【正文】 高之比 模數(shù) mmmmzdm tt ??? 齒高 mmmmmh t ???? ??hb 5） 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) smv /? ， 7 級(jí)精度查得 ?vK ， ?AK 圓周力 NNd TF tt 17 74 7022 1 1 ???? mNmNmNb FK tA /100/146/ ???? 查得 ?? ?? FH KK bCd bd bBAKttH32121 ??????????????????? ???????????? 查得 A=， B=， C=，代入上式 ??HK 由 ?hb ， ??HK 查得 ??FK ；故載荷系數(shù) ?????? ?? HHvA KKKKK 6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 mmmmKKddtt 3311 ???? 7) 計(jì)算模數(shù) 第 14 頁(yè) 共 44 頁(yè) mmmmzdm ??? 3. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 ? ?3 2112 ??? YYYzKTm SaFaFd? 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 1） 查得小齒輪的彎曲疲勞極限 MPaF 6001lim ?? ，大齒輪的彎曲疲勞極限MPaF 4502lim ?? 2） 查得 彎曲最小安全系數(shù) ?FS 3) 由應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 71 ??LN ， 62 ??LN 查得，彎曲壽命系數(shù) ?NY ， ?NY 。 5） 許用彎曲應(yīng)力 ? ? M P aM P aS YYF XNFF i n 11l i m1 ????? ?? ? ? M P aM P aS YYF XNFF 36 0m i n 22l i m2 ????? ?? 6） 計(jì)算載荷系數(shù) ?????? ?? FFvA KKKKK 7) 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) 按齒數(shù) 131?z 和變位系數(shù) ?x ，查得 ?FaY ， ?SaY 。 ? ? 31 11 ????F SaFa YY ? ? ? 32 22 67 ????F SaFa YY ? 大齒輪的數(shù)值比較大。 4． 幾何尺寸計(jì)算 表 3 齒輪尺寸計(jì)算結(jié)果 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式 小齒輪 大齒輪 模數(shù) m 6 齒數(shù) z 161?z 1122 ?z 變位系數(shù) x ?x ??x 嚙合角 ?? ?20??? ?? 分度圓直徑 d 4811 ?? mzd 33622 ?? mzd 節(jié)圓直徑 d? 4811 ??? dd 33622 ??? dd 中心距 a ? ? 1922/21 ??? dda 齒頂高 ah ? ? ??? ? mxhh aa ? ? ??? ? mxhh aa 齒根高 fh ? ? ???? ?? mxchh af ? ? ??? ?? mxchh af 齒頂圓直徑 ad 111 ??? aa hdd 222 ??? aa hdd 齒根圓直徑 fd 111 ??? ff hdd 2 62 222 ??? ff hdd 齒輪寬度 B mmB 251 ? mmB 152 ? 第 16 頁(yè) 共 44 頁(yè) 曲軸尺寸參數(shù)的確定 及強(qiáng)度校核 曲軸為壓力機(jī)的重要零件，受力復(fù)雜，故制造條件要求較高，一般用 45 號(hào)鋼鍛制而成。有些中大型壓力機(jī)的曲軸則用合金鋼鍛制，如40Cr， 37SiMn2MoV、 18CrMnNoV，鍛比需要大于 3，對(duì)于小型壓力機(jī)的曲軸，國(guó)內(nèi)有些制造廠用球磨鑄鐵 QT60— 2 鑄造。對(duì)于大型曲軸，有時(shí)在支承頸和曲柄頸中心處鉆深孔，以改善淬透性，提高機(jī)械性能，曲軸支承頸和曲柄頸（或曲拐頸）需加以精車或磨光，為了延長(zhǎng)曲軸壽命，在各軸頸特別是圓 角處，最好用滾子碾壓強(qiáng)化。 第 17 頁(yè) 共 44 頁(yè) 對(duì)支承的簡(jiǎn)化：兩支承也是在距離曲柄臂 2r 處，簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)支梁。 危險(xiǎn)截面計(jì)算： C— C 截面： 圖 5 曲軸計(jì)算簡(jiǎn)圖 M P aM P adLLrpWMAaqg 2761 4 0 0212421333 ???????? ??????????????? ????? 