资源描述
购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 1 1 金属管子的应用 第 1章 概述 属管子的应用 随着国民经济的发展 ,钢材的应用越来越广泛 ,涉及到各个方面，各个行业。 钢管是一种中空的长条钢材，大量用作输送流体的管道，如石油、天燃气、水、煤气、蒸气等，另外，在搞弯、抗扭强度相同时，重量较轻，所以也广泛用于制造机械零件和工程结构。也常用 作生产各种常规武器、枪管、炮弹等。 钢管的分类：钢管分无缝钢管和焊接钢管（有缝管）两大类。按断面形状又可分为圆管和异形管，广泛应用的是圆形钢管，但也有一些方形、矩形、半圆形、六角形、等边三角形、八角形等异形钢管。 无缝钢管：无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成。无缝钢管的规格用外径 *壁厚毫米数表示。无缝钢管分热轧和冷轧（拨）无缝钢管两类。热轧无缝钢管分一般钢管，低、中压锅炉钢管，高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、地质钢管和其它钢管等。冷轧（拨）无缝钢管除分一般 钢 管、低中压锅炉钢管、高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、其它钢管外，还包括碳素薄壁钢管、合金薄壁钢管、不锈薄壁钢管、异型钢管。 低中压锅炉用无缝钢管：用于制造各种低中压锅炉、过热蒸汽管、沸水管、水冷壁管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管等。用优质碳素结 构钢热轧或冷轧（拨）无缝钢管。主要用 10、 20号钢制造，除保证化学成分和机械性能外要做水压试验，卷边、扩口、压扁等试验。热轧以热轧状态交货、冷轧 （拨）以购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 1 2 金属管子除锈机的作用及原理 热处理状态交货。 高压锅炉钢管：主要用来制造高压及其以上压力的蒸汽 锅炉管道等用的优质碳素结构钢、合金结构钢和不锈耐热钢无缝钢管、这些锅炉管经 常 处于高温和高 压下工作、管子在高温烟气和水蒸汽的作用下还会发生氧化和腐蚀，因此要求钢管有高的持久强度、高的抗氧化性能，并具有良好的组织稳定性，采用钢号有：优质 碳素结构钢钢号有 20G、 2025金结构钢钢号1520121512 122；有锈耐热钢常用 1压锅炉管除保证化学成分和机械性能外 ，要逐 根做水压试验，要作扩口、压扁试验。钢管以热处理状态交货。此外，对成品钢管显微组织、晶粒度、脱碳层也有一定要求 在机械制造业的实际生产中，经常会用到一些金属管子，而管子生锈便成了不可避免的问题，生锈的管子会使在生产中面临很多问题，比如管子的焊接、安装，甚至会影响到设备的工作，使得其工作效率降低，增大能耗，影响产品生产质量，甚至带来生产安全隐患。所以在管子使用之前对其表面进行除锈工作是很有必要的。 管子除锈是管子使用前的一项重要工序，尤其是在钢管使用后非常有必要对管道进行除锈。这对钢管的使用寿命有着很重要 的意义。 1 2金属管子除锈机的作用及原理 金属管子除锈机的作用 : 在机械制造业的实际生产中，经常会用到一些金属管子，而管子生锈便成了不可避免的问题，生锈的管子会使在生产中面临很多问题，比如购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 统管子除锈机的特点 管子的焊接、安装，甚至会影响到设备的工作，使得其工作效率降低，增大能耗，影响产品生产质量，甚至带来生产安全隐患。所以在管子使用之前对其表面进行除锈工作是很有必要的。此时一台简易而又高效的管子除锈机便可解决这个问题。 常见的金属管子除锈方法及其特点：（ 1）摩擦除锈及本次设计所采用的方法，成本低，操作简单，除锈效果因设备不 同而差异较大，噪音和粉尘问题突出。（ 2）喷丸除锈，可以有效的清除金属表面的氧化皮，锈蚀，旧漆膜等杂质。（ 3）化学除锈， 化学清洗虽然能使表面达到一定的清洁度和粗糙度， 但其对环境的污染问题较为严重，影响工人健康。 管子除锈机的基本结构和除锈原理：简易管子除锈机一般由 机械动力头、机身、传动机构、工作装置等组成。除锈原理也较为简单，将管子固定在机身，通过动力机构带动其旋转，工作装置利用摩擦的原理即可对管子完成快速而简易的除锈。 