自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【2013年最新整理畢業(yè)論文】

編號(hào) 無(wú)錫 太湖學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923267 學(xué)生姓名： 劉 贊 指導(dǎo)教師： 高漢華 （職稱： 副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無(wú)錫 太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng) 信 承 諾 書(shū) 本人鄭重聲明 ：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 96 學(xué) 號(hào)： 0923267 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無(wú)錫 太湖學(xué)院 信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書(shū) 一、題目及專題： 1、 題目 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來(lái)源及選題依據(jù) 課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際。 切管機(jī)在許多制造行業(yè)中占有舉足輕重的地位 ， 他可以 將 傳統(tǒng)的手工作業(yè)轉(zhuǎn)變成批量生產(chǎn)，其生產(chǎn)效率可以大幅度提高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度 顯著 降低，更為重要的是產(chǎn)品質(zhì)量有了顯著的提高 。 因此在許多制造行業(yè) 中 切管機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。 某機(jī)車(chē)車(chē)輛廠，每天都要切割大量 50 60 mm 材料為 Q235的金屬管，現(xiàn)需設(shè)計(jì)制造一臺(tái)切管機(jī)。 1.切管尺寸范圍： 50 60 mm。 2.切管力： F=3500N。 3.切管時(shí)滾筒轉(zhuǎn)速： 70r/min。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 1.通過(guò)該設(shè)計(jì)使學(xué)生熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)的一般思路。 2.使學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和技巧。 II 3. 通過(guò)設(shè)計(jì)鞏固機(jī)械制圖、金屬材料、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等課程的知識(shí)。 4.完成自動(dòng)切管機(jī)方案設(shè)計(jì)、主要部件的參數(shù)計(jì)算。 5.完成標(biāo)準(zhǔn)件的選用。 6.完成零、部件圖 8 張以上。 7.完成自動(dòng)切管機(jī)總裝圖 1 張。 8.撰寫(xiě)畢業(yè)說(shuō)明書(shū)一份。 計(jì)算正確完整，文字簡(jiǎn)潔通順，書(shū)寫(xiě)整齊清晰。 論文中所引用的公式和數(shù)據(jù)應(yīng)注明出處。 論文字?jǐn)?shù)不少于 1.5 萬(wàn)字。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 96 班 姓名 劉 贊 五、開(kāi)始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 III 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng) 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 IV 摘 要 自動(dòng)切管機(jī)主要用于加工各種用途的管件，包括各種材料的金屬管件，本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)所加工的管件主要是直徑在 60 70mm之間。本論文設(shè)計(jì)的自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)，能自 動(dòng)切管和送料達(dá)到自動(dòng)加工金屬管件的目的 。 完成的工作主要是自動(dòng)切管機(jī)中圓錐齒輪減速器、切管機(jī)棍筒、機(jī)架及自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)工作方案的設(shè)計(jì)。 其中， 切管機(jī)的工用原理是：電動(dòng)機(jī) 通過(guò) V帶傳動(dòng)， 圓錐齒輪 減速箱、開(kāi)式齒輪傳動(dòng)到一對(duì) 棍筒 ，然后 帶動(dòng)金屬管的旋轉(zhuǎn)， 獲得 切割時(shí)的主運(yùn)動(dòng)。 同時(shí)， 圓盤(pán)刀片向下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)管子的切割工作。 其中包括確定切管機(jī)設(shè)計(jì)方案的制定、傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算（包括電動(dòng)機(jī)的選擇、擬定傳動(dòng)方案、各軸轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算等）。根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)公式，對(duì)上述各項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和強(qiáng)度校核之后，確定了 各個(gè)零件之間的尺寸位置。最后繪制切管機(jī)裝配圖、部件圖以及部分零件圖。 本設(shè)計(jì)所完成的切管機(jī)主要用于車(chē)間中對(duì) 60 70mm管件的切管加工，對(duì)提高生產(chǎn)效率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度有著積極的意義。 關(guān)鍵詞： 切管機(jī)； 減速器；棍筒 V Abstract Automatic cutting machine mainly being used in processing various functional tube parts ,primarily includes varieties materials metals tube parts . This time the designed automatic cutting machine and conveying mechanism essentially process the tube parts which diameter between 6070mm.The task of this time designed automatic cutting machine and conveying mechanism , automatic pipe cutting and feeding mechanism to achieve automatic processing of metal pipe fitting objective. The main work is the automatic pipe cutting bevel gear machine reducer, pipe cutting machine roller, frame and the automatic feeding programme of work organization design. Among them, pipe cutting machine working principle is: the motor through driving V, bevel gear reducer, gear transmission to a pair of roller, and then drive the metal tube rotary, obtain the main movement during cutting. At the same time, move down the disc blade, cutting the pipe. Including the determination of design and calculation formulation, transmission pipe cutting machine design scheme (including the choice of motor, the proposed transmission scheme, the shaft speed, power and torque calculation of the transmission mechanism, design and calculation.).According to the already experienced-formula,the mutual dimension among each components being fixed .Finally ,draw the assemble chart； components chart as well as portion spare parts chart. The designed of pipe cutting machine is mainly used for pipe processing of 60 70mm pipe cutting workshop, to improve production efficiency, is of positive significance to reduce the labor intensity of workers. Key words: pipe cutting machine； reducer； drum sticks VI VII VIII VI 目 錄 摘 要 . IV Abstract .V 目 錄 . VI 1 緒論 . 1 1.1 課題的意義、目的、研究范圍 . 1 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 . 1 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 . 2 2 自動(dòng)切管機(jī)設(shè)計(jì)方案的擬定 . 3 2.1 自動(dòng)切管設(shè)計(jì)方案的分析 . 3 2.1.1 切管方案的擬定 . 3 2.1.2 切管方案的比較 . 4 2.2 切管方案的確定 . 4 3 自動(dòng)切 管機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) . 5 3.1 傳動(dòng)裝置的分析 . 5 3.1.1 棍筒傳動(dòng)裝置方案的初步擬定 . 5 3.1.2 各傳動(dòng)裝置方案的比較 . 6 3.2 棍筒傳動(dòng)裝置方案的確定 . 6 4 切管機(jī)傳動(dòng)裝置的計(jì)算 . 7 4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 . 