注漿機(jī)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(畢業(yè)設(shè)計(jì))

1、湖北民族學(xué)院理學(xué)院 機(jī)械電子工程 專業(yè)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題 目 注漿機(jī)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 人 （簽名）設(shè)計(jì)說明書 頁附 圖 張附 表 張圖 紙 張教 學(xué) 團(tuán) 隊(duì) 名 稱機(jī)械電子工程 教 學(xué) 團(tuán) 隊(duì)負(fù)責(zé)人 （簽名）設(shè) 計(jì) 指 導(dǎo) 教 師 （簽名） （簽名）評(píng) 閱 人（簽名） 2013年5月 31 日作者聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全了解有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。同意省級(jí)優(yōu)秀學(xué)位

2、論文評(píng)選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文通過影印、縮印、掃描等方式進(jìn)行保存、摘編或匯編；同意本論文被編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索和查閱。本學(xué)位論文內(nèi)容不涉及國家機(jī)密。論文題目：注漿機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)作者單位：湖北民族學(xué)院理學(xué)院作者簽名： 年 月 日27目錄摘 要16abstract171引言182注漿原理及設(shè)計(jì)參數(shù)182.1 注漿泵原理182.2設(shè)計(jì)參數(shù)193注漿機(jī)傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖擬定194注漿機(jī)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)204.1注漿機(jī)柱塞缸大小的確定204.2注漿泵柱塞桿運(yùn)動(dòng)速度大小的確定204.3計(jì)算曲軸的轉(zhuǎn)速和確定總傳動(dòng)比分配214.4計(jì)算曲軸的功率215減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)225.1減速結(jié)構(gòu)整體布局的設(shè)計(jì)225.2電動(dòng)機(jī)的選擇

3、225.3確定分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比分配235.4計(jì)算傳動(dòng)裝置直軸的動(dòng)力和轉(zhuǎn)速參數(shù)計(jì)算235.5齒輪的設(shè)計(jì)245.6設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)255.6.1設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)參數(shù)255.6.2皮帶輪的設(shè)計(jì)275.7.傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)285.7.1 輸入直軸的設(shè)計(jì)285.7.2曲軸設(shè)計(jì)計(jì)算336 注漿機(jī)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)組裝圖347 結(jié)束語36致 謝37參考文獻(xiàn)38附 錄39注漿機(jī)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘 要注漿機(jī)主要由注漿缸、柱塞缸、動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成，傳動(dòng)部分將所需的力傳遞到柱塞泵活塞，使柱塞泵活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)注漿缸對(duì)物料吸入和輸出。課題主要對(duì)注漿機(jī)的傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。根據(jù)注漿機(jī)的注漿性能指標(biāo)，計(jì)算出柱塞活塞的往

4、復(fù)運(yùn)動(dòng)速度，得出柱塞在單位時(shí)間內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率。根據(jù)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率和推力選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比。最后確定傳動(dòng)裝置的零件的尺寸，使傳動(dòng)裝置的工作能力滿足注漿機(jī)工程的需求。關(guān)鍵詞：注漿機(jī)，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)design of transmission mechanism of grouting machineabstractgrouting machine is mainly composed of grouting cylinder, piston cylinder, a power transmission mechanism is composed of three parts

5、, transmission parts will be required to transfer to the piston pump, the piston reciprocating plunger pump to achieve grouting cylinder on the material suction and discharge. the design and analysis, calculation, main subject of grouting machine transmission device structure, according to the grout

6、ing performance grouting machine, analyzed and calculated the reciprocating motion speed plunger piston, and then calculated the punching plunger, the plunger stroke and thrust according to the motor selection, allocation of the total transmission ratio and transmission ratio is calculated by this,