1 3传统管子除锈机的特点 传统的除锈机，其体积大，不宜搬动，难以适应维修现场流动性大的 需要。工作时震动大，噪音大，效率低，而且成本高，难以满足实际需要 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 1 4 本设计成果的特点 第二章 总体设计 2 1 概述 。 图 1统管道除锈机 1 4本设计成果的特点 本设计中的简易管子除锈机的最大特点是成本低，体积小，结构简单，易操作，噪音小，工作稳定，效率高。主轴传动采用结构较为简单的皮带传动，可以大大减小本机体积。工作装置的进给采用丝杠传动，可以提高工作稳定性实现自动进给。丝杠传动原动力来自电机加皮带，结构简单，工作可靠。 整机重量较轻，操作、搬运所需人力少，除锈速度快，功效大大提高，运行平稳、可靠，节能，能自动调节钢丝刷对管道的压力，减小了除 锈机对管道的机械磨损，提高了除锈的质量。 第二章 总体设计 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 2 2 总的设计原则 2 3 设计任务 述 总体设计是机械设计中极为关键的环节，它是对所设计的机械的总的设想，总体设计的成败，关系到整部机械的经济技术指标，直接决定了机械设计的成败。 总体设计指导机构设计和部件设计的进行，一般由主任工程师（或总工程师）主持进行。在接受设计任务以后，应进行深入细致的调查研究，收集国内外同类机械的有关资料，了解当前国内外除锈机的使用、生产、设计和科研情况，并进行分析和比较，制定总的设计原则，设计原则应当保证所设计机型符号有关的方针、政策 ，在满足使用要求的基础上，力求结构合理、技术先进、经济性好、质量轻、体积小、易操作、寿命长。 的设计原则： 化”：零件标准化、产品系列化、部件通用化。 新”：新技术、新结构、新材料、新工艺。 好”：好制造、好使用、好维修。 制定总则之后，便可以编制设计任务书，在调研的基础上，运用所学知识，从优选择总体方案，以确保设计的成功。制定总则之后，便可以编制设计任务书，在调研的基础上，运用所学知识，从优选择总体方案，以确保设计的成功。 计任务 本毕业设计课 题任务的内容： 管子除锈机 是 用于金属管子除锈的专用设备。主要由机械动力头、机身、传动机构、工作装置等组成。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 2 4 设计目的 2 5 设计方案选择 本设计是在 机械动力头的基础上， 增加适当的零件，实现 金属管子机械化除锈工作 ， 达到成本较低、结构合理、劳动强度低、效率高的目的。 计目的 1培养学生综合应用所学理论知识和技能，分析和解决机械工程实际问题的能力，熟悉生产技术工作的一般程序和方法。 2培养学生懂得工程技术工作所必须的全局观念、生产观念和经济观念，树立正确的设计思想和严肃认真的工作作风。 3培养学生调查研究，查阅技术言文献、资 料、手册，进行工程计算、图样绘制及编写技术文件的能力。 计方案选择 管子除锈机为机械加工的一种机器，除锈的目的是对已经使用后的钢管进行抛光，使其工作时不影响其性能，并能延长钢管的使用寿命。管子除锈机机为机械加工的一种机器，所除锈钢管最大直径为 25度 6m。丝杠进给速度为： 1m/s 1总体设计方案 ： 本设计方案是：该机主要由机架、电动机、变速传动机构、主轴、钢丝刷、进刀机构、管子夹紧机构等组成。其结构简图为 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 其结构为； 1 2 3 45 6 7 8其工作过程：三爪卡盘（ 8）将金属管子夹紧，再使用末端夹紧机构（ 6）将管子夹紧固定，开动电机，动力经三爪卡盘传递给金属管子，管子转动起来，电动机（ 5）通过皮带将动力传递给涡轮涡杆减速器（ 4），涡轮涡杆减速器再将动力传递给丝杠（ 2），钢丝刷（ 7）由于丝杠的转动而实现左右移动。钢丝刷是圆周布置的，可以对金属管子进行均匀的除锈。 2各部分特点； 图中两处使用皮带传动，皮带传动可用于两轴中间距较大的传动，还 具有缓和冲击，吸收震动，噪音小，成本低，保养维修较方便，可过载保护等。但其传动比不准确，抗热性差，易衰老等。夹紧机构分为两部分，管子前端利用三爪卡盘夹紧，可自动定心，夹紧可靠，管子末端加紧采用活顶尖，其结构简单，也可以实现自动定心，使用非常方便。