1、毕 业 设 计（论 文）说 明 书全套图纸，加 153893706题 目 白炽灯自动生产线动力传递主系统优化设计 学 生 学 院 专 业 班 级 学 号 指 导 教 师 1目 录第一章 前言3第二章 确定电动机类型52.1 电动机的功率52.2 电动机的转速52.3 该电动机的优点6第三章 带及带轮的设计723.1 带及带轮的设计73.2.2 选择 V 带的型号73.2.3 确定带轮的基准直径73.2.4 确定传动中心距和带长73.2.5 验算主动轮上的包角83.2.6 确定 V 带的根数83.2.7 确定带的初拉力93.2.8 求 V 带传动作用在轴上的压力93.3 V 带带轮的设计103.
2、3.1 带轮的材料选择103.3.2 结构设计103.3.3 从动带轮的设计11第四章 齿轮传动设计及计算124.1 齿轮传动设计及计算124.2 选择齿轮材料124.3 齿轮尺寸确定及强度计算124.4 齿根弯曲疲劳强度校核计算144.5 齿轮其它尺寸计算153第五章 轴的设计及强度校核175.1 轴的材料的选择175.2 轴的设计及计算175.3 轴上零件的周向定位205.4 确定轴上圆角和倒角尺寸205.5 轴的强度校核205.6 精确校核轴的疲劳强度22第六章 设计体会24第七章 参考文献25第八章 附图25第九章 致谢264第一章 前言毕业设计是学生在学完教学计划所规定的全部课程后，
3、总结在校学习成果，应用自己所学知识和能力进行的一次综合性的大实践，在校学习的最后一环，必将对毕业后的工作产生深远的影响。毕业设计培养和锻炼自己对所学知识的灵活应用，通过毕业设计，可以5掌握正确的设计方法和设计思维方法，进一步提高自己有关机械制造工艺及设备方面的设计能力，提高制图、计算、文字叙述、运用各种标准、规范、手册的能力，学会调查研究、理论联系实际、锻炼查阅、分析研究国内外有关资料的能力，巩固并扩大知识领域和视野，学习本专业范围内与设计题目有关的专业知识，使自己得到更好的锻炼，以能够胜任将来的工作的需要。人类使用白炽灯泡已有 128 年的历史了,将灯丝通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见
4、光的电光源。自 1879 年，美国的 T.A.爱迪生制成了碳化纤维（即碳丝）白炽灯以来，经人们对灯丝材料、灯丝结构、充填气体的不断改进，白炽灯的发光效率也相应提高。1959 年，美国在白炽灯的基础上发展了体积和衰光极小的卤钨灯。白炽灯的发展趋势主要是研制节能型灯泡。不同用途和要求的白炽灯，其结构和部件不尽相同。白炽灯的光效虽低，但光色和集光性能好，是产量最大，应用最广泛的电光源。自动生产线是由工件传送系统和控制系统，将一组自动机床和辅助设备按照工艺顺序联结起来，自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统，简称自动线。从二十世纪 20 年代开始，随着汽车、滚动轴承、小型电动机和缝纫机等工业发展，机
5、械制造中开始出现自动线，最早出现的是组合机床自动线。在此之前，首先是在汽车工业中出现了流水生产线和半自动生产线，随后发展成为自动线。第二次世界大战后，在工业发达国家的机械制造业中，自动线的数目出现了急剧增加。采用自动线进行生产的产品应有足够大的产量；产品设计和工艺应先进、稳定、可靠，并在较长时间内保持基本不变。在大批、大量生产中采用自动线能提高劳动生产率，稳定和提高产品质量，改善劳动条件，缩减生产占地面积，降低生产成本，缩短生产周期，保证生产均衡性，有显著的经济效益。机械制造业中有铸造、锻造、冲压、热处理、焊接、切削加工和机械装配等自动线，也有包括不同性质的工序，如毛坯制造、加工、装配、检验和
6、包装等的综合自动线。自动线中设备的联结方式有刚性联接和柔性联接两种。在刚性联接自动线中，工序之间没有储料装置，工件的加工和传送过程有严格的节奏性。当某一台设备发生故障而停歇时，会引起全线停工。因此，对刚性联接自动线中各种设备的工作可靠性要求高。在柔性联接自动线中，各工序(或工段)之间设有储料装置，各工序节拍不必严格一致，某一台设备短暂停歇时，可以由储料装置在一定时间内起调剂平衡的作用，因而不会影响其他设备正常工作。综合自动线、装配自动线和较长的组合机床自动线常采用柔性联接。自动线的工件传送系统一般包括机床上下料装置、传送装置和储料装置。在旋转体加工自动线中，传送装置包括重力输送式或强制输送式的
