軸承清洗機(jī)的設(shè)計(jì)[1]

1、 目 錄第1章 軸承清洗機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)4第2章 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)6 2.1 軸承清洗機(jī)工作原理7 2.2 總方案的確定8第3章 電動(dòng)機(jī)的選擇10 3.1 清洗軸承時(shí)的摩擦力矩10 3.2 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定11第4章 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)12 4.1 總傳動(dòng)比的確定12 4.2 錐齒輪的設(shè)計(jì)13第5章 軸系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)15 5.1 輸入軸軸徑的初步計(jì)算16 5.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17 5.3 軸的強(qiáng)度校核18 5.4 輸出軸軸徑的初步計(jì)算22 5.5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22 5.6 軸的強(qiáng)度校核23第6章 滾動(dòng)軸承的選擇與校核26 6.1 軸承的選擇26 6.2 軸承的校核28第7章 聯(lián)軸器的

2、選擇32第8章 鍵的選擇與校核34 8.1 鍵的選擇34 8.2 鍵的校核35第9章 機(jī)架的設(shè)計(jì)37總結(jié)39參考文獻(xiàn)40致謝41 第一章：軸承清洗機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)滾動(dòng)軸承是一種精密的機(jī)械配件，它的安裝工藝要求較高，必須在嚴(yán)格的計(jì)數(shù)條件下進(jìn)行，安裝軸承的場(chǎng)地應(yīng)該與機(jī)加工或鉚、鍛焊等場(chǎng)所分開，更不宜在灰塵很大的露天場(chǎng)地進(jìn)行。在沒有做好安裝準(zhǔn)備工作前，不宜將新軸承過早的開封。新軸承一旦開封取出后，就應(yīng)及時(shí)安裝。新的軸承在安裝前應(yīng)進(jìn)行清洗，把包裝材料的碎片和防銹油脂等徹底清洗。目前我采用的軸承防銹油脂或其他防銹材料通常并不具備軸承工作時(shí)所需要的潤(rùn)滑性能，其中含有的某些添加劑將會(huì)引起潤(rùn)滑油變

3、質(zhì)，降低其潤(rùn)滑性，積聚在軸承表面的贓物和水分也會(huì)污染潤(rùn)滑油，加劇軸承的腐蝕和磨損，因此必須在安裝前予以洗凈。清洗軸承時(shí)所采用的清洗液應(yīng)根據(jù)軸承出廠時(shí)所用的防銹材料來選定，市場(chǎng)上出售的軸承防銹材料一般有三種：1、 防銹油防銹油在大、中、小型各類軸承中活得廣泛的應(yīng)用。這種軸承可放在汽油（溶劑汽油航空汽油120#、200#汽油）或煤油中清洗，接著放到摻有68%變壓器油的汽油中過洗。過洗后，汽油很快揮發(fā)，而變壓器油則留在軸承表面，它在機(jī)器隨后的裝配過程中可防止軸承銹蝕。2、防銹脂防銹脂在大型或特大型軸承中采用較多。這種軸承應(yīng)先放在95100的輕質(zhì)礦物油（如10#機(jī)油、變壓器油）中，待防銹脂溶解到礦物油

4、中后將軸承取出，用柴油洗去熱礦物油。待*承冷卻后再用摻有變壓器油的汽油洗凈。3、 氣相劑和水溶性防銹劑這種防銹劑只限于在全部用黑色金屬制成的軸承中使用。這類軸承應(yīng)放在皂類或其它水溶清洗劑中清洗。皂類一般是油酸鉀皂、油酸鈉皂或其它動(dòng)、植物油制備的鉀、鈉皂等。皂在水中比例一般為23%。清洗時(shí)，先將軸承放到8090的清洗液中清洗23分鐘然后浸到室溫的清洗液中清洗，最后用清水漂凈。經(jīng)過清洗后的軸承還需要用輕質(zhì)礦物油脫水才能安裝使用。脫水時(shí)將軸承放入溫度大110左右的10#機(jī)油或變壓器油中，待油與水遇發(fā)出的劈啪聲消失后取出軸承，用柴油洗去脫水用的機(jī)油，再用摻有變壓器油的汽油*當(dāng)清洗個(gè)別或少量軸承時(shí)，可直

5、接把軸承浸入普通油槽，用夾鉗鉗住軸承，使其在油中來回清洗，直到洗凈為止。當(dāng)清洗大量中、小型軸承時(shí)，最好采用軸承清洗機(jī)，藉以提高清洗效率減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。這種效果，在清洗維修的舊軸承時(shí)尤為明顯。軸承清洗機(jī)已經(jīng)廣泛運(yùn)用于企業(yè)、工廠等地方，因此研究軸承清洗機(jī)具有很高的現(xiàn)實(shí)意義及經(jīng)濟(jì)價(jià)值。課題的背景及意義：目前有些企業(yè)在清洗個(gè)別或少量軸承時(shí)，可直接把軸承浸入普通油槽，用夾鉗鉗住軸承在油中來回清洗，直到洗凈為止。然而在清洗大量中、小軸承時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大，并且它的工作環(huán)境比較差。所以我在這個(gè)設(shè)計(jì)當(dāng)中提出自己的看法及改進(jìn)意見，對(duì)企業(yè)的發(fā)展和提高自己理論與實(shí)際相結(jié)合的能力有很重要的意義?；緝?nèi)容及解決的關(guān)鍵問題（1）

