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1 梧州學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 系 別 : 專 業(yè) : 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名 : 學(xué) 號: 設(shè) 計(jì) (論 文 )題 目 : 小型鹽浴爐快速淬火裝置 起 迄 日 期 : 設(shè) 計(jì) (論 文 )地 點(diǎn) : 梧州學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師 : 專 業(yè) 教 研 室 負(fù) 責(zé) 人 : 日期: 2013 年 月 日 2 摘要 熟悉國內(nèi)各種鋼筋校直機(jī)型號及各自的性能與應(yīng)用,結(jié)合各鋼筋校直機(jī)使用的 情況與現(xiàn)狀的市場情況對各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較并設(shè)計(jì)出合適的鋼筋校直機(jī)。 通過強(qiáng)度計(jì)算分析,認(rèn)為現(xiàn)有鋼筋校直機(jī)的大部分零件有較大的設(shè)計(jì)裕量,需要改 變個別零部件及電動機(jī)功率即可大幅度提高加工能力,滿足鋼筋校直機(jī)加工。 對鋼筋校直機(jī)進(jìn)行應(yīng)用范圍設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 鋼筋校直機(jī),始彎矩,終彎矩,主軸扭矩 3 緒 論 我國工程建筑機(jī)械行業(yè)近幾年之所以能得到快速發(fā)展,一方面通過引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)提升 自身產(chǎn)品檔次和國內(nèi)勞動力成本低廉是一個原因,另一方面國家連續(xù)多年實(shí)施的積極的財(cái)政政 策更是促使行業(yè)增長的根本動因。 受國家連續(xù)多年實(shí)施的積極財(cái)政政策的刺激,包括西部大開發(fā)、西氣東輸、西電東送、青 藏鐵路、房地產(chǎn)開發(fā)以及公路(道路) 、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等一大批依托工程項(xiàng)目的實(shí)施,這對 于重大建設(shè)項(xiàng)目裝備行業(yè)的工程建筑機(jī)械行業(yè)來說可謂是難得的機(jī)遇,因此整個行業(yè)的內(nèi)需勢 頭旺盛。同時(shí)受我國加入 WTO 和國家鼓勵出口政策的激勵,工程建筑機(jī)械產(chǎn)品的出口形勢也明 顯好轉(zhuǎn)。 我國建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)行的基本環(huán)境、建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)行的基本狀況、建筑機(jī)械行業(yè)創(chuàng)新、 建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境、國內(nèi)建筑機(jī)械公司與國外建筑機(jī)械公司的競爭力比較以及 2004 年我國建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的前景趨勢進(jìn)行了深入透徹的分析。 第 1 章 1 鋼筋調(diào)直機(jī)的設(shè)計(jì) 1.1 1.1 鋼筋調(diào)直機(jī)的分類 鋼筋調(diào)直機(jī)按調(diào)直原理的不同分為孔摸式和斜輥式兩種;按切斷機(jī)構(gòu)的不同分 為下切剪刀式和旋轉(zhuǎn)剪刀式兩種;而下切剪刀式按切斷控制裝置的不同又可分為機(jī) 械控制式與光電控制式。本次設(shè)計(jì)為機(jī)械控制式鋼筋調(diào)直機(jī),切斷方式為下切剪刀 式。 1.2 1.2 鋼筋調(diào)直機(jī)調(diào)直剪切原理 下切剪刀式鋼筋調(diào)直機(jī)調(diào)直剪切原理如圖所示: 4 圖 1-1 調(diào)直剪切原理 Fig.1-1 principle of straightening and sheering 1-盤料架;2-調(diào)直筒;3-牽引輪;4-剪刀;5-定長裝置; 工作時(shí),繞在旋轉(zhuǎn)架 1 上的鋼筋,由連續(xù)旋轉(zhuǎn)著的牽引輥 3 拉過調(diào)直筒 2,并 在下切剪刀 4 中間通過,進(jìn)入受料部。當(dāng)調(diào)直鋼筋端頭頂動定長裝置的直桿 5 后, 切斷剪刀便對鋼筋進(jìn)行切斷動作,然后剪刀有恢復(fù)原位或固定不動。如果鋼絲的牽 引速度 V=0.6m/s.而剪刀升降時(shí)間 t=0.1s,則鋼絲在切斷瞬間的運(yùn)動距離 S=Vt=0.60.1=0.06m,為此,剪刀阻礙鋼絲的運(yùn)動,而引起牽引輥產(chǎn)生滑動現(xiàn)象, 磨損加劇,生產(chǎn)率降低,故此種調(diào)直機(jī)的調(diào)直速度不宜太快。 