7、at the end of the transmission structure parts design and analysis in order to meet the needs of the construction project.key words： transmission mechanism, grouting machine, design1引言 注漿機(jī)簡(jiǎn)介：注漿機(jī)用途較廣的一種施工設(shè)備。在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的建筑施工中，經(jīng)常用于預(yù)預(yù)應(yīng)力孔道注漿. 適用于礦井、隧道、水利、地鐵、建筑、橋梁等。注漿機(jī)傳動(dòng)裝置作用：注漿機(jī)傳動(dòng)裝置把動(dòng)力裝置的動(dòng)力傳遞給工作機(jī)構(gòu)等的中間設(shè)備。傳動(dòng)系統(tǒng)

8、的基本功用是將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力傳給注漿泵的活塞產(chǎn)生動(dòng)力，使注漿泵柱塞達(dá)到所需要的沖次滿足工程的需求，傳動(dòng)裝置在整個(gè)注漿機(jī)中其重要的作用。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展，建筑市場(chǎng)呈現(xiàn)出前所未有的景象。國內(nèi)大力興建房建產(chǎn)業(yè)、交通橋梁工程和高速高鐵公路，作為建筑工程中重要機(jī)械設(shè)備的需求量不斷增多，有力地拉動(dòng)注漿泵的市場(chǎng)需求。1802年由法國人用木制沖擊泵注入勃土和石灰漿液加固地層，被稱為注漿的開始。1862年英國研制發(fā)明硅酸鹽水泥后，注漿材料發(fā)展以水泥漿液為主。1880 -1905年，美國人又相繼研制了壓縮空氣和類似目前的壓力注漿泵等注漿設(shè)備，對(duì)注漿材料的配方、注漿泵和注漿工藝做了不少改進(jìn)，為現(xiàn)在巖層注

9、漿技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。1884年化學(xué)漿液在印度問世，并用于建橋固砂工程。從化學(xué)注漿開始到20世紀(jì)40年代，注漿材料主要是以水玻璃為主，且在歐美各國廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)40年代后，注漿技術(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)入一個(gè)鼎盛時(shí)期，各種水泥漿材和化學(xué)漿材相繼問世，尤其是60年代以來，有機(jī)高分子化學(xué)漿材得到迅速的發(fā)展，各國大力發(fā)展和研制化學(xué)注漿材料及其注漿技術(shù)。隨著注漿材料的飛速發(fā)展，注漿工藝和注漿設(shè)備也得到巨大發(fā)展，注漿技術(shù)應(yīng)用工程規(guī)模越來越廣，幾乎涉及到所有的巖土和土木工程領(lǐng)域【1】。本課題主要根據(jù)注漿機(jī)的注漿性能指標(biāo)為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，通過柱塞缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度來決定注漿機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功率轉(zhuǎn)速和最大輸出推力。如圖2-1所示

10、，當(dāng)活塞往右移動(dòng)的時(shí)候，注漿缸內(nèi)的壓力小于大氣壓力，物料從進(jìn)料口進(jìn)入注漿缸，出料口關(guān)閉，當(dāng)物料壓入一定量的時(shí)候，活塞開始往左移動(dòng)，注漿缸內(nèi)的壓力大于外界壓力，進(jìn)料口關(guān)閉出料口打開，物料從出料口輸出。注漿機(jī)的排出流量速度大小取決于活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度，注漿機(jī)的輸出壓力由活塞的推力大小決定的。為了實(shí)現(xiàn)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，主要有三種傳動(dòng)形式，液壓傳動(dòng)，氣壓傳動(dòng)，電動(dòng)傳動(dòng)。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)就是高度的穩(wěn)定和用戶可應(yīng)用的恒定的推力，達(dá)到一樣的的推力液動(dòng)執(zhí)行器造價(jià)要比電動(dòng)高很多。因此本設(shè)計(jì)選擇電動(dòng)傳動(dòng)，并對(duì)傳動(dòng)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。2注漿原理及設(shè)計(jì)參數(shù)2.1 注漿泵原理物料從進(jìn)料口吸入，活塞右移移吸入物料，此時(shí)出料口