6、基本內(nèi)容對(duì)軸承的基本原理及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行分析，確定清洗機(jī)裝置傳動(dòng)方案，進(jìn)行幾何運(yùn)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定各零件的幾何參數(shù)和幾何尺寸，并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核等。進(jìn)行清洗工作。經(jīng)查閱資料及所學(xué)知識(shí)，決定由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)芯軸實(shí)現(xiàn)工作。課題研究情況綜述軸承在生產(chǎn)工程中，清洗是多次進(jìn)行的一項(xiàng)作業(yè)，即為裝配前的零件清洗和裝配鉚合后的成品的清洗。而早期的軸承清洗一直采用原始的手工擦洗或浸洗，這種方式成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、環(huán)境條件差、生產(chǎn)效率低。且清洗液需一次添加，周期排放，在使用過程中無任何過濾措施，浪費(fèi)嚴(yán)重。隨著國(guó)內(nèi)外軸承市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，迫使軸承制造企業(yè)花大本錢提高工藝裝配水平，提高成品質(zhì)量。所以這個(gè)清洗機(jī)設(shè)計(jì)

7、可以代替原始的人力清洗，提高清洗的生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件，降低生產(chǎn)成本。因此研究清洗機(jī)具有很高的的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。角接觸球軸承7624的清洗裝置的設(shè)計(jì)，通過本文的研究，設(shè)計(jì)一臺(tái)能夠在生產(chǎn)中實(shí)用的機(jī)器。在本文設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)過對(duì)電動(dòng)機(jī)的選擇、錐齒輪的設(shè)計(jì)、機(jī)架的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，提出了自己的看法及改進(jìn)意見，對(duì)企業(yè)的發(fā)展和提高自己的動(dòng)手能力有重要的意義。設(shè)計(jì)的主要工作及任務(wù)通過對(duì)課題任務(wù)書的仔細(xì)閱讀，并進(jìn)行分析，可以確定本文的主要任務(wù)如下：1）根據(jù)課題要求，對(duì)軸承清洗機(jī)的基本原理及國(guó)外現(xiàn)狀進(jìn)行分析，確定清洗機(jī)裝置傳動(dòng)方案，進(jìn)行幾何計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定各零件的幾何參數(shù)和幾何尺寸，并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核等；2）

8、完成軸承清洗裝置各個(gè)零件的總體裝配；3）繪制六張主要零件圖和一張總體裝配圖；根據(jù)設(shè)計(jì)思路，本次設(shè)計(jì)主要要完成的工作為：1）清洗機(jī)系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)；2）電動(dòng)機(jī)的選擇；3）錐齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；4）機(jī)架的設(shè)計(jì)；5）繪制二維圖。 第2章系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 2.1軸承清洗機(jī)的工作原理 對(duì)軸承清洗機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先要知道其基本原理，如圖2.1所示為軸承清洗機(jī)的典型結(jié)構(gòu)示意圖。其基本原理為：軸承用吊鉤吊置于清洗槽內(nèi)的芯軸1上，并用支腳2頂住軸承外圈，然后蓋上清洗槽上的上蓋6。清洗時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)芯軸1回轉(zhuǎn)，同時(shí)清洗液通過噴管噴射到軸承的內(nèi)、外座圈間進(jìn)行清洗。使用過的清洗液經(jīng)網(wǎng)孔隔板4流到下部的沉淀槽中

9、（同時(shí)對(duì)圓錐齒輪傳動(dòng)進(jìn)行潤(rùn)滑），沉淀槽中的隔板5用以保證清洗液與沉淀物分離。沉淀物通過槽底閥門7放出，而清洗液則通過過濾網(wǎng)8由泵抽回到管路中重復(fù)使用。圖2.1軸承清洗機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.2總體方案的確定對(duì)清洗機(jī)的基本原理熟悉之后，本文對(duì)其進(jìn)行了兩種方案設(shè)計(jì)。方案一如圖2.2所示，兩個(gè)圓錐齒輪被安裝在于機(jī)架聯(lián)接的一個(gè)單獨(dú)支板（用厚鋼板焊接而成）上，這就可將圓錐齒輪傳動(dòng)作為一個(gè)獨(dú)立部件在機(jī)架之外先行裝配調(diào)整，然后再將支板（連同圓錐齒輪傳動(dòng)）安裝到機(jī)架內(nèi)部水平隔板的橫梁上。圖2.2方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖方案二如圖2.3所示。采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶輪驅(qū)動(dòng)圓錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其中圓錐齒輪軸通過長(zhǎng)軸傳遞，長(zhǎng)軸通過套筒保證剛度，布

