大電流母線鉚接設(shè)備(機(jī)械)設(shè)計(jì)說明書

1、大電流母線鉚接設(shè)備（機(jī)械）大電流母線鉚接設(shè)備（機(jī)械）Large current bus riveting equipment (machinery)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)所在學(xué)院班級(jí)所在專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化申請(qǐng)學(xué)位指導(dǎo)教師職稱副指導(dǎo)教師職稱答辯時(shí)間年 月 日摘要目目 錄錄摘要.IIntroduction.II1 緒論.11.1 研究的目的和意義.11.2 國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)發(fā)展?fàn)顩r、發(fā)展水平與存在問題.11.3 大電流母線鉚接設(shè)備技術(shù)要求.22 大電流母線鉚接設(shè)備傳動(dòng)簡(jiǎn)圖的擬定.22.1 方案的選擇.23 大電流母線鉚接設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)計(jì)算.53.1 鉚接機(jī)的選型.63.2 氣缸的選擇.63.3 導(dǎo)軌副

2、、導(dǎo)軌滑塊型號(hào)、絲杠螺母的選擇.73.3.1 導(dǎo)軌副、導(dǎo)軌滑塊型號(hào).73.3.2 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型.93.4 齒輪、齒條的設(shè)計(jì).113.5 固定腳輪的選用.173.6 壓力繼電器的選用.173.7 電磁閥的選用.18鳴 謝.20參考文獻(xiàn).21摘要摘要大電流母線鉚接設(shè)備，主要是對(duì)各種型號(hào)的母線實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化鉚接。密集型母線槽廣泛應(yīng)用在高層建筑、大型商場(chǎng)、工礦企業(yè)、軌道交通等，其需求量巨大。因此對(duì)大電流母線的半自動(dòng)化鉚接可以減少人力的投入，提高工作效率。說明書中對(duì)軸承、軸進(jìn)行了應(yīng)力分析，對(duì)壓緊力進(jìn)行了計(jì)算，也對(duì)氣缸、導(dǎo)軌、滑塊進(jìn)行了選型。設(shè)備中對(duì)于母線的送料采用輸送滾輪架組，為了滿足各種型

3、號(hào)母線的生產(chǎn)要求，輸送滾輪架組的寬度也是可以進(jìn)行調(diào)節(jié)的。對(duì)密集型母線槽的鉚接將選用的現(xiàn)成的鉚接機(jī)，對(duì)于工件的壓緊采用氣缸。工作部件一側(cè)固定，一側(cè)可以調(diào)整，這是為了滿足不同型號(hào)的母線的鉚接，鉚接機(jī)和壓緊塊的移動(dòng)是通過絲杠和導(dǎo)軌來實(shí)現(xiàn)。并且可以通過對(duì)開關(guān)的控制來控制鉚接機(jī)、氣缸的工作狀態(tài)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)母線的壓緊和鉚接。設(shè)備的材料采用 Q235、45 號(hào)鋼等常用材料，并且大量采用了焊接工藝，因而，生產(chǎn)的工藝性好，一般機(jī)械廠均能生產(chǎn)。設(shè)計(jì)中主要使用了 CAD、PROE 工程制圖軟件。關(guān)鍵詞：母線；鉚接；壓緊；制圖ABSTRACTINTRODUCTION Large current bus riveting

4、, mainly for various types of buses to achieve semi-automatic riveting. Compact Busway widely used in high-rise buildings, shopping malls, industrial and mining enterprises, rail traffic, its huge demand. Therefore, high current bus semi-automatic riveting can reduce human input, improve work effici

5、ency. Specification of bearings, shaft stress analysis of the pressing force calculation, but also on the cylinder, rails, sliders made selection. Equipment for feed use bus transport roller frame group, in order to meet the production requirements of various models of buses, the width of the convey

6、or roller frame group also can be adjusted. Compact Busway riveted to the selection of existing riveting machines, for pressing the workpiece by cylinder. Working side member fixed side can be adjusted, which is to meet the different types of bus caulking, riveting machine and the pressing block is

7、moved by the screw and the guide rail is achieved. And it can be controlled to switch to control the riveting machines, working condition of the cylinder and then realize the bus pressed and riveted. No. Q235,45 use materials and equipment commonly used materials such as steel, and uses a lot of wel

