箱式電爐進(jìn)出料機(jī)說明書最終

1、. . . . 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 箱式電爐進(jìn)出料機(jī)設(shè)計(jì) 45 / 57太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng) 信 承 諾 書本人重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）箱式電爐進(jìn)出料機(jī)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，表示致的容外，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)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械96 學(xué) 號(hào)：0923257 2013年 5 月 25日太湖學(xué)院信 機(jī)系 機(jī)械工程與自動(dòng)化 專業(yè)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書一、題目與專題：1、題目箱式電爐進(jìn)出料機(jī)設(shè)計(jì)2、專題二、課題來(lái)源與選題依據(jù) RJX759T和RX959型箱

2、式電爐是熱處理行業(yè)常用的加熱設(shè)備，但由于爐膛深、裝料困難，目前多采用簡(jiǎn)易輔助設(shè)備裝料或直接把工件扔入爐膛，工人勞動(dòng)條件差、工件極易碰撞爐襯，爐襯使用壽命大多不足一年；此外，因裝料時(shí)間長(zhǎng)，電能損耗很大。為此，某企業(yè)擬開發(fā)適用的箱式電爐進(jìn)出料機(jī)，因此選定箱式電爐進(jìn)出料機(jī)設(shè)計(jì)這一工廠實(shí)際課題為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。 設(shè)計(jì)原始參數(shù)為： 工作方向：推拉雙向工作； 最大推料行程：2.2m； 推拉料速度：140mm/s； 最大行走距離：2m； 行走速度：150mm/s； 最高適用爐溫：950一次最大裝料量：1200Kg； 電源：380V50Hz。三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：1.完成滿足生產(chǎn)需要的進(jìn)出料

3、機(jī)總體設(shè)計(jì)和主要零部件設(shè)計(jì)（折合零號(hào)圖3以上）、編制設(shè)計(jì)說明書一份。2.完成英文翻譯資料一份。四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械96班 煒五、開始與完成日期：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）：指導(dǎo)教師簽名簽名簽名教研室主任學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)簽名系主任 簽名2012年11月12日摘 要 75kW和95kW箱式電爐是熱處理專業(yè)廠與一般中型機(jī)械廠目前最常使用的熱處理加熱設(shè)備。過去傳統(tǒng)的裝出爐方法都是操作，采用手工將工件送入爐膛熱處理后再由爐取出。由于箱式電爐爐膛深，且工件只能在水平方向進(jìn)出爐門，小工件隨手甩進(jìn)，大工件抬至路口用撬棒等推入爐門，勞動(dòng)強(qiáng)度很大。為此，

4、我們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)前提出了有關(guān)該課題的設(shè)計(jì)，該機(jī)使用于批量生產(chǎn)的機(jī)械零件熱處理加熱時(shí)的進(jìn)出料，特別適用于RJX-75-9和RJX-95-9型等爐膛較深的箱式電爐加熱大件時(shí)的進(jìn)出料，也可用于爐膛尺寸與上述箱式電爐相近的燃料爐。經(jīng)系列化后也可用于其他型號(hào)的箱式爐。箱式電爐進(jìn)出料機(jī)的整機(jī)外形為一密封型小車，由電器控制系統(tǒng)、行走動(dòng)力系統(tǒng)、推拉傳動(dòng)系統(tǒng)、推拉機(jī)構(gòu)、機(jī)架、電磁止退系統(tǒng)等部分組成，此外還配有配套件地面導(dǎo)軌、爐導(dǎo)軌與燃料等。其中電器控制部件全部裝在小車體，僅有控制按鈕盒在體外作遠(yuǎn)距離控制之用。關(guān)鍵詞：箱式電爐；進(jìn)出料機(jī)；推拉機(jī)構(gòu)ABSTRACT75 and 95 dyadic kw box ele

5、ctric furnaces are that the heat treatment that the heat treatment special field factory and in general medium-sized machinery works use at present most often processes equipment. That tradition dress going over puts up stove method all is to adopt manual operation , the inner takes out again from t

6、he stove after sending workpiece in furnace chamber heat treatment. The electric furnace furnace chamber is deep since the box is dyadic , workpiece can only pass in and out of a furnace gate in level direction and , minor workpiece is flung handily moving forward, big workpiece raise till the cross

7、ing uses crowbar to wait to push entering a furnace gate, labor intensity is very big. For this purpose, we have brought forward design about that problem in graduation practice prelude , the turnover that machine uses when heat treatment heats in the machinery parts mass-producing has expected that