钢丝刷的运动轨迹靠导轨来实现，导轨是金属或购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 其他材料制成的槽或脊，可承受，固定，引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置。导轨表面上的纵向槽用于导引，固定机器部件，可实现直线往复运动，拥有比直线轴承更高的额定负载，同时可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的 实现运动。钢丝刷的左右移动依靠涡轮涡杆减速器带动丝杠来实现： 蜗轮蜗杆传动 蜗杆传动是由蜗杆、蜗轮组成的用以传递空间交错轴间的运动和动力的一种机械传动，通常交错角为 90度。 与齿轮传动相比较，蜗杆传动具有以下的特点： 单级传动比大，结构紧凑。在动力传动中，单级传动比 80；只传递运动时（如在某些分度机构和仪表中），单级传动比 000。 因为蜗杆齿是连续不断的螺旋齿，它和蜗轮轮齿的啮合过程是连续的，而且 同时啮合的齿对数较多，故传动平稳，噪音小。 m=8 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 要参数的确定 当蜗杆的导程角 时，蜗杆传动可以实现自锁。 因为蜗杆与蜗轮齿面间相对滑动速度较大，摩擦损失较大，所以传动效率比较低，当蜗杆主动时，传递效率 一般为 自锁蜗杆传动的效率 蜗轮常用贵重的减摩材料（如青铜）来制造，成本较高。 要参数的确定 除锈钢管直径范围； 1525 锈钢管最长长度； 6m 工作装置进给速度； 1m/轴转速； 200r/定动力装置所需功率，选择电机： 电动机的选用原则 （ 1）与工作现场的能源条件相适应。 室内工作或者近距离移动式的产品，应选用二次电动机。野外工作或者远距离移动式的产品应选用一次动力机（柴油机、汽油机、汽轮机等） （ 2）与工作终端机机械特性相匹配 主要是指由动力机 工作机构组成的系统在运行时实现以下三个目标；动力机和工作机处于最佳工况，动力机和工作机的工作地点稳定，动力机和传动装置符合工作机的起动、制动、调速等方面的 要求。 （ 3）适应产品的工作制度 （ 4）工作可靠、操作与维修简便 （ 5）费用低廉，动力机满足产品工作现场的特殊要. 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 求，如防蚀、防水等。 粗磨管子表面的横进给量 ; 0 . 30 . 0 412 Kt 金属机械加工工艺人员手册 (上海科学技术出版社 ) 其 d 工作外径 v 工作转速 r/2 修正系数，可以选 . 30 . 30 . 0 4 0 . 0 4 2 5 2 . 2 5 1 . 3 0 . 0 0 0 1 0 2 412 2 0 0 1 5 Kt 工作装置所需功率： 0 . 7 0 . 7121 . 4 4 ( ) 1 . 4 4 ( 2 0 0 1 5 . 1 0 2 4 )w B tP v f f K K o o o o =动中涉及带传动，蜗轮蜗杆传动，丝杠传动，考虑到轴承等的传动效率，依据机械设计课程设计中的表 12动机输出功率： 00 . 6 3 1 . 80 . 3 5k w 根据机械设实用手册 (化学工业出版社 )表10择电机型号为 ;率为 速 :1430r/据公式1000机械设实用手册 (化学工业出版社 ) 可得；1000 0 . 6 3 1 0 0 0 0 . 5 3151v P=15N 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 第三章 螺旋传动机构的设计计算 磨第三章 螺旋传动机构的设计计算 螺旋传动利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求主要用来把回转运动变为直线运动，同时传递动力。 螺旋传动具有以下特点：在主动件上作用一较小力矩时，可使从动件得到很大的轴向力；螺杆旋一周，螺母只移动一个导程，可以得到大的减速比；传动均匀准确，可以得到较高的传动精度；传动易于实现反向自锁；传动平稳，结构简单。