8、ding process, therefore, the production technology is good, general machinery plant can produce. Design of the main use of CAD, PROE software engineering drawing.KEYWORDS:BUS; RIVETING; PRESSING; CARTOGRAPHY屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 大電流母線鉚接設(shè)備（機(jī)械）畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1 緒論 1.1 研究的目的和意義隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)大電流的使用越來越廣泛。在于大樓、工廠等各種建筑場(chǎng)地對(duì)電力的大量

9、需求，而且這種需求將隨著發(fā)展有逐年增加的趨勢(shì)，如果使用原來的電路接線方式，也就是穿管方式，施工的時(shí)候?qū)碓S多困難，而且，當(dāng)要變更配電系統(tǒng)時(shí)，要使其變簡(jiǎn)單一些幾乎是不可能的，然而，如果采用母線槽的話，非常容易就可以達(dá)到目的，另外還可使建筑物變得更加美觀也更加的實(shí)用。從經(jīng)濟(jì)方面來說，母線槽本身與電纜比較，價(jià)格貴一些，但是與包含配線用的各種附件及整個(gè)電力系統(tǒng)相比較使用母線槽可以使建設(shè)費(fèi)用就便宜多了，特別是在當(dāng)電流容量大的情況下，這種情況就更加明顯了。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)母線的鉚接大部分是通過操作人員的手工操作，機(jī)械化程度低。勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，質(zhì)量差，不能滿足大批量的生產(chǎn)。隨著時(shí)代的發(fā)展，大電流母線的鉚接

10、的自動(dòng)化、半自動(dòng)化必須跟上步伐，以滿足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要，解決無法一臺(tái)設(shè)備滿足多種類型母線鉚接的問題。這樣可以使施工更加的便捷、迅速，降低經(jīng)濟(jì)成本。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次綜合性考核，我們必須認(rèn)真對(duì)待。在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作時(shí)候，也是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次鞏固和對(duì)自己的一次提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)將了解到設(shè)計(jì)的基本流程和在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)自己的不足，在對(duì)自己的認(rèn)識(shí)上有更深入的了解。這對(duì)于我個(gè)人能力也有一定的提升。 1.2 國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)發(fā)展?fàn)顩r、發(fā)展水平與存在問題 對(duì)于母線槽的發(fā)展，它是由美國(guó)開發(fā)出來的，稱之為“Bus-Way-System”的一種新的電路方式，它是以銅或鋁作為導(dǎo)體、用非烯

11、性絕緣支撐，然后裝到金屬槽中而形成的新型導(dǎo)體。在日本真正實(shí)際應(yīng)用是在昭和 29 年(即 1954 年)，自那以后母線槽得到了發(fā)展。如今在高屋建筑、工廠等電氣設(shè)備、電力系統(tǒng)上成了不可缺少的配線方式。母線槽由于供電容量大，安全可靠，安裝方便，自八十年代末期引入我國(guó)以來，二十多年屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 得到了迅猛發(fā)展。生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展到幾千家，全國(guó)大中城市幾乎都有，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料不斷更新，產(chǎn)品性能和使用可靠性不斷提高，已成為配電設(shè)備中一個(gè)重要分支。廣泛應(yīng)用在高層建筑、大型商場(chǎng)、工礦企業(yè)、軌道交通等。發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足。國(guó)內(nèi)市面

12、上的母線鉚接大部分靠人力控制生產(chǎn)，沒有一臺(tái)完善的設(shè)備對(duì)母線進(jìn)行自動(dòng)化鉚接。這樣將導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，不利于大批量生產(chǎn)。1.3 大電流母線鉚接設(shè)備技術(shù)要求a) 設(shè)計(jì)一種可對(duì)各種型號(hào)大電流母線的半自動(dòng)鉚接設(shè)備,結(jié)構(gòu)合理；b) 設(shè)備對(duì)各種型號(hào)母線都能鉚接；c) 設(shè)備能減少操作人員，提高鉚接效率。 2 大電流母線鉚接設(shè)備傳動(dòng)簡(jiǎn)圖的擬定 2.1 方案的選擇 方案一： 圖 1屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 方案一說明1.大電流母線鉚接半自動(dòng)生產(chǎn)線由手工排料架 1、自動(dòng)輸送機(jī) 2、自動(dòng)液壓鉚接機(jī) 3、接料架 4 組成。2.手工排料架 1 用來完成多種規(guī)格銅排與線排外殼的、定位與人工裝配。它主要由移動(dòng)機(jī)架 5、