7、料槽或料道，提升、转位和分配装置等。有时采用机械手完成传送装置的某些功能。在组合机床自动线中当工件有合适的输送基面时，采用直接输送方式，其传送装置有各种步进式输送装置、转位装置和翻转装置等对于外形不规则、无合适的输送基面的工件，通常装在随行夹具上定位和输送，这种情况下要增设随行夹具的返回装置。自动线的控制系统主要用于保证线内的机床、工件传送系统，以及辅助设备按照规定的工作循环和联锁要求正常工作，并设有故障寻检装置和信号装置。为适应自动线的调试和正常运行的要求，控制系统有三种工作状态：调整、半自动和自动。在调整状态时可手动操作和调整，实现单台设备的各个动作；在半自动状态时可实现单台设备的单循环工
8、作；在自动状态时自动线能连续工作。控制系统有“预停”控制机能，自动线在正常工作情况下需要停车时，能在完成一个工作循环、各机床的有关运动部件都回到原始位置后才停车。自动线的其他辅助设备是根据工艺需要和自动化程度设置的，如有清洗机工件自动检验装置、自动换刀装置、自动捧屑系统和集中冷却系统等。为提高自动线的生产率，必须保证自动线的工作可靠性。影响6自动线工作可靠性的主要因素是加工质量的稳定性和设备工作可靠性。自动线的发展方向主要是提高生产率和增大多用性、灵活性。为适应多品种生产的需要，将发展能快速调整的可调自动线。动力系统：电力系统和动力部分的总和。其中，动力部分，包括火电厂的锅炉、汽轮机、热力网和
9、用热设备；水电厂的水库、水轮机等；核电厂的核反应堆等。本次设计主要包括四大部分。第一部分为电机类型的选择，第二部分为带及带轮尺寸及结构形状的设计，第三部分为齿轮尺寸结构设计及各项传动性能校核，第四部分为输出轴的结构设计与传动性能校核。综合以上各方面的设计和各个装置的相对位置关系，可以设计出总体结构样式。由于此次设计是根据实际生产加工中的需要来进行设计的，因此还从经济性方面分析了此次设计的可行性。另外，分析了此次设计相对于一般生产加工情况的优点、此次设计的不足，和可能改进的方法。第二章 确定电动机类型2.1 电动机的功率电动机功率由公式 来计算，传动装置的总效率 ，应由组成传动装置的各KWPaw
10、da7个部分运动副的效率只积，即 ，其中 、 、 分别为每一个转动副的321a 123效率，选取传动副的效率值如下：滚动轴承（每对）0.980.995 即取 =0.991V 带传动 0.940.97 即取 =0.972齿轮传动 0.970.98 即取 =0.983则 93.08.960.321 a2.2 电动机的转速根据资料可查得主轴的转速在 275 ，按机械设计指导书中表一所推荐的传minr动比合理取值范围，取 V 带的传动比 24，即可满足电动机的转速与主轴的转速相匹配，i故电动机转速范围可选为： 。（nd 1507） 3minr符合这一范围的同步电动机转速的有 720 ，1440 ，29
11、00 ，根据容量inr和相关转速，由机械设计通用手册查出三种适宜的电动机型号，因此有三种不同的传动比方案，如表 1：表 1 电动机的型号和技术参数及传动比 额定功率 电动机转速 基本参数方案 电动机型 号P/kW 同步转速 满载转速 效率（%）电动机重量（KG）功率因数1 Y160M2-8 5.5 750 720 85 119 0.742 Y132S2-4 5.5 1500 1440 85.5 68 0.843 Y132S1-2 5.5 3000 2900 85.5 64 0.88综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动的传动比，可知方案 3 比较适合。因此选定电动机型号为 Y132S1