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 性计算 磨性计算 新编 机械设计师手册（机械工业出版社）中查得 螺杆选用材料： 40号 钢 螺母 ： 铸铁 滑动螺旋传动采用矩形螺纹 螺杆中径计算： 母螺杆 轴向载荷 A 螺纹的承压面积（指螺纹工作面表面投影 到垂直于轴向力的平面上的面积） 螺纹小径（单位为 螺纹中径（单位为 螺纹大径（单位为 h 螺纹工作高度（单位为 P 螺纹螺距（单位为 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 H 螺母高度（单位为 Z 螺纹工作圈数 = H/P 滑动螺旋传动的失效形式多为螺纹牙磨损，因此，螺杆直径和螺母高度通常由耐磨性计算确定。传力较大时，应当检验螺杆危险截面的强度和螺牙的强度要求自锁时，应校和螺纹副自锁条件。要求运动精确时，还要校和螺杆刚度，此时，螺杆直径往往由刚度确定。对于长径比很大的受压螺杆，应校和其稳定性。考虑到螺感受力情况复杂并有刚度和稳定性问题，计算其螺纹部分的强度和刚度时截面积和惯性矩可按螺纹小径计算。 新编机械设计师手册（机械工业出版社）中查得 设计公式：2 Fd p 对于整体式螺母取 （设计按经验参考取值 查表 5械设计（西北工业大学） P取值 13150 . 8 0 . 8 3 . 621 . 2 1 3 考虑到使用中可能会出现丝杠不稳定现象，所以因加大直径， 取 8机械设计手册（化学工业出版社）查得： 14距 P=12 2d =38mm 14=12买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 算自锁 核强度 新编机械设计师手册（机械工业出版社）中查得2 1 . 2 3 8 4 4 . 6H d m m 取 45 新编机械设计师手册（机械工业出版社）中查得 45 3 . 7 5 1 212Hz p 合格 新编机械设计师手册（机械工业出版社）中查得 0 . 5 0 . 5 1 2 6h p m m 2315 0 . 1 2 3 . 1 4 3 8 6 3 . 7 5 P a pd h z 成功 算自锁 由于系单头螺纹 ,导程 S=P=螺纹升角为 ; 0212a r c a r c 5 . 7 43 . 1 4 3 8St g t 0 . 1 2a r c a r c 7 . 0 8c o s 1 5c o g t m/s（ 一般 V 不得低于 5 m/s） 间距设计计算 1 2 1 200 . 7 ( ) 2 ( )d d d dd d a d d 取 20 所需基准长度： 12122000()2 ( )24d a d 23 . 1 4 ( 1 3 2 8 0 )( 8 0 1 3 2 ) 2 4 2 0 1 1 7 4 . 4 42 4 4 2 0 i= 80dd n=858r/买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 间距设计计算 带轮包角 查表 取基准长度250 。 实际轴间距： 00 1 2 5 0 1 1 7 4 . 4 44 2 0 4 5 7 . 7 822a m m 安装时所需最小轴间距： )0 0 m in 4 5 7 . 7 8 ( 2 1 1 0 . 0 0 9 1 2 5 0 ) 4 2 4 . 5 3 mm 基准宽度，查表 1。 安装时所需最大轴间距：（张紧或补偿伸长） m a x 0 . 0 2 4 5 7 . 7 8 0 . 0 2 1 2 5 0 4 8 2 . 7 8 m a L 211 1 3 2 8 01 8 0 5 7 . 3 1 8 0 5 7 . 3 1 7 3 . 4 94 5 7 . 7 8a 根 根据10 和 430r/表 得 1= 考虑传动比的影响，额定功率的增量 得 定 Z)( 11 式中 K 考虑包角不同时的影响系数，简称包角系数 考虑带的长度不同时的影响系数，简称长度数 V=s 20250 a=1 买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 根V 带的额定功率 根 V 带的预紧力 1P 单根 V 带的基本额定功率 1P 计入传动比的影响时，单根 V 带额定功率的增量（因 按 =180即 条件计算的，而当传动比越大时，从动轮直径就比主动轮大，带绕上从动轮的弯曲应力就比绕上主动轮时的小，故其传动能力即有所提高） 查表 得K=表 得 . 2 2 . 5 9( 0 . 8 0 . 1 2 ) 0 . 9 9 0 . 9 3Z 取 Z=3 根。 根 V 带的预紧力 20 2 . 55 0 0 ( 1 ) m 由表 m=以 : 20 2 . 5 35 0 0 ( 1 ) 0 . 