7 4.1.1 電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)分析 . 7 4.1.2 選擇切管機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率 . 7 4.1.3 確定切管機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 . 8 4.2 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 . 8 4.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 . 9 4.3.1 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 . 9 4.3.2 各軸輸入功率計(jì)算 . 9 4.3.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算 . 9 5 切管機(jī)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 .11 5.1 V 帶輪傳 動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .11 5.2 圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 13 5.3 圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 16 6 自動(dòng)切管機(jī)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 19 6.1 主動(dòng)軸設(shè)計(jì)計(jì)算 . 19 6.2 錐齒輪輸出軸設(shè)計(jì)計(jì)算 . 22 6.3 惰輪軸設(shè)計(jì)計(jì)算 . 25 6.4 棍筒軸設(shè)計(jì)計(jì)算 . 26 7 鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算 . 27 VII 7.1 電機(jī)與電動(dòng)機(jī)帶輪聯(lián)接采用平鍵連接 . 27 7.2 主動(dòng)軸與減速器機(jī)帶輪聯(lián)接采用平鍵連接 . 27 7.3 錐齒輪輸出軸與小圓柱齒輪聯(lián)接采用平鍵連接 . 27 7.4 錐齒輪輸出軸與大錐齒輪聯(lián)接采用平鍵連接 . 28 7.5 惰輪軸與惰輪聯(lián)接采用平鍵連接 . 28 7.6 棍筒輸出軸與大圓柱齒輪聯(lián)接采用平鍵連接 . 28 8 滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì) . 29 8.1 主動(dòng)軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算 . 29 8.2 輸出軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算 . 30 9 減速機(jī)箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 32 10 密封及潤(rùn)滑的設(shè)計(jì) . 34 10.1 密封 . 34 10.2 潤(rùn)滑 . 34 11 自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)工作方案設(shè)計(jì) . 35 11.1 自動(dòng)送料裝置的總體設(shè)計(jì)及工作原理 . 35 11.2 主要組成部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 35 11.2.1 驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 . 35 11.2.2 軸向運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 . 36 11.2.3 夾具的設(shè)計(jì)和計(jì)算 . 36 11.2.4 控制系統(tǒng)的選擇 . 36 11.2.5 電動(dòng)機(jī)的選擇 . 36 11.2.6 機(jī)架的設(shè)計(jì) . 37 11.2.7 其他部分的設(shè)計(jì) . 37 12 結(jié)論與展望 . 37 12.1 結(jié)論 . 37 12.2 不足之處及未來(lái)展望 . 38 12.2.1 不足之處 . 38 12.2.2 未來(lái)展望 . 38 致 謝 . 38 參考文獻(xiàn) . 39 附 錄 . 40 YEJ 系列電磁制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)安裝及外形尺寸 . 40 附錄二 . 41 YEJ 系列電磁制 動(dòng)三相異步機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù) . 41 附錄三 . 42 常見(jiàn)機(jī)械傳動(dòng)的主要特性 . 42 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 機(jī)械制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著重要的作用的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。隨著時(shí)代的發(fā)展，人們?cè)谙敕皆O(shè)法改善自己的生存條件和生活水平，正是因?yàn)檫@ 一點(diǎn)，并推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，人們?cè)诔斑M(jìn)到一個(gè)更高的精度，效率更高，成本更低，更人性化的方向發(fā)展。數(shù)控技能床，加工中心，柔性制造系統(tǒng)，集成制造系統(tǒng)，虛擬制造，敏捷制造，和其他不斷出現(xiàn)的先進(jìn)制造技術(shù)和在新的先進(jìn)生產(chǎn)模式的新提高企業(yè)的生產(chǎn)能力和市場(chǎng)適應(yīng)能力，產(chǎn)品性能大幅提高，機(jī)械制造行業(yè)呈現(xiàn)激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中高速發(fā)展的勢(shì)頭。 1.1 課題的意義、目的、研究范圍 傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，長(zhǎng)期使用相對(duì)落后的手工切割金屬管操作，進(jìn)行批量生產(chǎn)，不僅是勞動(dòng)密集，生產(chǎn)效率不高，質(zhì)量差的產(chǎn)品，合格率，導(dǎo)致成本高。隨著機(jī)械制造 業(yè)的快速發(fā)展和人民的要求越來(lái)越高，產(chǎn)品，工廠，以提高生產(chǎn)效率，生產(chǎn)精度，降低生產(chǎn)成本，因此自動(dòng)切管機(jī)的需求已是迫在眉睫。 自動(dòng)切管機(jī)在制造業(yè)中占有舉足輕重的地位，因?yàn)樽詣?dòng)切管機(jī)可以被轉(zhuǎn)換成傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)，自動(dòng)化生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率，勞動(dòng)強(qiáng)度已大大降低，產(chǎn)品質(zhì)量已顯著改善，以滿足精度要求的產(chǎn)品。特別是在汽車(chē)制造業(yè)，石油，冶金和許多其他制造業(yè)，管道切割機(jī)具有自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)已被廣泛使用。 自動(dòng)切管機(jī)切割機(jī)和送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)用于金屬管道切割。其主要內(nèi)容是在切管機(jī)，切割機(jī)構(gòu)和齒輪箱和其相關(guān)聯(lián)的部分的進(jìn)給機(jī)構(gòu) ，其中主要包括傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)和計(jì)算 ；整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，檢查設(shè)計(jì)計(jì)算的研究設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)，并通過(guò)獲得的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的總裝配圖，然后繪制相關(guān)零件圖 ；最后切管機(jī)，自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)組合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的目的。 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的手工工作已經(jīng)不能滿足今天的產(chǎn)品精度高，效率高，成本低，發(fā)展，自動(dòng)化在許多領(lǐng)域取得了很好的效果，自動(dòng)化已經(jīng)深入人心。所以自動(dòng)切管機(jī)誕生了。有許多切管機(jī)，車(chē)床主要管道切割機(jī)，鋸床型管道切割機(jī)，大型通風(fēng)管道切割機(jī)，微型切割機(jī)，切管機(jī)微電腦，微電腦切帶機(jī)，微管切割機(jī)，微電腦切片機(jī)， 微電腦帶機(jī)，微電腦切帶機(jī)，微剪彩機(jī)，微電腦松緊帶切割機(jī)，微電腦切膜機(jī)，粘扣帶圓角切割機(jī)，微型切割機(jī)， FFC軟電纜切割機(jī)，切片自動(dòng)化配套設(shè)備。 圖 1.1 車(chē)床 切斷金屬示意圖 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 圖 1. 2 弓鋸 切割金屬 示 意圖 圖 1.3 砂輪 片 切割 機(jī) 車(chē)床切割機(jī)操作工件旋轉(zhuǎn)，翻不動(dòng)，切割表面質(zhì)量，可以取得非常理想的狀態(tài)，但效率較低，多芯片，不易折斷，特別是大型加工噪聲的切割材料，把壽命不長(zhǎng)，切有限由床料的長(zhǎng)度。高溫，在組織切口的變化。鋸切割機(jī)類(lèi)工作工件不旋轉(zhuǎn)，噪音，大口徑管材切割，鋸片刀的直徑增大，面對(duì)中心切料歪斜， 平行度低，加工表面質(zhì)量好，加工材料時(shí)，會(huì)丟失，尤其是在粗切，將有一小片的一側(cè)的前板坯料，影響下道工序的定位，以及從頭開(kāi)始的手可能。輪切管機(jī)工作產(chǎn)生較大的火花，有很大的噪音，切割表面質(zhì)量差，加工時(shí)，材料丟失。 1.3 本課題應(yīng) 達(dá)到的要求 通過(guò)自動(dòng)切管機(jī)，送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，使鋼 60-70mm的自動(dòng)切管機(jī)，自動(dòng)處理。喂奶后自動(dòng)切管機(jī)，自動(dòng)切管材料，切割完成上下料，自動(dòng)送料，繼續(xù)切割循環(huán)工作?？