1.3 1.3 鋼筋調(diào)直機(jī)的主要技術(shù)性能 表 1-1 鋼筋調(diào)直機(jī)的型號規(guī)格及技術(shù)要求 Tab.1-1 model standard and technique ability of reinforcement bar straightening machine 參數(shù)名稱 數(shù)值 調(diào)直切斷鋼筋直徑(mm) 48 鋼筋抗拉強(qiáng)度(MPa) 650 切斷長度(mm) 3006000 切斷長度誤差(mm/m) 3 5 牽引速度(m/min) 40 調(diào)直筒轉(zhuǎn)速(r/min) 2800 送料、牽引輥直徑(mm) 90 電機(jī)型號:調(diào)直 牽引 切斷 42jO 功率: 調(diào)直(kW) 牽引(kW) 切斷(kW) 5.5 外形尺寸:長(mm) 寬(mm) 高(mm) 7250 550 1220 整機(jī)重量(kg) 1000 1.4 1.4 鋼筋調(diào)直機(jī)工作原理與基本構(gòu)造 該鋼筋調(diào)直機(jī)為下切剪刀式,工作原理如圖所示: 圖 1-2 鋼筋調(diào)直機(jī)機(jī)構(gòu)簡圖 Fig.1-2 mechanism schematic of reinforcement bar straightening machine 1-電動機(jī);2-調(diào)直筒;3-減速齒輪; 4-減速齒輪;5-減速齒輪;6-圓錐齒輪;7- 曲柄軸;8-錘頭; 6 9-壓縮彈簧;10-定長拉桿;11-定長擋板;12- 鋼筋;13-滑動刀臺; 14-牽引輪;15-皮帶傳動機(jī)構(gòu) 采用一臺電動機(jī)作總動力裝置,電動機(jī)軸端安裝兩個 V 帶輪,分別驅(qū)動調(diào)直筒、 牽引和切斷機(jī)構(gòu)。其牽引、切斷機(jī)構(gòu)傳動如下:電動機(jī)啟動后,經(jīng) V 帶輪帶動圓錐 齒輪 6 旋轉(zhuǎn),通過另一圓錐齒輪使曲柄軸 7 旋轉(zhuǎn),在通過減速齒輪 3、4、5 帶動一 對同速反向回轉(zhuǎn)齒輪,使?fàn)恳?14 轉(zhuǎn)動,牽引鋼筋 12 向前運(yùn)動。曲柄輪 7 上的連 桿使錘頭 8 上、下運(yùn)動,調(diào)直好的鋼筋頂住與滑動刀臺 13 相連的定長擋板 11 時(shí), 擋板帶動定長拉桿 10 將刀臺拉到錘頭下面,刀臺在錘頭沖擊下將鋼筋切斷。 切斷機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理如圖所示: 7 圖 1-3 鋼筋調(diào)直機(jī)的切斷機(jī)構(gòu) Fig.1-3 cut off mechanism of reinforcement bar straightening machine 1-曲柄輪;2- 連桿;3- 錘頭;4- 定長拉桿;5-鋼筋;6-復(fù)位彈簧;7-刀臺座;8-下切刀;9- 上切刀; 10-上切刀架; 下切刀 8 固定在刀座臺 7 上,調(diào)直后的鋼筋從切刀中孔中通過。上切刀 9 安裝 在刀架 10 上,非工作狀態(tài)時(shí),上刀架被復(fù)位彈簧 6 推至上方,當(dāng)定長拉桿 4 將刀臺 座 7 拉到錘頭 3 下面時(shí),上刀架受到錘頭的沖擊向下運(yùn)動,鋼筋在上、下刀片間被 切斷。在切斷鋼筋時(shí),切刀有一個下降過程,下降時(shí)間一般為 0.1s,而鋼筋的牽引 速度為 0.6m/s,因此在切斷瞬間,鋼筋可有 0.60.1=0.06m 的運(yùn)動距離,而實(shí)際上 鋼筋在被切斷的瞬間是停止運(yùn)動的,所以造成鋼筋在牽引輪中的滑動,使?fàn)恳喪?到磨損。因此,調(diào)直機(jī)的調(diào)直速度不宜太快。 調(diào)直機(jī)的電氣控制系統(tǒng)圖為: 8 圖 1-4 鋼筋調(diào)直機(jī)的電器線路 Fig.1-4 electrical circuit of reinforcement bar straightening machine RD-熔斷器;D- 交流接觸器;RJ-熱繼電器;AN-常開按鈕;D-電動機(jī);QK-轉(zhuǎn)換開關(guān); 調(diào)直機(jī)的傳動示意展開圖: 圖 1-5 鋼筋調(diào)直機(jī)的傳動示意展開圖: Fig.1-5 transmission opening figure of reinforcement bar straightening machine 1-電動機(jī);2-調(diào)直筒;3-皮帶輪;4-皮帶輪;5- 皮帶輪;6-齒輪;7-齒輪;8- 齒輪;9-齒輪;10-齒 輪;11-齒輪;12-錐齒輪;13-錐齒輪;14- 上壓輥;15-下壓輥;16-框架;17- 雙滑塊機(jī)構(gòu);18-雙 9 滑塊機(jī)構(gòu);19-錘頭;20- 上切刀;21-方刀臺;22-拉桿; 電動機(jī)經(jīng)三角膠帶驅(qū)動調(diào)直筒 2 旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)鋼筋調(diào)直。經(jīng)電動機(jī)上的另一膠帶 輪以及一對錐齒輪帶動偏心軸,再經(jīng)二級齒輪減速,驅(qū)動上下壓輥 14、15 等速反向 旋轉(zhuǎn),從而實(shí)現(xiàn)鋼筋牽引運(yùn)動。又經(jīng)過偏心軸和雙滑塊機(jī)構(gòu) 17、18,帶動錘頭 19 上下運(yùn)動,當(dāng)上切刀 20 進(jìn)入錘頭下面時(shí)即受到錘頭敲擊,完成鋼筋切斷。 上壓輥 14 裝在框架 16 上,轉(zhuǎn)動偏心手柄可使框架銷作轉(zhuǎn)動,以便根據(jù)鋼筋直徑調(diào)整 壓輥間隙。方刀臺 21 和承受架的拉桿 22 相連,當(dāng)鋼筋端部頂?shù)嚼瓧U上的定尺板時(shí), 將方刀臺拉到錘頭下面,即可切斷鋼筋。定尺板在承受架上的位置,可以按切斷鋼 筋所需長度進(jìn)行調(diào)節(jié)。 