8、 , the turnover applying to electric furnaces of furnace chamber more dyadic than deep box such as RJX-75-9 and RJX-95-9 type specially when heating durable household appliances has expected that, also may be used for close to above-mentioned dyadic box electric furnace furnace chamber dimension fue

9、l stove. In the day after tomorrow the type box is also Yong Yu other dyadic as a result of being seriated stove. Dyadic box electric furnace turnover expects that the machine complete machine external form seals off the type handcart for one, driving force system , push-and-pull drive system , push

10、-and-pull organization , chassis , electromagnetism controlling system , going on foot from electrical equipment stop returning system waiting for part made up of, besides be qualified for have parts and auxiliary equipment floor slide way , stove inner slide way and fuel etc.All dress of electrical

11、 equipment function units among them experiences and observes an inner in the handcart , has the under the control of button box to control that in extracorporeal distant work distance using only.Keywords: Dyadic electric furnace of box; Machine passing in and out of material; Push-and-pull organiza

12、tion目 錄摘 要IIIABSTRACTIV目錄.V1 緒論12 設(shè)計(jì)方案的確定32.1 主要結(jié)構(gòu)132.2 工作過程32.3 主要性能指標(biāo)33 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算53.1 錐齒輪的設(shè)計(jì)1 2 3 4 5 7 953.2 錐齒輪軸的設(shè)計(jì)83.2.1 軸上零件的固定1 2 3 8 1283.2.2 花鍵的設(shè)計(jì)1 2 3 1293.2.3 軸承的選擇1 2 3 4 8 10 1293.2.4 軸的強(qiáng)度計(jì)算 2 3113.2.5 軸的剛度計(jì)算2 3133.3 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)133.3.1 軸上零件的固定11 14133.3.2 花鍵的校核4133.3.3 軸承的校核4133.3.4 軸的強(qiáng)度計(jì)算2

13、 3153.3.5 軸的剛度計(jì)算2 3173.4 減速箱箱體的設(shè)計(jì)12 15 16184 行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算194.1 對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析2 3194.2 輪軸和滾輪扭矩的計(jì)算2 3194.2.1 后輪軸的尺寸計(jì)算2 3194.2.2 后輪軸的強(qiáng)度計(jì)算2 3214.2.3 后輪軸座的選擇與軸承壽命的校核4244.2.4 前輪軸的尺寸計(jì)算2 3254.2.5 前輪軸的強(qiáng)度計(jì)算2 3264.2.6 前輪軸的選擇與軸承壽命的校核4304.3 減速機(jī)的輸出扭矩和輸出功率的計(jì)算2 3 4315 推拉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算325.1 鏈輪和鏈條的設(shè)計(jì)325.1.1 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)17 19325.1.2 鏈傳動(dòng)的

14、尺寸計(jì)算2 3 4325.2 中間長(zhǎng)軸的設(shè)計(jì)345.2.1 軸上零件的固定2 3 4 9 11345.2.2 花鍵的校核4345.2.3 軸承的選擇2 3 4345.2.4 軸的強(qiáng)度計(jì)算2 3355.2.5 軸的剛度計(jì)算2 3376 其他部件的校核386.1 連接鋼管的選擇1 7386.2 鋼管彎曲強(qiáng)度校核2 3 4386.3 螺栓校核2 3 4 8 9397 結(jié)論與展望407.1 結(jié)論40致 41參考文獻(xiàn)421緒論 畢業(yè)論文是大學(xué)里面的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，這是對(duì)我們大學(xué)四年學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們得以將大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的梳理。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是箱式電爐的自動(dòng)進(jìn)出料機(jī)械手，

15、通過工廠的實(shí)地考察發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在工廠由于箱式電爐爐膛深，且工件只能在水平方向進(jìn)出爐門，小工件隨手甩進(jìn)，大工件抬至路口用撬棒等推入爐門，勞動(dòng)強(qiáng)度很大。圖1.1為工人用簡(jiǎn)單工裝把小型工件送入箱式爐、圖1.2為工人的借助起重設(shè)備把大型工件送入箱式爐操作情況。圖1.1 把小型工件送入箱式爐圖1.2 把大型工件送入箱式爐 為此，我們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)前提出了有關(guān)該課題的設(shè)計(jì)，該機(jī)使用于批量生產(chǎn)的機(jī)械零件熱處理加熱時(shí)的進(jìn)出料，特別適用于RJX-75-9和RJX-95-9型等爐膛較深的箱式電爐加熱大件時(shí)的進(jìn)出料，也可用于爐膛尺寸與上述箱式電爐相近的燃料爐。經(jīng)系列化后也可用于其他型號(hào)的箱式爐。箱式電爐進(jìn)出料機(jī)的整機(jī)外形為一

