【正文】 大齒輪左端采用軸肩定位，軸肩高度要求 ? ，取 4d mm? ，則 22d mm?Ⅱ Ⅲ ， Ⅱ Ⅲ 段長度由裝配后確定，要保證齒輪與箱體壁的間距 mm? ，取 mm?Ⅱ Ⅲ 。 （ 5） 確定軸上圓角及倒角尺寸， 參照表 15－ 2， 各倒角及圓角見標準零件圖。 從軸的結構圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 B 是軸的危險截面 現(xiàn)將計算出的截面 B 處的 vM ， hM 及 M 列于下表 本科畢業(yè)論文 35 載荷 水平面 H 垂直面 V 力 F 2 ? 2 ? 彎矩 M 761 hM N mm?? 2310vM N mm?? 總彎矩 22 7 9 5 6 .9vhM M M N m m? ? ? ? 扭矩 T 2 5396T N mm?? 5）按彎扭合成應力校荷軸的強度 進行校荷時，通常只校荷軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即 危險截面 B）的強度。 前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理由表 15－ 1查得 ? ?1 60MPa?? ? 。 傳動螺紋副的設計及校核 1．第Ⅲ軸是絲杠，絲杠通過與螺母連接帶動整個儲絲機構在導軌上面做直線運動，現(xiàn)對其進行設計。它主要用于將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動將直線運動變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運動，同時傳遞運動或動力。 本次設 計運絲裝置螺紋傳動形式選擇滑動螺旋傳動，螺母固定、螺桿轉(zhuǎn)動并移動。螺旋傳動的工作剛度與精度等和支撐結構有直接關系，當螺桿短而粗且垂直布置時，如起重及加壓裝置的傳力螺旋，可以利用螺母本身作為支撐。螺桿的支撐結構與軸的支撐結構基本相同。 螺母的結構有整 體螺母、組合螺母和剖分螺母等形式。對于經(jīng)常雙向傳動的傳導螺旋，為了消除軸向間隙和補償旋合螺紋的磨損，避免反向傳動時的空行程，常采用組合螺母或剖分螺母。其中以梯形和鋸齒形螺紋應用最廣。對于傳導螺紋，為了提高其傳動效率及直線運動速度，可采用多線螺紋（線數(shù) n=3~4，甚至多大 6）。螺母材料除要有足夠的強度外，還要求在與螺桿材料配合時摩擦系數(shù)小和耐磨。 螺母采用鑄鐵制造，內(nèi)孔澆注巴氏合金。 校核穩(wěn)定性 四、 滑動螺旋傳動的設計計算 滑動螺旋工作時，主要承受轉(zhuǎn)矩及軸向拉力（或壓力）的作用，同時在d1 d2 d ψ S P 本科畢業(yè)論文 39 螺桿和螺母的旋合螺紋間有 較大的相對滑動。因此，滑動螺旋的基本尺寸（即螺桿直徑和螺母高度），通常是根據(jù)耐磨性條件確定的。 耐磨性計算 滑動螺旋的磨損與螺紋工作面上的壓力、滑動速 度，螺紋表面粗糙度以及潤滑狀態(tài)等因素有關，其中最主要的是螺紋工作面上的壓力，壓力越大螺旋副間越容易形成過度磨損。 假設作用于螺桿的軸向力為 F(單位為 N)，螺紋的承壓面積為 A（單位為 mm2）螺紋中徑為 d2（單位為 mm）螺紋工作高度為 h（單位為 mm），螺紋螺距為 P（單位為 mm），螺母高度為 H（單位為 mm），螺紋工作圈數(shù)為 PHu? ，則螺紋工作面上的耐磨性條件為 ? ?PhHdFPhzdFp ???22 ?? 圖 42 梯形螺紋傳動副尺寸圖 本科畢業(yè)論文 40 令2dH?? ， 則 2dH ?? 代入上式整理后可得 ? ?phFPd ???2 對于矩形和梯形螺紋， h=，則 ? ?pFd ? ? 對于 30176。 2．求作用在齒輪上的力 根據(jù)作用力與反作用力定理可以知道 本科畢業(yè)論文 41 ` 23332 2 5 3 9 6 3 1 7 . 434tt TF F Nd ?? ? ? ?， `3 3 3 ta n 2 0 3 1 7 .4 0 .3 6 4 1 1 5 .5r r tF F F N N? ? ? ? ?。 