第 2 章 2 主要計(jì)算 2.5 2.1 生產(chǎn)率和功率計(jì)算 2.5.1 2.1.1 生產(chǎn)率計(jì)算 )/(06.0hkgKDnGQ (2-1)式中 D-牽引輪直徑(mm) N-牽引輪轉(zhuǎn)速(r/min) -每米鋼筋重量(kg)0G K-滑動系數(shù),一般取 K=0.950.98 帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)得: )/(5.2698.035.4901.360)/(06.0 hkghkgKDnQ 2.5.2 2.1.2 功率計(jì)算,選擇電動機(jī) 調(diào)直部分: 10 調(diào)直筒所需的功率: )(974011KWMnN (2-2) 式中 96.0min/1 取傳 動 效 率 , 皮 帶 傳 動 可)調(diào) 直 筒 轉(zhuǎn) 速 (rn 調(diào)直筒的扭矩: )()123mNLfebdMs (2-3) 式中 ) 15.02.42mLffdbemNs調(diào) 直 塊 的 間 距 ( 數(shù) , 一 般 取鋼 筋 對 調(diào) 直 塊 的 摩 擦 系)鋼 筋 直 徑 (鋼 筋 彎 曲 次 數(shù) , 一 般 取)調(diào) 直 塊 偏 移 量 ( )鋼 筋 屈 服 點(diǎn) ( 帶入相應(yīng)數(shù)據(jù),得: ).(368.1).(138680)5.(41235 mNNM4.9.720.1 KWN 牽引部分: 鋼筋牽引功率: )(102PN (2-4) 11 式中 8.095.708.9.0 /2 來 計(jì) 算傳 動 效 率 , 按 綜 合 傳 動按 性 能 參 數(shù) 查 表 取 得)調(diào) 直 速 度 ( sm 牽引輪壓緊力: )( NfPsin41 (2-5) 式中 01452.輪 槽 角 度 , 一 般 為 數(shù) 取鋼 筋 對 牽 引 輪 的 摩 擦 系 )牽 引 鋼 筋 所 需 的 拉 力 (fP)(84sin.NP39.0128KWN 切斷部分: 鋼筋剪切功率: )(9740sin213KdRNc (2-6) 式中 89.05.9708./3708. 8.07421 來 計(jì) 算傳 動 效 率 , 按 綜 合 傳 動)齒 刀 切 角 (每 分 鐘 切 斷 次 數(shù) )( 倍抗 拉 強(qiáng) 度 的剪 切 極 限 強(qiáng) 度 , 約 等 于)鋼 筋 直 徑 ( )曲 柄 偏 心 距 (CmNdRcc 帶入相應(yīng)數(shù)據(jù),經(jīng)計(jì)算得: 12 )(73.089.07445sin32014.3 KWN 鋼筋切斷力 P: )(42NdPc (2-7) 式中 d-鋼筋直徑,mm -材料抗剪極限強(qiáng)度,c2/m 帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)得: )(148730.481.322 NdPc 鋼筋切斷機(jī)動刀片的沖程數(shù) n: (r/min) iI (2-8) 式中 -電動機(jī)轉(zhuǎn)速,r/minIn i-機(jī)械總傳動比 帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)得: (r/min)6.1289.014inI 作用在偏心輪軸的扭矩 M: )(cos)i(Pr0 mNLrrkbkak (2-9) 式中 -偏心距,mmkr 偏心輪半徑與滑塊運(yùn)動方向所成之角 LrKk其 中 :),sinarc( L-連桿長度,mm 13 偏心輪軸徑的半徑,mm0r -偏心輪半徑,mma 滑塊銷半徑,mmbr -滑動摩擦系數(shù), =0.100.15 帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)得: 驅(qū)動功率 N: )(36.18971620kWMnN (2-10)式中 -作用在偏心輪軸的扭矩,N mm -鋼筋切斷次數(shù),1/minn -傳動系統(tǒng)總效率 帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)得: =36.18971620MnN )(3.06.189.0725kW 總功率: 2.57434 KN 考慮到摩擦損耗等因素,選電動機(jī)型號為 ,功率為 5.5KW,轉(zhuǎn)速為2JO 1440r/min. 第三章 v 帶傳動設(shè)計(jì) 3.1 V 帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 電動機(jī)與齒輪減速器之間用普通 v 帶傳動,電動機(jī)為 Y112M-4,額定功率 P=4KW,轉(zhuǎn)速 )(25180 10521405.21.074.5cos)3in(47 )siPrmLrrMkbkak 14 =1440 ,減速器輸入軸轉(zhuǎn)速 =514 ,輸送裝置工作時(shí)有輕微沖擊,每天工作 161nmir2nmir 個小時(shí) 1. 設(shè)計(jì)功率 根據(jù)工作情況由表 8122 查得工況系數(shù) =1.2, = P=1.2 4=4.8KWAKdPA 2. 選定帶型 根據(jù) =4.8KW 和轉(zhuǎn)速 =1440 ,有圖 812 選定 A 型dP1nmir 3. 計(jì)算傳動比 = = =2.821n540 4. 小帶輪基準(zhǔn)直徑 1d 由表 8112 和表 8114 取小帶輪基準(zhǔn)直徑 =75mm1d 5. 大帶輪的基準(zhǔn)直徑 2d 大帶輪的基準(zhǔn)直徑 = (1- )i1d 取彈性滑動率 =0.02 = (1- )=2.8 =205.8mm2di1 )02.(75 實(shí)際傳動比 = =2.85i)(12d 從動輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速 = = =505.262ni85.40minr 轉(zhuǎn)速誤差 =1.7%1652 對于帶式輸送裝置,轉(zhuǎn)速誤差在 范圍是可以的% 6. 帶速 = =5.6210647501ndsm 7. 初定軸間距 a 0.7( + ) ( + )1d201d2 0.7(75+205) (75+205 ) 15 196 560a 取 =400mm0 8. 所需 v 帶基準(zhǔn)長度 0dL =2 +0dLa021214)()(add =2 )75()75(42 =800+439.6+10.56 =1250.16mm 查表 818 選取 mLd1250 9. 