10、置空間相對(duì)較大。圖2.3方案二結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖通過對(duì)方案一和方案二進(jìn)行比較可以知道，方案一可以為裝配工作帶來較多方便，又能提高裝配質(zhì)量，并且降低了對(duì)機(jī)架的加工要求。在這個(gè)方案中，原動(dòng)機(jī)采用直接固定于機(jī)架的凸緣式電動(dòng)機(jī)。方案二中水平傳動(dòng)軸較長(zhǎng)，因此需要采用長(zhǎng)而粗的支承套筒以保證剛度。同時(shí)，考慮到圓錐齒輪傳動(dòng)的嚙合質(zhì)量，水平隔板和側(cè)板都應(yīng)具有足夠的厚度，以使垂直和水平支承套筒安裝后能保證所要求的垂直度和位置精度，這樣導(dǎo)致機(jī)架的用料增多，機(jī)架過重且加工成本增高。 經(jīng)過綜合考慮，本文清洗的是大型機(jī)車裝配車間滾動(dòng)軸承，待清洗零件為帶防銹油的角接觸球軸承，軸承型號(hào)為7624，重約21.7kg，要求清洗時(shí)的轉(zhuǎn)速為n

11、1=650r/min，清洗液采用10#機(jī)油。所以選用方案一作為本設(shè)計(jì)的最終方案。第3章 電動(dòng)機(jī)的選擇3.1清洗軸承時(shí)的摩擦力矩清洗機(jī)工作時(shí)，只是驅(qū)動(dòng)一個(gè)不受外載荷作用的被清洗的軸承，這時(shí)所需動(dòng)力，僅需要克服清洗軸承的滾動(dòng)體與保持架之間、保持架引導(dǎo)面上和滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所生成的摩擦力矩以及清洗液內(nèi)的摩擦力矩。這些摩擦力矩用T0表示并按下式估算：（式3-1）式中v-潤(rùn)滑劑（清洗液）50時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度，cm2/s；n-被清 洗軸承的轉(zhuǎn)速，r/min；Dm-被清洗軸承的平均直徑，mm；f0-考慮軸承結(jié)構(gòu)類型和潤(rùn)滑方法的系數(shù)。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，可有10#機(jī)油的粘溫特性曲線查得10#機(jī)油在50時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度v為

12、10cSt。因此又查表可知道，取f0=4。由已知條件可知，軸承內(nèi)徑120mm，外徑為260 mm，所以取Dm=190mm于是公式（3-1）可得摩擦力矩為：3.2清洗功率考慮到起動(dòng)時(shí)的摩擦力矩大于T0值，為了保證清洗機(jī)迅速越過起動(dòng)階段到達(dá)正常的清洗轉(zhuǎn)速，應(yīng)有足夠大的起動(dòng)力矩Td。設(shè)計(jì)時(shí)，建議取Td=（1.52.5）T0。所以本文取起動(dòng)功率為：3.3電動(dòng)機(jī)功率取直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的效率為0.95，一對(duì)滾動(dòng)軸承的效率為0.99，聯(lián)軸器的效率0.99，由公式可得電動(dòng)機(jī)所需功率為：經(jīng)過查找機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，最后確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y801-4型三相異步電動(dòng)機(jī)（GB3074-82），功率為0.55KW，轉(zhuǎn)速為13

13、90r/min。Y系列電動(dòng)機(jī)（摘自JB/T8680.1-1988）為全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，是按照國(guó)際電工委員會(huì)（IEC)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，具有國(guó)際互換性的特點(diǎn)。Y系列電動(dòng)機(jī)用于空氣中不含易燃、易爆或腐蝕性氣體的場(chǎng)所。該電動(dòng)機(jī)適用于電源電壓為380V、無特殊要求的機(jī)械，如機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)。攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械等：也適用于某些需要高起起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的機(jī)器，如壓縮機(jī)等。 第4章直齒圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.1總傳動(dòng)比的確定根據(jù)已計(jì)算的條件，傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為：i=1390/n=1390/650=2.14由此表明方案一采用的一級(jí)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)方案完全可行。4.2錐齒輪的設(shè)計(jì)1）選擇齒輪材料及精度等級(jí)軸