根據(jù)表 15－ 3 取 A=112,于是得 33 33m i n32 2 2 . 5 1 01 1 2 1 3 . 81 1 8 . 3pd A m m m mn ??? ? ?， 軸上最小直徑處是裝配齒輪，為了增加傳動的穩(wěn)定性 取 15d mm?Ⅴ Ⅵ ，齒輪左端用套筒進行軸肩定位， 根據(jù)裝配要求求得 mm?Ⅴ Ⅵ 。 圖 4— 3 第三根軸的零件圖 2) 確定軸的各段直徑和長度 （ 1）軸的 Ⅳ Ⅴ 段安裝軸承，由于軸承的寬度較小，選用兩個 軸承并放，以增加絲杠傳動的穩(wěn)定性，所以 Ⅳ Ⅴ 段的基本參 數(shù)由所選的軸承尺寸確定。 （ 2）軸承左端才用軸肩定位，軸肩高度不能超過軸 承的內(nèi)圈的 高度，通過計算取 22d mm?Ⅲ Ⅳ ，長度尺寸取 10L mm?Ⅲ Ⅳ 。 （ 4）軸 Ⅰ Ⅱ 段是絲杠螺紋，目的是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動。左端開有螺紋孔，用螺釘固定以檔圈防止絲杠越程導致絲杠與螺母脫節(jié)。 本科畢業(yè)論文 43 首先根據(jù)軸的結構圖作出軸的計算簡圖，再根據(jù)軸的計算簡圖 作出軸的彎矩和扭矩圖： F t3F r3(g)扭矩 圖(g)扭矩 圖(f)合成 彎矩圖(e)水平 面彎矩圖(d)水平 面受力圖(c)垂直 面彎矩圖(b)垂直 面受力圖(a)示意 圖F nh1F nv1F nh2F nv1L1 L2F nv1F nv1F nh2F nh1M vM hMTM caF r3F t3 圖 4— 4 第三根軸的受力分析 由圖分析各支點處的受力狀況： 由于螺母支撐點的位置在行程范圍內(nèi)變化，在校荷時只需要取最危險的 本科畢業(yè)論文 44 位置，在此處 應該是在螺母與絲杠最左端接觸時，在此情況下進行校荷，由前已知： 轉(zhuǎn)矩 3332 2 2 . 59 5 5 0 9 5 5 0 1 7 9 6 1 . 71 1 8 . 3pT N m mn? ? ? ? ? ? 2332 2 5 3 9 6 3 1 7 .434t TFNd ?? ? ? 33 ta n 2 0 3 1 7 .4 0 .3 6 4 1 1 5 .5rtF F N N? ? ? ? 在水平面內(nèi)對 A點取矩， 3 1 2 2 1()t nhF L L F L? ? ? ? 式中 1 285LN? ， 2 ? 代入上式可得 2 ? ， 又 1 2 3nh nh tF F F?? 可得 1 ?? 表示方向與假設方向相反。根據(jù)式 15－ 5及表中的數(shù)據(jù)，并取 ?? ，軸的計算應力 本科畢業(yè)論文 46 22222()157 05 ( 179 61 ) 117caMTWM P aM P a?? ??????? 前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理由表 15－ 1查得 ? ?1 60MPa?? ? 。 本科畢業(yè)論文 47 5 軸承壽命校核 第Ⅰ軸上軸承的校荷 兩端均采用雙軸承聯(lián)接 軸承類型：深溝球軸承， 軸承代號： 6203 標稱尺寸： 17 22 40d D L mm? ? ? ? ? 在校荷時每個軸承所承受的載荷是支撐點處載荷的一半計算， 壽命計算： ????????? PCnL h 60106 h 1） 滾動軸承的當量動載荷： YAXRP ?? 其中： X、 Y 分別為徑向、軸向載荷系數(shù)。則 RPr? 2） 參照前面軸的計算可知： 左軸承：1 1 12224 .3 10 .126nv nhp F FN????? NP 261? 右軸承：2 2 22239 .7 10 8. 9nv nhp F FN????? NP ? 3）載荷系數(shù)：查表“載荷系數(shù) Pf ”（按中等沖擊）得 ?Pf ?Pf 4）轉(zhuǎn)速： min1440 rn ? 5）壽命指數(shù)： 3?? 本科畢業(yè)論文 48 6）額定動載荷：查表知 C＝ 左軸承： 1 5 6 2 7 5 3 1 2 h14006010 336????????? ? ????hL 右軸承： hL h1 7 6 4 2 4 9 1 7 3 6 011 4 0 06010 36??????? ???? 