實(shí)際軸間距 a =400mm200d 10. 小帶輪包角 1 = -1080123.57ad = 006. = 1238 11. 單根 v 帶的基本額定功率 1p 根據(jù) =75mm 和 =1440 由表 8127(c)用內(nèi)插法得 A 型 v 帶的 =0.68KW1dnmir 1p 12. 額定功率的增量 1 根據(jù) 和 由表 8127(c)用內(nèi)插法得 A 型 v 帶的in401r5.2 =0.17KWp 13. V 帶的根數(shù) Z Z= Ldk)(1 16 根據(jù) 查表 8123 得 =0.95013.6k 根據(jù) =1250mm 查表得 818 得 =0.93DLL Z= = =6.38Ldkp)(1 93.05)7.06.(4 取 Z=7 根 14. 單根 V 帶的預(yù)緊力 0F =500( 由表 8124 查得 A 型帶 m=0.100F2)15.2mzpkd mkg 則 =500( =99.53N0 2).d 15. 壓軸力 QF = =2 =1372N2sin10Z238.16sin75.90 16. 繪制工作圖 3-1: 3.2 7 圖 3-1 V 帶輪 第四章 圓柱齒輪設(shè)計(jì) 4.1 選擇材料 17 確定 和 及精度等級limHliF 參考表 8324 和表 8325 選擇兩齒輪材料為:大,小齒輪均為 40Cr,并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表 面淬火,齒面硬度為 48-50HRc,精度等級為 6 級。按硬度下限值,由圖 838(d)中的 MQ 級質(zhì)量指標(biāo)查得 = =1120Mpa;由圖 839(d)中的 MQ 級質(zhì)量指標(biāo)查得limHliF FE1= FE2=700Mpa, Flim1= Flim2=350 MPa 4.2 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì) 1. 確定中心距 a(按表 8328 公式進(jìn)行設(shè)計(jì)) aCmAa(+1) 321HKT =1C483 K=1.7 mNT1624.0MPaH8 取a17520 2. 確定模數(shù) m (參考表 834 推薦表) m=(0.0070.02)a=1.44, 取 m=3mm 3. 確定齒數(shù) z ,z12 z = = =20.51 取 z =211)(ma)5.(301 z =z =5.5 21=115.5 取 z =1162 2 4. 計(jì)算主要的幾何尺寸(按表 835 進(jìn)行計(jì)算) 分度圓的直徑 d =m z =3 21=63mm1 d =m z =3*116=348mm2 齒頂圓直徑 d = d +2h =63+2 3=69mm1aa 18 d = d +2h =348+2 3=353mm2aa 端面壓力角 0 基圓直徑 d = d cos =63 cos20 =59.15mm1b 0 d = d cos =348 cos20 =326.77mm2 齒頂圓壓力角 =arccos =31.021at1ab0 = arccos =22.632at 2abd0 端面重合度 = z (tg -tg )+ z (tg -tg )a11at 22at =1.9 齒寬系數(shù) = = =1.3d1b6380 縱向重合度 =0 4.3 齒輪校核 1. 校核齒面接觸強(qiáng)度 (按表 8315 校核) 強(qiáng)度條件: = H 計(jì)算應(yīng)力: =Z Z Z Z Z 1BE1bdFKktHVA = 2H1BD 式中: 名義切向力 F = = =2005Nt10dT6317.0 使用系數(shù) K =1(由表 8331 查?。〢 動載系數(shù) =( )V20B 19 式中 V= smnd7.10654.3106 A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.2VK 齒向載荷分布系數(shù) K =1.35(由表 8332 按硬齒面齒輪,裝配時(shí)檢修調(diào)整,6 級H 精度 K 非對稱支稱公式計(jì)算)H34.1 齒間載荷分配系數(shù) (由表 8333 查取)0.1H 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) = 1.5(由圖 8311 查?。㈱ 重合度的系數(shù) (由圖 8312 查?。?. 螺旋角系數(shù) (由圖 8313 查取)0 彈性系數(shù) (由表 8334 查?。㎝PaZE.189 單對齒嚙合系數(shù) Z =1B = 1H = 143.17MPa2H 806325.1035.180.7.1895. 許用應(yīng)力: = XWRVLNTHZZSlim 式中:極限應(yīng)力 =1120MPali 最小安全系數(shù) =1.1(由表 8335 查?。﹍imH 壽命系數(shù) =0.92(由圖 8317 查取)NTZ 潤滑劑系數(shù) =1.05(由圖 8319 查取,按油粘度等于 350 )L sm 速度系數(shù) =0.96(按 由圖 8320 查?。¬,7.1s 粗糙度系數(shù) =0.9(由圖 8321 查?。㏑Z 齒面工作硬化系數(shù) =1.03(按齒面硬度 45HRC,由圖 8322 查?。¦ 20 尺寸系數(shù) =1(由圖 8323 查?。Z 則: = =826MPaH03.18596.012.10 滿足 H 2. 校核齒根的強(qiáng)度 (按表 8315 校核) 強(qiáng)度條件: = 1F 許用應(yīng)力: = ; 1 FVASaFnt KYbm1212SFF 式中:齒形系數(shù) =2.61, =2.2(由圖 8315(a)查?。?Y2 應(yīng)力修正系數(shù) , (由圖 8316(a)查?。?.Sa7.SaY 重合度系數(shù) =1.9 螺旋角系數(shù) =1.0(由圖 8314 查?。