13、自由托輥 6、側(cè)向定位塊 7、端面等為快 8 等組成。它可以完成兩組線排的組裝，并輸送到鉚接自動(dòng)線處。3.自動(dòng)輸送機(jī) 2 用來完成裝配好的線排自動(dòng)鉚接時(shí)，線排移動(dòng)的位置導(dǎo)向和鉚接點(diǎn)定距（生產(chǎn)時(shí)柔性可調(diào)）。它主要由固定機(jī)架 10、2 組間距可調(diào)自由滾輪組件 9、1 組間距可調(diào)驅(qū)動(dòng)輪組 11 組成。自由 論組由可調(diào)滾輪 12、導(dǎo)軌 13、固定滾輪 14、移動(dòng)定位塊 15、廣東定位塊 16、定位插銷 17、輪組機(jī)架 18 等組成。可調(diào)驅(qū)動(dòng)輪組的滾輪不是自由論，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)線排鉚接時(shí)的定間距輸送。4.自動(dòng)液壓鉚接機(jī) 3 用來完成組裝好的線排定點(diǎn)、定間距快速鉚接。它由前后氣動(dòng)夾緊裝置 19 和

14、23、液壓鉚接鉗調(diào)節(jié)裝置和調(diào)整氣缸 21、29、24、25、液壓鉚接鉗 28、鉚接鉗縱向調(diào)節(jié)裝置 26、操作者 20、電氣控制箱（含操作按鈕）21 鉚接鉗錯(cuò)位調(diào)節(jié)裝置 27 等組成。5.接了架對(duì)鉚接完成的聊拍進(jìn)行托舉，防止線排鉚接時(shí)排位和鉚接后滑落到地上。它由機(jī)架、自由托輥等組成。 方案二：屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 圖 2 方案二說明1.大電流母線鉚接半自動(dòng)生產(chǎn)線由手工排料架 1、自動(dòng)輸送機(jī) 2、自動(dòng)液壓鉚接機(jī) 3、接料架 4 組成。2.手工排料架 1 用來完成多種規(guī)格銅排與線排外殼的、定位與人工裝配。它主要由移動(dòng)機(jī)架 5、自由托輥 6、側(cè)向定位塊 7、端面等為快 8 等組成。它可以完成兩組線排的

15、組裝，并輸送到鉚接自動(dòng)線處。3.自動(dòng)輸送機(jī) 2 用來完成裝配好的線排自動(dòng)鉚接時(shí)，線排移動(dòng)的位置導(dǎo)向和鉚接點(diǎn)定距（生產(chǎn)時(shí)柔性可調(diào)）。它主要由固定機(jī)架 9、托輥 10、輸送氣缸 11、可調(diào)夾緊爪12、輸送導(dǎo)軌 13 等組成。氣缸輸送的距離由事先設(shè)在線排鉚接位置的電渦流感應(yīng)塊和位置傳感器 14（接近開關(guān)）控制，可調(diào)夾緊爪 12 的夾緊寬度可變，一適應(yīng)不同規(guī)格線排的夾緊輸送。4.自動(dòng)液壓鉚接機(jī) 3 用來完成組裝好的線排定點(diǎn)、定間距快速鉚接。它由線排鉚接位置傳感器 14、固定液壓鉚接鉗 16、可調(diào)液壓鉚接鉗 18、由氣動(dòng)夾緊裝置 22、液壓鉚接鉗位置調(diào)整裝置 19、24、液壓鉚接鉗 28、鉚接鉗縱向調(diào)節(jié)

16、裝置 21、操作者 15、電氣控制箱（含操作按鈕）17 等組成。5.接了架對(duì)鉚接完成的聊拍進(jìn)行托舉，防止線排鉚接時(shí)排位和鉚接后滑落到地上。它由機(jī)架、自由托輥等組成。 方案三：屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 方案三說明1.大電流母線鉚接半自動(dòng)生產(chǎn)線由手工排料、輸送架 1、液壓自動(dòng)鉚接機(jī) 2、接料、送料架 3 組成。2.手工排料、輸送架 1 用來完成對(duì)多種規(guī)格銅排與線排外殼的定位與人工裝配線排，鉚接時(shí)人工定點(diǎn)輸送線排。它主要由移動(dòng)機(jī)架 4、自由托輥組 5、側(cè)向定位塊 6、端面定位塊 7、連接座 8、連接銷 9 等組成。它可以同時(shí)完成一組線排手工組裝、另一組線排手工輸送鉚接的工藝內(nèi)容。通過連接座和連接銷可以快