曲軸材料為 40Cr 調(diào)質(zhì)鋼，其許用應(yīng)力 ? ? M P a200~140?? ，可見 ? ???? ，曲軸強(qiáng)度滿足。 曲軸危險(xiǎn)截面的應(yīng)力均在許用應(yīng)力范圍之內(nèi)，滿足強(qiáng)度要求。 mmmmnPCd 3311 ???? 4． 軸的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì) (1) 擬定軸上零件的裝配方案，軸的結(jié)構(gòu)與裝配方案如下圖所示。 第 19 頁(yè) 共 44 頁(yè) 2）初步選取滾動(dòng)軸承。由此，初步選取深溝球軸承 6406，其尺寸 mmmmmmBDd 239030 ????? 安裝尺寸 ad 取為 40mm， aD 取為 80mm。 3)取小齒輪軸段直徑為 24mm，小齒輪的輪轂長(zhǎng)度為 32mm。 （ 3）軸上零件的周向定位 大帶輪，小齒輪與軸的周向定位均采用平鍵連接，由于帶輪 、齒輪均在軸端故采用單圓頭平鍵，按 d=24mm，查得鍵的尺寸 mmmmhb 78 ??? ， 鍵用鍵槽銑刀加工，齒輪輪轂為 32mm， 鍵長(zhǎng)略短于輪轂長(zhǎng)度，可取鍵長(zhǎng)度 25mm， 同時(shí)為了保證齒輪與軸配合具有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 67nH ，同時(shí)帶輪與軸的連接，選用單圓頭平鍵 mmmmmmlhb 5078 ????? ，帶輪與軸的配合為 67kH ，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)盈配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公 差為 k6。從軸的結(jié)構(gòu)圖及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 C是軸的危險(xiǎn)截面，現(xiàn)將計(jì)算出的截面 C 的 MH、 MV及 M 的值列于下表。mm 第 20 頁(yè) 共 44 頁(yè) 圖 8 傳動(dòng)軸的載荷分布圖 6． 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受的最大彎矩和扭矩的截面。 ? ?bb 1???? ，故安全。 第 21 頁(yè) 共 44 頁(yè) 3. 成型模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 模具主要尺寸設(shè)計(jì) 產(chǎn)品的成型參數(shù) 目前國(guó)內(nèi)設(shè)備所成型的固化燃料的尺寸及成型參數(shù)見下表 ： 表 6 產(chǎn)品成型參數(shù) 生產(chǎn)率 400500kg/h 能耗 70KW/h 成型棒直徑 100mm 成型溫度 160260℃ 成型工作壓力 68MPa 預(yù)工作壓力 34MPa 加熱功率 成型密度 10001300kg/m 成型周期 15s 秸稈粒度 30mm 模具材料選擇 模具選材是整個(gè)模具制作過(guò)程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。 1. 模具滿足工作條件要求 (1) 耐磨性 坯料在模具型腔中塑性變性時(shí) ，沿型腔表面既流動(dòng)又滑動(dòng)，使型腔表面與坯料間產(chǎn)生劇烈的摩擦，從而導(dǎo)致模具因磨損而失效。 硬度是影響耐磨性的主要因素。另外，耐磨性還與材料中碳化物的種類、數(shù)量、形態(tài)、大小及分布有關(guān)。為防止模具零件在工作時(shí)突然脆斷，模具要具有較高的強(qiáng)度和韌性。 (3) 疲勞斷裂 性能 模具工作過(guò)程中，在循環(huán)應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，往往導(dǎo)致疲勞斷裂。 模具的疲勞斷裂性能主要取決于其強(qiáng)度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。因此，模具材料應(yīng)具有較高的回火穩(wěn)定性，以保證模具在工作溫度下，具有較高的硬度和強(qiáng)度。冷熱疲勞是熱作模具失效的主要形式之一， 這類模具應(yīng)具有較高的耐冷熱疲勞性能。 2. 模具滿足工藝性能要求 模具的制造一般都要經(jīng)過(guò)鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。 (1) 可鍛性 具有較低的熱鍛變形抗力，塑性好，鍛造溫度范圍寬，鍛裂冷裂及析出網(wǎng)狀碳化物傾向低。 (3) 切削加工性 切削用量大，刀具損耗低，加工表面粗糙度低。 (5) 淬硬性 淬火后具有均勻而高的表面硬度。 (7) 淬火變形開裂傾向 常規(guī)淬火體積變化小，形狀翹曲、畸變輕微，異常變形傾向低。 (8) 可磨削性 砂輪相對(duì)損耗小，無(wú)燒傷 ， 極限磨削用量大，對(duì)砂輪質(zhì)量及冷卻條件不敏感，不易發(fā)生磨傷及磨削裂紋。因此，在滿足使用性能的前提下，首先選用價(jià)格較低的，能用碳鋼就不用合金鋼，能用國(guó)產(chǎn)材料就不用進(jìn)口材料。為此，模具的運(yùn)動(dòng)形式應(yīng)為間歇運(yùn)動(dòng)，且是等間歇運(yùn)動(dòng)， 典型的符合條件的機(jī)構(gòu)為槽輪機(jī)構(gòu)。如下圖所示，端部裝有圓銷 第 23 頁(yè) 共 44 頁(yè) 的主動(dòng)曲柄作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓銷便進(jìn)入槽輪的徑向槽中 ，槽輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)。為了使槽輪 轉(zhuǎn)位平穩(wěn)，圓銷在進(jìn)入或退出槽子時(shí)，應(yīng)使曲柄與槽子的中心線垂直。 圖 9 槽輪機(jī)構(gòu)工作原理示意圖 2. 槽輪機(jī)構(gòu)的鎖弧定位 為了使槽輪在停止時(shí)保持不動(dòng)，常用由圓弧構(gòu)成的鎖弧來(lái)定位。其中圖 (a)是圓銷開始進(jìn)入槽輪時(shí)的位置，這時(shí)鎖弧的終點(diǎn)正好處于槽輪凹弧的中間。圖 (b)是圓銷開始離開槽輪時(shí)的位置，而這時(shí)圓弧的起點(diǎn) E 恰好轉(zhuǎn)到 槽輪凹弧的中間。這時(shí)由于鎖弧與輪槽凹弧緊密相貼，槽輪被 鎖住而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖 10 槽輪機(jī)構(gòu)鎖弧定位的工作原理 3. 槽輪機(jī)構(gòu)的尺寸確定 槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性與槽數(shù) z 密切相關(guān)。 當(dāng)機(jī)構(gòu)中心距 l 及輪槽數(shù) z 確定后，可按下述公式確定其它尺寸。 4. 模具結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì) 圖 11 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 第 25 頁(yè) 共 44 頁(yè) 如上圖所示，模具上布置有 3 個(gè)料筒，分別完成送料、壓縮成型和產(chǎn)品頂出3 個(gè)步驟，料筒直徑 d=100mm。 當(dāng)槽輪靜止時(shí)，頂出機(jī)構(gòu)將產(chǎn)品頂出，壓力機(jī)將原料壓制成產(chǎn)品，送料機(jī)構(gòu)將原料送入料筒。 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 頂出裝置設(shè)計(jì)為凸輪機(jī)構(gòu)， 凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪，從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成的高副機(jī)構(gòu)。 圖 12 凸輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 第 26 頁(yè) 共 44 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [ 1 ] 費(fèi)世 民，旭東，楊灌英等 。 四川林業(yè)科技 ， 2020， 26 (03)： 20 261 [ 2 ] 李軍 ， 吳平治 ， 李美茹等 。 自然雜志 ， 2020， 29 (01)： 21 251 [ 3 ] 吳國(guó)江 ， 劉杰 ， 婁治平等 。 中國(guó)科學(xué)院院刊 ， 2020， 21 (1)： 532 5711 [ 4 ] 盧振舉 。 化學(xué)物理通訊 ， 2020， 7 (9)：7 121 [ 5 ] 萬(wàn)泉 。 福建林業(yè)科技 ， 2020， 32 (02)： 1 51 [ 6 ] ABDERRAHIMB, et al. 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