1 1 ( 5 . 9 8 ) 9 9 . 5 80 . 9 9 4 5 . 9 8 由于新带容易松弛，所以对非自动张紧的带传动，安装新带时的预紧力应为上述预紧力的 。 轮的结构尺寸 设计带轮时，应使其结 构工艺性好，质量分布均匀，重量轻，并避免由于铸造产生过大的内应力。 V25m/s 时尚需进行动平衡。本设计中 V=s，无须进行动平衡。 带轮材料常采用灰铸铁、钢、铝合金、或工程塑料等。其中灰铸铁应用最广，当 V m/s（ 一般 V 不得低于 5 m/s） 间距设计计算 1 2 1 200 . 7 ( ) 2 ( )d d d dd d a d d 取 000 所需基 准长度： 12122000()2 ( )24d a d 23 . 1 4 ( 5 6 0 8 0 )( 8 0 5 6 0 ) 2 1 0 0 0 3 1 0 7 . 6 52 4 5 6 0 查表 取基准长度150 。 实际轴间距： 00 3 1 5 0 3 1 0 7 . 6 51 0 0 0 1 0 2 1 . 1 722a m m 安装时所需最小轴间距： )0 0 m in 1 0 2 1 . 1 7 ( 2 1 1 0 . 0 0 9 3 1 5 0 ) 9 7 0 . 8 2 mm 基准宽度，查表 1。 安装时所需最大轴间距：（张紧或补偿伸长） 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 带轮包角 根V 带的额定功率 m a x 0 . 0 2 1 0 2 1 . 1 7 0 . 0 2 3 1 5 0 1 0 8 4 . 1 7 m a L 211 5 6 0 8 01 8 0 5 7 . 3 1 8 0 5 7 . 3 1 5 3 . 11 0 2 1 . 1 7a 根 根据10 和 430r/表 得 1= 考虑传动比的影响，额定功率的增量 得 定 Z)( 11 式中 K 考虑包角不同时的影响系数，简称包角系数 考虑带的长度不同时的影响系数，简称长度数 1P 单根 V 带的基本额定功率 1P 计入传动比的影响时，单根 V 带额定功率的增量（因 按 =180即 条件计算的，而当传动比越大时，从动轮直径就比主动轮大，带绕上从动轮的弯曲应力就比绕 上主动轮时的小，故其传动能力即有所提高） 查表 得K=表 得 2 . 9 7( 0 . 8 1 0 . 1 5 ) 0 . 9 3 1 . 1 3Z 取 Z=3 根。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 定 V 带的根数 根 V 带的预紧力 轮的结构尺寸 根 V 带的预紧力 20 2 . 55 0 0 ( 1 ) m 由表 m=以 : 20 2 . 5 35 0 0 ( 1 ) 0 . 1 1 ( 5 . 9 8 ) 1 0 9 . 7 90 . 9 3 4 5 . 9 8 由于新带容易松弛，所以对非自动张紧的带传动，安装新带时的预紧力 应为上述预紧力的 。 轮的结构尺寸 设计带轮时，应使其结构工艺性好，质量分布均匀，重量轻，并避免由于铸造产生过大的内应力。 V25m/s 时尚需进行动平衡。本设计中 V=s，无须进行动平衡。 带轮材料常采用灰铸铁、钢、铝合金、或工程塑料等。其中灰铸铁应用最广，当 V25m/s 时用 设计中采用 带轮由轮缘、轮辐和轮毂三部分组成。轮辐部分有实心、辐板（或孔板）和椭圆形轮辐等三种形式。查表 轮缘尺寸 表 4号 A 基准宽度间距 e 15 边距 9 最小轮缘厚度 6 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 传动轴的设计计算 带轮宽 B 48 槽角 34 偏差 30 根据带轮的基准直径参照表 定小带轮、大带轮采用实心轮辐。根据电动机尺寸和主轴尺寸确定小带轮内径为 28 带轮内径为 30 带轮轮槽工作表面粗糙度为 m，轮缘和轴孔端面为 m。轮槽棱边要到圆或到钝。 带轮轮槽间距的累计误差 摘自 传动轴的设计计算 转矩初步估算轴径 选择轴的材料为 45钢 ,经调质处理 ,由表 得材料机械性能数据为 ; 16 3 7 , 3 5 3 , 2 6 8p a M p a M p a 51 1 5 5 , 2 . 1 5 1 0M p a E M p a 根据表 式初步计算轴径 ,由于材料是 45 钢 ,由表 =118,则 : 3 3m i n 41 3 9 . 