梢赃_(dá)到傳統(tǒng)的手工工作，投入批量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，大大提高生產(chǎn)效率，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度的目的。 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 2 自動(dòng) 切管機(jī) 設(shè)計(jì)方案 的擬 定 2.1 自動(dòng)切管 設(shè)計(jì)方案的分析 設(shè)計(jì)是一個(gè)項(xiàng)目，旨在校準(zhǔn)的繁瑣，復(fù)雜的工作，可以組織的大方向，有序，高效的執(zhí)行。在最大程度上，減少抗工人，誤差和偏差的工作過(guò)程中，使所生產(chǎn)的產(chǎn)品，它應(yīng)該是能夠?qū)崿F(xiàn)良好的任務(wù)，它應(yīng)該達(dá)到實(shí)現(xiàn)的功能。 2.1.1 切管 方案的擬定 根據(jù)傳統(tǒng)切割金屬管的方法和改進(jìn)方法現(xiàn)擬定以下幾種方案： 方案一： 使用車(chē)床， 通過(guò)切斷刀的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)來(lái)切斷金屬管； 其 工作 原理圖如圖 2.1 所示： 圖 2.1 車(chē)床 切斷刀切斷金屬管 原理 圖 方案二： 使用砂輪切割機(jī)， 通過(guò)砂輪 片 的高速旋轉(zhuǎn)來(lái) 切 斷金屬管； 其 工作 原理圖如圖 2.2 所示： 圖 2.2 砂輪切割金屬管 原理 圖 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 方案三： 使用切管機(jī)， 通過(guò)棍筒旋轉(zhuǎn)碾壓的方法來(lái) 切 斷金屬管； 其 工作 原理圖如下： 圖 2.3 棍 筒旋轉(zhuǎn)碾壓割斷金屬管 原理 圖 2.1.2 切管 方案的比較 方案一 程序需要切斷的金屬管的機(jī)器上，只占用一個(gè)共同的工具，同時(shí)夾緊需要一定的時(shí)間，則處理效率不高，夾緊過(guò)程中很容易變形，該金屬管的夾緊。低生產(chǎn)率和容易順壞管，但可用于直接輸送機(jī)的送料。 方案二輪需要同時(shí)通過(guò)搖臂旋轉(zhuǎn)飼料切割金屬管，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，生產(chǎn)效率高，而且切割時(shí)砂輪磨損大，容易損 壞。因此，這種解決方案是只適用于小批量的間歇生產(chǎn)，大規(guī)模生產(chǎn)不能滿足。 方案三的金屬管，同時(shí)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)刀片不斷地向下移動(dòng)，為了達(dá)到目的切割管道，機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，能滿足大量切管的目的。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，也不需要加強(qiáng)，以方便自動(dòng)處理管。 2.2 切管 方案的確定 基于以上的分析和比較，生產(chǎn)的實(shí)際需求和設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)選擇方案三的設(shè)計(jì)。 切割原理是由一電動(dòng)機(jī)的輸入運(yùn)動(dòng)和力，通過(guò)減速齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)滾筒棒，用棒之間的缸和管道，管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的切削工具的主運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)刀片的摩擦切割機(jī)制進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，達(dá)到切割金屬管。 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 3 自 動(dòng) 切管機(jī) 傳動(dòng)裝置 的 設(shè)計(jì) 3.1 傳動(dòng)裝置的分析 發(fā)送裝置 是 運(yùn)動(dòng)和功率之間的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程兼實(shí)現(xiàn)其他效果的移動(dòng)設(shè)備，其功能如下： 如圖 1所示，能量分布 ； 2，速度的變化 ； 3，運(yùn)動(dòng)形式的改變。 該驅(qū)動(dòng)裝置是機(jī)器的主要組成部分。 。 3.1.1 棍筒 傳動(dòng)裝置方案的 初步 擬定 根據(jù)設(shè)計(jì)要求現(xiàn)擬定以下幾種傳動(dòng)方案： 方案 一 ：渦輪蝸桿 -圓柱齒輪傳動(dòng)，其示意圖如圖 3.1所示： 圖 3.1 渦輪蝸桿 -圓柱齒輪傳動(dòng) 方案 二 ：二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)，其示意圖如圖 3.2所示： 圖 3.2 二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng) 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 方案三：圓錐齒輪 -圓柱 齒輪傳動(dòng)，其示意圖如圖 3.3所示： 圖 3.3 圓錐齒輪 -圓柱齒輪傳動(dòng) 3.1.2 各 傳動(dòng)裝置方案的比較 方案一：該蠕蟲(chóng) - 圓柱齒輪，其結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低，但在長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的條件下，由于效率低蝸輪，功率損耗，適用于負(fù)載較小，間歇工作的情況下，往往需要更昂貴的耐磨材料，具有良好的耐磨性和良好的潤(rùn)滑裝置，因而成本較高。 方案二：采用兩個(gè)圓柱齒輪傳動(dòng)，其承載能力和調(diào)速范圍大，傳動(dòng)比恒定，可靠，效率高，壽命長(zhǎng)。但其制造和安裝精度高，吵鬧，和更高的成本，而設(shè)計(jì)寬度尺寸較大。 方案三：使用錐齒輪 - 圓柱齒輪傳動(dòng)，其承載能力和調(diào)速范圍大，傳動(dòng)比恒定，可靠，效率高，壽命長(zhǎng)。同時(shí)設(shè)計(jì)寬度更小的尺寸也是適合于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。但是，其處理成本也較高。 3.2 棍筒 傳動(dòng)裝置方案的確定 工作機(jī)，以滿足性能要求的傳輸方案，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是不同的類(lèi)型，在不同的組合和排列順序的組合物。合理的解決方案，應(yīng)確保運(yùn)行可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，易加工，成本低，傳動(dòng)效率高，使用維修設(shè)施。當(dāng)使用計(jì)劃往往是難以滿足這些要求，因此，確保重點(diǎn)的要求。 上述比較分析傳輸方案的基礎(chǔ)上，考慮合理的傳輸方案，所以這種設(shè)計(jì)選擇方案三，用于傳輸?shù)囊?求。 是通過(guò)滑輪由電機(jī)帶動(dòng)，然后通過(guò)錐齒輪的錐齒輪和惰輪驅(qū)動(dòng)桿管進(jìn)行傳輸，從而達(dá)到切割金屬管的目的。 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 4 切管機(jī) 傳動(dòng)裝置的計(jì)算 4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 選擇電機(jī)，您必須了解電機(jī)，每個(gè)電機(jī)的出廠銘牌，標(biāo)用電機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。因此，合理選擇電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)將比較這些特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)選擇電機(jī)類(lèi)型，結(jié)構(gòu)，動(dòng)力和速度，并在目錄中找到它的類(lèi)型和大小。 4.1.1 電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu) 分析 電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種。由于直流電動(dòng)機(jī)需要直流電源的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較高，維護(hù)相對(duì)不便，因此不應(yīng)該使用沒(méi)有特殊的要 求。 一般工業(yè)用三相交流電源，所以沒(méi)有特殊的要求，通常選擇三相交流電機(jī)。三相交流異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠，價(jià)格便宜，維修方便等，因此被廣泛使用。交流電機(jī)的異步和同步電機(jī)的類(lèi)別。異步電動(dòng)機(jī)鼠籠傷口兩個(gè)，其中一個(gè)普通的鼠籠式感應(yīng)電機(jī)應(yīng)用最。設(shè)計(jì)荷載的變化，由于其規(guī)模較小，所以使用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉結(jié)構(gòu)，電壓為 380V，因?yàn)橛袝r(shí)需要快速停止，頻繁啟動(dòng)，所以使用 YEJ系列。 4.1.2 選擇 切管機(jī) 電動(dòng)機(jī)的功率 工作所需 的 電動(dòng)機(jī)功率： wdaPP kW 計(jì)算公式 ： wP 工作機(jī)工作所需的電源，是指主動(dòng)側(cè)桿管工作機(jī)所需要的功率， kW； a 電機(jī)工作機(jī)的主動(dòng)側(cè)桿缸效率 。 工作機(jī)所需工作功率 wP ，由機(jī)器 的 工作阻力和 機(jī)器的 運(yùn)動(dòng)參數(shù)（ 如： 線速度 、 轉(zhuǎn)速 和角速度）計(jì)算求得。 在本設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)任務(wù)給定的管道切割機(jī)的工作參數(shù)，切削力 ： F=3500N，棍筒轉(zhuǎn)速：n=70r/min，切管尺寸范圍： 50 60mm?，F(xiàn)初步選取 棍筒 直徑為 D滾 =80mm，兩 棍筒 中心距 a=100mm，刀片直徑為 D刀 =80mm進(jìn)行計(jì)算。 根據(jù)公式： 34 2 1 01 0 0 0 6 0 1 0 0 0 6 1 0w n D FF v n r FP 滾 其中： F 切割刀片工作機(jī)的工作阻力 ， N； v 工作機(jī)刀片的速度 ， m/s； n 棍筒 的轉(zhuǎn)速， r/min； r 工作機(jī) 棍筒 的半徑， mm； D滾 工作機(jī) 棍筒 的直徑， mm。 