11、是關(guān)閉的。物料落入一定量后，進(jìn)料口關(guān)閉，出料口打開，活塞左移，物料從出料口泵出。為了實(shí)現(xiàn)這一功能，選擇電動(dòng)傳動(dòng)，傳動(dòng)原理如2-1所示，曲軸6連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸切向力推動(dòng)連桿5往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)活塞桿4的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖2-1 注漿機(jī)原理圖 2.2設(shè)計(jì)參數(shù)表2-1 注漿機(jī)的給出的主要技術(shù)性能注漿機(jī)輸送量（m3/h）4.2注漿機(jī)輸出壓力（mpa）1.04柱塞的最大推力（kn）6.05電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)度（r/min）1440輸出口內(nèi)徑（mm）383注漿機(jī)傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖擬定根據(jù)注漿機(jī)的原理和一般齒輪減速器原理，初步擬定注漿機(jī)的傳動(dòng)裝置見圖。電動(dòng)機(jī)6轉(zhuǎn)動(dòng)，通過皮帶輪5、6，齒輪10、11減速將電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞至曲軸4，

12、提供所需的動(dòng)力再通過連桿、活塞使柱塞產(chǎn)生所需往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度, 方案簡(jiǎn)圖如圖2-2所示。1.輸出口 2.注漿泵體 3.活塞 4.曲軸 5、6. 皮帶輪 7.輸出球閥 8.輸入球閥 9.輸入口 10、11.齒輪 12.輸入軸 13.電動(dòng)機(jī) 圖3-1 注漿機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖4注漿機(jī)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1注漿機(jī)柱塞缸大小的確定根據(jù)注漿泵所給的性能指標(biāo)可知輸出壓力為1.04mpa，最大推力為6.05kn。首先計(jì)算輸出口的出漿速度a2 (4-1) (4-2)聯(lián)立以上兩個(gè)式子，得柱塞缸的半徑為4.2注漿泵柱塞桿運(yùn)動(dòng)速度大小的確定要確定曲軸的轉(zhuǎn)速，必須先計(jì)算出活塞的速度，從而結(jié)合曲軸的轉(zhuǎn)速確定活塞的沖次。柱塞桿的速度

13、也就是柱塞缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)流體的平均速度v2。根據(jù)流體力學(xué)流體的連續(xù)性公式【2】 (3-3)其中流體的密度，a1,a2分別是輸出口和柱塞缸的截面面積，v1,v2分別是輸出口流體的平均速度和柱塞缸內(nèi)流體的平均速度。輸出口漿體的平均速度為 (4-4)其中q是泵的流量已知出口的直徑，計(jì)算輸出口的面積 (4-5)只有柱塞左移動(dòng)的時(shí)候才壓出漿體，而根據(jù)注漿泵的參數(shù)指標(biāo)是4.2，假設(shè)流體不間斷流出，流量 (4-6)將數(shù)據(jù)代入公式3-33-5，聯(lián)立計(jì)算得出柱塞桿的運(yùn)動(dòng)速度為v2=0.413m/s 4.3計(jì)算曲軸的轉(zhuǎn)速和確定總傳動(dòng)比分配曲軸轉(zhuǎn)一圈活塞在行程上進(jìn)退一次所以得時(shí)間相等，活塞的速度由以上得出v2=0.413

14、m/s，初步假設(shè)曲軸圓半徑為40mm。曲軸轉(zhuǎn)一圈所走的路程為 (4-7)計(jì)算得出曲軸的轉(zhuǎn)速n計(jì)算減速器的總傳動(dòng)比i4.4計(jì)算曲軸的功率為了使曲軸的切向力使用效率高，初步假設(shè)連桿的長度為210mm已知活塞的最大推力，求曲軸的最大切向力圖4-2 曲軸最大切向力的分解圖連桿長度為210mm，曲軸圓半徑為40mm，f2為活塞桿推力的反作用力，大小等于活塞的最大推力6.05kn最大切向力 (4-8) 代入數(shù)據(jù)求得f1=6.164kn曲軸的功率為p2 (4-9)將數(shù)據(jù)代入得解得p2=4kw5減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1440r/min和4.3節(jié)可知，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要以減速的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。5.1減速結(jié)構(gòu)

