhì)，查表得 b? =650MPa。用插入法查表得? ?b0? =， ? ?b1?? =60MPa。并算出危險截面的當(dāng)量彎矩如表 。 2) 軸 扭轉(zhuǎn) 剛度 的 計算 本科畢業(yè) 設(shè)計說明書（論文） 第 27 頁 共 46 頁 ??? ??? ??? ???? 5 15 14 4140 i pi iii pi iini pi ii I LTI LTI LTGL? 441p1 ??? d? 442p2 ??? d? 443p3 ??? d? 444p4 ??? d? 445p5 ??? d? 44444444440?????????? ? ???? ???? ???? ???? ????所以扭轉(zhuǎn) 剛度足夠 二軸的校核 軸直徑的 設(shè)計式 ? ? 63T6 ??? ????? ?d 設(shè)計的軸的最小直徑為 25mm 軸的強度 計算 1) 按當(dāng)量彎矩法校核 ① 設(shè)計軸系結(jié)構(gòu)，確定軸的受力簡圖、彎矩圖、合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖和當(dāng)量彎矩圖 。用插入法查表得? ?b0? =， ? ?b1?? =60MPa。并算出危險截面的 當(dāng)量 彎矩如表 。 )= 軸的校核 一軸的校核 軸直徑的設(shè)計式 ? ? 19. 37m m 63T6 ??? ????? ?d 設(shè)計的軸的最小直徑為 20mm 軸的強度 計算 1) 按當(dāng)量彎矩法校核 ① 設(shè)計軸系結(jié)構(gòu)，確定軸的受力簡圖、彎矩圖、合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖和當(dāng)量彎矩圖。 )2= 齒輪 2 螺旋線波度公差 ffβ 2= 齒輪 2 軸向齒距極限偏差 Fpx(177。39。2= 齒輪 2 齒向公差 Fβ 2= 齒輪 2 切向綜合公差 Fi39。2= 齒輪 2 一齒徑向綜合公差 fi39。 )1= 齒 輪 1 齒向公差 Fb1= 齒輪 1x 方向軸向平行度公差 fx1= 齒輪 1y 方向軸向平行度公差 fy1= 齒輪 1 齒厚上偏差 Eup1= 齒輪 1 齒厚下偏差 Edn1= 齒輪 2 齒距累積公差 Fp2= 齒輪 2 齒圈徑向跳動公差 Fr2= 齒輪 2 公法線長度變動公差 Fw2= 本科畢業(yè) 設(shè)計說明書（論文） 第 23 頁 共 46 頁 齒輪 2 齒距極限偏差 fpt(177。1= 齒輪 1 基節(jié)極限偏差 fpb(177。1= 齒輪 1 徑向綜合公差 Fi39。39。 )1= 齒輪 1 齒形公差 ff1= 齒輪 1 一齒切向綜合公差 fi39。 7) 確定中心距，模數(shù)等幾何參數(shù) 中心距 a： ? ? 1802 ????a 根據(jù)實際情況 取 a=176mm 模數(shù) m：由中心矩 a 及初選齒數(shù) Z1 、 Z2得： 47117 25222 21 ?????? ZZ am 分度圓直徑 d1,d2 mm6817411 ???? mzd mm2 8 471422 ???? mzd 確定尺寬 b 取大齒輪尺寬為 b1=68 =34mm 取大齒輪齒寬為 40 小齒輪尺寬取 b2=45mm 8) 齒根抗彎疲勞強度驗算 本科畢業(yè) 設(shè)計說明書（論文） 第 19 頁 共 46 頁 求許用彎曲應(yīng)力 [σ F] ① 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) NF NF2 ? ?81 11160????????????????????? ?? hhiiihF ttTTtrnN 7812 39。 )= 第二級齒輪傳動設(shè)計 1) 選材料、確定初步參數(shù) 小齒輪： 45 鋼表面淬火 ，平均取齒面硬度為 260HRC 大齒輪： 45 鋼調(diào)制，平均取齒面硬度為 260HBS 初選齒數(shù) 取小齒輪的齒數(shù)為 17，則大齒輪的齒數(shù)為 71 齒數(shù)比即為傳動比 ??i 2) 選擇尺寬系數(shù)ψ d 和傳動精度等級情況 參照相關(guān)手冊并根據(jù)以前學(xué)過的知識選取 ψ d= 初估小齒輪直徑 d1=68mm 齒輪圓周速度為： s/ 48m10 0060 1256810 0060 nd 11 ?? ???? ??? ??? 