傳動(dòng)裝置的總效率 a 表示 組成傳動(dòng) 的 各 個(gè) 裝置部分運(yùn)動(dòng)副效率之乘積，即 1 2 3= . . . . .a n 其中： 1 、 2 、 3 . n 分別為每一傳動(dòng)副（帶、齒輪）、每對(duì)軸承的效率。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 傳動(dòng)副的效率數(shù)值可按附錄一選取 。 查附錄一，取帶傳動(dòng)效率 1 0.96 ，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率 2 0.98 ，開(kāi)式圓柱齒輪傳動(dòng)效率 3 0.95 ，圓錐 齒輪傳動(dòng)效率 4 0.95 。 故總效率 42 421 2 3 4 0 . 9 8 0 . 9 5 0 . 9 5 = 0 . 7 5 80 . 9 6a 76 1 0wad apn D FP 滾 將以上數(shù)值代入公式，得： 77 1 . 3 60 . 7 5 87 0 8 0 3 5 0 06 1 0 6 1 0d a kWn D FP 滾 4.1.3 確定 切管機(jī) 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 棍筒的工作轉(zhuǎn)速為 n=70r/min； 按附錄一推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取 V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 1 2 4i ，二級(jí)圓錐 圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 2 5 16i ，則總傳動(dòng)比合理范圍為 10 64ai ，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 ： 1 0 6 4 ) 7 0 7 0 0 4 4 8 0 / m i n(da rnni 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750r/min， 1000r/min， 1500r/min和 3000r/min。 據(jù)的力量和速度，有三個(gè)附錄 II適用電機(jī)型號(hào)，所以有 4個(gè)齒輪傳動(dòng)比的方案，如表4-1中所示 。 表 4-1 傳動(dòng)比方案 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 KW 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 v(r/min) 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 總 傳動(dòng)比 V 帶傳動(dòng)比 減速器 1 YEJ90S-2 1.5 3000 2840 40.57 3.5 11.59 2 YEJ90L-4 1.5 1500 1400 20 2.9 6.9 3 YEJ100L-6 1.5 1000 940 13.43 2.6 5.16 考慮到電機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，重量，價(jià)格，和皮帶傳動(dòng)，齒輪減速比，同時(shí)考慮到錐齒輪的大小，所以選擇方案三。因此，所選的電機(jī)模型 YEJ100L-6，其主要性能如表 4-1所示 。 表 4-2 YEJ100L-6 的主要性能 型號(hào) 額定功率 kW 滿 載 時(shí) 啟 動(dòng) 電 流額 定 電 流 啟 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩額 定 轉(zhuǎn) 矩 最 大 轉(zhuǎn) 矩額 定 轉(zhuǎn) 矩 轉(zhuǎn)速r/min 電流 A 效率 % 功率因素 YEJ100L-6 1.5 940 4.0 77.5 0.74 6.0 2.0 2.0 主要外形和安裝尺寸如表 4-2 所示 。 4.2 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 1、總傳動(dòng)比 ai n 電 /n 940/70 13.43； 2、分配各級(jí)傳動(dòng)比 ： 根據(jù)附錄一，合理的 V 帶輪傳動(dòng)比為 24，二級(jí)圓錐 圓柱齒輪傳動(dòng)比為 56，故取自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 V 帶輪傳動(dòng)比為 2.64，則二級(jí)圓錐 圓柱齒輪傳動(dòng)比為 u 齒輪 =ia/i=13.43/2.64=5.09(符合 )。 對(duì)于圓錐 圓柱齒輪減速器，可取圓錐齒輪傳動(dòng)比為 i1=0.25i，并盡量使 i13，最大允許到 4，以使圓錐齒 輪直徑最小。但同時(shí)考慮到圓柱齒輪的尺寸，綜合考慮兩種因素，決定取 i1=3.9，則 i2 總 =5.09/3.9=1.3，現(xiàn)擬定 i2=3， i3=1/2.3。 表 4-3 YEJ100L-6 的外形和安裝尺寸 中心高 H 外形尺寸 底角安裝 尺寸 地腳螺栓孔直徑 軸伸尺寸 裝鍵部位尺寸 ( / 2 )L A C A D H D AB K DE FG 100 405282.5245 160140 12 2860 824 4.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 4.3.1 各軸轉(zhuǎn)速 計(jì)算 軸 1 0 940 3 5 6 / m i n2 . 6 4m rnn i 軸 12 1 356 9 1 . 3 / m i n3 . 9 rnn i 惰輪 2239 1 . 3 3 0 . 4 / m i n3 rnn i 棍筒 3343 0 . 4 7 0 / m i n1 / 2 . 3 rnn i 4.3.2 各軸輸入功率 計(jì)算 軸 011 1 . 3 6 0 . 9 6 1 . 3d kWPP 軸 2 1 1 2 1 . 3 0 . 9 8 0 . 9 5 1 . 2 1kWPP 惰輪 的 軸 3 2 2 3 1 . 2 1 0 . 9 8 0 . 9 5 1 . 1 5kWPP 棍筒 的 軸 4 3 3 4 1 . 1 5 0 . 9 8 0 . 9 5 1 . 0 7kWPP 4.3.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 計(jì)算 電動(dòng)機(jī) 需要的 軸輸出轉(zhuǎn)矩 ： 1 . 3 69 5 5 0 9 5 5 0 1 3 . 8 2940ddmNmPT n 軸 1 0 0 1 1 3 . 8 2 2 . 6 4 0 . 9 6 3 5 . 0 1d NmT T i 軸 2 1 1 1 2 3 5 . 0 1 3 . 9 0 . 9 8 0 . 9 5 1 2 7 . 1 5 mNT T i 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 惰輪軸 為 3 2 2 2 3 1 2 7 . 1 5 3 0 . 9 8 0 . 9 5 3 5 5 . 1 3mNT T i 棍筒軸 為 3 4 3 3 4 3 5 5 . 1 3 1 / 2 . 3 0 . 9 8 0 . 9 5 1 4 3 . 7 5 mNT T i 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 5 切管機(jī) 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 V帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、 確定計(jì)算功率 需要為 ： 初 步擬 定該切管機(jī)工作壽命 是 10年，兩班制 的 工作 制度 。 根據(jù) 參考文獻(xiàn) 1表 8-7可 查得， 其 工作情況系數(shù) 1.3Ak ， 1 . 3 1 . 5 1 . 9 5c a A kWP k P 2、 選擇 V帶： 根據(jù) caP 、 n ，查參考文獻(xiàn) 1圖 8-11 選用 A型 V帶 。 確 固定皮帶輪速度參考直徑和驗(yàn)證： 從參考文獻(xiàn) 1表 8-6和 8-8，以基準(zhǔn)的馬達(dá)皮帶輪直徑 1 106d mmd 11 1 0 6 9 4 0 5 . 2 26 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 /d ndv m s 5 2 5/m s v m s 帶速合適 。 3、 計(jì)算大輪的基準(zhǔn)直徑： 12 1 122 7 9 . 8d d d mmnd i d dn 根據(jù)文獻(xiàn) 1表 8-8，圓潤(rùn)。 4，確定 V形皮帶的中心距為基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ： 根據(jù) 01 2 1 20 . 7 2( ) ( )d d d dd d a d d 初定中心距 0 450mma 00210 1 224()2 ( )2ddd d daddL a d d 0215234 4 5 0( 2 8 0 1 0 6 )2 4 5 0 ( 1 0 6 2 8 0 )2d mmL 從參考文獻(xiàn) 1表 8-2與參考長(zhǎng)度選舉 。 5，計(jì)算實(shí)際中心距離： ： 00 4 8 8 . 42dd mmLLaa 6、 電機(jī)滑輪包角 ： 1 211 8 0 1 5 9 . 6 1 2 05 7 . 3()ddadd 7、 計(jì)算帶的根數(shù)： 根據(jù) 1 106d mmd ， 1 9 4 0 / m i nrn 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 利用插值法，查參考文獻(xiàn) 1表 8-4a得 0 0 .9 9kWP 根據(jù) 1 9 4 0 / m i nrn ， 2.64i 查參考文獻(xiàn) 1表 8-4b得 0 0 .1 1 kWP 利用插值法， 根據(jù) 文獻(xiàn) 1表 8-5得 0 .9 4 8k 使用 考文獻(xiàn) 1表 8-2得 0.99lk 00( ) 1 . 0 3r l kWP P P k k 1 . 9 51 . 0 3 1 . 8 9caPrzP 故取 2z 根 。 8、 計(jì)算 V帶的初拉力的最小值： 從 參 考文獻(xiàn) 1表 8-3可以查 得 A型 V帶長(zhǎng)度 是質(zhì)量 0 .1 0 /q kg m 0 m i n2( 2 . 5 )500 cakP qvk z vF 0 m i n 2( 2 . 5 0 . 9 4 8 ) 1 . 9 55 0 0 0 . 1 5 . 2 20 . 9 4 8 2 5 . 2 2F 0 m i n 1 5 5 . 6 NF 9、 計(jì)算壓軸力： 10 m i n221 5 9 . 62 2 1 5 5 . 6 s i n 6 1 2 . 62 s i n =p NzFF 。 10、 V帶輪的尺寸計(jì)算： 1) 電動(dòng)機(jī)帶輪 需要的 尺寸 的 計(jì)算 ： 從 上面計(jì)算 可以聽(tīng) 知， 電動(dòng)機(jī)帶輪 為 A型，其直徑為 1 106d mmd 查表，得 ： bd=11.0， hamin=2.75， hfmin=8.7， e=150.3， fmin=9， =34 輪轂寬度 B=(z-1)e+2f(2-1)15+2933mm，取 B=35mm 輪轂外徑 da=dd+2ha=106+22.75=111.5mm 輪轂孔徑 由電動(dòng)機(jī)輸出軸尺寸決定，由表 4-3，得 d孔 =28mm，鍵槽寬 b=8mm。 