℡ 齒向載荷分布系數(shù) = =1.3(其中 N=0.94,按表 8330 計(jì)算)FK NH 齒間載荷分配系數(shù) =1.0(由表 8333 查取) 則 =94.8MPa1F = =88.3MPa26.127 許用應(yīng)力: = (按 值較小齒輪校核)FXlTrelNTSYYRlimlimF 式中: 極限應(yīng)力 =350MPali 安全系數(shù) =1.25(按表 8335 查?。﹍imFS 應(yīng)力修正系數(shù) =2(按表 8330 查取)TY 壽命系數(shù) =0.9(按圖 8318 查?。㏒ 21 齒根圓角敏感系數(shù) =0.97(按圖 8325 查取)relTY 齒根表面狀況系數(shù) =1(按圖 8326 查?。﹍R 尺寸系數(shù) =1(按圖 8324 查取)X 則 =FMPa497.025.13 滿足, 驗(yàn)算結(jié)果安全1F 4.4 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算 1.確定齒厚偏差代號為:6KL GB1009588(參考表 8354 查?。?2.確定齒輪的三個公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值(參考表 8358 查?。┑诠罱M檢驗(yàn)切 向綜合公差 , = =0.063+0.009=0.072mm,(按表 8369 計(jì)算,由表 8360,1iFifP 表 8359 查取);第公差組檢驗(yàn)齒切向綜合公差 , =0.6( )1ifi tptf =0.6(0.009+0.011)=0.012mm, (按表 8369 計(jì)算,由表 8359 查?。?;第公差組檢驗(yàn) 齒向公差 =0.012(由表 8361 查?。?。 3.確定齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目與公差值(參考表 8358 選擇)對齒輪,檢驗(yàn)公法線長度的偏 差 。按齒厚偏差的代號 KL,根據(jù)表 8353m 的計(jì)算式求得齒厚的上偏差 =-12 =-12wE sEptf 0.009=-0.108mm,齒厚下偏差 =-16 =-16 0.009=-0.144mm;公法線的平均長度上偏差siEptf = *cos -0.72 sin =-0.108 cos -0.72 =-0.110mm,下偏差WSsTF0202sin36.a = cos +0.72 sin =-0.144 cos +0.72 0.036 sin =-0.126mm;按表 8wiEsi 319 及其表注說明求得公法線長度 =87.652, 跨齒數(shù) K=10,則公法線長度偏差可表示為:knW ,對齒輪傳動,檢驗(yàn)中心距極限偏差 ,根據(jù)中心距 a=200mm,由表查得 810.26.587 f 365 查得 = ;檢驗(yàn)接觸斑點(diǎn),由表 8364 查得接觸斑點(diǎn)沿齒高不小于 40%,沿齒f3. 長不小于 70%;檢驗(yàn)齒輪副的切向綜合公差 =0.05+0.072=0.125mm(根據(jù)表 8358 的表注icF 3,由表 8369,表 8359 及表 8360 計(jì)算與查?。?;檢驗(yàn)齒切向綜合公差 =0.0228mm, (根據(jù) 8358 的表注 3,由表 8369,表 8359 計(jì)算與查?。?。對箱體,icf 檢驗(yàn)軸線的平行度公差, =0.012mm, =0.006mm(由表 8363 查?。?。確定齒坯的精度xfyf 要求按表 8366 和 8367 查取。根據(jù)大齒輪的功率,確定大輪的孔徑為 50mm,其尺寸和 22 形狀公差均為 6 級,即 0.016mm,齒輪的徑向和端面跳動公差為 0.014mm。 3. 齒輪工作圖 4-1: 0.8 0.8 1.6 圖 4-1 大齒輪 二 由于第一級齒輪傳動比與第二級傳動比相等,則對齒輪的選擇,計(jì)算以及校核都與第一級 一樣 第五章 第三級圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 5.1 選擇材料 1.確定 Hlim和 Flim及精度等級。 參考表 8324 和表 8325 選擇兩齒輪材料為:大,小齒輪均為 40Cr,并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表 面淬火,齒面硬度為 4850HRc,精度等級為 6 級。按硬度下限值,由圖 838(d)中的 MQ 級質(zhì)量指標(biāo)查得 Hlim= Hlim=1120Mpa;由圖 839(d)中的 MQ 級質(zhì)量指標(biāo)查得 FE1= FE2=700Mpa, Flim1= Flim2=350 Mpa. 5.2 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì) 1. 確定中心距 a(按表 8328 公式進(jìn)行設(shè)計(jì)) aCmAa(+1) 21HKT =1C483 K=1.7 mNT1624.0MPaH8 23 6 則 a=325mm 取 a=400mm 2. 確定模數(shù) m (參考表 834 推薦表) m=(0.0070.02)a=2.88, 取 m=4mm 3. 確定齒數(shù) z ,z12 0421 z = = =28 取 z =281)(ma)16(1 z =172 取 z =1722 2 4. 計(jì)算主要的幾何尺寸(按表 835 進(jìn)行計(jì)算) 分度圓的直徑 d =m z =4 28=112mm1 d =m z = =688mm2724 齒頂圓直徑 d = d +2h =112+2 4=120mm1aa d = d +2h =688+2 4=696mm2 齒根圓直徑 mzf 1025.1 f 6782 端面壓力角 0 基圓直徑 d = d cos =112 cos20 =107.16mm1b0 d = d cos =688 cos20 =646.72mm2 齒頂圓壓力角 =arccos =1at1ab07.26 = arccos =2at 2abd0. 