15、整體布局的設(shè)計(jì) 圖5-1 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖5.2電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)所需工作功率為： , 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的曲軸轉(zhuǎn)速為n155r/min，經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，v帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i24，一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i36，則總傳動(dòng)比合理范圍為i624，本設(shè)計(jì)的總傳動(dòng)比為9，符合查表的要求，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為ni×n（624）×1559303720r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為y112m4的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為pd=5.5kw，滿載轉(zhuǎn)速1440 r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。5.3確定分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比

16、分配分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比式中分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。為使v帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過大，初步取3，則減速器傳動(dòng)比為9/335.4計(jì)算傳動(dòng)裝置直軸的動(dòng)力和轉(zhuǎn)速參數(shù)計(jì)算（1）求直軸軸的軸轉(zhuǎn)速  （2）各軸輸入功率×5.5×0.965.39kw   （3）各軸的輸出功率  （4）求各軸輸入轉(zhuǎn)矩 =×× n·m 電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩=9.55 =9550×5.5/1440=36480n·m 所以: ×× =3648×3×0.96=1050

17、50 n·m ×××=105050×3×0.982×0.95=287540 n·m（5）求各軸輸出轉(zhuǎn)矩 ×0.98=102950 n·m ×0.982=276150 n·m（6）轉(zhuǎn)速和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果如下表軸名功率p(kw)轉(zhuǎn)矩t (nm)轉(zhuǎn)速n(r/min)輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸5.53648014401軸5.395.21050501029504802軸4.924.23287540276150160表5-1減速結(jié)構(gòu)各部分的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5.5齒輪的設(shè)計(jì)(1) 齒輪材料及精度的

18、選擇見機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-1 材料：小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪 179- 286hbshliml=580mpa，fliml=440mpa 取小齒齒數(shù)=20大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為大齒輪 158-240hbs，hlim2=380mpa，flim2=310mpa z=i×z=3×20=60 取z=60. 齒輪精度按gb/t100951998，選擇7級(jí)。 (2) 初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （5-1）確定各參數(shù)的值:試選=1.5查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)p203 選取區(qū)域系數(shù) z=2.5 由表13-5，取sh=1.1，sf=1.25，則有查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-2

19、得： =189.8mpa 表13-6得:齒寬系數(shù) =1t1=95.5×10×=95.5×10×5.39/480 （5-2）=107238n.m(3) 設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算小齒輪的分度圓直徑d =計(jì)算圓周速度對(duì)照表13-2，可知選用7級(jí)精度是合適的計(jì)算齒寬b和模數(shù)計(jì)算齒寬b b=93.27mm計(jì)算摸數(shù)m；查表8-2取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=5計(jì)算齒輪系數(shù)我國規(guī)定的齒高系數(shù)和頂系系數(shù)的標(biāo)注值為：正常齒制，壓力角=20°齒頂高齒根高齒頂圓直徑齒輪實(shí)際分度圓直徑齒距齒寬齒輪內(nèi)徑寬度l=(1.2-1.5)d大齒輪分度圓直徑中心距齒數(shù)(4) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)

20、公式 （5-3）式中，齒輪系數(shù)；應(yīng)力修正系數(shù)； 代入公式 故滿足齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度5.6設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)5.6.1設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)參數(shù) (1)確定設(shè)計(jì)功率pc由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表15-7查得ka=1.1故pc=kap=1.1×5.5=6.0 (2) 選擇v帶型號(hào)根據(jù)pc=6.05kw，n1=1440rmin，n2=480rmin，由圖15-11初步選用a型帶。 (3) 選取帶輪直徑d1和d2由表15-8取d1=80mm, =0.02 則 由表15-8取d2=236mm (4) 驗(yàn)算帶速v 帶速在5-25m/s范圍內(nèi)是合適的 (5) 確定v帶基準(zhǔn)長度ld和中心距a 初步選定中心距a0=450mm，符