2) 減速器機(jī)帶輪 的尺寸計(jì)算 ： 由上面計(jì)算可知， 減速器機(jī)帶輪 為 A型，其直徑為 2 280d mmd 查參考文獻(xiàn) 1表 8-10，得 ： bd=11.0， hamin=2.75， hfmin=8.7， e=150.3， fmin=9， =38 輪轂寬度 B=(z-1)e+2f(2-1)15+2933mm，取 B=35mm 輪轂外徑 da=dd+2ha=280+22.75=285.5mm 3) 結(jié)構(gòu)選擇 ： 電動(dòng)機(jī)帶輪 ： 2.5 dddd1300mm 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 采用腹板式結(jié)構(gòu)。 減速器 機(jī)帶輪 ： dd2300mm，且 D1-d1100mm 采用孔板式結(jié)構(gòu)。 5.2 圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、 選擇齒輪類(lèi)型，精度等級(jí)，材料和牙齒 ； 從參考文獻(xiàn) 1表 10-8理查德，通用減速機(jī)的精度水平是 68，減速機(jī)的精度等級(jí)為 7。 從參考文獻(xiàn) 1表 10-1選擇小齒輪材料 40Cr鋼（淬火），硬度 280HBS，大齒輪材料為45鋼（淬火和回火），硬度 240HBS。 選小齒輪齒數(shù) z1 =21,大齒輪齒數(shù) z2 =i 齒 z1 =3.921= 81.9，取 z2 =82。 則齒數(shù)比為 21/ 8 2 / 2 1 3 . 9 0 5u z z 。 2、 齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) ； 試選載荷系數(shù) Kt=1.3 取齒寬系數(shù) 0.33R 由參考文獻(xiàn) 1表 10-6查的材料的彈性影響系數(shù) 1 / 21 8 9 .8E M p aZ 從文獻(xiàn) 1圖 10-21d的齒的表面硬度的小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限調(diào)查 m i n 1 600H M P a ， 大齒輪的接觸 面的 疲勞強(qiáng)度極限 m i n 2 550H M P a 由參考文獻(xiàn) 1式 10-13可得 應(yīng)力 的 循環(huán)次數(shù) 為： 1160 hN n jL =603561(2810365)=1.247109 912 1 . 2 4 7 1 03 . 9 0 5NN u =3.194108 由參考文獻(xiàn) 1圖 10-19取接觸 面的 疲勞壽命系數(shù) 為： k HN1=0.92， k HN2=0.95 可計(jì)算 失效概率 是 1%，安全系數(shù) S=1 H 1=1 lim1HNK s =0.92600=552Mpa H 2=2 lim 2HNK s =0.95550=522.5MPa 試計(jì)算小齒輪 的 分度圓直徑 d1t 根據(jù) 12332322112 . 9 2 ( ) ( 1 0 . 5 )1 8 9 . 8 1 . 3 3 5 . 0 1 1 02 . 9 2 ( )5 2 2 . 5 0 . 3 3 ( 1 0 . 5 0 . 3 3 ) 3 . 9 0 5E tH RRKTZddttu =51.80mm 11 45 1 . 8 3 5 6 0 . 9 7 /6 0 1 0 0 0 6 1 0tdnv m s 模數(shù) m t=d1t/z1=51.80/21=2.47 計(jì)算 其 載荷系數(shù) ： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 根據(jù) 0.97 /v m s ， 7級(jí)精度，由參考文獻(xiàn) 1圖 10-8查的動(dòng)載系數(shù) k v=1.05， 查參考文獻(xiàn) 1表 10-3，得齒間載荷分配系數(shù) 1HFKK 由參考文獻(xiàn) 1表 10-2查得使用系數(shù) 1AK 由參考文獻(xiàn) 1表 10-9查得 1H beK 1 . 5 1 . 5H F H b eK K K 故載荷系數(shù) 1 1 . 0 5 1 1 . 5 1 . 5 7 5A V H HK K K K K 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓 的 直徑 為： 331 1 1 . 5 7 55 1 . 8 0 5 5 . 2 21 . 3t tKd d m mK 計(jì)算模數(shù) m =d1/z1=55.22/21=2.63mm。 3、 齒根彎曲強(qiáng)度 的 設(shè)計(jì) 由參考文獻(xiàn) 1圖 10-20c查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度 的 極限 值 1 500FE M P a ，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2 380FE M P a 由參考文獻(xiàn) 1圖 10-18取彎曲疲 的 勞壽命系數(shù) k FN1=0.85， k FN2=0.88 取 其設(shè)計(jì) 彎曲疲勞安全系數(shù) 為 S=1.4 F 1=11FN FEK s =0.85500/1.4=303.57Mpa F 2=22FN FEK s =0.88380/1.4=238.86Mpa 1 1 . 0 5 1 1 . 5 1 . 5 7 5A V F FK K K K K 節(jié)圓錐角 ： 1 a r c t a n ( 1 / ) 1 4 . 3 6u 219 0 7 5 . 6 4 當(dāng)量齒數(shù) ： 11 1 2 1 . 6 7 7c o sv zz 222 3 3 0 . 6 3c o sv zz 根據(jù) 參考文獻(xiàn) 1表 10-5用插值法 可以 查得 Y Fa1=2.73， Y Sa1=1.57 Y Fa2=2.06， Y Sa2=1.97 1112222 . 7 3 1 . 5 7 0 . 0 1 4 1 2 3 0 3 . 5 72 . 0 6 1 . 9 7 0 . 0 1 6 9 8 2 3 8 . 8 6F a S aFF a S aFYYYY 可得 13 22133 22224( 1 0 . 5 ) 14 1 . 5 7 5 3 5 . 0 1 1 0 0 . 0 1 6 9 80 . 3 3 ( 1 0 . 5 0 . 3 3 ) 2 1 3 . 9 0 5 1F a S aFRRK T Y YmZum =2.09mm 另外考慮 到小圓錐齒輪的尺寸不宜太小，因此取 m =3mm。 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 4、 幾何計(jì)算 ： 錐距離計(jì)算 ： R= 21 211 ( )2mz zz=126.98mm 節(jié)圓直徑 ： d1 = mz1 = 63 mm d2 = mz2 = 246 mm 平均節(jié)圓直徑 ： d m1 = d1(1-0.5 R ) = 52.6mm d m 2 = d2 (1-0.5 R ) = 205.4mm 齒寬 ： B= R R=0.33126.98=41.9mm 齒頂圓直徑 ： da1=m(z1+2cos1)=68.8mm da2=m(z2+2cos2)=247.49mm 齒根圓直徑 ： df1=m(z1-2.4cos1)=56.02mm df2=m(z2-2.4cos2)=244.21mm 5、 受力分析 如圖 5.1所示： 圖 5.1 錐齒輪受力 分析示意圖 Ft1=-Ft2=2T1/dm1=235.01/52.6=1.33kN Fa1=-Fr2= Ft tansin1 =1.33tan20 sin14.36 =0.12kN Fr1=-Fa2= Ft tancos1 =1.33tan20 cos14.36 =0.469kN 6、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ： 小 圓錐 減速器 齒輪： 齒根圓到鍵槽底部的 距離 e1.6mt時(shí)， 齒輪與軸形成為一體 。 初步估計(jì) e1.6mt， 所以 把 齒輪和軸 做在一起 。 大圓錐齒輪： 160mmda2= 247.49mm500mm 采用腹板式結(jié)構(gòu)的齒輪。 其腹板寬度 C(34)m=912mm， 又 常用齒輪的 C值不應(yīng)小于 10mm， 故取 C=12mm。 錐齒輪的邊緣上的腹板 D0da-(1014)m=205.79217.39，現(xiàn)取 D0=210mm； 圓錐齒輪腹板下緣 D31.7 D4； (D4為軸徑 ) 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 圓錐齒輪輪轂寬度 l(11.2)D4； 圓錐齒輪腹板孔中心圓 D1 ( D0+D3)/2； 圓錐齒輪腹板孔徑 D2(0.250.35)( D0-D3)。 5.3 圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、 選擇齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) ： 由參考文獻(xiàn) 1表 10-8查得，通用減速器精度等級(jí)為 6 8，取減速器精度等級(jí)為 7。 由參考文獻(xiàn) 1表 10-1選擇小齒輪材料為 QT600-2，硬度為 300HBS，大齒輪材料為QT600-2，硬度為 300HBS。 選小齒輪齒數(shù) z1 =17，大齒輪齒數(shù) z2 =i 齒 z1 =1.317=22.1，取 z2 =22。 則齒數(shù)比為 21/ 2 2 / 1 7 1 . 2 9 4u z z 。 2、 齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) ： 試選載荷系數(shù) Kt=1.1 取齒寬系數(shù) 1d 由參考文獻(xiàn) 1表 10-6查的材料的彈性影響系數(shù) 1 / 21 4 3 .7E M p aZ 由參考文獻(xiàn) 1圖 10-21(a)按齒面硬度查的小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度 的 極限m i n 1 700H M P a ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 m i n 2 700H M P a 由參考文獻(xiàn) 1式 10-13計(jì)算 其 應(yīng)力循環(huán) 的 次數(shù) 1160 hN n jL =6091.31(2810365)=3.199108 812 3 . 1 9 9 1 01 . 2 9 4NN u =2.472108 由參考文獻(xiàn) 1圖 10-19取接觸疲勞壽命 的 系數(shù) k HN1=0.96， k HN2=0.98 取 其 失效 的 概率為 1%，安全系數(shù) S=1 H 1=1 lim1HNK s =0.96700=672Mpa H 2=2 lim 2HNK s =0.98700=686MPa 試計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1t 根據(jù) ： 1 233 231112 . 3 2 ( )1 . 1 1 2 7 . 1 5 1 0 1 . 2 9 4 1 1 4 3 . 72 . 3 2 ( )1 1 . 2 9 4 6 7 2EtdHKT uZdudtt =51.96mm 11 46 2 . 9 6 9 1 . 3 0 . 