17、速的完成其與液壓知道鉚接機(jī)的連接與分離。3.自動(dòng)液壓鉚接機(jī) 2 用來完成組裝好的線排定點(diǎn)、定間距快速自動(dòng)鉚接。它由浮動(dòng)托輥 10、側(cè)向定位塊 15、固定位液壓鉚接鉗 16、可調(diào)液壓位鉚接鉗 11、氣動(dòng)夾緊裝置19、液壓鉚接鉗位置調(diào)整裝置 12、20、鉚接鉗縱、橫向向調(diào)節(jié)裝置 13、14、電氣控制箱（含操作按鈕）17 等組成。5.接料、送料架 3 對(duì)鉚接完成的線排進(jìn)行托舉，防止線排鉚接時(shí)移位和鉚接后滑落到地上；另外它可將鉚接完成的兩組線排移送到下一道工序點(diǎn)的位置，以減輕工人的搬運(yùn)量。它由移動(dòng)機(jī)架、自由托輥等組成。5.生產(chǎn)線總長(zhǎng) 7500mm，總寬 1000mm，操作面高度 1000mm，總高約

18、1500mm。 考慮到送料采用自動(dòng)輸送機(jī)，設(shè)備的制造成本將會(huì)高出很多。所以采用方案三屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 3 大電流母線鉚接設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)計(jì)算 3.1 鉚接機(jī)的選型 3.2 氣缸的選擇 當(dāng)母線送料到一定位置進(jìn)行鉚接之前，要對(duì)母線進(jìn)行夾緊，為了減少人力，提高效率，這里選用氣缸對(duì)母線進(jìn)行夾緊。一般工廠空壓站的壓力控制在 P=0.8MPa，齒條的長(zhǎng)度為 70mm，所以選用的氣缸型號(hào)是 SC8075FA。缸徑為 80mm，行程為 80mm，固定方式為：前法蘭式。兩個(gè)壓緊氣缸（控制工件的壓緊） 型號(hào)：SC8080-FA， 連接形式：前端固定。 氣缸外形尺寸：長(zhǎng) 2839494，管接頭 2-G3/8,

19、 活塞桿前端：螺紋 M201.5，螺紋長(zhǎng)度 40，扳手方位 22， 前安裝板：外形尺寸 14395，板厚 16，過孔位置 11970、孔徑 4-12。 氣缸活塞桿上的推力PDF214/屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 N2612%65108 . 01080414. 3623 F：活塞桿推出時(shí)的推力 D：氣缸內(nèi)徑 P：氣源壓力 ：負(fù)載率（慢速時(shí)約為 65%，快速時(shí)約為 30%）此處選用 65%。 氣缸選用形式 兩液壓鉚接鉗調(diào)整氣缸型號(hào)：DSNT4050-SDB連接形式：后蓋搖擺式，連接底面到銷孔中心的距離 40，銷孔 10，連接過孔 2-9，孔距 25，板厚 4。氣缸外形尺寸：長(zhǎng) 20045，管接頭 2-G

20、1/8,活塞桿前端：螺紋 M141.5，螺紋長(zhǎng)度 23，扳手方位 14， 氣缸活塞桿上的推力:PDF214/ N653%65108 . 01040414. 3623液壓機(jī)的重量為 20KG，連接板和滑塊約為 5KG。所以氣缸滿足要求。 3.3 導(dǎo)軌副、導(dǎo)軌滑塊型號(hào)、絲杠螺母的選擇 3.3.1 導(dǎo)軌副、導(dǎo)軌滑塊型號(hào) 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 為了滿足不同尺寸的母線鉚接，大電流母線鉚接設(shè)備中一側(cè)鉚接機(jī)是固定的， 另一側(cè)是可以移動(dòng)來控制兩鉚接機(jī)之間的距離來控制鉚接的寬窄。 滑塊所受工作載荷的計(jì)算及導(dǎo)軌型號(hào)的選取工作載荷是影響直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副maxF使用壽命的重要因素。本設(shè)計(jì)大電流母線設(shè)備中液壓鉚接機(jī)平臺(tái)為