12、-2。所选电动机的额定功率 5.5kw，满载转速dP=2900rmin，总传动比适中，传动装置结构较紧凑。如表 2：mn表 2 其主要参数如下表型 号额定功率 KW满 载 时 额 定 电 流额 定 转 矩最 大 转 矩8转速rmin 电流（380V）效 率 % 功率因数Y132S2-2 5.5 3000 11 85.5 0.88 7 2.0 2.2表 电动机尺寸列表单位 m中心高H外形尺寸 HDACL)2(底脚安装尺寸 BA地脚螺栓孔直径 K轴伸尺寸 ED装键部位尺寸 GF电动机的输出轴尺寸 132 315471402628034132.3 该电动机的优点:一般用于驱动自动生线的电动机为异步电
13、动机。其中，低压电动机中的 Y 系列三相异步电动机尤为合适。Y 系列三相异步电动机具有率高，节能，堵转转矩高，噪声低，振动小，运行安全可靠的特点，作为一般用途的电动机，适用于驱动无特殊性能要求的各种机械设备，如金属切削机床、鼓风机、水泵等 6。第三章 带及带轮的设计3.1 带及带轮的设计根据白炽灯自动生线主传动系统的具体传动要求，可选取电动机和过桥装置之间用 V9带和带轮的传动方式传动，因为在工作过程中，传动件 V 带是一个挠性件，它赋有弹性，能缓和冲击，吸收震动，因而生产线传动系统工作平稳，噪音小等优点。虽然在传动过程中 V 带与带轮之间存在着一些摩擦，导致两者的相对滑动，使传动比不精确但不
14、会影响其传动，只要传动比比较准确就可以满足要求，而且 V 带的弹性滑动对主传动系统的一些重要部件是一种过载保护，不会造成机体部件的严重损坏，还有 V 带及带伦的结构简单、制造成本底、容易维修和保养、便于安装，所以，在电动机与过桥装置之间选用 V 带与带轮的传动配合是很合理的。选择 V 带和带轮因当从它的传动参数入手，来确定 V 带的型号、长度和根数，再来确定导轮的材料、结构和尺寸（轮宽、直径、槽数及槽的尺寸等） ，传动中心距（安装尺寸） ，带轮作用在轴的压力（为设计轴承作好准备） 。3.2 传动带的设计3.2.1 确定计算功率 PKAca其中： 工作情况系数电动机的功率查机械设计基础一书中的表
15、 147 可知： =1.0AK5.0.1caP3.2.2 选择 V 带的型号根据计算得知的功率 和电动机上带轮（小带轮）的转速 （与电动机一样的速度） ，ca 1n查机械设计基础一书图 1412，可以选择 V 带的型号为 B 型。3.2.3 确定带轮的基准直径（1）初选主动带轮的基准直径 ：根据机械设计基础一书，可选择 V 带的型号参1D考表 142，选取 。1Dm25（2）计算 V 带的速度 V：smNv 28.60634.061V 带在 5 的范围内，速度 V 符合要求。sm电动机与过桥装置传动比的计算 560321ni（3）计算从动轮的直径 2DmnD0463012103.2.4 确定传
16、动中心距和带长取 )(2)(7.02121DaD即： 0404得： m868取： a30带长 012104)()(2aDLd 即： 3)()(.3d得： mL97按机械设计基础一书中查表 145，选择相近的基本长度 和 相对应的公dLd称长度（内周长 ）可查得： ， 。i Ld94mLi914实际的中心距可按下列公式求得：8)(8)(2)(2 12211 DDDadd 也可用经验公式： 0dLa求得 ： m313.2.5 验算主动轮上的包角 0120168aD即： 00134求得 ： 满足 V 带传动的包角要求。1283.2.6 确定 V 带的根数 V 带的根数由下列公式确定： kpkpZla
17、c)(00其中 ： 单根普通 V 带的许用功率值 0p (w考虑包角不同大的影响系数，简称包角系数k11考虑的材质情况系数，简称材质系数，对于棉帘布和棉线绳结构的胶lk带，取 ，对于化学线绳结构的胶带，取 。75.0 0.1k计入传动比的影响时，单根普通 V 带所能传递的功率的增量，其计算p公式如下：10.nTKW式中： 单根普通 V 带所能传递的转矩修正值 ，从机械设计mn基础可以查表 1410主动轮的转速 1nminr查得： 9.2Tin301r则： kwp870.查表取值： 8k9lk95.由 查得： 0smv2.15D401.30p所以： 25.19.)87.93(5Z即： 取 根25
