【正文】 9 5 5 0/nT 111 ????? (324) 2） 初步確定軸的最小直徑 根 據機械設計手冊查得，取 0A =112,于是得 精品文檔 值得下載 1030112nd 3 33220m i n ?????? ?PA (325) 考慮到需要開鍵槽以及加工工藝，故取 mm10dmin ? 。顯然，軸的最小直徑是安裝車輪處，即 mm10dd 21min ?? ? 。 3）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 ①為了滿足車輪的軸向定位要求，車輪外用 M10的螺母定位；內用套筒定位。 ②初步選擇滾動軸承。因軸承同時承受的徑向和軸向力均很小，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據 mm10dmin ? ，參照國家標準 GB/T 2761994,由軸承產品目錄中初步選取 0組基本游隙組、標準精度級的單列深溝球軸承 6004，其尺寸為 mm5mm19mm10d ????? BD ，由于不需要安裝擋油環(huán)，所以軸承內用套筒定位，套筒用行走輪定位；外用軸承錐形套筒定位。軸承安裝在下車體外殼上，其周向定位是借助過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。 ③由于軸上零件比較少。所以不需要軸肩。因此設計成長度為 130mm的光軸，需要在指定位置開鍵 槽。軸的兩端分別有 10mm的螺紋。 ④軸上零件的周向定位 齒輪、車輪與軸的周向定位均采用平鍵聯接。按 65d 由手冊查得平鍵截面mm4mm4hb ??? （摘自 GB/T 10952021） ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 5mm（摘自 GB/T 10962021） 。 同時為了保證齒輪與軸的配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6；同樣車輪與與軸的聯接，選用 B型平鍵mm5mm4mm4 ?? ，車輪與軸的配合為 H7/k6. ⑧ 由機械設計手冊得， M10螺紋倒角為 245 176。； M27螺紋倒角為 145 176。；各軸肩處的圓角半徑取 R1。 初步確定的軸 Ⅰ 的結構如圖 3— 4所示。 圖 3— 4 軸Ⅰ的結構 精品文檔 值得下載 3 提高軸強度的措施 (1) 合理布置軸上零件以減小軸的載荷 ； (2) 改進軸的結構以減小應力集中的影響 ； 軸通常是在變應力條件下工作的 ,軸的截面尺寸發(fā)生突變處要產生應力集中 ,軸的疲勞破壞往往在此發(fā)生。為了提高軸的疲勞強度，應盡量減少應力集中源和降低應力集中程度。為此軸肩處應采用較大的過渡圓角半徑 r來降低應力集中。但對定位軸肩，還必須保 證零件得到可靠的定位。當靠軸肩定位的零件的圓角半徑很小時，為了增大軸肩處的圓角半徑，可采用內凹圓角或加裝隔離環(huán)。 (3)改進軸上零件的結構以減小軸的載荷 ； (4)改進軸的表面質量以提高軸的疲勞強度 ； 軸的表面粗糙度和表面強化處理方法也會對軸的疲勞強度產生影響。軸的表面愈粗糙，疲勞強度也愈低。因此，應合理減小軸的表面及圓角處的加工粗糙度值。 表面強化處理的方法有：表面高頻淬火等熱處理；表面滲碳、氰化、氮化等化學熱處理；碾壓、噴丸等強化處理。通過碾壓、噴丸進行表面強化處理時可使軸的表層產生預壓應力，從而提高軸的 抗疲勞能力。 各個軸均采用淬火處理。 4 軸的結構工藝性 軸的結構工藝性是指軸的結構形式應便于加工和裝配軸上零件，并且生產率高，成本低。一般地說 ,軸的結構越簡單 ,工藝性越好。因此 ,在滿足使用要求的前提下 ,軸的結構形式應盡量簡化。 為了便于裝配零件并去掉毛刺，軸端應制出 45176。的倒角；需要磨削加工的軸段，應留有砂輪越程槽；需要切制螺紋的軸段，應留有退刀槽。它們的尺寸可參看標準或手冊。 為減少加工了減少裝夾工件的時間，在同一軸上，不同軸段的鍵槽應布置（或投影）在軸的同一母線上。