21、水平布置，采用雙導(dǎo)軌、四滑塊的支承形式?？紤]到最糟糕的情況，即作用于平臺(tái)的全部載荷全部由一個(gè)滑塊承擔(dān)，則單個(gè)滑塊所受的最大垂直方向載荷為： FGF4max其中，移動(dòng)部件重量約為 G400N，外加載荷，代入上式中，得最大工作NF0載荷=100N=0.1kN。查表根據(jù)工作載荷=0.1kN。導(dǎo)軌滑塊型號(hào)：EDH 30SA，其maxFmaxF額定動(dòng)載荷，額定靜載荷導(dǎo)軌寬 28，裝配高度 42，安裝KNCa42.16KNCo10.28孔距 80，7（M6 內(nèi)六角螺栓安裝孔），滑塊長(zhǎng) 69.5、寬 60、螺紋孔 2-M6、孔距25。上述所取的 EDH 30SA 導(dǎo)軌副的滾道硬度為 60HRC，工作溫度不超

22、過C，每根導(dǎo)100軌上配有兩只滑塊，精度為 4 級(jí)，工作速度較低，載荷不大。分別取硬度系數(shù)f=1.0，溫度系數(shù) f =1.00，接觸系數(shù) f =0.81，精度系數(shù) f =0.9，載荷系數(shù)HTcRf=1.5，代入下式，得距離壽命：wKmFCfffffLawrcth43max109 . 750)(滿足要求。屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 3.3.2 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型 1.最大工作載荷 Fm 的計(jì)算如前所述，在鉚接時(shí)時(shí)，工作臺(tái)面受到進(jìn)給方向的載荷（與鉚槍軸線平行）約為F1=500N,，并且受到垂直方向的載荷（與工作臺(tái)面方向成垂直關(guān)系）G=400N.已知移動(dòng)部件總重量 G=800N，按矩形導(dǎo)軌進(jìn)行計(jì)算

23、，取顛覆力矩影響系數(shù) K=1.1，滾動(dòng)導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)=0.005。求得滾珠絲杠副的最大工作載荷：=K+(+G)=1.1 381+0.005 (132+87+800)N423NmFxFzFyF 2.最大動(dòng)工作載荷的計(jì)算QF設(shè)工作臺(tái)，初選絲杠導(dǎo)程=5mm,則此時(shí)絲杠轉(zhuǎn)速 n=v/=80r/min。hPhP取滾珠絲杠的使用壽命 T=15000h,代入=60nT/106,得絲杠壽命系數(shù)=72（單位為：0L0L屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 106r）。查表，取載荷系數(shù)=1.2,滾道硬度為 60HRC 時(shí)，取硬度系數(shù)=1.0,代入WfHf下式，求得最大動(dòng)載荷：FQ=NFffLmHw145030 3.初選型號(hào)根

24、據(jù)計(jì)算出的最大動(dòng)載荷和初選的絲杠導(dǎo)程，查下圖，根據(jù)母線的寬窄，選用絲杠的有效長(zhǎng)度為 350mm 絲杠螺母型號(hào)為：DFI2005-3，絲杠有效長(zhǎng)度 350mm，配絲杠兩端軸承和軸承座，并配手輪。額定動(dòng)載荷 Ca=860N，額定動(dòng)載荷 Coa=1710N，滿足要求屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 3.4 齒輪、齒條的設(shè)計(jì)1.選定齒輪、齒條的類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）與齒條配合將齒條的直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)辇X輪的圓周運(yùn)動(dòng)，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，壓力角取為 20。（2）壓緊裝置對(duì)齒輪精度要求不高，參考表 10-6，選用 7 級(jí)精度。 (3)齒輪、齒條的材料選擇。由表 10-1，齒輪的材料為 45 鋼調(diào)質(zhì)，齒面的強(qiáng)度

25、為240HBS。齒條的材料為 45 鋼調(diào)質(zhì)，齒面強(qiáng)度為 240HBS。 （4）選用齒輪的齒數(shù)為 Z1=25，齒條的齒數(shù)為 Z2=15。2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算（1）由式（10-11）試算齒輪分度圓直徑，既是32dt1.u1u.2）（HEHHtZZZTKd 1）公式中各個(gè)參數(shù)的確定確定 Kht=1.3。計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。665119.55 10/9.55 100.054/31.719 10TP nNmmNmm由機(jī)械設(shè)計(jì)（以下齒輪計(jì)算皆是出自于本書）表 10-7 選齒寬系數(shù)31d由圖 10-20 查得的區(qū)域系數(shù)42.5HZ由表 10-5 查得的材料彈性影響系數(shù)為51/2189.8EZMPa