18、11Z3.2.7 确定带的初拉力 单根 V 带适当的初拉力 由下列公式求得0F20)15.(3qvkZvpFca其中： 传动带单位长度的质量，qmkg即： N342975.1.0)198.052(.730 3.2.8 求 V 带传动作用在轴上的压力为了设计安装带轮轴和轴承，必需确定 V 带作用在轴上的压力 ，它等于 V 带两边Q的初拉力之和，忽略 V 带两边的拉力差，则 值可以近似由下式算出：Q即： 求得； 2sin2cos1ZZNQ5.672148sin320123.3 V 带带轮的设计3.3.1 带轮的材料选择因为带轮的转速 ，即 ，转速比较底，所以材料选定为灰铸铁，硬smv28.6sv2
19、5度为 。20HT3.3.2 结构设计带轮的结构设计主要是根据带轮的基准直径，选择带轮的结构形式，根据带的型号来确定带轮的尺寸，设计如下：主动带轮的结构选择 因为根据主动带轮的基准直径尺寸 ，而与主动带轮配mD401合的电动机轴的直径是 ，采用 S 型带轮，所以主动带轮采用实心结构。md19带轮参数的选择： 通过查机械设计基础一书，可以确定主动带轮的结构参数，结构参数如下表，其他的相关尺寸可以根据互相间结构关系来确定带轮的具体尺寸,如图 2。表 带轮的结构参数 单位（mm）带的型号 m f t s pbbS 16 5 20 10.5 14 7.5 03817.4图 2 主动带轮的结构13主动带
20、轮的厚度可以由计算公式： 求得stZB2)1(即 ： mB5.02)1(主动带轮的结构如图 2：3.3.3 从动带轮的设计从动带轮的结果选择 因为根据主动带轮的基准直径和传动比来确定，即 ， ，所以从动带轮同样采用实心结构。mD20302从动带轮的参数选择：通过查机械设计基础一书，可查得带轮的结构参数间表，其他一些相关尺寸可以根据相应的配套关系业计算求得。表 带轮的结构参数 单位（mm）带的型号 m f t s pbbB 16 5 20 14 14 7.5 03817.5从动带轮的厚度可以由计算公式： 求得stZB2)1(即 ： mB2840)1(从动带轮的结构如图 3：图 3 从动带轮的结构
21、14第四章 齿轮传动设计及计算4.1 齿轮传动设计及计算根据工作台运行速度和过桥轴转速可得传动比 ：i2160.875ni则齿轮传动的设计计算如下：4.2 选择齿轮材料,齿轮最常用的材料是锻钢，其次是铸钢和铸铁，有时也采用非金属材料。4.3 齿轮尺寸确定及强度计算a 选择齿轮材料查表得：小齿轮选用 调质 HBS=245275HBS#45大齿轮选用 正火 HBS=210240HBSb 按齿面接触疲劳强度设计计算 确定齿轮传动精度等级：按 (1-5)13(0.1.2)t pvn估取圆周速度，得： ，参考表选取公差组 8 级。2.89tms小齿轮分度圆直径 1d(1-6)213124EHdkTIZu
22、A齿宽系数 查表得按齿轮相对轴承为非对销布置：取 =0.8dd小齿轮齿数 在推荐值 2040 中选 =301Z1Z大齿轮齿数 圆整 65;22Z2116035.47niA齿数比 ;u215.u传动比误差 误差在 范围内合适。A(.)0.A 5%15小轮转矩 Nmm;66114.09.509.536.pTn载荷系数 K (1-7) AVK使用系数 查表得 =1A动载荷系数 查相关图得初值 =1.1V vt齿向载荷分布系数 查相关图得 =1.07KK齿间载荷分配系数 由 =0 得(1-8)121.83()cos.832().72065Z则载荷系数 K 的初值 t .5071.4tK弹性系数 查表得
23、 EZ 289.ENm节点影响系数查相关图及 =0,查相关图( =0, = =0)得HZ1x2=2.5HZ重合度系数 查相关图（ ）得 =0.88Z0许用接触应力 = (1-9)HHlimnwHSA接触疲劳极限应力 , 查相关图得lim1li2H=570 N/mm2lim1H=460 N/mm2li2应力循环次数 、1N2=60nj = hL1060145.3(80).63=2N8.7.U由查相关图得接触强度的寿命系数 、 （不允许有点蚀）1Z2N16= =11NZ2硬化系数 查相关图得 =1WZW接触强度安全系数 查表得，按一般可靠度查 取 =1.1HSmin.01HSHS,2157018.