端面重合度 = z (tg -tg )+ z (tg -tg )a11at 22at 24 =1.15 齒寬系數(shù) = = =1.3 d1b6380 齒寬 ma1604. 縱向重合度 =0 5.3 校核齒輪 1.校核齒面接觸強(qiáng)度 (按表 8330 校核) 強(qiáng)度條件: = H 計(jì)算應(yīng)力: =Z Z Z Z Z 1BE1bdFKktHVA = 2H1BD 式中: 名義切向力 F = = =34107Nt10dT631902 使用系數(shù) K =1(由表 8331 查?。〢 動載系數(shù) =( )V20B 式中 V= smnd09.16716 A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.05VK 齒向載荷分布系數(shù) K =1.35(由表 8332 按硬齒面齒輪,裝配時(shí)檢修調(diào) 6 級精度H K 非對稱支稱公式計(jì)算)H34.1 齒間載荷分配系數(shù) (由表 8333 查?。?.1H 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) = 1.5(由圖 8311 查取)Z 重合度的系數(shù) (由圖 8312 查?。?. 25 螺旋角系數(shù) (由圖 8313 查?。?.Z 彈性系數(shù) (由表 8334 查?。㎝PaE.189 單對齒齒合系數(shù) Z =1B = 1H = 301.42MPa2H 806325.1035.180.7.1895. 許用應(yīng)力: = XWRVLNTHZZSlim 式中:極限應(yīng)力 =1120MPali 最小安全系數(shù) =1.1(由表 8335 查取)limH 壽命系數(shù) =0.92(由圖 8317 查?。㎞TZ 潤滑劑系數(shù) =1.05(由圖 8319 查取,按油粘度等于 350 )L sm 速度系數(shù) =0.96(按 由圖 8320 查取)V,7.1s 粗糙度系數(shù) =0.9(由圖 8321 查?。㏑Z 齒面工作硬化系數(shù) =1.03(按齒面硬度 45HRC,由圖 8322 查取)W 尺寸系數(shù) =1(由圖 8323 查?。 則: = =826MPaH0.1596.012.10 滿足 H 2. 校核齒根的強(qiáng)度 (按表 8315 校核) 強(qiáng)度條件: = 1F 許用應(yīng)力: = ; 1 FVASaFnt KYbm 26 1212SFFY 式中:齒形系數(shù) =2.61, =2.2(由圖 8315(a)查?。?Y2 應(yīng)力修正系數(shù) , (由圖 8316(a)查?。?.Sa7.Sa 重合度系數(shù) =1.9 螺旋角系數(shù) =1.0(由圖 8314 查?。℡ 齒向載荷分布系數(shù) = =1.3(其中 N=0.94,按表 8330 計(jì)算)FK NH 齒間載荷分配系數(shù) =1.0(由表 8333 查?。?則 =94.8MPa1F = =88.3MPa26.127 許用應(yīng)力: = (按 值較小齒輪校核)FXlTrelNTSYYRlimlimF 式中: 極限應(yīng)力 =350MPali 安全系數(shù) =1.25(按表 8335 查取)limFS 應(yīng)力修正系數(shù) =2(按表 8330 查?。㏕Y 壽命系數(shù) =0.9(按圖 8318 查?。㏒ 齒根圓角敏感系數(shù) =0.97(按圖 8325 查?。﹔elT 齒根表面狀況系數(shù) =1(按圖 8326 查?。﹍YR 尺寸系數(shù) =1(按圖 8324 查?。 則 =FMPa497.025.13 滿足, 驗(yàn)算結(jié)果安全1F 5.4 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算 1.確定齒厚偏差代號為:6KL GB1009588(參考表 8354 查?。?2.確定齒輪的三個公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值(參考表 8358 查?。?27 第公差組檢驗(yàn)切向綜合公差 , = =0.063+0.009=0.072mm,(按1iFifP 表 8369 計(jì)算,由表 8360,表 8359 查取); 第公差組檢驗(yàn)齒切向綜合公差 , =0.6( )1ifi tptf =0.6(0.009+0.011)=0.012mm, (按表 8369 計(jì)算,由表 8359 查?。?; 第公差組檢驗(yàn)齒向公差 =0.012(由表 8361 查?。?。F 3.確定齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目與公差值(參考表 8358 選擇) 對齒輪,檢驗(yàn)公法線長度的偏差 。按齒厚偏差的代號 KL,根據(jù)表 8353wE 的計(jì)算式求得齒厚的上偏差 =-12 =-12sptf 0.009=-0.108mm,齒厚下偏差 =-16 =-16 0.009=-0.144mm;公法線的平sit 均長度上偏差 = *cos -0.72 sin =-0.108 cos -0.72 WSEsTF02 =-0.110mm,下偏差 = cos +0.72 sin =-0.144 cos02sin36.0awiEsiTF +0.72 0.036 sin =-0.126mm;按表 8319 及其表注說明求得公法線0 長度 =87.652, 跨齒數(shù) K=10,則公法線長度偏差可表示為:kn 對齒輪傳動,檢驗(yàn)中心距極限偏差 ,根據(jù)中心距 a=200mm,10.26.587 f 由表查得 8365 查得 = ;檢驗(yàn)接觸斑點(diǎn),由表 8364 查得接觸f023. 