5( 1 ) m ,选 60外径 0 . 6 3 3d m m的结构设计 轴的结构简图 ; 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 根据轴的受力 ,选取 30211 型圆锥滚子滚动轴承 ,为了便于轴承的装配 ,选 60d,256 8 , 3 3d m m d m m, 1 8 0 , 2 1 5 0 , 3 8 0L m m L m m L m m 轴承代号 32912 尺寸（） d 60 D 85 T 17 B 16 C 14 基本额定负荷（ 最小负荷系数 0r 限转速 脂润滑 4000 油润滑 5000 的受力分析 ; 轴传递的转矩1 39 5 5 0 0 0 0 9 5 0 0 0 0 1 4 3 . 2 5 轴的左端要承受皮带的压力 端要承受三爪卡盘的自重 ,两处轴承要承受水平向上的支反力 15N 轴向力 ,以及一个扭矩大小为625N.m m 由于 轴受力最大 ,承受主要扭矩 ,所以其为危险截面 ,其他部分受力较小 2213() 机械设计师（高等教育出版社） 轴的计算应力 ,M 轴所受的弯矩 , 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 T 轴所受扭矩 , W 轴的抗弯截面系数 , 223 3( ) ( 6 0 3 3 ) 1 9 6 8 . 33 2 3 2m m 22 2213() 6 2 5 ( 0 . 6 1 4 3 2 5 0 ) 4 3 . 6 71 9 6 8 . 3 前面已经选定轴的材料为 45 钢 ,调质处理 ,由表 15 1 60 ,故安全 承寿命计算 轴上左端轴承受力较大 ,其受到的轴向力为15N,经力矩平衡粗略计算其受到的径向力为机械设计使用手册 (化学工业出版社 ) 查表 6e=15 0 . 5 9533 ,查表 6=量动载荷 : ,载荷平稳 ,查表 6 ( ) 1 ( 0 . 6 7 5 3 3 1 . 6 3 1 5 ) 9 5 5 . 6p r ap f X F Y F N 基本额定动载荷 : 103 660 4 3 7 5 . 610 N 轴承寿命 : 103106631 0 1 0 4 3 7 5 . 6( ) ( ) 1 3 2 8 3 . 76 0 6 0 2 0 0 9 5 5 . 6h 使用条件为每天 8h 工作的机械，但经常不是满负荷使用，如电机，一般齿轮装置、压碎机、起重机和一般机械中轴承使用寿命为 10000 25000小时。 符合本设计的要求，所以满足工作条件。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 第七章 第七章 轴的选择和校核 概述 轴是组成机械的一个重要零件 ,它支撑着其他转动件回转并传递转矩 ,同时它又通过轴承和机架连结 ,所有轴上零件都围绕轴心线做回转运动 ,形成了一个以轴为基准的组合体 部件 在轴的设计中 ,不能只考虑轴本身 ,还必须和轴系零 ,部件的整个结构密切联系起来 . 设计轴时应考虑多方面因素和要求 ,其中主要问题是轴的选材 ,结构 ,强度和刚度 ,对于高速轴还应考虑震动稳定性问题 轴按受载情况可以分为 :转轴 ,心轴传动轴 ,按结构形状可以分为 ;光轴和阶梯轴 ,实心轴和空心轴 常用的轴的设计程序是 ; 1,根据机械传动方案的整体布局 ,拟订轴上零件的布置和装配方案 , 2,选择轴的合适材料 3,初步估算轴的直径 , 4,进行轴系零 ,部件的结构设计 e= P=买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 轴的选择和校核 轮轴的设计计算 5,进行强度计算 6,进行刚度计算 7,校核键的联接强度 8,验算轴承 9,根据计算结果修改设计 10,绘制轴的零件工作图 对于一些不太重要的轴 ,上述程序中的某些内容可以省略 . 根据 新编机械设计师手册（机械工业出版社） 转矩初步估算轴径 选择轴的材料为 45钢 ,经调质处理 ,由表 得材料机械性能数据为 ; 16 3 7 , 3 5 3 , 2 6 8p a M p a M p a 51 1 5 5 , 2 . 1 5 1 0M p a E M p a 根据表 式初步计算轴径 ,由于材料是 45 钢 ,由表 =118,则 : 蜗轮轴上的功率为 : 23P P 2 . 2 0 . 7 0 . 9 5 1. 3 8 k w 蜗轮轴转速为 :n = 蜗轮轴上转矩为 : 3 p 1 . 