3 0 /6 0 1 0 0 0 6 1 0tdnv m s 模數(shù) ： m t=d1t/z1=51.96/17=3.06mm 齒高 ： h=2.25mt=2.253.06=6.87mm b/h=51.96/6.87=7.57 計(jì)算 其 載荷系數(shù) 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 根據(jù) 0.30 /v m s ， 7級(jí)精度，由參考文獻(xiàn) 1圖 10-8查的動(dòng) 載荷 系數(shù) k v=1.03， 查參考文獻(xiàn) 1表 10-3，得齒間載荷分配系數(shù) 1HFKK 由參考文獻(xiàn) 1表 10-2查得使用系數(shù) 1AK 由參考文獻(xiàn) 1表 10-4用插值法查得 7級(jí)精 度、小齒輪為非對(duì)稱布置時(shí) 1.425HK 由 b/h=7.57， 1.425HK 查參考文獻(xiàn) 1圖 10-13得 1.30FK 故載荷系數(shù) 1 1 . 0 3 1 1 . 3 0 1 . 3 3 9A V H HK K K K K 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 331 1 1 . 3 3 95 1 . 9 6 5 5 . 4 81 . 1t tKd d m mK 計(jì)算模數(shù) m =d1/z1=55.48/17=3.26mm 3、 齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由參考文獻(xiàn) 1圖 10-20(a)查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1 480FE M P a ，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2 480FE M P a 。 由參考文獻(xiàn) 1圖 10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) k FN1=0.87， k FN2=0.89 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4 F 1=11FN FEK s =0.87480/1.4=298.29Mpa F 2=22FN FEK s =0.89480/1.4=305.14Mpa 1 1 . 0 5 1 1 . 3 1 . 3 3 9A V F FK K K K K 由參考文獻(xiàn) 1表 10-5查得 Y Fa1=2.97， Y Sa1=1.52 Y Fa2=2.72， Y Sa2=1.57 1112222 . 9 7 1 . 5 2 0 . 0 1 5 1 3 2 9 8 . 2 92 . 7 2 1 . 5 7 0 . 0 1 3 9 9 3 0 5 . 1 4F a S aFF a S aFYYYY 根據(jù) 13 2133222 1 . 3 3 9 1 2 7 . 1 5 1 0 0 . 0 1 5 1 31 1 7F a S aFdK T Y YmZm =2.61mm 考慮到小圓錐齒輪的尺寸不宜太小，因此取 m =2.75mm 則小齒輪齒數(shù)為 z1=d1/m=55.48/2.7520 大齒輪齒數(shù)為 z2=1.29420=25.88，取 z2=26 4、 幾何尺寸計(jì)算 分度圓直徑 d1 = mz1 = 55 mm d2 = mz2 = 71.5 mm 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 齒寬 B= d d1=155=55mm 中心距 a=( d1+ d2)/2=63.25mm 5、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 齒頂圓直徑 da1160mm 采用實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪 。 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 6 自動(dòng) 切管機(jī) 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1 主動(dòng) 軸設(shè)計(jì)計(jì)算 1、 按扭矩強(qiáng)度條件計(jì)算 由于 小圓錐齒輪采用 40Cr并調(diào)質(zhì)處理 ，故取軸材料為 40Cr，采用調(diào)至處理，硬度為241HBS286HBS。 根據(jù)30 PdAn 由參考文獻(xiàn) 1表 15-3查的 A0=126103，取 A0=110 3 1 . 31 1 0 1 6 . 9 4356d m m 100d mm ，有一軸鍵 軸徑增大 5%7% 綜合考慮并圓整，取 d=18mm 主動(dòng)軸設(shè)計(jì)草圖如圖 6.1所示 圖 6.1 主動(dòng)軸設(shè)計(jì)圖 根據(jù)布局軸顯示： 從第一部分的最小直徑 d1=20mm時(shí)，根據(jù)的輪轂 L=（ 1.5 2） =30 40毫米，使用 L= B=35毫米，取 L1=32毫米 ； 從有權(quán)采取第二直徑 d2=25mm時(shí)，可根據(jù)軸承端蓋的裝配和拆卸，以及機(jī)柜厚度要求，軸承端蓋 的左端和滑輪表面的距離為 30mm，長(zhǎng)度 L2=第二左 40毫米的 從有權(quán)采取第三直徑 D3 =30mm時(shí)，手動(dòng)選擇 30,206根據(jù)軸承的類(lèi)型軸承， B =16毫米，取 L3=14毫米 從圓錐滾子定位軸肩的第四段，軸的直徑應(yīng)不小于或等于安裝噠 =36毫米，為便于拆卸，并小于它的最大直徑為 46mm的內(nèi)直徑，所以他們選擇 = d4上 36毫米， L4=40毫米 根據(jù)軸承從左邊對(duì)稱第五段直徑 D5=30MM的原則，再考慮齒輪定位套筒長(zhǎng)度 L0=10mm時(shí)， L5=24毫米 2，根據(jù)計(jì)算的彎曲和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件合成 （ A）軸計(jì)算簡(jiǎn)圖（即力學(xué)模型 ），如圖 6.2所示 ； 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 圖 6.2 主動(dòng)軸力學(xué)模型 121 0 . 1 2 6 3 3 . 7 824 5 . 5 9 9 . 5 1 6 2 . 5 0aN V a N VN V N VPPrM N mF M F FF F F F 121 0 . 1 2 6 3 3 . 7 824 5 . 5 3 . 7 8 9 9 . 5 0 . 6 1 2 6 1 6 2 . 5 00 . 6 1 2 6 0 . 4 6 9aN V N VN V N VM N mFF 解得： 121 .5 81 .7 2 NVNVF kNF kN 124 5 . 5 9 9 . 5 0N H N HN H N H tFFF F F 123 5 8 9 01 . 3 3N H N HN H N HFF 解得： 122 .4 51 .1 2 NHNHF kNF kN 1NV aFF 解得： 1 0 .1 2NVF kN (2) 做出彎矩圖如圖 6.3 所示 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 圖 6.3 主動(dòng)軸 彎矩圖 (3) 校核軸的強(qiáng)度 由彎矩圖所示： 左部分第五段是危險(xiǎn)的，所以要檢查。 軸脈動(dòng)周期，所以他們選擇 查參考文獻(xiàn) 1表 15-1太多， 1 7 0 M p a 根據(jù) 22()ca MTW 得 ： 其中 W= d3/32 11 9 . 4 8 ca M p a 所以軸的尺寸是安全的 。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 6.2 錐齒輪輸出軸設(shè)計(jì)計(jì)算 1、 按扭矩強(qiáng)度條件計(jì)算 ： 由于碳鋼制造軸較廣泛，取材料為 45鋼，采用調(diào)至處理，硬度為 217HBS255HBS。 根據(jù)30 PdAn 由參考文獻(xiàn) 1表 15-3查的 A0=126103，取 A0=110 3 1 . 2 11 1 0 2 6 . 0 39 1 . 3d m m 100d mm ，有一軸鍵 軸徑增大 5%7% 綜合考慮并圓整，取 d=28mm。 主動(dòng)軸設(shè)計(jì) 草圖如圖 6.4 所示 圖 6.4 錐齒輪輸出軸設(shè)計(jì)圖 根據(jù)布局軸顯示： 從第一段的最小直徑 d1 = 28 毫米，根據(jù)圓柱齒輪的寬度 B = 55 毫米， L1 = 52 毫米。 右起第二直徑 d2 = 34 毫米，根據(jù)軸承端蓋組裝和拆卸，以及箱體厚度要求，采取的內(nèi)軸承蓋的端部和左端面的距離為 35mm的圓柱齒輪，右起第二個(gè)長(zhǎng)度 L2 =40 毫米。 從有權(quán)采取 D3 =第三直徑為 40mm，手動(dòng)選擇 30,208 根據(jù)軸承的類(lèi)型軸承， B = 18 毫米， L3 = 15MM 圓錐滾子定位軸肩的第 四段，軸的直徑應(yīng)不小于或等于安裝噠 =47 毫米，為便于拆卸，并小于它的最大直徑為 60mm的內(nèi)直徑，并考慮到對(duì)稱情況，所以采取 D4 =48 毫米，采取 L4 =92.5 毫米。 徑的第五段從右側(cè)直徑 d5 的 = 45 毫米，傘齒輪 L =（ 1 1.2） = 45 54 毫米，以 L5 = 48毫米 根據(jù)軸承對(duì)稱，第六段的原則，采取正確的直徑 D6 = 40 毫米，再考慮齒輪定位套管長(zhǎng)度 L = 25 毫米，所以他們選擇 L6 =39.5 毫米。 2，根據(jù)條件的彎曲和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度合成計(jì)算為如下： （ A）軸計(jì)算簡(jiǎn)圖（即力學(xué)模型），如圖 6.5 所 示 ； 圖 6.5 錐齒輪輸出軸力學(xué)模型 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 2 1 12221222F t 2 T / d 2 3 5 5 . 1 3 / 1 6 5 4 . 3 1 k NF r F t t a n 1.5 5 1 851 5 072N5kr a N vN v N vttF M F FF F F F r 解得： 12 1 . 3 65 . 7 9NvNvF k NF k N 21 2 211( 1 / 2 )5 5 1 8 1 2 5 5 05 7 . 6 8 7t N H rN H N H tara mF F FF F F FM F d N 解得： 12 2 . 3 30 . 5 7NHNHF k NF k N 1NV aFF 解得： 1 0 . 4 6 9NVF k N 做出彎矩圖如圖 6.6 所示 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 圖 6.6 錐齒輪 輸 出 軸彎矩圖 (2) 校核軸的 強(qiáng)度 由彎矩圖可知： 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 左起第五段為危險(xiǎn)截面，故對(duì)其進(jìn)行校核。 因軸受脈動(dòng)循環(huán)，故取 0.6 查參考文獻(xiàn) 1表 15-1 得， 1 6 0 M pa 根據(jù) 22()ca MTW 得， 15 5 . 