為了刀具種類和提高勞動生產率，軸 上直徑相近的圓角、倒角、鍵槽寬度、砂輪越程槽寬度和退刀槽寬度等應盡可能采用相同的尺寸。 軸承校核 滾動軸承是現代機器中廣泛應用的零件之一，它是依靠主要元件間的滾動接觸來支承轉動零件的。常用的滾動軸承絕大多數已經標準化，并由專業(yè)工廠大量制造即供應各種規(guī)格常用的軸承。 滾動軸承的構成：包括：內圈、外圈、滾動體、保持架 內圈用來和軸頸裝配，外圈用來和軸承座孔裝配。通常是內圈隨軸頸回轉，外圈精品文檔 值得下載 固定，但也可以用于外圈回轉而內圈不動，或是內、外圈同時回轉的場 合。當內、外圈相對轉動時，滾動體即在內、外圈的滾道內滾動。保持架的作用主要是均勻地隔開滾動體。 滾動體的基本類型有：鋼球、圓柱滾子、圓錐滾子、滾針、鼓形滾子、不對稱鼓形滾子。 與滑動軸承相比，滾動軸承具有旋轉精度高、啟動力矩小、是標準件、選用方便等特點。 與滑動軸承相比，滾動軸承的優(yōu)點： 一般條件下，滾動軸承的效率和液體動力潤滑軸承相當，但較混合潤滑軸承要高一些； 徑向游隙比較小，向心角接觸軸承可用預緊可用預緊力消除游 隙， 運轉精度高； 對于同尺寸的軸徑，滾動軸承的寬度比滑動 軸承小，可使機器的 軸向結構緊湊； 大多數滾動軸承能同時受徑向和軸向載荷，故軸承組合結構簡單； 消耗潤滑劑少，便于密封，易于維護； 不需要有用有色金屬； 標準化程度高，成批生產，成本低； 與滑動軸承相比，滾動軸承的缺點： 承受沖擊載荷能力較差； 高速重載載荷下軸承壽命較低； 振動及噪聲較大； 徑向尺寸比滑動軸承； 能否正確選用滾動軸承，對主機能否獲得良好的工作性能，延長使用壽命；對企業(yè)能否縮短維修時間，減少維修費用，提高機器的運轉率，都有著十分重要的作用。因此，不論是設計制造 單位，還是維修使用單位，在選擇滾動軸承時都必須高度重視。一般來說，選擇軸承的步驟可能概括為： （包括載荷方向及載荷類型、轉速、潤滑方式、同軸度要求、定位或非定位、安裝和維修環(huán)境、環(huán)境溫度等），選擇軸承基本類型、公差等級和游隙； 工作條件和受力情況和壽命要求，通過計算確定軸承型號，或根據使用要求，選定軸承型號，再驗算壽命； 。 選擇軸承的主要考慮因素是極限轉速、要求的確良壽命和載荷能力，其它的因素則有助于確定軸承類型、結構、尺寸及公差等級和游隙工 求的最終方案。類型選擇，各類滾動軸承具有不同的特性，適用于各種機械的不同使用情況。選擇軸承類型時，通常應考慮下列因素。一般情況下：對承受推力載荷時選用推力精品文檔 值得下載 軸承、角接觸軸承，對高速應用場合通常使用球軸承，承受重的徑向載荷時，則選用滾子軸承?？傊x用人員應從不同生產廠家、眾多的軸承產品中，選用合適的類型。軸承所占機械的空間和位置 在機械設計中，一般先確定軸的尺寸，然后，根據軸的尺寸選擇滾動軸承。通常是小軸選用球軸承，大軸選用滾子軸承。但是，當軸承在機器的直徑方向受到限制時，則選用滾針軸承、特輕和超輕系列的球或 滾子軸承；當軸承在機器的軸向位置受到限制時，可選用窄的或特窄系列的球或滾子軸承。軸承所受載荷的大小、方向和性質 載荷是選用軸承的最主要因素。滾子軸承用于承受較重的載荷，球軸承用于承受較輕的或中等載荷，滲碳鋼制造或貝氏體淬火的軸承，可承受沖擊與振動載荷。在載荷的作用方向方面，承受純徑向載荷時，可選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。承受較小的純軸向載荷時，可選用推力球軸承；承受較大的純軸向載荷時，可選用推力滾子軸承。當軸承承受徑向和軸向聯合載荷時，一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。對于懸臂支撐結構，常采用 圓錐滾子軸承或角接觸球軸承，且成對使用。 滾動軸承類型選擇應注意的問題 : 考慮軸承的承受載荷情況 方向：受徑向力時，用向心軸承；受軸向力時，用推力軸承；徑向力和周向力聯合作用時，用向心推力軸承； 大?。