21、合0.7（d1+d2）a02（d1+d2）有公式 （5-4） 1467mm查表15-2，對(duì)z型帶選用基準(zhǔn)長度ld=1600mm，再由公式計(jì)算世紀(jì)中心距 符合題意(6) 驗(yàn)算小皮帶輪的包角1 完全符合題意(7) 確定v帶輪的根數(shù)z （5-5） 又d1=80mm，n1=1400r/min，查表15-4，由線性插法得 p0=0.35kw 傳動(dòng)比 查表15-5得 查表15-6得ka=0.96 查表15-2得kl=1.14 2.9取3根綜合上述計(jì)算得出帶輪主要參數(shù)，如表5-2所示小輪直徑d1（mm）大輪直徑d2（mm）中心距a（mm）基準(zhǔn)長度ld （mm）帶的根數(shù)z8023654616003表5-2 帶

22、輪主要參數(shù)表5.6.2皮帶輪的設(shè)計(jì)(1)小皮帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料選擇常用灰鑄鐵，鋼，鋁合金或工程塑料等?；诣T鐵用最多，v30m/s時(shí)用ht200，v2545m/s，則用孕育鑄鐵或鑄鋼，也可用鋼板沖壓-焊接?！?】由5.5.1知皮帶輪的轉(zhuǎn)速6m/s，則選用材料選用ht200。小皮帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小皮帶輪的基準(zhǔn)直徑比較小使用實(shí)心結(jié)構(gòu)，已知d=80mm從上面分析得知選用a型皮帶，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-5知，e=15mm，f=13mm，bd=11mm=34°，hf=8.7mm,=6mm，=2.75mm （其中z為帶根數(shù)） 所選電動(dòng)機(jī)的軸頭直徑為28mm，則大皮帶輪的內(nèi)徑為28mm，與軸過盈配合安裝。

23、小皮帶輪結(jié)構(gòu)圖如5-2所示圖5-2 小皮帶輪結(jié)構(gòu)圖(2)大皮帶輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 由5.6.1（1）知材料選用ht200 已知d=236mm， 中等直徑帶輪皮帶輪采用腹板式結(jié)構(gòu)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表7-7，選用六孔板輪。從上面分析得知選用a型皮帶，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-5知，e=15mm，f=13mm，bd=11mm,=34°，hf=8.7mm,=6mm，=2.75mm （其中z為帶根數(shù)） mm輸入軸的軸頭直徑為28mm（查看4.7.1直軸設(shè)計(jì)），則大皮帶輪的內(nèi)徑ds為28mm。mm,在此范圍內(nèi)為了剛度達(dá)到最強(qiáng)，選取70mm。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表7-7得s=16mm =24mm =24mm =53.

24、2mm mm =241.5-2(8.7+6)=208.1mm 大皮帶輪結(jié)構(gòu)圖如4-3所示 圖5-3大皮帶輪結(jié)構(gòu)圖5.7.傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)5.7.1. 輸入直軸的設(shè)計(jì)(1)選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力該軸無特殊要求，選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，3由表16-1查得，查表16-4，由插值法得。(2)確定輸入軸的最小直徑d按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算出輸入軸的最小直徑，查表16-5取c=110輸入軸的功率 ×5.5×0.965.39kw 軸的轉(zhuǎn)速 n=480r/min d1c=26.2mm考慮軸上有鍵糟固將軸的直徑增大5，則d=26.2（1+5）=27.5mm取最小直徑為28mm，由此可以算出皮帶輪厚度l1