26、由式（10-9）計(jì)算齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)。6Z*111arccoscos/(2)arccos21 cos20 /(212 1)30.909aazzh *222arccoscos/(2)arccos62 cos20 /(622 1)22.449aazzh 1122 (tantan)(tantan)/ 21.270aazz屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 40.9543Z計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力7H由圖 10-25d 查得小，齒條的接觸疲勞極限分別為：lim1lim2700,650HHMpaMpa由式（10-15）計(jì)算齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：6116048.64 10hNn jL621/2.926 10N

27、Nu通過圖 10-23 查取其接觸疲勞壽命系數(shù)121.16,1.22HNHNKK暫取失效概率為 1%、安全系數(shù) S=1，由式 10-14 得：1lim11812HNHHKMPaS2lim22793HNHHKMPaS取和中值較小者作為齒輪副接觸疲勞許用應(yīng)力，即1H2H2793HHMPa算齒輪分度圓直徑=42.43mm213121HtHEtdHK TZ Z Zudu（1） 調(diào)整小齒輪的分度圓直徑計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前數(shù)據(jù)。圓周速度 v。1m/s3119.11 1060 1000td nv齒寬 b。242.43mm db算實(shí)際載荷系數(shù)HK通過表 10-2 查得使用系數(shù)11AK 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 根

28、據(jù)、6 級(jí)精度及圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù)為。239.11 10/vm s1.01vK 齒輪的圓周力。331112/5.929 10ttFTdN1/102.2/100/AtK FbN mmN mm查表 10-3 得到齒間載荷分配系數(shù)為1HK由表 10-4 使用插值法查得 6 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)軸承成非對(duì)稱分布時(shí)，得到齒向4載荷分配系數(shù)位。由此得到實(shí)際載荷系數(shù)為1.407HK1.421HAVHHKK K KK由式（10-12）可得按實(shí)際載荷系數(shù)計(jì)算得分度圓直徑31159.734HtHtKddK及相應(yīng)齒輪模數(shù)11/2.844mdzmm1、按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)（1） 由式（10-7）算模數(shù)，

29、即13212FtFasatdFK TYY Ymz1）確定公式中各參數(shù)值試選11.3FtK由式（10-5）算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合系數(shù)如下。20.750.250.84Y計(jì)算。3FasaFY Y由圖 10-17 可查得齒形系數(shù)122.78,2.28FaFaYY由圖 10-18 可查得應(yīng)力修正系數(shù)121.56,1.74sasaYY由圖 10-24c 可查得齒輪及齒條的齒根彎曲疲勞極限分別為：屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 lim1lim2500,380FFMPaMPa由圖 10-22 查得其彎曲疲勞壽命系數(shù)為120.98,0.99FNFNKK選取彎曲疲勞安全系數(shù)為 S=1.4，由式（10-14）得：1lim11

30、350FNFFKMPaS2lim22268.71FNFFKMPaS1110.0124FasaFYY2220.0149FasaFYY因?yàn)辇X條大于齒輪的，所以取FasaFY Y=FasaFY Y2220.0149FasaFYY2）試算模數(shù)132122.333FtFasatdFK TYY Ymmmz（2） 調(diào)整齒輪的模數(shù)1）算實(shí)際載荷系數(shù)前的參數(shù)準(zhǔn)備。圓周速度 v。111 12.333 2148.995dm zmm31 148.995 3/7.70 1060 100060 1000d nvm s齒寬 b。211 48.99548.995dbdmmmm 寬高比 b/h。3*22 1 0.252.333

31、5.249athhcmmmmm /48.995/5.2499.33b h 2）算實(shí)際載荷系數(shù)FK屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 根據(jù)，6 級(jí)精度與圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù)137.7 10/vm s1.01VK 由，2154112/2 1.719 10 / 48.9951.684 10tFTdN，查表 10-3 查得齒間載荷分配系數(shù)。1/343.7/100/AtK FbN mmN mm1FK由表 10-4 使用插值法查得,結(jié)合 b/h=9.33 查圖 10-13，得。31.405HK1.32FK則載荷系數(shù)為1 1.01 1 1.321.333FAvFFKK K KK 3）由式（10-13），可以得到按