14、承清洗機(jī)為一般工作機(jī)，速度小于40m/s，由參考文獻(xiàn)可知，本文選用7級(jí)精度錐齒輪。齒輪采用軟齒面，小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒面硬度為241-286HBS，大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度220HBS，齒面粗糙度Ra1.6-3.2m2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由參考文獻(xiàn)設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即：初次取小齒輪齒數(shù):Z1=25。則大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=2.14×25=53。實(shí)際傳動(dòng)比:i0=53/25=2.12。傳動(dòng)比誤差：i-i0/i=2.14-2.12/2.14=0.9%<2.5%，可用。齒數(shù)比：u=i0=2.12。由參考文獻(xiàn)取R=0.3。轉(zhuǎn)矩T1=9550P1/n1=

15、9550×0.55/1390=3.78N·m。載荷系數(shù)取k=1.3。材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8Mpa。齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=1150MPa。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N：N1=60njLh=60×1390×1×(16×365×10)=4.87×109N2=N1/i=4.87×109/2.12=2.3×108由教材P207圖10-19查得接觸疲勞的壽命系數(shù)：KHN1=1，KHN2=1。通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求，選取安全系數(shù)SH=1.0H1=Hlim1 KHN1/SH=1150

16、15;1/1.0Mpa=1150MpaH2=Hlim2 KHN2/SH=450×1/1.0Mpa=350Mpa計(jì)算平均分度圓處的圓周速度<40m/s，所以選用七級(jí)精度是合適的。分錐角1=arccot(Z2/Z1)=25°15°，2=90°-25°15=64°45當(dāng)量齒數(shù)Zv1=Z1/cos1=27.8Zv2=Z2/cos2=123.3平均分度圓處的圓周速度：計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=3.16m/s錐齒輪為7級(jí)精度，參考文獻(xiàn)查得：動(dòng)載系數(shù)KV=1.08，使用系數(shù)KA=1，齒間嚙合系數(shù)Ka=1，軸承系數(shù)KHbe=1.10，故載荷系數(shù)K=K

17、AKVKHaKH=2.475。按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑：模數(shù)：m=d1/Z1=33/25=1.32mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=23） 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度根據(jù)參考文獻(xiàn)確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)：分度圓直徑：d1=mZ1=2×25=50mmd2=mZ2=2×53=106mm齒寬：故得b19.5取b=19齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa根據(jù)參考文獻(xiàn)得：YFa1=2.72YSa1=1.57YFa2=2.14YSa2=1.83許用彎曲應(yīng)力F根據(jù)公式：F=FLim2/SF根據(jù)參考文獻(xiàn)得FLim1=420MpaFLim2=330Mpa按一般可靠度選取安全系數(shù)SF=1.25計(jì)算兩輪的許用彎

18、曲應(yīng)力F1=FLim1/SF=420/1.25=336MpaF2=FLim2/SF=330/1.25=264Mpa將求得的各參數(shù)代入式故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。4）計(jì)算齒輪的圓周速度VV=d1n1/60×1000=3.64m/s5）錐齒輪參數(shù)值分度圓直徑：d1=50mm d2=106mm分度圓錐角:1=25°15，2=64°45齒頂高：ha=2mm齒根高：hf=2.4mm齒頂圓直徑：da1=53.6mm da2=107.7mm齒根圓直徑：da1=45.68mm da2=104mm當(dāng)量齒數(shù)：Zv1=27.8 Zv2=123.3節(jié)錐距：R=58.6mm齒頂角：1&#

19、176;57齒根角：3°20分度圓齒厚：S=3.14齒寬：b=19mm 第五章 軸的設(shè)計(jì)軸(shaft)是穿在軸承中間或車輪中間或齒輪中間的圓柱形物件，但也有少部分是方型的。軸是支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩或彎矩的機(jī)械零件。一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件就裝在軸上。常見的軸有曲軸，直軸和軟軸三種。直軸又可分為：轉(zhuǎn)軸，工作時(shí)既承受彎矩又承受扭矩，是機(jī)械中最常見的軸，如各種減速器中的軸等。心軸，用來支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件只承受彎矩而不傳遞扭矩，有些心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如鐵路車輛的軸等，有些心軸則不轉(zhuǎn)動(dòng)，如支承滑輪的軸等。傳動(dòng)軸，主要用來傳遞扭矩而不承受彎矩，如起

20、重機(jī)移動(dòng)機(jī)構(gòu)中的長(zhǎng)光軸、汽車的驅(qū)動(dòng)軸等。軸的材料主要采用碳素鋼或合金鋼，也可采用球墨鑄鐵或合金鑄鐵等。軸的工作能力一般取決于強(qiáng)度和剛度，轉(zhuǎn)速高時(shí)還取決于振動(dòng)穩(wěn)定性。軸的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，為軸設(shè)計(jì)的重要步驟。它由軸上安裝零件類型、尺寸及其位置，零件的固定方式，載荷的性質(zhì)、方向、大小及分布情況，軸承的類型與尺寸，軸的毛毛坯、制造和裝配工藝、安裝及運(yùn)輸，軸的對(duì)軸的變形等因素有關(guān)。設(shè)計(jì)者可根據(jù)軸的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，必要時(shí)可做幾個(gè)方案進(jìn)行比較，以便節(jié)約材料，減輕重量：1、 盡量采用等強(qiáng)度外形尺寸或大的橫面系數(shù)的截面形狀；2、 易于軸上零件精確定位、穩(wěn)定、裝配、拆卸和調(diào)整；3、