16、密封型小車，由電器控制系統(tǒng)、行走動(dòng)力系統(tǒng)、推拉傳動(dòng)系統(tǒng)、推拉機(jī)構(gòu)、機(jī)架、電磁止退系統(tǒng)等部分組成，此外還配有配套件地面導(dǎo)軌、爐導(dǎo)軌與燃料等。其中電器控制部件全部裝在小車體，僅有控制按鈕盒在體外作遠(yuǎn)距離控制之用。2 設(shè)計(jì)方案的確定2.1 主要結(jié)構(gòu)1箱式電爐進(jìn)出料機(jī)械手的主要結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。它整機(jī)外型為一密封型小車，由電器控制系統(tǒng)、行走動(dòng)力系統(tǒng)、推拉傳動(dòng)系統(tǒng)、推拉機(jī)構(gòu)、機(jī)架、電磁止退系統(tǒng)六部分組成。此外還配有配套的地面鐵軌、爐導(dǎo)軌與燃料等。其中，電器控制組件全部裝在小車體，僅有控制按鈕盒在體外作遠(yuǎn)距離 控制之用。圖2.1 箱式電爐進(jìn)出料機(jī)械手的主要結(jié)構(gòu)2.2 工作過程將進(jìn)出料機(jī)械手平穩(wěn)地放在用混

17、凝土澆筑的地面鐵軌上，爐導(dǎo)軌安放在爐底板上，通過行走傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)，進(jìn)出料機(jī)械手在鐵軌上作前進(jìn)和后退運(yùn)動(dòng)，即可驅(qū)使遠(yuǎn)離爐門；裝料時(shí)，駛近爐門使機(jī)上導(dǎo)軌與爐導(dǎo)軌接攏，同時(shí)，電磁止退系統(tǒng)動(dòng)作，止退鉤鉤住爐體，防止向爐膛推送料板時(shí)機(jī)體的后移；通過推拉傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)，推料頭可預(yù)先裝好工件的料板推進(jìn)爐膛；出料時(shí)，則由拉料鉤從爐膛拉出料板與已加工完成的工件，到位后拉料鉤自動(dòng)彈出，用其中設(shè)備掉走料板和工件，經(jīng)兩次推拉聊過程即可完成一個(gè)裝料周期。2.3 主要性能指標(biāo)工作方向：雙向推拉；最大推拉料行程：2.2m；推拉料速度：145mm/s；最大行走距離：2m；行走速度：150mm/s；一次最大裝料量：1200kg；

18、最高適合爐溫：950oC；消耗功率：1.3kW，其中行走電機(jī)0.55kW，推拉電機(jī)0.75kW；外形尺寸：1816×890×880mm；整體重量：500kg。3傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1 錐齒輪的設(shè)計(jì)1 2 3 4 5 7 9 根據(jù)出料機(jī)傳動(dòng)的工作要求，采用漸開線直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)兩相交軸之間的傳動(dòng)。直齒錐齒輪加工國(guó)威刨齒，不宜采用硬齒面。兩齒輪均選用45#鋼，硬度為217-255HB。計(jì)算步驟如下：表3-1 錐齒輪的設(shè)計(jì)與校驗(yàn) 計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算容計(jì)算結(jié)果齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算使用壽命KA動(dòng)載系數(shù)KV齒間載荷分配系數(shù)KHa 齒間載荷分布系數(shù)載荷系數(shù)K轉(zhuǎn)矩 T0彈性系數(shù)節(jié)點(diǎn)區(qū)域

19、系數(shù)取Z1=19, Z2=34估計(jì)VA=4m/s,表12-6由表12-9由表12-10，估計(jì)<100N/mmcos1=0.87cos2=0.4856Zv1=21.84Zv2=70KHa=由表12-20與注3，取K=1.65K=KA=KV=KHa=KT0 = 9550×()=259972N·mm=189.8=2.5Z1=19, Z2=34選8級(jí)精度KA=1.0KV=1.17=0.878KHa=1.297=1.65K=2.5T0=259972N·mm=189.8=2.5續(xù)表3-1計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算容計(jì)算結(jié)果接觸疲勞極限Hlim接觸最小安全系數(shù)Hlim接觸壽命系數(shù)ZN許