25、=56mm(3)輸入軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)一方面按比例繪制軸系草圖，一方面考慮軸上零件的安定位和固定方式，逐步定出各部分的結(jié)構(gòu)和尺寸 確定軸上零件的位置及軸上零件的固定方式軸做成階梯形，左端裝入滾動(dòng)軸承、左端軸承蓋、皮帶輪，右端依次裝入齒輪、套筒、軸承、右端軸承蓋。齒輪采用軸環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位與固定，采用a型平鍵實(shí)現(xiàn)軸向固定。右端滾動(dòng)軸承采用套筒和和軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位，左端滾動(dòng)軸承采用軸肩和軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位起軸向定位采用過盈配合。 確定軸各段直徑如圖4-3所示，d1=28mm 。軸端1、2之間的軸肩是皮帶輪的定位軸肩，其高h(yuǎn)應(yīng)該保證定位可靠，取h=1mm 則d2=30mm 。軸段2和7均

26、為軸承軸頸部分，選擇滾動(dòng)軸承的型號(hào)為6406，其內(nèi)徑為30mm，則d2=d7=30mm。2、3軸段之間的軸肩是滾動(dòng)和軸承的定位面，其應(yīng)低于滾動(dòng)軸承內(nèi)圈的高度，有軸承型號(hào)6406查得知內(nèi)圈的高度，則可確定軸段3的直徑d3=d7=35mm。4軸段的兩肩為軸段5齒輪的定位軸肩d4=40mm，為了便于加工d6=32mm。確定軸的各段長度通過查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知bl（1.2 1.5）d 得l=35×1.5=52.5mm，所以輪轂寬度為52.5mm，則取l5=52.5-2=51mm。有標(biāo)準(zhǔn)軸6403查得軸承寬為23mm，則l2=46mm。軸段6安裝套筒為l6=35mm、軸承6403為23mm，則l7

27、=20mm。軸環(huán)為10mm，則l4=10mm,l3=369-l1-l2-l3-l4-l5=152mm。為了便于加工，兩鍵槽布置在同一加工軸線上，如與軸承配合的軸段需進(jìn)行磨銷加工，則軸肩處應(yīng)先切制出砂輪進(jìn)程槽，如圖5-3所示。圖5-3 輸入軸簡(jiǎn)圖(4)按扭矩合成校核軸的強(qiáng)度繪制軸的受力簡(jiǎn)圖如圖5-3所示計(jì)算軸的受力扭矩： 圓周力 徑向力 軸向力水平支反力作水平彎矩nmm 繪制水平面的受力簡(jiǎn)圖如圖（c）所示，水平彎矩如圖（d）所示。直支反力作垂直彎矩解得fam=588nfy=0，fav+fbv-fr=0 解得fbv=1256n 截面c左彎矩 mvmv=favla=372214 n·mm

28、截面c右彎矩 mvimvi=fbvlb=109331 n·mm繪制垂直面的受力簡(jiǎn)圖如圖（e）所示， 垂直彎矩如圖（f）所示。截面c左邊的合成彎矩mm=454827n·mm截面c右邊的合成彎矩m1=361914 n·mm繪制合成彎矩圖如圖（g）所示扭矩tn·m繪制扭矩圖如圖（h）所示 校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度有以彎矩圖可知c截面為危險(xiǎn)截面此處可將軸的扭矩視為脈動(dòng)循環(huán)，取=0.6mce=552176n·mm進(jìn)行承受彎矩最大的截面（即c的強(qiáng)度） 圖5-4輸入軸受力簡(jiǎn)圖繪制合成彎矩圖如圖（g）所示扭矩tn·m繪制扭矩圖如圖（h）所示 校核危險(xiǎn)截面的

29、強(qiáng)度有以彎矩圖可知c截面為危險(xiǎn)截面此處可將軸的扭矩視為脈動(dòng)循環(huán)，取=0.6mce=552176n·mm進(jìn)行承受彎矩最大的截面（即c的強(qiáng)度）c截面滿足強(qiáng)度要求 輸入軸的工程圖如附錄一5.7.2.曲軸設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 主軸頸和曲柄銷尺寸計(jì)算曲柄銷是曲軸最重要的摩擦帶，它的設(shè)計(jì)直接影響了機(jī)械工作的的工作可靠性、外形尺寸及維修。曲軸的直徑越大，曲軸的剛度也越大，但軸頸直徑過大會(huì)引起表面圓周速度增大，導(dǎo)致摩擦損失和機(jī)油溫度的增高。9設(shè)曲軸銷的直徑為d2，主軸頸的直徑為d1。參考柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)（上）表9-1可知：柴油機(jī)主軸頸直徑與氣缸直徑之比的比度，值范圍為0.500.60，且d=85mm,則d1