3 8T 9 5 5 0 0 0 0 9 5 5 0 0 0 0 1 5 8 1 5 4 . 3 N . m 3 . 3 3 33m i n 1 . 3 81 1 8 3 0 . 1 58 3 . 3 3 m ,选 35的结构设计 轴的结构简图 ; 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 根据轴的受力 ,选取 30208 型圆锥滚子滚动轴承 ,为了便于轴承的装配 ,选 40d,2 44d 3d 40 2 1 . 7 5 , 2 1 0 , 3 3 8L m m L m m L m m 5L 195m m轴承代号 32908 尺寸（） d 40 D 62 T 15 B 15 C 12 本额定负荷（ 最小负荷系数 0r 限转速 脂润滑 5600 油润滑 7000 的受力分析 ; 轴传递的转矩 A=118 3P=5买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 3 p 1 . 3 8T 9 5 5 0 0 0 0 9 5 5 0 0 0 0 1 5 8 1 5 4 . 3 N . m 3 . 3 3 轴所承受的轴向力 a 2 T 2 1 5 8 1 5 4 . 3F 6 3 2 6 . 2 0 轴所受圆周力 : 2t 2T 2 1 5 8 1 5 4 . 3F 1 5 4 2 . 9 0 5 轴所受颈向力 0 t a n 1 5 4 2 . 9 t a n 2 0 5 6 1. 6 N 定危险截面 ,求出受力大小 ,做弯矩图 载荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 1 5 6 买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 3 0 0 4 N弯矩 M 7 0 3 0 . 9 N . m m 5 4 0 2 N . m m 9 0 7 6 N . m m总弯矩 扭矩 T 弯扭合 成应力校核轴的强度 由于轴上有蜗轮 ,承受主要扭矩 ,所以其为危险截面 ,其他部分受力较小 2213() 机械设计师（高等教育出版社） 轴的计算应力 ,M 轴所受的弯矩 , T 轴所受扭矩 , W 轴的抗弯截面系数 , 23 3 30 . 1 d 0 . 1 4 4 8 5 1 8 . 4W m m 22 2213() 5 2 8 3 9 ( 0 . 6 1 5 8 1 5 4 . 3 ) 1 2 . 7 5 M p 1 8 . 4 前面已经选定轴的材料为 45 钢 ,调质处理 ,由表 15 1 60 ,故安全 承寿命计算 轴 上 左端 轴承受 力 较大 ,其 受 到的 轴 向力 为力矩平衡粗略计算其受到的 径向力为购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 机械设计使用手册 (化学工业出版社 ) 查表 6e= 3 2 6 . 2 1 5 . 54 0 5 . 6 ,查表 6=量动载荷 : ,载荷平稳 ,查表 6 ( ) 1 ( 0 . 6 7 4 0 5 . 6 2 . 1 6 3 2 6 . 2 ) 1 3 5 5 6 . 7p r ap f X F Y F N 基本额定动载荷 : 103 660 4636210 N轴承寿命 : 103106631 0 1 0 4 6 3 6 2( ) ( ) 1 2 0 4 7 . 66 0 6 0 8 3 . 3 3 1 3 5 5 6 . 7h 使用条件为每天 8h 工作的机械，但经常不是满负荷使用，如电机，一般齿轮装置、压碎机、起重机和一般机械中轴承使用寿命为 10000 25000小时。 符合本设计的要求，所以满足工作条件。 的选择与校核 此实心轴上共需要两个键 , 根据机械设计课程设计表 14择为 分别标记为 :1 4 2 5 G B /T 1 0 9 6 1 0 4 0 G B /T 1 0 9 6 e=Y= 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 第 8 章 传动、减速装置的润滑 第 8 章 传动、减速装置的润滑 减速器中的蜗轮、蜗杆等传动件以及轴承在工作时都需要良好的润滑。 1）齿轮和蜗杆传动的润滑 除少数低速（ v s）小型减速器采用脂润滑外，绝大多数减速器的齿轮都采用油润滑。 