24、N 2468.Nm故根据式(2-6) 的设计初值 为dtd 2312.46.2.189.50.()61.5084t A得： 37.52mm1td齿轮模数 m m= = =2.05mm 查表得 m=2mm；1tdZ6.5230小轮分度圆直径的圆整值 mm；1t13026tdZm圆周速度 m/s； v 1.846tnv与估取 2 很相近,对 取值影响不大,不必修正 ；VKVK, ；Vt1.42t小轮分度圆直径 mm；160td大轮分度圆直径 mm；253mZ中心距 mm；12()()95a齿宽 mm；1min0.870.2dtbA大轮齿宽 ；23b小轮齿宽 ；1(5)4.4 齿根弯曲疲劳强度校核计
25、算；12FFaSFKTYbdmA17齿形系数 查相关图得 小轮 =2.60 FaY1FaY大轮 =2.30； 2应力修正系数 查相关图得 小轮 =1.60 Sa 1Sa大轮 =1.72；2Y重合度系数 ；0.2570.57.691Y许用弯曲应力 N/mm2；FminFNXYSA弯曲疲劳极限 查相关图得 =460， =390；minin1Fin2F弯曲寿命系数 查相关图得 = =1；NYNY尺寸系数 查相关图得 =1；X X安全系数 查表得 =1.3；FSFS则 N/mm2；lim114601 35.8.NXFFYN/mm2；li229 0.XFS故 ；1 12.401.687425.06.87
26、4.9359.F F ；2 20231.93. 1可得结论:齿根弯曲强度足够。4.5 齿轮其它尺寸计算分度圆直径 ； =60, =130； 12306dmZ1d2齿项高 ； = =1.5；*ahAah齿根高 ； = =1.875；()fC1f2f齿全高 ； = =4.875；*2amh齿顶圆直径 ； =64 , =134；*(2)adhZ1ad2a18齿根圆直径 ； =57, =127；*2()faadhZm1fd2f齿距 ； = =4.71；pp齿厚 ； = =2.355；2s 1s2齿槽宽 ； = =2.355；ee基圆齿距 ； = =4.426；cosbp1bp2法向齿距 ； = =4.
27、426；n n顶隙 ； = =0.375；*cmA1c2分度圆压力角 7。12019第五章 轴的设计及强度校核5.1 轴的材料的选择轴的材料种类很多，要根据强度、刚度核耐磨性等要求，选择材料种类核热处理方式，轴的常用材料是碳素钢和合金钢。碳素钢价格较低，对应力集中敏感性小，通常使用中碳钢，最常用的是 45 号钢，不太重要或受力小的轴可以使用 Q235 等钢材。合金钢比碳素钢具有更高的机械强度和优良的热处理性能，但对应力集中比较敏感，对于受力较大又要减小轴的尺寸和重量，或者需要提高轴颈的耐磨性，或者在高温、腐蚀等条件下工作的轴，可以采用合金钢。在低于 200的工作温度下，合金钢和碳素钢的弹性模量
28、相差不大，因此，使用合金钢代替碳素钢并不能提高轴的刚度。球墨铸铁和高强度铸铁适合于制造形状复杂的轴（如曲轴、凸轮轴等） ，它具有良好的吸振性和耐磨性，对应力集中不敏感，但是铸造质量不易控制。小直径的轴可以使用轧制圆钢，大直径或直径变化较大的阶梯轴需要使用锻件，形状复杂的轴通常采用铸造方式制造。根据轴的常用材料及主要机械性能，选择 45 为轴的材料并进行热处理确度为 40-45HRC。5.2 轴的设计及计算对于仅传递扭矩或主要装的扭矩的传动轴，应按扭转强度计算 。对于既受弯矩又受扭矩的转轴，可以通过降低许用剪应力的方法考虑弯矩的影响，用扭转强度估算转轴的最小直径，然后进行轴的结构设计。设计计算公
29、式为(1-10)3PdAn式中 轴的直径，mm；d考虑了弯矩影响的设计系数；A轴传递的功率，kW；P轴的转速，r/min。n本节设计机床的传动结构，下面对齿轮传动系统中的高速轴进行强度校核。 a 求输出轴上的转矩 1T20Nmm661149.509.50.67pTnb 求作用在齿轮上的力输出轴上的小齿轮的分度圆直径为mm12306dmZ圆周力 、径向力 、和轴向力 的大小如下，方向如图 1-1 所示。tFrF图 1-1 轴的受力分析图Fig.1-1 Axis stress analysis chart由此可得： N26.71023tTFdN1antacoscsrtN02tnt式中 压力角；1螺