30、=42.551mm，為了增加曲軸的剛度取d1=50mm主軸頸長度與氣缸直徑之比=0.550.70，即=46.659.5mm。曲柄銷直徑與氣缸直徑之比=0.500.60，即d2=42.551mm,取d2=45mm。曲柄銷長度與氣缸直徑之比=0.550.65,即=46.655.3mm,取=50.0mm。(2) 曲柄臂尺寸計(jì)算曲柄臂在曲柄平面內(nèi)的抗彎曲剛度和強(qiáng)度都較差，往往因受交變彎曲應(yīng)力而引起斷裂。因此曲柄臂是整體曲軸上最薄弱的環(huán)節(jié)，特別是與齒輪相近的曲柄臂。本設(shè)計(jì)是參考柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)（上）表9-1得知：曲柄臂厚度與氣缸直徑d之比=0.60.7，即=5159.5mm，取=59.0mm.曲柄臂寬度與

31、氣缸直徑d之比=0.91.3，即=78.5.8110.5mm，取=110.0mm。(3) 兩軸頭的直徑設(shè)計(jì)與曲軸銷的直徑相等d3=45mm(4) 曲軸圓角曲軸主軸頸和曲柄臂連接的圓角稱為主軸頸圓角，曲柄銷和曲柄臂連接的圓角稱為曲柄銷圓角。為了杜絕車削后裂紋的產(chǎn)生，就要在圓角應(yīng)力集中的地方做成圓弧過渡，以此來分散應(yīng)力減小應(yīng)力集中，提高疲勞強(qiáng)度，其半徑的增大與其表面光潔程度的提高，是增加曲軸疲勞強(qiáng)度的有效措施。參考柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)（上）可知：0.045，即3.8mm。故取曲軸圓角半徑=4.00mm。(5) 確定曲軸的主要尺寸 根據(jù)以上曲軸各部分尺寸的計(jì)算和輸入軸的長度，綜合確定曲軸各段的尺寸。如圖4

32、-4所示，從左到右依次為一、二、三、四、五、六段，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)軸頭直徑為45mm，則選擇軸承的內(nèi)徑45mm，選代號(hào)為6309軸承，軸承寬度為25mm，第一段長度l1=26mm，第六段也是用同樣型號(hào)的軸承，為了支撐第五段的齒輪選長度為20mm軸套，即l6=46mm；齒輪與輸入軸的齒輪厚度相等，l5=59，為了與輸入軸安裝位置相應(yīng)，則兩軸在軸箱內(nèi)長度相等234mm，而曲軸銷的長度l3=50mm已經(jīng)確定，考慮到曲軸運(yùn)動(dòng)平衡，兩軸臂的長度相同，l2=l4=（234-50-59）2=63mm。圖5-4 曲軸簡(jiǎn)圖6 注漿機(jī)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)組裝圖在繪制組裝圖之前，先將繪制的零件圖分別寫塊存入一個(gè)文件夾中，然后在cad的文件中新建一張圖紙，在新建圖紙中插入之前保存的零件塊，將各個(gè)零件圖組裝在一起，最后分解零件塊，把視圖看不到的部分用delete命令刪除掉，將所需要看到隱蔽的部分用部分剖將其剖出得到的組裝圖，如圖6-1所示。圖6-1注漿機(jī)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)組裝圖7 結(jié)束語經(jīng)過一個(gè)多月的努力，注漿機(jī)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)終于告一段落了, 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，一個(gè)難題接一個(gè)難題接踵而來，但都在老師和同學(xué)的幫助下,經(jīng)過不斷查閱資料不斷修改,最終都順利解決了，在設(shè)計(jì)過程中我體會(huì)到：