20、用接觸應(yīng)力H小輪大端分度圓直徑d1驗(yàn)算圓周運(yùn)動(dòng)與確定主要尺寸大端模數(shù)m實(shí)際大端分度圓直徑d錐距R齒寬b由表12-14由題意得取=0.3=(1-0.5) d1（與估計(jì)值接近 ）由表12.3，取m=4mmR=23.37mmHlim1=900MPaHlim2=900MPaSHlim=1.00=1.0=1650 MPa=1650 MPa=0.3d1 79.32mmdm1=67.43mm取m=4mmd1=76mmd2=136mmR=77.8975mmb=23.23.37mm續(xù)表3-1計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算容計(jì)算結(jié)果計(jì)算齒形系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)重合度系數(shù)齒間載荷分配系數(shù)載荷系數(shù)K彎曲疲勞極限彎曲最小安全系數(shù)彎曲壽命系數(shù)

21、尺寸系數(shù)許用彎曲應(yīng)力由圖12.30得K= KA KV由圖12.23c由表12-14由題意得由圖 12.25=0.694=1.44K=2.7920MPa920MPaSFmin=1.25YN1=YN2=1.0YX=1.0=736 MPa=736 MPa表3-2 錐齒輪的形狀設(shè)計(jì)項(xiàng)目小齒輪大齒輪分錐角1=3002=600續(xù)表3-2齒頂高h(yuǎn)a=ha*m=4mm齒根高h(yuǎn)f=(hf*+c*)m=4.8mm全齒高h(yuǎn)h=ha+hf=8.8mm大端分度圓直徑dd1=mz1=76mmd2=mz2=136mm 齒頂圓直徑da1=d1+2ha1cos1=82.96mmda2=d2+2ha2cos2=139.885mm

22、 齒根圓直徑df1=d1-2hfcos1=62.648mmdf2=d2-2hfcos2=131.338mm錐距RR=77.8975mmR=77.8975mm齒根角=3.90取40齒頂角=2.90取30齒頂圓錐角=330=630齒根圓錐角=560分度圓齒厚sS=6.28mm當(dāng)量齒數(shù)21.84mm70mm齒寬bR/3=23.37mm3.2 錐齒輪軸的設(shè)計(jì)3.2.1軸上零件的固定1 2 3 8 121.估算軸徑取c=112（軸的材料為45#鋼參考12）2、畫出錐齒輪的結(jié)構(gòu)輪廓 錐齒輪的分度圓直徑d=mz=4×18=76mm,根圓直徑=d-2=62.648mm,由于齒輪根徑很小，所以此處采用

23、齒輪軸結(jié)構(gòu)。3、錐齒輪有軸向力，擬采用一對(duì)30208單列圓錐滾子軸承，兩個(gè)軸承之間用套筒定位，套筒經(jīng)取60mm,外徑取80mm，左端軸承用透蓋外徑定位，徑用套筒定位，套筒選用90×36×22，右端軸承采用套筒徑定位，采用軸肩擋圈外徑定位。圈軸頭花鍵選用10-35×30×5，軸徑過渡圓角統(tǒng)一采用R=1mm（除軸承特殊要求外）4、畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖如圖3. 1d1d2d3d4l1l2l3l4 圖3.1 軸的結(jié)構(gòu)草圖3.2.2花鍵的設(shè)計(jì)1 2 3 12軸頸拉花鍵，用于安裝萬(wàn)向節(jié)，擬選用10-35×30×5型號(hào)花鍵。,k=0.7-0.8(載荷不

24、均勻系數(shù))，h=(D-d)/2-2c=1.9mm, =(D+d)/2=32.5mm,T=0.7×10×1.9×30×32.5×45=583537.5N.mm>259972N.mm所以花鍵強(qiáng)度符合要求。3.2.3軸承的選擇1 2 3 4 8 10 12選用一對(duì)單列圓錐滾子軸承30208，能同時(shí)承受徑向和單向軸向載荷，承載能力大。表3-3 軸承的選擇與校驗(yàn)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算容計(jì)算結(jié)果附加軸向力軸承軸向力 軸承2被壓縮，故=15692.5N =15692.5N 續(xù)表3-3計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算容計(jì)算結(jié)果X、Y的值沖擊載荷系數(shù)當(dāng)量動(dòng)載荷軸承壽命計(jì)算額定靜載許用轉(zhuǎn)