6 3 ca M p a 所以軸的尺寸是安全的 6.3 惰 輪軸設(shè)計(jì)計(jì)算 1、 按 軸增加 5至 7 根據(jù)條件計(jì)算扭矩強(qiáng)度 由于碳鋼軸更寬，材料為 45 鋼，使用調(diào)整后的處理，硬度 為 217HBS255HBS。 根據(jù)30 PdAn。 由參考文獻(xiàn) 1表 15-3 查的 A0=126103，取 A0=110 3 1 . 1 51 1 0 3 6 . 9 33 0 . 4d m m 100d mm ，有一軸鍵 軸增加 5至 7 考慮和圓形，取 D=40 毫米。 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)草圖，如圖 6.5 所示 圖 6.5 惰輪軸設(shè)計(jì)圖 2、 軸的布局 從左至右第一款的最小直徑 d1=40 毫米，寬度根據(jù)惰 B =55 毫米 ，考慮到套和軸承安裝， L1=115 毫米。 左起第二直徑 D2 =50 毫米，根據(jù)軸承間距為 120mm，第二從右邊的長(zhǎng)度 L2=105。 從左至右采取第三直徑 D3 =40 毫米，根據(jù)軸承的類(lèi)型軸承 6008 手動(dòng)選擇， B =15 毫米，取 L3=13 毫米。 惰僅由轉(zhuǎn)矩的效果，沒(méi)有彎矩 M=0 從左側(cè)的第一款，險(xiǎn)段進(jìn)行檢查。 軸脈動(dòng)周期，所以他們選擇 查參考文獻(xiàn) 1表 15-1， 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 26 1 6 0 M pa 根據(jù) 22()ca MTW 得， 13 3 . 2 9 ca M p a 所以軸的尺寸是安全的 。 6.4 棍筒 軸設(shè)計(jì)計(jì)算 1、 按扭矩強(qiáng)度條件計(jì)算 由于碳鋼制造軸較廣泛，取材料為 45 鋼，采用調(diào)至處理，硬度為 217HBS255HBS。 根據(jù)30 PdAn 由參考文獻(xiàn) 1表 15-3 查的 A0=126103，取 A0=110 3 1 . 0 71 1 0 2 7 . 2 9 970d m m 100d mm ，有一軸鍵 軸徑增大 5%7% 綜合考慮并圓整，取 d=30mm 主動(dòng)軸設(shè)計(jì)草圖如圖 6.6 所示 圖 6.6 棍筒軸設(shè)計(jì)圖 2、 根 布局顯示了軸 從第一款的直徑取 D1=30MM 的，根據(jù)一個(gè)大型圓柱齒輪的寬度 B =42 毫米，考慮到安裝套管，取 L =40 毫米的。 從左至右第一款最小直徑 d2= 35 毫米，手動(dòng)選擇根據(jù)軸承的類(lèi)型軸承 207， B=18MM，服用左旋 = 16MM。 從左側(cè)的第一款，險(xiǎn)段進(jìn)行檢查。 軸脈動(dòng)周期，所以他們選擇 0.6 查參考文獻(xiàn) 1表 15-1 得， 1 6 0 M pa 根據(jù) 22()ca MTW 得， 15 5 . 2 ca M p a 所以軸的尺寸是安全的 。 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 7 鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算 7.1 電機(jī) 與 電動(dòng)機(jī)帶輪 聯(lián)接采用平鍵連接 1、 選擇鍵連接的類(lèi)型和尺寸 電機(jī) 軸徑 d1=28mm， L1=60mm 查參考文獻(xiàn) 1表 6-1 得， 選用 A 型平鍵 845 GB/T 1096-2003 2、 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由參考文獻(xiàn) 1表 6-2 查得許用擠壓應(yīng) p=100120Mpa，取其平均值， wP =110Mpa，鍵的工作長(zhǎng)度 l=L-b=37mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=3.5mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=13.82Nm 根據(jù) 32 1 0pTkld 得， p 7.63Mpa a (合適 )。 7.2 主動(dòng)軸 與 減速器機(jī)帶輪 聯(lián)接采用平鍵連接 1、 選擇鍵連接的類(lèi)型和尺寸 ： 軸徑 d1=20mm， L1=32mm 查參考文獻(xiàn) 1表 6-1 得， 選用 A 型平鍵 622 GB/T 1096-2003。 2、 校核鍵連接的強(qiáng)度 ： 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由參考文獻(xiàn) 1表 6-2查得許用擠壓應(yīng)力 p=100120Mpa，取其平均值， p=110Mpa，鍵 的工作長(zhǎng)度 l=L-b=16mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=3mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=31.05Nm 根據(jù) 32 1 0pTkld 得， p64.69Mpa p (合適 ) 7.3 錐齒輪 輸出軸與 小圓柱 齒輪聯(lián)接采用平鍵連接 1、 選擇鍵連接的類(lèi)型和尺寸 ： 軸 徑 d1=28mm， L1=52mm 查參考文獻(xiàn) 1表 6-1 得， 選用 A 型平鍵 840 GB/T 1096-2003 2、檢查粘結(jié)強(qiáng)度的連接： 鍵，軸與齒輪材料為鋼，參考 文 獻(xiàn) 1表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力 p =100120Mpa，取其平均值， p=110Mpa，鍵的工作長(zhǎng)度 l=L-b=32mm，鍵與 齒輪 鍵槽的接觸高度k=0.5h=3.5mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=127.15Nm 根據(jù) 32 1 0pTkld 得， 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 28 p81.09Mpa p (合適 ) 7.4 錐齒輪 輸出軸與大 錐 齒輪聯(lián)接采用平鍵連接 1、 選擇鍵連接的類(lèi)型和尺寸 軸徑 d5=45mm， L1=48mm 查參考文獻(xiàn) 1表 6-1 得， 選用 A 型平鍵 143 6 GB/T 1096-2003 2、 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和 齒輪 的材料都 是鋼，由參考文獻(xiàn) 1表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力 p =100120Mpa，取其平均值， p=110Mpa，鍵的工作長(zhǎng)度 l=L-b=34mm，鍵與 齒輪 鍵槽的接觸高度k=0.5h=4.5mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=127.15Nm 根據(jù) 32 1 0pTkld 得， p36.94Mpa p (合適 ) 7.5 惰輪 軸與 惰輪 聯(lián)接采用平鍵連接 1、 選擇鍵連接的類(lèi)型和尺寸 軸徑 d1=40mm， B=55mm 查參考文獻(xiàn) 1表 6-1 得， 選用 B 型平鍵 1245 GB/T 1096-2003 2、 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和 齒輪 的材料都是鋼，由參考文獻(xiàn) 1表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力 p=100120Mpa，取其平均值， p=110Mpa，鍵的工作長(zhǎng)度 l=45mm，鍵與 齒輪 鍵槽的接觸高度 k=0.5h=4mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=355.13 Nm 根據(jù) n 得， p98.65Mpa p (合適 ) 7.6 棍筒 輸出軸與大 圓柱齒 輪聯(lián)接采用平鍵連接 1、 選擇鍵連接的類(lèi)型和尺寸 軸徑 d2=30mm， B=55mm 選 用 A 型平鍵 845 GB/T 1096-2003 2、 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵 齒輪 、和軸的材料都是鋼，由參考文獻(xiàn) 1表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力 p=100120Mpa，取其平均值， p=110Mpa，鍵的工作長(zhǎng)度 l=L-b=37mm，鍵與 齒輪 鍵槽的接觸高度k=0.5h=3.5mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=143.75N.m 根據(jù) ( / 2 )L A C A D H D 得， p74.01Mpa p (合適 )。 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 8 滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì) 8.1 主動(dòng)軸 的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算 1、 求兩軸承受的徑向載荷 ，如圖 8.1 所示： 圖 8.1 主動(dòng)軸軸承受力示意圖 由受力分析可知： 122 .4 51 .1 2 NHNHF kNF kN 121 . 5 81 . 7 2 NVNVF kNF kN 0 .1 2ae kNF 則 221 1 1 2 . 9 9r r V r HF F F k N 222 2 2 2 . 0 5r r V r HF F F k N 2、 計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 軸承預(yù)計(jì)壽命 Lh=1610365=58400 h 因軸承在工作條件下受到 Fr徑向作用和軸向力作用，查 參考文獻(xiàn) 2得， 30206軸承的判斷系數(shù) e=0.37，基本額定載荷 C=43.2kN，系數(shù) Y=1.6。 由參考文獻(xiàn) 1表 13-7得， Fd=Fr/(2Y) 對(duì)于滾子軸承 10/3 Fd1=Fr1/(2Y)=2990/(21.6)=934.4N Fd2=Fr2/(2Y)=2050/(21.6)=640.6N Fd2 Fd1+Fae 軸承 2壓緊，軸承 1放松 Fa1= Fd1 =934.4N Fa2= Fd1+ Fae =1054.4N Fa1/ Fr1=934.4/2990=0.313 e 根據(jù)參考文獻(xiàn) 1表 13-5得，徑向動(dòng)載荷系數(shù) X1=1， X2=0.4，軸向動(dòng)載荷系數(shù) Y1=0， Y2= Y=1.6 查參考文獻(xiàn) 1表 13-6得， 取中等沖擊或中等慣性沖擊， fp=1.5 查參考文獻(xiàn) 1表 13-4得， 取 ft=1 則 ： P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)=1.5(12990+0815.6)=4485N P2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)=1.5(0.42050+1.61054.4)=3760.56N P1P2 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 30 12hhLL 6 10 ()60 th fCL nP 89082h hL 58400h 故所選軸承滿足壽命要求。 