30、旋角，因是直齿圆柱齿轮，因此 0。 c 确定轴的最小直径选取轴的材料为 45 钢，正火处理。按式 1-10 初估轴的最小直径，查表取 A115，可得：mm133min4521.60PdA21图 1-2 轴的结构图Fig.1-2 Structure drawing of axis 轴段（见图 1-2）用于安装联轴器，其直径应该与联轴器的孔径相配合，因此要先选用联轴器。联轴器的计算转矩 ，根据工作情况选取 1.5，则caATKAK1.56666.6710000 。根据工作要求选用十字轴式万向联轴器，型号为caATKNmWSD2，许用转矩T22400 。与输出轴联接的半联轴器孔径 30mm，因此取轴
31、段的直径 30mm。联轴器轮毂1d 1d总宽度 L94mm（J 1形轴孔） ，与轴配合的毂孔长度 L50mm。d 轴的结构设计1) 拟定轴上零件的装配方案装配方案见装配总图。2) 按轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段 联轴器左端用轴端挡圈定位，按轴段的直径 30mm，取挡圈直径1dD=20mm(GB/T892-1986)。为保证轴端挡圈压紧半联轴器，轴段的长度 应比联轴器配合L段毂孔长度(L=47mm)略短 23mm，取 50mm。1L轴段 为了联轴器的轴向定位，轴段右端制出定位轴肩，取轴肩高度h5mm(h0.07 ),所以轴段的直径 401d2d轴段 该轴段安装滚动轴承, 轴承采用套筒定位
32、，右端使用轴环定位。取轴段直径40。 。考虑轴承承受径向力不承受轴向力，选择深沟球轴承 8。取轴段直径 35，选4d 2d用 61803 型深沟球轴承，尺寸 dDT358021。22轴段 该轴段安装从动齿轮，根据齿轮的宽度选取此段轴长度为 20mm。轴段左端用轴端挡圈定位，按轴段的直径 M30mm，取螺母 M30mm。为保证轴端螺母压紧半联轴器，并防止松动采用双螺母并紧。5.3 轴上零件的周向定位联轴器与轴的周向定位采用 A 型普通平键联接，按 d1=30mm，从手册中查得平键截面尺寸 bh=84,根据轮毂宽度，由键长系列中选取键长 L=36mm，联轴器与轴的配合为H7/k6。齿轮与轴的周向定
33、位采用 A 型普通平键联接，平键的尺寸为 bhL=8436.为了保证齿轮与轴具有良好的对中性，取齿轮与轴的配合为 H7/r6。滚动轴承与轴的周向定位采用过渡配合保证的，因此轴段直径尺寸公差取为 m6。5.4 确定轴上圆角和倒角尺寸各轴肩处的圆角半径见图 2-1，轴端倒角取 145。5.5 轴的强度校核a 求轴的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图（见图 1-3） 。在确定轴承的支撑点位置时，从手册中查取 a 值。对于 61803 型深沟球轴承，因此轴的支承跨距 L=96.5+96.5=193mm。根据轴的计算简图作为轴的弯矩图、扭矩图和当量弯矩图。从轴的结构图和当量弯矩图中可以看出，C 截面
34、的当量弯矩最大，是轴的危险截面。C 截面处的 、 、 、 及HMVT的数值如下。caM支反力 水平面 =209 ， =209 N1HR2HR垂直面 =197 , =-76 NVV弯矩 和 水平面 =5538.5 NmmHMV HM垂直面 =3206.5 Nmm1V23caMTVM2RH22VRrFat D1HR1VBATL23LtFH1Hrad1VaRM1V1V22ca1F( a )( b )( c )( d )( e )( f )图 1-3 轴的计算简图Fig.1-3 Computation diagram of axis 合成弯矩 M= =6399.7 Nmm2HVM22538.06.5扭
35、矩 =10120.6 TTNmA当量弯矩 ca= =10119.9 Nmm2c22639.701.6b 校核轴的强度轴的材料为 45 钢，调质处理。由表查得 =650 ，则 =0.090.1 ，即B2NmB5865 ,取 =60 ，轴的计算应力为2Nm2Nm24= =17.3 =60 N/mm2caMW3109.8Nm根据计算结果可知，该轴满足强度要求。5.6 精确校核轴的疲劳强度对于重要的轴，必须按安全系数精确校核轴的疲劳强度。一般用途的轴，该步工作可以省略。a 判断危险截面危险截面应该是应力较大，同时应力集中较严重。从受载情况观察，截面 C 上 最大，caM但应力集中不大（过盈配合及键槽引