25、速計(jì)算載荷系數(shù)f1載荷系數(shù)f2許用轉(zhuǎn)速Ne=0.546 X1=1,Y1=0 X2=1,Y2=0考慮中等沖擊，查表 1.0因?yàn)镻1P2，所以只計(jì)算軸承1的壽命X0=0.5，Y0=0.9 取最大值50216NP0r1=Pr1 P0r2=X0Fr2+Y0F2 取最大值32387N 正常使用單列圓錐滾子軸承查表得S0=2.5=125540N 因?yàn)?，所以只?jì)算軸承0.53f22=0.8 N1=f11×f21×N0 N1=1152r/minN2=f12×f22×N0 N2=984r/min 均大于工作轉(zhuǎn)速540r/minX1=1,Y1=0X2=1,Y2=014453

26、0h105h50216N32387Nf11=0.24f12=0.24f21=0.96N1=1152r/minN2=984r/min3.2.4軸的強(qiáng)度計(jì)算 2 3表3-4 軸的強(qiáng)度計(jì)算參數(shù)公式數(shù)值計(jì)算齒輪受力dm=（1-0.5R）d=64.6mm圓周力8048.67N徑向力2537N軸向力 1464.7N計(jì)算支撐反力 2T/d=15292.4NFr1=(2537×49-15292.47×81.5-1464.7×22.5)/23=-50216N Fr2=(2537×72-15292.47×58.5-1464.7×22.5)/23=-323

27、87N 與假設(shè)方向相反，故Fr1=50216N，F(xiàn)r2= 32387N，=8048.67×72/23=25197N畫軸受力圖： 58.52349畫軸彎矩圖水平面受力圖水平面彎矩圖89460.95N·mm91368.3N·mm32955.75N·mm×58.5=894609.5N·mm, ×81.5+×23=91368.3N·mm×22.5=32955.75N·mm ×49-×22.5=91357.25N·mm垂直面受力圖394381N·mm垂直面

28、彎矩圖 Ft×72-×23=-3.76N·mm Ft×49=394381N·mm合成彎矩圖894609.5N·mm404826.55 N·mm32955.75 N·mm畫軸轉(zhuǎn)矩圖259972 N·mm153383.5 N·mm -許用應(yīng)力許用應(yīng)力值 用插值法由表163查得，=102.5mpa, =60mpa應(yīng)力校正系數(shù) =60/102.5=0.59畫當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 T=0.59×259972=153383.5 N·mm當(dāng)量彎矩 M1= =907663.3 N.mm M2=

29、 =432910 N.mm M3= =156884 N.mm當(dāng)量轉(zhuǎn)矩圖 907663.3 N·mm 432910 N·mm 156884 N·mm校正軸徑3.2.5軸的剛度計(jì)算2 3 軸的許可撓度 (90.010.03)×4=0.040.12mm因?yàn)閥< ,所以軸的剛度合格.3.3 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)3.3.1軸上零件的固定11 141.估算軸徑由公式取c=112（軸的材料為45#鋼，參考12）2.畫出錐齒輪的結(jié)構(gòu)輪廓圖錐齒輪的分度圓半徑d=mz=136mm,錐齒輪輪轂連接采用舉行花鍵6-55×50×14，錐齒輪右定位用軸端緊固螺母定

30、位，左端擁軸肩擋圈定位。3.錐齒輪有軸向力，擬采用單列圓錐滾子軸承30210，軸承左端用小圓螺母定位，右端用擋圈定位。鏈輪用花鍵連接，花鍵擬采用6-40×35×9。3.3.2花鍵的校核4鏈輪花鍵，擬選用6-40×35×9 T=kzhl1rmp,k=0.7-0.8(載荷不均勻系數(shù))，h=(D-d)/2-2c=1.9mm,=(D+d)/2=37.5mm,T=0.7×6×1.9×65×37.5×45=8753062.5N·mm>446553 N·mm錐齒輪花鍵的校核，擬選用6-55&#

31、215;50×14。 T=kzhl1rmp,k=0.7-0.8(載荷不均勻系數(shù))，h=(D-d)/2-2c=1.7mm, =(D+d)/2=52.5mmT=0.7×6×1.7×30×52.5×45=506047.5 N·mm446553 N·mm3.3.3軸承的校核4選用一對(duì)單列圓錐滾子軸承30210，能同時(shí)承受徑向和軸向載荷，承載能力大。表3-5 軸承的交合計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算容計(jì)算結(jié)果壽命計(jì)算附加軸向力軸承軸向力X、Y的值沖擊載荷系數(shù)當(dāng)量動(dòng)載荷軸承壽命靜載荷計(jì)算軸承2被壓縮，故= 8672.5Ne=0.546 X1=1