21、采用各種減少應(yīng)力集中和提高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施；4、 便于加工制造和保證； 主要用途 聯(lián)軸器的用途很廣泛，一般情況下只要有電動(dòng)機(jī)或減速器就要用聯(lián)軸器，大型聯(lián)軸器在冶金機(jī)械上用的比較多。不同的聯(lián)軸器有不同的作用，綜合各種聯(lián)軸器的作用如下：1、 是把原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)械的軸聯(lián)接起來并傳遞扭矩；2、 是可以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償兩根軸因制造、安裝等因素造成的徑向軸向和角向誤差；三、安全聯(lián)軸器當(dāng)發(fā)生過載時(shí)，聯(lián)軸器打滑或銷子斷開以保護(hù)工作機(jī)械四、彈性聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用5.1輸入軸的軸徑初步計(jì)算1）軸的材料選擇并確定許用彎曲應(yīng)力根據(jù)參考文獻(xiàn)查表13-10選用45調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)處理，硬度217-255HBS

22、，許用彎曲應(yīng)力。2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度概略計(jì)算軸的最小直徑根據(jù)參考文獻(xiàn)查表5-1，取A=107-118由于輸入軸受到的彎矩較大而受到的扭矩較小，故取A=115考慮有鍵槽，將直徑增大5%則，所以為了安全考慮，取d=16mm。2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3.1軸結(jié)構(gòu)示意圖輸入軸上的裝配方案如圖3.1所示。1段：d1=16mm，長(zhǎng)度取L1=30mm。2段：需要裝油封，所以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)d2=22mm，L2=20mm。3段：D3段裝軸承，所以d3=25mm，軸承選30205，L3=16.25mm。4段：因?yàn)?段為固定端所以，h=2c，c=1.5mm，d4=31mm，L4=35mm。5段：d5=25mm,L5=16.25mm6

23、段：d6=22mm,L6=2nmm7段：d7=16mm,L7=30mm已計(jì)算得小齒輪分度圓直徑：d1=50mm；轉(zhuǎn)矩：T1=3780N·mm；5.3 彎矩-扭轉(zhuǎn)組合強(qiáng)度校核畫輸入軸的受力圖圖10-3a,分別為水平面(H平面)和垂直平面（V平面）受力圖。計(jì)算作用在軸上的力圓周力：徑向力：軸向力計(jì)算作用在軸上的支座反力水平平面內(nèi)即校核則無誤垂直面平面內(nèi)即校核則無誤繪制水平平面面彎矩圖繪制垂直平面彎矩圖繪制合成彎矩圖繪制扭矩圖T=3780Nmm繪制當(dāng)量彎矩圖因此輸入軸的彎矩強(qiáng)度足夠 5.4 輸出軸的軸徑初步計(jì)算1），軸的材料選擇并確定許用彎曲應(yīng)力根據(jù)參考文獻(xiàn)查表13-10選用45調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)

24、處理，硬度217-255HBS，許用彎曲應(yīng)力。2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度概略計(jì)算軸的最小直徑根據(jù)參考文獻(xiàn)查表5-1，取A=107-118由于輸入軸受到的彎矩較大而受到的扭矩較小，故取A=115考慮有鍵槽，將直徑增大5%則：d=10.8×(1+5%)mm=11.34mm，所以為了安全考慮，取d=16mm。2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3.1軸結(jié)構(gòu)示意圖輸出軸上的裝配方案如圖3.1所示。1段：d1=15mm，長(zhǎng)度取L1=40mm。2段：需要裝油封，所以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)d2=22mm，L2=30mm。3段：D3段裝軸承，所以d3=25mm，軸承選30205，L3=16.25mm。4段：因?yàn)?段為固定端所以，h=2c，c=

25、1.5mm，d4=31mm，L4=65mm。5段：d5=25mm,L5=16.25mm6段：需要裝油封，所以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)d6=22mm，L2=25mm。7段：d7=16mm，長(zhǎng)度取L1=35mm。已計(jì)算得小齒輪分度圓直徑：d=106 mm；轉(zhuǎn)矩：T=8081 N·mm；5.7 彎矩-扭轉(zhuǎn)組合強(qiáng)度校核畫輸入軸的受力圖圖10-3b,分別為水平面(H平面)和垂直平面（V平面）受力圖。計(jì)算作用在軸上的力圓周力：徑向力：軸向力計(jì)算作用在軸上的支座反力水平平面內(nèi)即N校核則無誤垂直面平面內(nèi)即N校核則無誤繪制水平平面面彎矩圖繪制垂直平面彎矩圖繪制合成彎矩圖繪制扭矩圖繪制當(dāng)量彎矩圖校核軸的強(qiáng)度 第六章 滾