8.2 輸出軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算 1、 求兩軸承受的徑向載荷 ，如圖 8.2所示： 圖 8.2 錐齒輪輸出軸軸承受力示意圖 由受力分析可知： 122 .3 30 .5 7NHNHF kNF kN 121 . 3 65 . 7 9NvNvF kNF kN 0 . 4 6 9aeF kN 則 ： 221 1 1 2 . 6 9r r V r HF F F k N 222 2 2 5 . 8 2r r V r HF F F k N 2、 計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 ： 軸承預(yù)計(jì)壽命 Lh=1610365=58400 h 因軸承在工作條件下受到 Fr徑向作用和軸向力作用，查 參考文獻(xiàn) 2表 12.21得， 30208軸承的判斷系數(shù) e=0.37，基本額定載荷 C=63kN，系數(shù) Y=1.6 由參考文獻(xiàn) 1表 13-7得， Fd=Fr/(2Y) 對(duì)于滾子軸承 10/3 Fd1=Fr1/(2Y)=2690/(21.6)=840.6N Fd2=Fr2/(2Y)=5820/(21.6)=1818.8N Fd1 Fd2+Fae 軸承 1壓緊，軸承 2放松 Fa1= Fd2+ Fae =1818.8+469=2287.8N Fa2= Fd2=1818.8N Fa1/ Fr1=2287.8/2690=0.8505 e Fa2/ Fr2=1818.8/5820=0.3125 e 根據(jù)參考文獻(xiàn) 1表 13-5得，徑向動(dòng)載荷系數(shù) X1=1， X2=1，軸向動(dòng)載荷系數(shù) Y1 =0， Y2=0 查參考文獻(xiàn) 1表 13-6得， 取中等沖擊或中等慣性沖擊， fp=1.5 查參考文獻(xiàn) 1表 13-4得， 取 ft=1 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 31 則 P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)=1.5(12690+02287.8)=4035N P2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)=1.5(15820+01818.8)=8730N P1 58400 h 故所選軸承滿足壽命要求。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 32 9 減速機(jī) 箱體 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、 窺視孔窺視孔蓋 可以看到在上部的驅(qū)動(dòng)齒輪減速在窺視孔打開(kāi)，以檢查齒面接觸模式和間隙，了解齒輪嚙合。因此，潤(rùn)滑油被注射進(jìn)入體內(nèi)。窺孔上的蓋，以防止污染物進(jìn)入體內(nèi)和潤(rùn)滑 油飛濺。 2，調(diào)整墊片 從多芯片薄軟金屬墊片，用于調(diào)整軸承的游隙。部分焊盤(pán)也調(diào)整傳動(dòng)部件的軸向位置的作用。 3，放油螺塞 減速機(jī)底部有排水孔排放廢油，油脂在使用前插頭插入。 4，呼吸 檔位操作，由于摩擦生熱，從而使人體的溫度，壓力的增加，導(dǎo)致油從該間隙向外泄漏。因此，翻蓋的頂部或窺視孔安裝通氣帽，讓身體熱起來(lái)氣體逸 出自 由達(dá)到身體內(nèi)外壓力相等，提高機(jī)體縫隙的密封性能。 5，油標(biāo)準(zhǔn) 油標(biāo)用來(lái)檢查油位，以確保正常量的油。 6，啟蓋螺絲 經(jīng)常涂蓋和底座結(jié)合緊密，不易分離后，與地表水聯(lián)合玻璃或密封的組合。為了便于服用蓋，法蘭蓋往往從一到兩蓋的螺釘，啟蓋，該螺釘可以從最上方的可動(dòng)蓋擰開(kāi)。也可以被安裝在軸承蓋蓋螺絲啟，為了消除端蓋。環(huán)軸向調(diào)節(jié)的需要，例如啟把兩個(gè)蓋螺絲，便于調(diào)節(jié)。 如圖 7所示，定位銷(xiāo) 為了確保精密軸承孔安裝定位銷(xiāo)孔的位置之前，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)聊安裝后蓋子和底座采用高強(qiáng)度螺栓。如果車(chē)身結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的，在銷(xiāo)孔的位置 不應(yīng)被對(duì)稱地布置。 8，第一環(huán)頭螺釘，吊環(huán)和掛鉤封面上第一環(huán)頭螺釘或鑄鐵環(huán)或鉤蓋處理或刪除。 如圖 9所示，密封裝置 在延伸必須安裝在軸與蓋之間的間隙的密封件，以防止漏油和污染物進(jìn)入體內(nèi)。 減速箱結(jié)構(gòu)尺寸選擇，如表 9-1所示 ： 表 9-1 減速機(jī)箱體結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 符號(hào)及尺寸 名稱 符號(hào)及尺寸 機(jī)座壁厚 8 df、 d1、 d2 至外機(jī)壁距離 1 22C 機(jī)蓋壁厚 1 8 df、 d2 至凸緣邊緣距離 2 20C 機(jī)座凸緣厚度 1.5 12b 軸承旁凸臺(tái)半徑 1 20R 機(jī)蓋凸緣厚度 111 .5 1 2b 凸臺(tái)高度 h 根據(jù)低速級(jí)軸承外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn) 機(jī)座底凸緣厚度 2 2 .5 2 0b 續(xù)表 9-1 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 33 地腳螺釘直徑 16fd 外機(jī)壁至軸承座端面距離 1 50l 地腳螺釘數(shù)目 4n 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 2 12 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1 12d 機(jī)蓋、機(jī)座肋厚 1 7m ， 7m 機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑 2 10d 軸承端蓋外徑 2 125D ， 2 112D 聯(lián)接螺栓 d2 的間距 150l 軸承端蓋凸緣厚度 9t 軸承端蓋螺釘直徑 3 8d 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 2sD 窺視孔蓋螺釘直徑 4 5d 定位銷(xiāo)直徑 8d 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 34 10 密封及潤(rùn)滑的設(shè)計(jì) 10.1 密封 由于使用低速電動(dòng)機(jī)，在室溫下，電動(dòng)馬達(dá)可用于常用毛氈密封。毛氈密封圈，毛氈環(huán)與套管內(nèi)填充堵塞泄漏間隙達(dá)到密封的目的。毛氈具有天然的彈性，是松孔海綿，儲(chǔ)存潤(rùn)滑油和擋塵。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，毯子和可反復(fù)刮了自己的無(wú)油自潤(rùn)滑。 10.2 潤(rùn)滑 1，齒輪，由于驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的圓周速度 V 12 米 /秒，使用浸油潤(rùn)滑，所以身體需要 有足夠的油潤(rùn)滑和冷卻。同時(shí)，為了避免沉淀物拋出攪拌油，油的頂部的底表面上的齒不小于30 50mm的距離 H。對(duì)于單級(jí)變速箱，浸油 齒全高的深度，你可以設(shè)置所需的石油量。對(duì)于單級(jí)傳動(dòng)，每 1kW 的油需要 V0=0.35 0.7dm3。 2，滾動(dòng)軸承，由于傳動(dòng)部件的速度是不高，而且往往難以供給，所以使用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。不僅密封簡(jiǎn)單，容易流失，并且可以形成完全獨(dú)立的膜的滑動(dòng)面。 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 35 11 自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)工作方案設(shè)計(jì) 11.1自動(dòng)切管機(jī) 送料裝置的總體設(shè)計(jì)及工作原理 如圖 11.1所示，該裝置主要由步進(jìn)電機(jī)、機(jī)架、 可 移動(dòng) 的 氣動(dòng)夾具、 PLC控制系統(tǒng) 、滾珠絲杠傳動(dòng)副、固定氣動(dòng)夾具等 裝置 組成。 在 管件切割前，先依靠定位板將 該 管件放 入夾具 上進(jìn)行加緊 。 在 確 定 管件 固定好 后， 用 控制按鈕啟動(dòng) 機(jī)器 進(jìn)行 全部的切割管件工作 。切管 中，先啟 動(dòng)氣動(dòng)夾具將管件夾 好 ， 再由 步進(jìn)電 動(dòng) 機(jī) 啟動(dòng) 聯(lián)軸器 使得 絲桿 進(jìn)行 轉(zhuǎn)動(dòng)， 達(dá)到 固定 的在 螺母上的移動(dòng)夾具 的 軸向 進(jìn)行的 運(yùn)動(dòng)。并且由控制系統(tǒng)控制步進(jìn)電機(jī) 進(jìn)行 轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)管的 精確 切割，誤差精度為 0.1mm。 然后，把 管件放置 在 夾具后， 由 該 切管機(jī) 自動(dòng)送料裝置的工作原理如圖 11.2所示。 先用 PLC控制系統(tǒng)對(duì)夾具的夾緊、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)和放松進(jìn)行控制。 然后 自動(dòng)送料裝置 的 工作過(guò)程中每 一個(gè) 環(huán)節(jié)，都要相應(yīng)的輸入、輸出信號(hào)， 最后 完成整個(gè)工作 的 過(guò)程。其中 S1表示管件 的 切割長(zhǎng)度。 11.2主要 的 組成部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 11.2.1驅(qū)動(dòng) 裝置 的設(shè)計(jì)和計(jì)算 驅(qū)動(dòng)方 法的 多樣，可選擇直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、用往復(fù)磁鐵驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)的機(jī)械 放 式驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)等。 切管機(jī)的 自動(dòng)送料裝置驅(qū)動(dòng)有兩部分： 一是夾具 的 夾緊和放松運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)；二是管件送料軸向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)。 因?yàn)?夾具的夾緊、放松驅(qū)動(dòng) 則 采用氣動(dòng)方式 ， 管件軸 的 向運(yùn)動(dòng)需要?？慷?