32、,Y1=0X2=0.4,Y2=1.61.5因?yàn)镻1P2，所以只計(jì)算軸承1的壽命144530hhX0=0.5，Y0=0.9取最大值24283N 取最大值7294.5NFs1=8672.5NFs2=1200.535NFa1=8672.5NX1=1,Y1=0X2=0.4,Y2=1.6144530h24283N7294.5N續(xù)表3-5計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算容計(jì)算結(jié)果安全系數(shù)計(jì)算額定靜載荷許用轉(zhuǎn)速計(jì)算載荷系數(shù)f1載荷系數(shù)f2許用轉(zhuǎn)速正常使用單列圓錐滾子軸承查表得 S0=2.5=60707.5N因?yàn)樗灾挥?jì)算軸承150216/63000 f11=0.6532387/63000 f12=0.680.3125 f21=

33、0.960.53f22=0.68N1=f11×f21×N0 N1=2683.2r/minN2=f12×f22×N0 N2=1548r/min均大于工作轉(zhuǎn)速301.8r/minS0=2.5=60707.5Nf11=0.65f12=0.68f21=0.96N1=2683.2r/minN2=1548r/min3.3.4軸的強(qiáng)度計(jì)算2 3表3-6 軸的強(qiáng)度參數(shù)計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算容 計(jì)算結(jié)果計(jì)算齒輪受力 dm=(1-0.5 R) d=115.6mm圓周力 7725.8N徑向力 1406N軸向力 2435N計(jì)算支撐反力 2T/d=22327.65N=(2435×

34、;27-1406×632+22327.65×52.5)/593.5=3361.5N，=7725.8×632/593.5=8227N畫軸受力圖 52.5593.538.5 水平面受力圖 水平面彎矩圖 89460.95N·mm32955.75N·mm×52.5=117220N·mm, ×27=65745N·mm 垂直面受力圖 297443.3N·mm垂直面彎矩圖 ×38.5=297443.3N·mm 合成彎矩圖297673 N·mm117220 N·mm 65

35、745 N·mm畫軸轉(zhuǎn)矩圖446553 N·mm-263466.3 N·mm許用應(yīng)力許用應(yīng)力值 用插值法由表16-3查得，=102.5mpa, =60mpa應(yīng)力校正系數(shù) =60/102.5=0.59畫當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 T=0.59×259972=263466.3 N·mm當(dāng)量彎矩 M1= =288366.12N·mmM2= =397522 N·mm M3= =271545.4N·mm當(dāng)量轉(zhuǎn)矩圖 397522N·mm 263466.3 N·mm271545.4N·mm校正軸徑3.3.5

36、軸的剛度計(jì)算2 3軸的許可撓度 (90.010.03)×4=0.040.12mm因?yàn)閥< ,所以軸的剛度合格.3.4 減速箱箱體的設(shè)計(jì)12 15 16箱體材料選用灰鑄鐵，主體結(jié)構(gòu)長(zhǎng)方體。由于此減速箱只有一對(duì)錐齒輪作為傳動(dòng)部件，加之減速箱的工作場(chǎng)景，所以減速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、實(shí)用。錐齒輪傳動(dòng)的軸交角為90度，所以在箱體的相鄰兩側(cè)面開孔，另外兩側(cè)面封閉。另外考慮到兩軸的軸線在同一水平面上，所以箱蓋設(shè)在立方體的頂部。箱體的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：箱體長(zhǎng)×寬×高=230×190×200(mm),壁厚10mm,螺塞軸線距箱體底面18mm,箱蓋厚度8mm，箱蓋

37、上部通過螺栓加視孔窗（規(guī)格 長(zhǎng)×寬×高=100×60×8(mm),4 行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析2 3圖4.1 受力分析圖4N=G=(1200+500)×9.8N=4165N4.2 輪軸和滾輪扭矩的計(jì)算2 3圖4.2 輪軸和滾輪T=f×Nf-有量綱的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，取0.04cmT=0.04×4165×10-2 =1.66N·m4.2.1后輪軸的尺寸計(jì)算2 3當(dāng)軸的長(zhǎng)度與跨度未定，支點(diǎn)反力與彎矩?zé)o法求得時(shí)，可按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度確定軸端直徑；當(dāng)對(duì)軸的扭轉(zhuǎn)變形限制教嚴(yán)時(shí)，也可按扭轉(zhuǎn)剛度確定軸端直徑。軸的