菏艿捷^大載荷時，可用滾子軸承，或尺寸系列較大的軸承；受到較小載荷時，可用球軸承，或尺寸系列較小的軸承 考慮對軸承尺寸的限制 當對軸承的徑向尺寸嚴格限制時，可選用滾針軸承； 考慮軸承的轉速 一般來講，球軸承比滾子軸承能適應更高的轉速，輕系列的軸承比重系列的軸承能適應更高的轉速；此外，各類推力軸承 的極限轉速很低，不易用于高轉速的情況。 考慮對軸承的調心性要求 調心球軸承和調心滾子軸承均能滿足一定的調心要求（即：軸心線與軸承座孔心線可適當偏轉），而圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、滾針軸承滿足調心要求的能力幾乎為零 根據各個軸承的特點以及選用原則，可以肯定我們初步選定的型號 6004深溝球軸承滿足要求。 由于軸 1所承載的載荷最大，且軸 1的轉速最大，故軸 1上的軸承最危險。若此軸承壽命滿足要求，則其它軸承亦可滿足要求。所選 6004深溝球軸承的基本額定動載荷 C為 。 NTT 8 7 6 3 8 23 ???? 精品文檔 值得下載 NTP n 333 ???? (326) 10n6010 53366h ????????? ?????????? ??PCL (327) 顯然，軸承壽命滿足要求。 除冰機構的設計 除冰方式選擇 1 銑削的方式 即先利用銑刀從覆冰的中間銑出一條裂縫，使覆冰的其它部分裂開 ,其后的楔形塊再對覆冰進行擠壓 ,擠壓掉覆冰 ,完成導線除冰。但是其除冰可行性和除冰效率有待于進一步驗證。 2 敲擊的方式 采用特制沖擊頭固接于曲柄滑塊機構的滑塊上，以 15Hz 的頻 率反復敲擊覆冰。但其采用敲擊方式除冰，容易引起電線共振和輸電線舞動。這樣違背了我們設計輸電線除冰機的初衷。 3 加熱的方式 通過電阻加熱或噴火加熱，使覆冰融化，達到清除覆冰的目的。加熱除冰方法對環(huán)境沒有任何污染，清除效率高。但是這個方法耗能過多，不節(jié)能。在要求的重量范圍內，除冰機不能攜帶如此大的儲能設備。 4 對滾除冰的方式 對滾銑削式除冰工作裝置安裝在輸電線除冰機前端 , 通過滾壓輪上的組合刀片 , 依靠較高轉速把輸電線上的覆冰銑除。此方法工作效率高，清除效果好。 綜合以上幾種方案的優(yōu)缺點，結合實際設計理 念以及實際需求，我們選擇設計對滾方式除冰。 刀片 精品文檔 值得下載 1滾刀片 2滾刀底座 圖 3— 10 滾刀 圖 311 除冰機除冰機構的傳動裝置 2 1 精品文檔 值得下載 圖 3— 11 刀架零件圖 刀架設計 1 剪切裝置 剪切裝置由 3片切削刀具組成。所有切削刀具固定在底刀架上 ,對滾除冰時軸線位置不動 ,刀刃為直線型。滾刀結構如圖 3— 10所示 ,滾刀的刀片形狀為傾斜平面 ,中部有一方便與輸電線接觸的弧度。刀刃為直線線 ,三片刀片均勻分布固定在刀架上。除冰時 ,滾刀對滾轉動 ,兩組滾刀逐片組成剪口 ,覆冰 隨著滾刀刀片的旋轉被切成碎屑 ,并被清除。上下刀刃在除冰過程中始終沒有接觸 ? ? 。 2 對滾刀具傳動裝置 對滾刀具傳動裝置由圖 3— 11中的兩對齒輪組成。當電動機帶動下車體上除冰機構齒輪旋轉式，上車體除冰機構的齒輪也跟著旋轉。通過齒輪機構傳動，實現對滾齒輪同步對滾。為對滾刀具提供高效穩(wěn)定的動力輸出。 除冰機構電機選擇 由于網絡上并沒有相關的完整計算的論文，而且此項目并非特別普及，所以電機選擇是很大的難題，沒有相關資料可以借鑒。又因為，我們學校的老師和同學 們之前并未對此作過深入的研究，在本校也無法找到相關人員來解答和說明此問題。在此情況下，通過導師在機械創(chuàng)新設計大賽中積累的經驗，建議采用電機為 300W。為除冰機構提供動力源。 精品文檔 值得下載 整機三維裝配圖 圖 311 右端后側除冰機三維圖 圖 312 左端后側除冰機三維視圖 精品文檔 值得下載 圖 313 除冰機正面三維視圖 圖 314 除冰機俯視圖 精品文檔 值得下載 圖 3— 15 除冰機仰視三維視圖精品文檔 值得下載 第 4 章 功能及創(chuàng)新點 本設計作品的主要功能及特點如下： 該機采用對滾刀具的除冰原理，結構緊湊，體積小，質量輕，噪音小，無污染 ，使用靈活方便，適合在輸電線上除冰； 擁有減震機構，具有一定越障能力，使用安全可靠，便于維修；