对于圆周速度 v 12m/s 的齿轮传动可采用浸油润滑。即将齿轮浸入油中，当齿轮回转时粘在其上的油液被带到啮合区进行润滑，同时油池的油被甩到上箱壁，有助散热。 为避免浸油润滑的搅油功耗太大及保证轮齿啮合区的充分润滑，传动件浸入油中的深度不宜太深或 太浅，一般浸油的深度以浸油齿轮的一个齿高为适度，速度高的还可浅些（约为 但不应少于 10齿轮则应将整个齿宽（至少是半个齿宽）浸入油中。对于多级传动，为使各级传动的大齿轮都能浸入油中，低速级大齿轮浸油深度可允许大一些，当其圆周速度 v=2m/s 时，可达 1/6齿轮分度圆半径；当 v 达 1/6 1/3 的分度圆半径。如果为使高速级的大齿轮浸油深度约为一齿高而导致低速级大齿轮的浸油深度超过上述范围时，可采用下列措施：低速级大齿轮浸油P=46362N 买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 深度仍约为一个齿高，可将高速级 齿轮采用带油轮蘸油润滑，带油轮常用塑料制成，宽度约为其啮合齿轮宽度的1/3 1/2，浸油深度约为 齿高，但不小于 10可以把油池按高低速级隔开以及减速器箱体剖分面与底座倾斜。 蜗杆圆周速度 v 10m/s 的蜗杆减速器可以采用浸油润滑。当蜗杆下置时，油面高度约为浸入蜗杆螺纹的牙高，但一般不应超过支承蜗杆的滚动轴承的最低滚珠（柱）中心，以免增加功耗。但如果因满足后者而使蜗杆未能浸入油中（或者浸油深度不足）时，则可以在蜗杆轴的两侧分别装上溅油轮，使其浸入油中，旋转时可将油甩到蜗轮端面上，而后流入啮合 区进行润滑。当蜗杆在上面时，蜗轮浸入油中，其浸入深度以一个齿高（或者超过齿高不多）为宜。 对蜗杆减速器，当蜗杆圆周转速 v 4 5m/s 时，建议蜗杆置于下方（下置式）；当 v 5m/s 时，建议蜗杆置于上方（上置式）。 浸油润滑的油池应保持一定的深度和贮油量。油池太浅易激起箱底沉渣和油污。一般齿顶圆至油池底面的距离不应小于 30 50了有利于散热，每传递 1率的需油量约为 值用于黏度较高、传递功率较小时）。 当涡轮的圆周速度 v 12m/s 或者蜗杆的圆周速度v 10m/s 时 ，则不宜采用浸油润滑，因为粘在齿轮上的油会被离心力甩出而送不到啮合区，而且搅动太甚会使油温升高、油起泡和氧化等降低润滑性能。此时宜用喷油润滑，即利用油泵（压力约为 助管子将润滑油从喷嘴直接喷到啮合面上，喷油孔的距离应沿齿轮购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 宽度均匀分布。喷油润滑也常用于速度并不很高但工作条件相当繁重的重型减速器中和需要大量润滑油进行冷却的减速器中。由于喷油润滑需要专门的管路、滤油器、冷却及油量调节装置，因而费用较贵。齿轮减速器的润滑油粘度可按高速级齿轮的圆周速度 v v s 或循环润滑油可选用中级压齿轮油 工作环境温度低于 0，使用润滑油必须先加热到 0以上。 蜗杆减速器的润滑油粘度可按滑动速度 择：2m/680极压油； 2m/220极压油。蜗杆上置的，粘度应增大 30%。 2）轴承的润滑 减速器中的滚动轴承常用减速器内用于润滑齿轮（或蜗杆）的油来润滑，其常用的润滑方式有： 飞溅润滑 减速器中只要有一个浸油齿轮的圆周速度 v2m/s，即可采用飞溅润滑。当 v 3m/s 时，飞溅的油可形 成油雾并能直接溅入轴承室。有时由于圆周速度尚不够大或油的粘度较大，不易形成油雾，此时为使润滑可靠，常在箱座接合面上制出输油沟，让溅到箱盖内壁上的油汇集在油沟内，而后流入轴承室进行润滑，在箱盖内壁与其接合面相接触处制出倒棱，以便于油液流入油沟。在难以设置输油沟汇集油雾进入轴承室时，亦有采用引油道润滑或导油槽润滑。 刮板润滑 当浸油齿轮的圆周速度 v 2m/飞溅不起来；下置式蜗杆的圆周速度即使大于 2m/s，但因蜗杆的位置太低、且与蜗轮的轴线成空间垂直交错，飞溅的油购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设计项目 计算与说明 结果 难以进入蜗轮轴轴承室，此时可采 用刮板润滑。利用刮油板将油从蜗轮轮缘端面刮下后经输油沟流入蜗轮轴轴承。则刮油板把刮下的油直接送入轴承。刮板润滑装置中，刮油板与轮缘之间应保持一定的间隙（约 0.5 ,因而轮缘端面的跳动和轴的轴向窜动也应加以限制。 浸油润滑 下置式蜗杆的轴承常浸在油中润滑，如前所述，此时的油面一般不应高于轴承的最下面
展开阅读全文