38、其余各段直徑，應(yīng)按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定根據(jù)靜負(fù)荷能力來(lái)選擇軸承尺寸時(shí)，要用到一個(gè)給定的安全系數(shù) s0 ，這個(gè)安全系數(shù)代表基本額定靜負(fù)荷 C0 和軸承等效靜負(fù)荷 P0 之間的關(guān)系。必要的基本額定靜負(fù)荷 C0 可按公式求出C0 = s0 P0其中C0 = 基本額定靜負(fù)荷，kNP0 = 等效軸承靜負(fù)荷，kNs0 = 靜安全系數(shù)在需要流暢運(yùn)行的各種操作中，有關(guān)球軸承和滾動(dòng)軸承的靜安全系數(shù)s0對(duì)承受動(dòng)負(fù)荷的軸承來(lái)說，如果等效軸承靜負(fù)荷 P0 已知，那么最好用s0 = C0/P0來(lái)檢查軸承的靜負(fù)荷能力是否足夠。如果求得的 s0 值小于所推薦的指導(dǎo)值，那么要選一個(gè)基本靜負(fù)荷定額更高的軸承。滾動(dòng)軸承的摩擦是軸承熱量產(chǎn)

39、生的決定因素，其結(jié)果也對(duì)操作溫度產(chǎn)生決定性影響。摩擦大小取決于負(fù)荷和其它一些因素, 其中最重要的是軸承的種類和大小、操作速度、潤(rùn)滑劑性能和用量。組成軸承運(yùn)轉(zhuǎn)總阻力的是：有關(guān)接觸面上的滾動(dòng)和滑動(dòng)摩擦、潤(rùn)滑劑的摩擦、以與(如果有的話)接觸密封件的滑動(dòng)摩擦。而產(chǎn)生滾動(dòng)和滑動(dòng)摩擦的地方則有：滾動(dòng)接觸面、滾動(dòng)部件和保持架之間的接觸面、以與引導(dǎo)滾動(dòng)部件或保持架的支承面。在某些條件下: 軸承負(fù)荷P 0,1 C，潤(rùn)滑良好以與操作環(huán)境正常從以下方程取一個(gè)恒定摩擦系數(shù),用這個(gè)系數(shù)就可以將摩擦力矩計(jì)算得足夠精確了M = 0,5 F d其中M = 摩擦力矩，N·mm = 軸承的恒定摩擦系數(shù)(表1)F = 等

40、效軸承動(dòng)負(fù)荷d = 軸承圈直徑，mm計(jì)算滾動(dòng)軸承摩擦力矩，有一種方法是把摩擦力矩區(qū)分為一個(gè)所謂無(wú)關(guān)負(fù)荷的力矩 M0，以與一個(gè)由負(fù)荷決定的力矩M1，然后把兩個(gè)力矩相加：M = M0 + M1這個(gè)方法一直用到現(xiàn)在。但是，如果按摩擦來(lái)源的種類、而不是按同負(fù)荷的關(guān)系來(lái)區(qū)分，那可以還有更精確的計(jì)算方法。實(shí)際上，M0代表額外的外部摩擦來(lái)源，再加上滾動(dòng)摩擦中的“流體動(dòng)力”成份，而這一成份中也有一部分與負(fù)荷相關(guān)。要精確計(jì)算滾動(dòng)軸承的摩擦，必須把四個(gè)不同來(lái)源都算入：M = Mrr + MS1+ M 密封件 + MdragM = 總摩擦力矩，N·mmMrr = 滾動(dòng)摩擦力矩，N·mmMS1 =

41、 滑動(dòng)摩擦力矩，N·mmM 密封件= 密封件摩擦力矩，N·mmMdrag = 阻力損失、攪動(dòng)、潑濺等的摩擦力矩，N·mm這個(gè)新算法把軸承所有接觸中存在的摩擦來(lái)源都辨認(rèn)出來(lái)，再把它們結(jié)合在一起；需要的話，還可以加上密封件的影響和額外的外部來(lái)源，來(lái)預(yù)測(cè)總的摩擦力矩。實(shí)心軸d=17.2=A 文獻(xiàn)3 P763 為按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算 表8-347 d軸端直徑； T軸所傳遞的扭矩（kg·m）； T=974； P軸所傳遞的功率（kw）； n軸的工作轉(zhuǎn)讀（r/min）； -許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力（kg/mm2），由表8-348選取； A系數(shù)，按表8-348選取。 T=3.32N&#