26、動(dòng)軸承的選擇與校核輸入軸滾動(dòng)軸承1）作用在軸承上的載荷2）軸承型號(hào)的選擇輸入軸將受到徑向力的作用，同時(shí)也承受一定的軸向力，故我們擬選用深溝球軸承。又根據(jù)軸的直徑大小，初選一對(duì)型號(hào)為6204軸承，且工作溫度不高。3)計(jì)算軸承的當(dāng)量載荷軸承A因?yàn)?，則軸承B3） 校核軸承的壽命由于軸承B受的當(dāng)量動(dòng)載荷較大，故對(duì)軸承B進(jìn)行校核由表10-5和表10-6可分別查的（工作溫度低于100),軸承工作壽命按1.5年計(jì)算，則表10-5動(dòng)載荷系數(shù)載荷性質(zhì)無沖擊或輕微沖擊中等沖擊強(qiáng)烈沖擊動(dòng)載荷系數(shù)1.0-1.21.2-1.81.8-3.0表10-6溫度系數(shù)軸承工作溫度125150175200225250300350溫

27、度系數(shù)10.950.900.850.800.750.700.600.50因此輸入軸的工作壽命足夠輸出軸滾動(dòng)軸承 軸將受到軸向力和徑向力的作用，故我們擬選圓錐滾子軸承。又根據(jù)軸的直徑大小，初選一對(duì)型號(hào)為3020根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命：16×365×10=58400小時(shí)，輸出軸的圓錐滾子軸承計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4.4所示：圖4.4圓錐滾子軸承的受力圖由錐齒輪受力分析可得：（1）計(jì)算軸承水平面徑向力軸水平方向受力分析如圖10所示。圖4.5軸承水平面徑向力由力平衡和力矩平衡可得：代入數(shù)據(jù)得：（2）計(jì)算軸承垂直面徑向力軸垂直平面上受力分析如圖11所示。圖4.6軸承垂直面徑向力由力平衡和力

28、矩平衡可得：代入數(shù)據(jù)得：（3）計(jì)算軸承總徑向力軸承總徑向力和軸向力計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖12所示。圖12（4）計(jì)算軸承軸向力查參考文獻(xiàn)【2】表6-7，Y=1.4比較軸向力軸承為緊端，軸承為松端。所以軸承1所受的軸向力：(向右）軸承所受的軸向力：(向左）（5）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷查參考文獻(xiàn)【1】表13-5時(shí)，X=1，時(shí)，X=0.4則代入數(shù)據(jù)得時(shí)，X=0.4查參考文獻(xiàn)【2】表6-7e=0.42,Y=1.4查參考文獻(xiàn)【1】表13-6=1.2軸承：=0.16故X=1 Y=0軸承=0.357故X=1 Y=0(6)軸承壽命計(jì)算因?yàn)?lt;,故按軸承當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算軸承壽命。=49078h實(shí)際需要工作時(shí)間T=1630010=

29、48000h，故此軸承符合要求 第七章 聯(lián)軸器的選擇1、計(jì)算載荷根據(jù)參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表15-8查的載荷系數(shù)K=1.3計(jì)算轉(zhuǎn)矩=KT=1.33780=49142、選擇聯(lián)軸器型號(hào)綜合考慮聯(lián)軸器的功能，軸的伸出端安裝的聯(lián)軸器根據(jù)表15-2初選，選用型號(hào)為GY1的凸緣聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩25N.M,許用轉(zhuǎn)速12000r/min,軸孔直徑d=16cm。軸孔長(zhǎng)度L=59mm. =KT=1.33780=4914< =25000 N.mm聯(lián)軸器用來連接兩根軸或軸和回轉(zhuǎn)件，使它們一起回轉(zhuǎn)，傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)，在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，兩根軸或軸和回轉(zhuǎn)件不能分開，只有在機(jī)器停止轉(zhuǎn)動(dòng)后用拆卸的方法才能將他們分開。

30、有的聯(lián)軸器還可以用作安全裝置，保護(hù)被連接的機(jī)器零件不因過載而損壞。 第八章 鍵連接選擇與校核鍵主要用作軸和軸上零件之間的周向固定以傳遞扭矩，有些鍵還可實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動(dòng)。如減速器中齒輪與軸的聯(lián)結(jié)。鍵的分類：鍵分為平鍵、半圓鍵、楔向鍵、切向鍵和花鍵等。各類鍵的特點(diǎn)1.平鍵平鍵的兩側(cè)是工作面，上表面與輪轂槽底之間留有間隙。其定心性能好，裝拆方便。平鍵有普通平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵這三種。2.半圓鍵半圓鍵也是以兩側(cè)為工作面,有良好的定心性能。半圓鍵可在軸槽中擺動(dòng)以適應(yīng)轂槽底面，但鍵槽對(duì)軸的削弱較大，只適用于輕載聯(lián)結(jié)。3.楔鍵楔鍵的上下面是工作面，鍵的上表面有l(wèi):100的斜度，輪轂鍵槽的底面