斑點(diǎn)沿齒高不小于 40%,沿齒長不小于 70%;檢驗(yàn)齒輪副的切向綜合公差 =0.05+0.072=0.125mm(根據(jù)表 8358 的表注 3,由表 8369,表3icF 59 及表 8360 計(jì)算與查?。?;檢驗(yàn)齒切向綜合公差 =0.0228mm, (根據(jù) 8icf 358 的表注 3,由表 8369,表 8359 計(jì)算與查?。?。對箱體,檢驗(yàn)軸線 的平行度公差, =0.012mm, =0.006mm(由表 8363 查取) 。xfyf 4. 確定齒坯的精度要求按表 8366 和 8367 查取。根據(jù)大齒輪的功率,確定大輪的孔 徑為 50mm,其尺寸和形狀公差均為 6 級,即 0.016mm,齒輪的徑向和端面跳動公差為 0.014mm。 5.齒輪工作圖 5-1: 28 圖 5-1 小齒輪 1.6 1.6 0.8 第六章 軸的設(shè)計(jì) 6.1 計(jì)算作用在軸上的力 大輪的受力: 圓周力 = =1F12dTN8.95.347 徑向力 1rtg726.00 軸向力 a 小輪的受力: 圓周力 = 2FNdT10246372 徑向力 =2rtg3968.02 軸向力 =a 6.2 計(jì)算支力和彎矩 1.垂直平面中的支反力: BR NlcFb 62213048.95)(21 lac 805.9.6104)(2 2. 水平面中的支反力: lcbFdcFdRrarfaB )(5.5.0 12211 29 = 213143720504968174.95 =2752.3N ldFadFbaR frfarc 11222 .5. = 13748.95076.04.16398 =261N 3. 支點(diǎn)的合力 , :BRC = N684027562 RCC 18422 軸向力 Faa .908.5012 應(yīng)由軸向固定的軸承來承受。aF 4. 垂直彎矩: 截面 1wM1 mNaRB4.751.962 截面 C.36884 5. 水平彎矩: 截面 mNaRBw 27.305.49271 dFMBa 86.1.18.1 截面 mNCRw 2.5026 11 dFbaarBa =2752 74957265. =504N m 5. 合成彎矩: 截面 30 mNMww 30.8210956422 aa 75.72 截面 www 9.1368.4.1368 2222 mNMaa 4570 6. 計(jì)算軸徑 截面 TdWw 5837.0.16217.0)(13322 截面 mMaw 745.98.323222 52 100 213 174 31.5 Fr2 2 a2 a1 1 r1 圖 6-1 軸的受力和結(jié)構(gòu)尺寸簡圖 6.3 對截面進(jìn)行校核 1. 截面校核 mNMw8203mNnPT 34725.91015.96633328dW390mT 31 (由表 412 得)MPa351 .0 齒輪軸的齒 k472.16.0647.19k (由表 4117 得)3.0 (由表 4117 得)268.k9.178.5492.1.3431 TWKMS8.1 S1.8 則 軸的強(qiáng)度滿足要求 2. 截面校核 mNMw136890mNnPT 34725.105. 6333.97242dW31.5mT (由表 412 得)MPa31 .0 齒輪軸的齒 k472.16.0647.19k 32 (由表 4117 得)81.0 (由表 4117 得)760.3k271.1976.52.1343TWKMS8.1 S1.8 則 軸的強(qiáng)度滿足要求 3. 如圖 6-2 6.3 45 3.2 圖 6-2 軸 第七章 主軸設(shè)計(jì) 7.1 計(jì)算作用在軸上的力 1.齒輪的受力: 扭矩 T T= mN9.105379.25 圓周力 = =1F1dT68.24 徑向力 1rtg.053.60 33 軸向力 1Fa 2. 工作盤的合彎矩 Mt=(M0+M)/2/K=8739(Nm)式中,K 為彎曲時(shí)的滾動摩擦系數(shù),K=1.05 按上述計(jì)算方法 同樣可以得出 50I 級鋼筋( b=450 N/mm2)彎矩所需彎矩:M t=8739(Nm) 由公式 Mt= 式中 F 為撥斜柱對鋼筋的作用力;F r為 F 的徑向分力;a 為 F 與sini0Lr 鋼筋軸線夾角。 08.43mL71690 則 NFr 工作盤的扭矩 mNLTr 1.270496.1086sin02 所以 T 齒輪能夠帶動工作盤轉(zhuǎn)動 7.2 計(jì)算支力和彎矩 1.垂直平面中的支反力: BR NlcFb 8.53421837.0245.6.2)(21 lac 1.6.1037)(2 2.水平面中的支反力: lcbFdFRrrfaB )(5.0 1211 = 8325.16.075.63468.2 =11198.37N ldFadFbaR frfarc 11222 .0 = 1833468.75.65.1608 =-3217.9N 3.支點(diǎn)的合力 , :BRC = N6.124073.98.53422 34 NRCC 4.169.327142 軸向力 NFa68.1 應(yīng)由軸向固定的軸承來承受。a 4.垂直彎矩: 截面 1wM1 mNaRB 58.3247.6085342 截面 C9.1 5.水平彎矩: 截面 mNaRBw 3.68075.3.1981 dFMBa 3.1427.4.221 截面 mNCRw 7.65.0937 2 11 dFbaarBa =11198.37 3468.5.06.5.62 =-66.77N m 6.合成彎矩: 截面 mNMww 38.12.4517.0322 aa 7469 截面 www 5.23.4582.522 mNMaa 64 7.計(jì)算軸徑 截面 35 mTMdWw 60357.04.119827.0)(13322 截面 aw 85.33222 7.3 對截面進(jìn)行校核 1.截面校核 mNMw3180mNnPT 1508.2430595.96633312dW340mT (由表 412 得)MPa351 . 