32、實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)mmKKmmFtFt48. 13對(duì)比計(jì)算結(jié)果，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度所計(jì)算的模數(shù) m 大于按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度所計(jì)算的模數(shù)，因?yàn)辇X輪模數(shù) m 的大小主要取決于由彎曲疲勞強(qiáng)度決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度決定的承載能力，僅和齒輪直徑有關(guān)，可以取由彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)得的模數(shù) 1.48mm，并就近圓整成標(biāo)準(zhǔn)值 m=1.5mm，按照接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)得的分度圓直徑d=37.5，已知壓緊裝置的運(yùn)動(dòng)距離為 70mm 所以齒條的工作長(zhǎng)度為 70mm，齒條和齒輪的模數(shù)一致，算出的齒條齒數(shù)為 15，取 Z2=15，齒輪齒數(shù)為 25，與互為質(zhì)數(shù)。1z2z2、幾何尺寸的計(jì)算（1） 計(jì)算分度圓直徑如下

33、d1=Z1m=251.5=37.5mmd2=Z2m=151.5=22.5,mm（2） 計(jì)算中心距 a=（d1+d2）/2=30mm（3） 計(jì)算齒輪寬度mm5 .375 .3711dbd考慮不可避免安裝誤差及為了保護(hù)設(shè)計(jì)齒寬 b 和減少材料，一般要將齒輪略微加寬（510）mm，即 mmb5 .475 .421取 b1=45mm，壓緊力不大所以齒條的寬度可以比較小取 b2=15mm。3、中心距圓整后的強(qiáng)度校核上述齒輪副中心距不便于相關(guān)零件設(shè)計(jì)和制造。為此，可以通過調(diào)整齒輪傳動(dòng)比、改變齒輪或者變位法進(jìn)行圓整。本例用變位法對(duì)中心距圓整至 a=120mm。圓整時(shí)，以變位系數(shù)及不超出圖 10-21a 中推

34、薦合理工作范圍為宜。其它幾何參數(shù)，如等保持不變。12, ,z z mb齒輪變位后，齒輪副相關(guān)幾何尺寸發(fā)生了變化。應(yīng)重新對(duì)齒輪強(qiáng)度進(jìn)行校核，屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 以明確齒輪工作能力。（1） 算變位系數(shù)和計(jì)嚙合角、變位系數(shù)和、齒數(shù)和、齒頂高降低系數(shù)及中心距變動(dòng)系數(shù)。1arccoscos/21.580aa12247195zzz12/ 20.649xxxinvinvztan/120 118.5 / 20.625yaam0.6490.6250.024yxy 由圖 10-21a 可知，當(dāng)前變位系數(shù)和提高了齒輪的強(qiáng)度，但是重合度有所下降。確定分配變位系數(shù)。212,x x由圖 10-21a 知，坐標(biāo)點(diǎn)=（4

35、7.5,0.325）位于 L12 線和 L13 線之間。于這/ 2,/ 2zx兩條線之間做射線，在從橫坐標(biāo)為處作垂直線，可查得與射線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別1,2z z為。120.385,0,264xx（2） 齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核 按前述相類似的做法，先計(jì)算式（10-10）中各參數(shù)。為了節(jié)省篇幅，此處僅給出計(jì)算結(jié)果：，51/2111.421,1.719 10,1,60,3,2.36,189.8HdHEKTNmmdmm uZZMPa。將它們代入式（10-10），得到0.874Z13121679.8793HHHEHdK TuZ Z ZMPaMPadu綜上，齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足相關(guān)要求，且齒面接觸應(yīng)力比標(biāo)

36、準(zhǔn)齒輪略微下降。（3） 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核按前述相類似做法，先計(jì)算式（10-6）中的各參數(shù)。為了節(jié)省篇幅，這里僅給出相關(guān)計(jì)算結(jié)果51111.35,1.719 10,2.25,1.77FFaSaKTNmm YY22,2.16,1.84FaSaYY。將它們代入式（10-6），可得到10.690,1,2.5,24dYmmm z111132112141.7FFaSaFFdK TYY YMPam z屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 122132212141.4FFaSaFFdK TYYYMPam z齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，且齒輪抵抗彎曲疲勞破壞能力大于齒條。4、主要設(shè)計(jì)結(jié)論小齒輪選用材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），大齒輪選用材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）。齒輪按照 7 級(jí)精度設(shè)計(jì)。齒輪齒數(shù)齒條齒數(shù)模數(shù)/mm壓力角齒輪變位系數(shù)齒條變位系數(shù)中心距/mm齒輪齒寬/m