參照手冊選精度等級為 7 級。 )2= 齒輪 2 螺旋線波度公差 ffβ 2= 齒輪 2 軸向齒距極限偏差 Fpx(177。39。2= 齒輪 2 齒向公差 Fβ 2= 齒輪 2 切向綜合公差 Fi39。2= 齒輪 2 一齒徑向 綜合公差 fi39。 )1= 齒輪 1 齒向公差 Fb1= 齒輪 1x 方向軸向平行度公 差 fx1= 齒輪 1y 方向軸向平行度公差 fy1= 齒輪 1 齒厚上偏差 Eup1= 齒輪 1 齒厚下偏差 Edn1= 齒輪 2 齒距累積公差 Fp2= 齒輪 2 齒圈徑向跳動公差 Fr2= 齒輪 2 公法線長度變動公差 Fw2= 齒輪 2 齒距極限偏差 fpt(177。1= 齒輪 1 基節(jié)極限偏差 fpb(177。1= 齒輪 1 徑向綜合公差 Fi39。39。 )1= 本科畢業(yè) 設(shè)計說明書（論文） 第 15 頁 共 46 頁 齒輪 1 齒形公差 ff1= 齒輪 1 一齒切向綜合公差 fi39。 2) 齒根彎曲疲勞強度設(shè)計 3 211 ][2FSaFadnYYYZKTm ?? ??? 小齒輪轉(zhuǎn)矩 T= 104Nmm 取小齒輪的齒 數(shù)為 17，則大齒輪的齒數(shù)為 17 3=51 由于是硬齒面齒輪，非對稱安裝，則取齒寬系數(shù) ψ d= 查相關(guān)手冊可以得到下面數(shù)據(jù) 使用系數(shù) KA= 動載系數(shù) Kv= 齒向載荷分布系數(shù) Kβ = 齒間載荷分布系數(shù) Kα= 載荷系數(shù) K= KA Kv KβKα= = 查相關(guān)手冊可以得到下面數(shù)據(jù) 小齒輪 齒形系數(shù) YFa1= 大齒輪齒形系數(shù) YFa2= 小齒輪 應(yīng)力校正系數(shù) Ysa1= 大齒輪 應(yīng)力校正系數(shù) Ysa2= 重合度系數(shù) Yε= 按公式計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 [σ ]F FSTXNFF S YYYlim][ ?? ? 按應(yīng)力圖查取齒輪材料彎曲疲勞極限應(yīng)力 1limF? = 2limF? = 計算彎曲疲勞強度計算的壽命系數(shù) YN 小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1=60n1rth=60 375 30000= 108 大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N2=60n2rth=60 125 30000= 108 ) 103()103( 61 ?????? NY N 本科畢業(yè) 設(shè)計說明書（論文） 第 12 頁 共 46 頁 ) 103()103( 62 ?????? NY N 查相關(guān)手冊，查的尺寸系數(shù) YX=1， YST=2 彎曲強度用安全系數(shù) SF= MpS YYY F STXNFF ][ 11lim1 ?????? ?? MpS YYY F STXNFF ][ 22lim2 ?????? ?? 比較 01 ][ 1 11 ???FSaFa YY ?， ][ 2 22 ???FSaFa YY ? ?111][ FSaFaYY? 222][ FSaFaYY? ，應(yīng)按小齒輪的彎曲疲勞強度進行計算 ][2 243 211 ??? ?????????FSaFadnYYYZKTm ?? ? 則取標(biāo)準(zhǔn)摸數(shù) mn=3 中心距為 mmZZma n 1022 )( 21 ??? 大小齒輪分度圓直徑 mmZmd n 5111 ?? ， mmZmd n 15322 ?? 校核原假設(shè)的系數(shù) Kv 齒輪的速度 smndv / 37551100060 11 ?? ????? ?? smvz / 1 ??? ,查表得 Kv=，與原取值相同。 (5) 中心矩、帶 的基準(zhǔn)長度 的確定。 根據(jù)以上數(shù)值及小帶輪的轉(zhuǎn)速查相應(yīng) 圖表選取 A 型 V帶。 (1) 由設(shè)計可知： V 帶傳動的功率為 ，小帶輪的轉(zhuǎn)速為 1500/min，大帶輪的轉(zhuǎn)速為 375r/min。最主要的是可以起過載保護的作用。 （注以下 用 i1代替 i11， i2代替 i22） 計算機構(gòu)各軸的運動及動力參數(shù) 1) 各軸的轉(zhuǎn)速ⅠⅡⅢ Ⅰ 軸 min/r375415 0001 ??? nnn m Ⅱ 軸 m in/r1253375112 ??? inn 本科畢業(yè) 設(shè)計說明書（論文） 第 8 頁 共 46 頁 Ⅲ 軸 m in/r30 ??? inn 2) 各軸的輸入功率 電動機軸功率 Pr和轉(zhuǎn)矩 Tr Pr= mmNnPT rr ???????? 466 Ⅰ軸 輸入功率 P1和轉(zhuǎn)矩 T1 0 ????? ηpP mmNnPT ???????? 461161 Ⅱ軸 輸入功率 P2和轉(zhuǎn)矩 T2 .9 ??????? ?ηpP mmNnPT ???????? 461262 Ⅲ軸 輸入功率 P3和轉(zhuǎn)矩 T3 ?????? ?ηpp mmNnPT ???????? 463363 帶傳動設(shè)計 帶傳動是一種常見的機械傳動形式，它由主、從動帶輪和傳動帶組成。 則 按展開式布置，取 i11=3，則 i22=。 a) 總傳動比 50301500 ??i b) 分配傳動裝置的傳動比 10 iii ?? 上式中 i0、 i1 分別為帶傳動與減速器（兩級齒輪減速） ,為了使減速部分的尺寸不致過大 ,可以選擇大的帶傳動比。則 NmgG A 3 8 9 0 2 6 93 ??????? 223 )10420(565 mkgJ ?????? ? 慣性輪可以儲存的能量為 JJWW 216)60/2125( 22 ??????? ? 帶輪和大齒輪同樣可以儲存能量，大帶輪和齒輪如 圖 2 7 7 . 32 2 4 圖 帶輪尺寸 NmgG 3 4 3 0 5 8 93 ???????帶 2222221 )()( mkggDDGJ ???????? 帶 大帶輪可以儲存的能量為 JJWW )60/2375( 22 ??????? ?帶 飛輪和帶輪儲存的能量可以提供切斷所需要的能量 所以 我們可以選擇小功率的電機。 這是因為飛輪有很大的轉(zhuǎn)動慣量，要使其轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，就要較大的能量，當(dāng)機械出現(xiàn)盈功時，飛輪軸的角速度只作微小的上升，即可將多余的能量吸收儲存起來；而當(dāng)機械出現(xiàn)虧功時，機械運轉(zhuǎn)速度減慢，飛輪又可將其儲存的能量釋放，以彌補能量的不足， 而其角速度只作小幅度的下降。 則切斷過程中需要的能量為 W MNQSW ??????? ? 7 6%6010142 1 0 0 0 3 由于本方案在第 二軸上裝了飛輪，則切斷的能量可以部分由飛輪和帶輪來提供。 功率計算 由圖可知，刀的速度小于曲軸處的線速度。對于鋼材，工程上常取 [τ ]=（ — ） [σ ]。即切斷鋼筋的條件為：? ??? ?? AQ 查資料可知 45 號鋼筋的許用應(yīng)力為：σ b=300 MPa,。由圖 31得曲柄要順時針旋轉(zhuǎn)，才滿足滑塊具有急回特性和最小傳動角在空回行程的要求。 通過畫圖法可求出連桿長 b70mm 為保證機構(gòu)的傳力效果，應(yīng)限制機構(gòu)的壓力角的傳動角在某一范圍內(nèi)。即 e=20。 由于切斷的鋼筋的最大直徑為 14，又不能使轉(zhuǎn)矩過大，現(xiàn)假設(shè) a=20。 其基本結(jié)構(gòu)如 圖 圖 結(jié)構(gòu)簡圖 本科畢業(yè) 設(shè)計說明書（論文） 第 4 頁 共 46 頁 3 電機選擇 曲柄滑塊機構(gòu)的設(shè)計 曲柄滑塊機構(gòu)是鉸鏈四桿機構(gòu)的演化形式之一， 它可將主動件的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成從動的 往返運動。為了節(jié)能和減震，本設(shè)計運用了飛輪的優(yōu)點 。考慮現(xiàn)實條件我決定采用曲柄滑塊機構(gòu)作為本機械的執(zhí)行機構(gòu) 。動力由電動機輸出 ,通過減速系統(tǒng)傳動 ,把動力輸入到執(zhí)行機構(gòu)。首先采用 一級帶傳動，因為它具有緩沖、吸振、運行平穩(wěn)、噪聲小、合過載保護等優(yōu)點，并安裝張緊輪。畢業(yè)設(shè)計是對四年大學(xué)所學(xué)知識的一個總結(jié)，也