42、183;m n=16.86(r/min) A=115 P=0.236kW =45kg/mm2圖4.3 軸的受力圖和扭矩圖T軸=T1+T2=2×1.66=3.32N·m注：因受載荷平穩(wěn)，無(wú)軸向載荷時(shí)取較大值，A取較小值d=27.71去dmin=34作為軸端直徑符合B2822-81標(biāo)準(zhǔn)。軸頸直徑為35，軸上有加工螺紋的退刀槽精加工軸承配合面是的砂輪越層槽。4.2.2后輪軸的強(qiáng)度計(jì)算2 3受力分析如圖4.4圖4.4 H面受力分析圖Ffc·=T D滾輪直徑（mm） T滾輪傳遞的扭矩（N·m）FfC= = =19.53N=FfD有力矩平衡得平衡方程，以A為支點(diǎn)Ff

43、C×67.25+F×3095=RBH×3095×2+FfD×(309.5×2+67.25)RBH=1536.27 RAH=1536.27V面受力分析如圖4.2.2.2圖4.5 V面受力分析圖NC=ND=4165NRAV=RBV=4165N彎矩分析圖4.6 彎矩分析圖1 MCH=1313.4 MEH=4.8×105 MDH=1313.4圖4.7 彎矩分析圖2MCV=2.8×105 MDV=2.8×105圖4.8 彎矩分析圖3M=4.81×105圖4.9 扭矩分析圖4Mca= 文獻(xiàn)2 （9-3）-根

44、據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)軸單向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩按脈沖循環(huán)變化查表9-4，-1b=90MPa 0b=150MPa=0.59Mca=2.8×105 N·mmW=- b、t 尺寸查文獻(xiàn)4 P80 =- =3238.3（mm3）ca=86.4MPaca-1b所以該剖面的疲勞強(qiáng)度足夠-剖面處強(qiáng)度校核Mca=4.81×105 N·mmW=- =- =7606.76 mm3ca= = =63.23 MPaca-1b 故該剖面的疲勞強(qiáng)度足夠圖4.10 彎矩分析圖3MC=MD=2.8×105 N·mm MA=MB=979.4 N·mm ME=4

45、.81×105 N·mm4.2.3后輪軸座的選擇與軸承壽命的校核4由該軸頸直徑35mm，選軸承座Z2570Y 文獻(xiàn)4 P107軸承單列向心球軸承， 文獻(xiàn)4 P91所以選用207軸承型號(hào)n=16.86r/min，為一般轉(zhuǎn)速。主要的失效形式是疲勞與腐蝕，故強(qiáng)度計(jì)算為依據(jù)，稱為軸承的壽命計(jì)算，軸承的基本而定動(dòng)載荷（查表9-1），為20.10KNL10=Lh= 表7-3P軸承在基本而定壽命L10=106轉(zhuǎn)時(shí)所能承受的載荷P= = =4439.3Nn=16.86r/minC=20.10kWLh=- =91758 h4.2.4前輪軸的尺寸計(jì)算2 3d=A=17.2 文獻(xiàn)3 P763為按

46、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算 表8-347 文獻(xiàn)3d軸端直徑T軸所傳遞的扭矩（kg·m） T=974 P/nP軸所傳遞的功率（kW）n軸的工作轉(zhuǎn)速許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力(kg/mm2) 按表8-834選取A系數(shù) 按表8-834選取T=3.32N·m n=16.86（r/min） A=115 P=0.236kW=4.5kg/mm2因受載荷平穩(wěn)，無(wú)軸向載荷，去最大值，A去最小值，所以 d=27.71mm取dmin=34作為軸的軸端直徑，符合GB2822-81標(biāo)準(zhǔn)，軸頸直徑為35.軸上留有供加工螺紋的退刀槽和精加工軸承配合面得砂層槽。4.2.5前輪軸的強(qiáng)度計(jì)算2 3圖4.11 H面受力分析圖FA=FA=

47、FfC=FfD= T滾輪所傳遞的扭矩（N·m） =19.53N D滾輪直徑（mm）圖4.12 V面受力分析圖 NA=NB=NC=ND=4165N彎矩分析圖4.13 H面彎矩圖MCH=19.53×67.25=1313.4(N·m) MDH=19.53×67.25=1313.4(N·m)圖4.14 V面彎矩圖 MCV=MDV=2.8×105(N·mm)圖4.15 彎矩圖合成彎矩圖 M=2.8×105N·mm扭矩分析圖4.16 扭矩圖MCa= 文獻(xiàn)2 (9-3)-根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的盈利校正系數(shù)軸單向轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化.查表9-4 -1b=90MPa 0b=150MPa=0.59MCaC=MCaD= = =2.8×105 N·mmMCaA= = =979.4 N·m圖4.17 轉(zhuǎn)矩圖-剖面強(qiáng)度校核Mca=2.8×105 N·mmW=- b，t尺寸查文獻(xiàn)4 P80