齒輪軸的齒 k472.16.06470.19k (由表 4117 得)3. (由表 4117 得)268.k9.147.68.53431 TWKMS8.1 S1.8 36 則 軸的強(qiáng)度滿足要求 2. 如圖 7-1 圖 7-1 主軸 第八章 軸承的選擇 8.1 滾動軸承選擇. 1. 根據(jù)撥盤的軸端直徑選取軸承,軸承承受的力主要為徑向力,因而采用深溝球軸承,選定 為型號為 16008 的軸承,其中 16008 的技術(shù)參數(shù)為: d=40mm D=68mm B=9mm 2. 16008 軸承的配合的選擇: 軸承的精度等級為 D 級,內(nèi)圈與軸的配合采用過盈配合,軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制, 由此軸的公差帶選用 k6,查表得在基本尺寸為 200mm 時(shí),IT 6DE 公差數(shù)值為 29um,此時(shí)軸得基本 下偏差 ei=+0.017mm,則軸得尺寸為 mm。外圈與殼體孔的配合采用基軸制,過渡配合,046.17 由此選用殼體孔公差帶為 M6,IT 6基本尺寸為 68mm 時(shí)的公差數(shù)值為 0.032mm,孔的基本上偏差 ES=-0.020,則孔的尺寸為 mm。02.58 37 第九章 總 結(jié) 近兩個月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于結(jié)束了,通過這段日子的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí),自己的專業(yè)知識和獨(dú)立思考 問題的能力有了很大的提高,對我走向社會從事本專業(yè)工作有著深遠(yuǎn)的影響。現(xiàn)在就此談?wù)剬?本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中的認(rèn)識和體會。 首先,我學(xué)會了查閱資料和獨(dú)立思考。我的課題是鋼筋校直機(jī)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中,真 正體會到了實(shí)踐的重要性。我曾到建筑工地去參觀學(xué)習(xí),了解現(xiàn)場環(huán)境和設(shè)備,真正從實(shí)際出 發(fā)來考慮自己的設(shè)計(jì)。同時(shí),廣泛深入圖書館,實(shí)事求是,認(rèn)真查閱有關(guān)書籍資料,鍛煉了自 己的分析問題、解決問題的能力。因是兩人合作項(xiàng)目,在設(shè)計(jì)時(shí),也充分體會到了合作的重要 性,培養(yǎng)了自己的團(tuán)隊(duì)精神。不可否認(rèn),在這個過程中,也遇到不少困難,所幸的是得到了劉 老師,招老師,陳老師的悉心指導(dǎo),起到了點(diǎn)石成金的作用,大大啟發(fā)了我,使我能不斷前進(jìn)。 其次,認(rèn)識到實(shí)踐的重要性。這次設(shè)計(jì)我做了很多重復(fù)工作、無用功,但是這些重復(fù)工作 和無用功積累了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)也認(rèn)識到設(shè)計(jì)不能只在腦子里想其結(jié)構(gòu)、原理,必須進(jìn)行實(shí)際 操作。另外,也應(yīng)從多個角度來思考問題的所在,嘗試其它的方法,以求找到最佳方法,因?yàn)?即使想的很完美,但到實(shí)際的設(shè)計(jì)時(shí)會遇到很多想不到的實(shí)際問題。 38 致 謝 在設(shè)計(jì)中我們得到了李超老師和蔡師傅的大力支持和耐心指導(dǎo),以及無錫市隨意建筑設(shè)備 有限公司的幫助,在此設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際,我表示衷心的感謝! 在設(shè)計(jì)的過程中,也出現(xiàn)了一些客觀不足的問題,就是支架,減速器的箱蓋只能靠想象, 不能根據(jù)實(shí)際的情況來作合適、客觀地修改,難免有些缺點(diǎn)和不足,由于諸多原因,本次設(shè)計(jì) 存在一些不足和有待改善的地方,希望老師能夠看待。 最后,衷心感謝李超老師的細(xì)心指導(dǎo)和教導(dǎo),使我在大學(xué)里的最后一段時(shí)間里,學(xué)到了更 多的知識。 在此,我再次向所有在該設(shè)計(jì)中,向我們提供幫助的老師,同學(xué)和工人師傅致以最衷心的 謝意! 39 參考文獻(xiàn) 1. 吳宗澤主編。機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊。北京:化學(xué)工業(yè)出版社。 2. 江耕華,陳啟松主編。機(jī)械傳動手冊。北京:煤炭工業(yè)出版社。 3. 機(jī)械化科學(xué)研究院編。實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊。北京:中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社。 4. 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編。機(jī)械設(shè)計(jì)。北京:高等教育出版社。 5. 陳作模主編。機(jī)械原理。北京:高等教育出版社。 6. 王光銓主編。機(jī)床電力拖動與控制。北京:機(jī)械工業(yè)出版社 7. 馬曉湘,鐘均祥主編。畫法幾何及機(jī)械制圖。廣州:華南理工大學(xué)出版社。 8. 廖念針主編?;Q性與測量技術(shù)基礎(chǔ)。北京:中國計(jì)量出版社。 9. 實(shí)用機(jī)械電氣技術(shù)手冊機(jī)械工業(yè)出版社 0.8161.6圖 5 小 齒 輪圖 小 齒 輪