31、也有1:100的斜度。把楔鍵打入軸和輪轂槽內(nèi)時(shí)，其表面產(chǎn)生很大的預(yù)緊力，工作時(shí)主要靠摩擦力傳遞扭矩，并能承受單方向的軸向力。其缺點(diǎn)是會(huì)迫使軸和輪轂產(chǎn)生偏心，僅適用于對(duì)定心精度要求不高、載荷平穩(wěn)和低速的聯(lián)結(jié)。楔鍵又分為普通楔鍵和鉤頭楔鍵兩種。4.切向鍵切向鍵是由一對(duì)楔鍵組成,能傳遞很大的扭矩,常用于重型機(jī)械設(shè)備中。5.花鍵花鍵是在軸和輪轂孔周向均布多個(gè)鍵齒構(gòu)成的,稱為花鍵聯(lián)結(jié)?；ㄦI連接為多齒工作，工作面為齒側(cè)面，其承載能力高，對(duì)中性和導(dǎo)向型好，對(duì)軸和轂的強(qiáng)度削弱小，適用于定心精度要求高、載荷大和經(jīng)?；频撵o聯(lián)結(jié)和動(dòng)連接，如變速器中，滑動(dòng)齒輪與軸的聯(lián)結(jié)。按齒形不同，花鍵聯(lián)結(jié)可分為：矩形花鍵、三角形

32、花鍵和漸開線花鍵等。8.1 鍵的選擇查參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)第14.8鍵與銷的鏈接在電機(jī)輸出軸上，根據(jù)輸出軸上軸徑的大小，擬選平鍵5×5×15；輸入軸跟聯(lián)軸器相連的鍵槽，擬選平鍵5×5×22；裝錐齒輪處，擬選平鍵5×5×28；輸出軸跟齒輪相連的鍵槽，擬選平鍵5×5×28；裝輔助托臺(tái)處，擬選平鍵5×5×20。8.2 鍵的校核由參考文獻(xiàn) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)第十章得公式：進(jìn)行鍵連接強(qiáng)度計(jì)算。1） 電機(jī)輸出軸上的鍵連接查參考文獻(xiàn)，=120 MpaT=3.78NmL=15-5=10mmd=16mm

33、鍵連接工作面的擠壓應(yīng)力故此鍵連接符合要求。2） 輸入軸裝聯(lián)軸器處的鍵連接查參考文獻(xiàn)=120MpaT=3.78NmL=22-5=17mmd=16mm鍵連接工作面的擠壓應(yīng)力故此鍵連接符合要求。3） 輸入軸裝錐齒輪處的鍵連接齒輪材料為鋼，查機(jī)械手冊(cè)可求得鍵的連接擠壓應(yīng)力=120Mpa T=3.78Nm L=28-5=23mm d=16mm鍵連接工作面的擠壓應(yīng)力故此鍵連接符合要求。4）輸出軸上裝輔助托臺(tái)的鍵連接查參考文獻(xiàn)，=120MpaT=8.08NmL=25-5=20mmd=16mm鍵連接工作面的擠壓應(yīng)力故此鍵連接符合要求。5）輸出軸上裝錐齒輪的鍵連接查參考文獻(xiàn)，查機(jī)械手冊(cè)可求得鍵的連接擠壓應(yīng)力=1

34、20MpaT=8.08NmL=20-5=15mmd=16mm鍵連接工作面的擠壓應(yīng)力故此鍵連接符合要求。 第九章 機(jī)架的設(shè)計(jì)機(jī)架、箱體或容器常用型鋼和鋼板焊接而成，與鑄件相比，優(yōu)點(diǎn)是重量輕、生產(chǎn)周期短、尤其適用于單間或小批量生產(chǎn)。焊接機(jī)架主要采用手工焊接。對(duì)于容器及薄板焊接，通常采用氣焊。板厚在2mm以下的翻邊焊縫，一般不用焊接填充料；對(duì)于較厚的板，則需通過焊條的熔化形成焊縫。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)機(jī)架，多采用電弧焊，這時(shí)鋼板的溝瀆應(yīng)大于2mm，接頭型式可以為對(duì)接、搭接或丁字接。設(shè)計(jì)焊接件時(shí)，應(yīng)注意所選材料的可焊性。鑄鐵的可焊性很差，在機(jī)架中如須采用鑄鐵件，一般應(yīng)該采用螺紋緊固件將其固定在機(jī)架上，而不采用直