由此可知：該軸承符合要求符合要求 5. 2 第Ⅲ軸軸上軸承的校荷 兩端均采用雙軸承聯(lián)接 軸承類型：深溝球軸承， 軸承代號： 6203 標稱尺寸： 17 22 40d D L mm? ? ? ? ? 在校荷時每個軸承所承受的載荷是支撐點處載荷的一半計算， 壽命計算： ????????? PCnL h 60106 h 1） 滾動軸承的當量動載荷： YAXRP ?? 其中： X、 Y 分別為徑向、軸向載荷系數(shù)。則 RPr? 2） 參照前面軸的計算可知： 3 2 22236 13 39 nv nhp F FN????? NP 261? 本科畢業(yè)論文 49 3）載荷系數(shù)：查表“載荷系數(shù) Pf ”（按中等沖擊）得 ?Pf 4）轉(zhuǎn)速： rn ? 5）壽命指數(shù)： 3?? 6）額定動載荷：查表知 C＝ 5 3 6 7 4 8 h10 336????????? ? ????hL 由此可知：該軸承符合要求符合要求 本科畢業(yè)論文 50 6 鍵的強度校核 鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個方面。對于常見的材料組合和按標準選取尺寸的普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接），其主要失效形式是工作面被壓潰。 校荷方法： 假定載 荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵的強度條件為 32 1 0ppTkld??? ?????? 式中： T—— 傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為 Nm? ； k —— 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度， ? ，單位為 mm； l —— 鍵的工作長度，單位為 mm，圓頭平鍵 l L b??，平頭 平鍵 lL? ，這里的 L 為鍵的公稱長度，單位為 mm； b為鍵的寬度，單位為 mm； p?????—— 鍵，軸輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應力，單位 為 MPa ； 聯(lián)軸器處鍵的強度校荷 選擇類型：單圓頭普通平鍵 基本尺寸： 4 4 22b h L mm? ? ? ? ? 本科畢業(yè)論文 51 4 2k h mm? ? ? ?； 2 2 2 2 02bl L m m? ? ? ? ?； 11d mm? ； 1519550370 14001749pTnN m m???????????? 代入上式得 332 102 49 102 20 11 5110ppTkldMPaMPa???????????????? 鍵的強度能溝滿足要求。 第Ⅰ軸與小齒輪聯(lián)接處鍵的校核 選擇類型：圓頭普通平鍵 基本尺寸： 6 6 14b h L mm? ? ? ? ?； 6 3k h mm? ? ? ?； 14 6 8l L b mm? ? ? ? ?； 14d mm? ； 41 5 2149550370 14001679pTnN m m? ? ?? ? ???? ? ????? 代入上式得 332 102 79 103 8 1410110ppTkldMPaMPa???????????????? 鍵的強度能溝滿足要求。 本科畢業(yè)論文 54 7 儲絲筒的結構設計 儲絲筒是電極絲穩(wěn)定移動和整齊排繞的關鍵部件之一，一般用 45鋼制造。為了進一步降低轉(zhuǎn)動慣量，也可選用鋁鎂合金材料制造。為保證組合件動態(tài)平衡，應嚴格控制內(nèi)孔，外圓對支承部分的同軸度 。一般裝配后，以軸的兩端中心孔定位，重磨儲絲筒外圓與軸承配合的軸徑。 優(yōu)點：是安放時能夠達到較高的同軸度； 缺點；加工和裝配麻煩。 優(yōu)點：在加工和裝配方面占絕對優(yōu)勢，如果對絲筒的徑向跳 動要求不