35、接焊接的連接方式，采用結(jié)構(gòu)鋼的可焊性見參考文獻(xiàn)。焊條一般采用低碳鋼和低合金高強(qiáng)度鋼焊條。使用水溶性清洗機(jī)時(shí)，容器有時(shí)用不銹鋼制造，這時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用不銹鋼焊條。本文的整機(jī)的機(jī)架采用鋼板焊接而成，主要以2mm厚的鋼板為主，部分重要受力部位采用10mm厚鋼板焊接，機(jī)架總高為800mm，寬度為500mm，長(zhǎng)度為500mm。對(duì)機(jī)架長(zhǎng)與寬的設(shè)計(jì)，通過對(duì)清洗軸承的外徑大小260mm的考慮，我們初選長(zhǎng)和寬都為500mm。出于對(duì)清洗軸承的磨損考慮，我們采用軸承外圈支撐固定的方式，將軸承置于清洗槽內(nèi)的芯軸上，并用支腳頂住軸承外圈，然后蓋上清洗槽上的上蓋進(jìn)行清洗，電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器與輸入軸連接，清洗液通過噴管噴射到軸承

36、的內(nèi)、外座圈間進(jìn)行清洗。使用過的清洗液經(jīng)網(wǎng)孔隔板流到下部的沉淀槽中（同時(shí)對(duì)圓錐齒輪傳動(dòng)進(jìn)行潤(rùn)滑），沉淀槽中的隔板用以保證清洗液與沉淀物分離。沉淀物通過槽底閥門放出，而清洗液則通過過濾網(wǎng)由泵抽回到管路中重復(fù)使用。兩個(gè)圓錐齒輪被安裝在于機(jī)架聯(lián)接的一個(gè)單獨(dú)支板（用10mm厚鋼板焊接而成）上，這就可將圓錐齒輪傳動(dòng)作為一個(gè)獨(dú)立部件在機(jī)架之外先行裝配調(diào)整，然后再將支板（連同圓錐齒輪傳動(dòng)）安裝到機(jī)架內(nèi)部水平隔板的橫梁上。我們選擇圓錐滾子軸承采用脂潤(rùn)滑的方式，材料是鈣基潤(rùn)滑脂。錐齒輪通過沿輸出軸留下來的清洗油直接潤(rùn)滑。箱體放油處采用的是外六角螺塞和皮封油圈進(jìn)行密封。 總結(jié) 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我明白了兩個(gè)問題

37、：一是理論聯(lián)系實(shí)際的重要性；二是如何更好的將所學(xué)的各門功課融會(huì)貫通。在平常的學(xué)習(xí)中，我們一直是注重于理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，卻忽視了理論在實(shí)際中的應(yīng)用。如何利用所學(xué)的知識(shí)去解決機(jī)械設(shè)計(jì)中遇到的各種問題，才是學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。在此次課程設(shè)計(jì)的過程中，我一直都處于一種很迷茫的狀態(tài)，不知道該如何去設(shè)計(jì)這個(gè)滾動(dòng)軸承清洗裝置。雖然平常學(xué)習(xí)了很多理論知識(shí)，但到了關(guān)鍵時(shí)候卻起不到任何的幫助。不是不懂理論，而是不知道該如何下手。通過老師的不斷對(duì)設(shè)計(jì)步驟與方法的講解，讓我們一步一步走過迷霧，看清楚了滾動(dòng)軸承清洗機(jī)裝置設(shè)計(jì)的一條思路。首先，根據(jù)機(jī)械原理確定裝置的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，再依據(jù)清洗軸承所需的力，運(yùn)用理論力學(xué)的知識(shí)計(jì)算出電機(jī)所需要的基本功率，通過基本功率在手冊(cè)上選定合適的電動(dòng)機(jī)；選完電動(dòng)機(jī)后就可以利用機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)設(shè)計(jì)裝置的傳動(dòng)比，以及裝置各級(jí)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)。有了裝置的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，就可以利用材料力學(xué)的知識(shí)計(jì)算傳動(dòng)軸的最小直徑，為傳動(dòng)軸選擇材料及加工工藝了。設(shè)計(jì)出了滿足裝置的要求的軸后，根據(jù)需要的傳動(dòng)比，就可以通過力學(xué)的知識(shí)計(jì)算出齒輪的各各參數(shù)，就要考慮軸上齒輪及軸承的計(jì)算問題了，通過軸的受力分析擬選出符合要求的軸承，并校核軸承的壽命。關(guān)于軸承的壽命校核計(jì)算尤為重要。因?yàn)檩S承是支持機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的重要零件，如果壽命達(dá)不到要求，整個(gè)裝置的壽命都會(huì)降低，直接影響設(shè)計(jì)裝置的質(zhì)量。關(guān)于軸的校