36、起的应力集中均在两端） ，而且这里轴直径最大，故截面 C 不必校核。从应力集中对轴的疲劳强度削弱程度观察，截面和处过盈配合引起的应力集中最严重。截面的应力集中与截面相近，但截面不受扭矩作用，同时轴径也较大。分析可知，危险截面为截面（左侧） 。b 计算危险截面应力截面右侧弯矩 为 =10119.9 =3436.9 N/mm；MM96.517截面上的扭矩 为 =10120.6 N/mm； TT抗弯截面系数 =0.1 = =583.2 mm3；W3d30.18抗扭截面系数 =0.2 = =1166.4 mm3；T2截面上的弯曲应力 =5.9 N/mm2；bM截面上的扭转剪应力 = = 8.7 N/m
37、m2； TW10.64弯曲应力幅度 = = 5.9 N/mm2；ab弯曲平均应力 =0；m扭转剪应力的应力幅与平均应力相等，即 = =4.4 N/mm2； 2am8.7c 确定影响系数轴的材料为 45 号钢，调质处理。由表查得 =600 N/mm2， =275 N/mm2， =140 B11N/mm2。轴肩圆角处的有效应力集中系数 、 。根据 =1/180.056， =20/181.1，krdDd由表经插值后可得 =1.65， =1.19。k25尺寸系数 、 根据轴截面为圆截面查图得 =1.0 ， =0.98 。 表面质量系数 、 根据 =600 和表面加工方法为精车，查图得 = =0.88B
38、2Nm材料弯曲、扭转的特性系数 、 取 =0.1， =0.5 0.05由上面结果可得40.631amSK8.629.402caS查表中的许用安全系数 =1.5，可知该轴安全。S26第六章 设计体会毕业设计是大学四年来理论基础知道和专业基础知识学习过程中最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节，是对专业基础知识的一次考验与综合运用。通过毕业设计能使学生综合运用大学几年来所学的理论和专业知识和在生产实习过程中学到的实践经验，以全面、系统、地培养学生独立思考能力、创新能力、解决实际问题等能力。毕业设计三个月里，在导师的指导和同学的帮助下已顺利完成。在这几个月里从对所设计产品市场需求情况的调查、目前研究
39、现状的了解、相关资料的查阅、结构初步设计方案的提出、及最后总方案的确定，在这每一个环节中我都严格要求自己：一个从事机械专业的人员，既要熟悉设计，更要熟悉工艺和控制，也要有能预测市场的能力。在这个过程中，不但培养了我独立思考、分析问题的能力也培养了我的创新能力、解决实际问题的能力及理论与实践相结合的能力。在这短短三个月的毕业设计里，也深感自己还存在很多不足，如理论知识的不扎实、实践经验的欠缺、理论与实践的优化结合等等。我将在以后的学习和工作中继续对专业理论知识的深入学习和对实践经验的认真总结，做到理论与实践有机结合，争做一名“有志” 、“有德” 、 “博学”适合当代社会发展所需要的优秀社会青年。
40、27第七章 参考文献 （1） 王之栎，王大康，机械设计课程综合设计，机械工业出版社，2006（2） 杨可帧，程光蕴，机械设计基础，第五版，高教出版社，2003（3） 濮良贵，纪明纲，机械设计，第八版，高教出版社，2007（4） 汝元功，唐照明，机械设计手册，高教出版社，1995（5） 孙桓，陈作模，机械原理，第五版，高教出版社，1996（6） 齿轮手册编委会，齿轮手册，机械工业出版社，1990（7） 周开勤，机械零件手册，第四版，高教出版社，1994（8） 机械工程手册编委会，机械工程手册，第二版，机械工业出版社，1995（9） 孙靖民.机械优化设计.北京:机械工业出版社,1999（10）田福
41、祥.机械优化设计理论与应用M.冶金工业出版社,1998（11）陈立周.机械优化设计方法.冶金工业出版社,1985（12）王凤歧.现代设计方法.天津大学,2002（13）胡治民，谢志勇，圆柱齿轮减速器优化设计，机电工程技术，2004，7期，90-103 页（14）徐元等，二级斜齿圆柱齿轮减速器可靠性优化设计，现代制造工程，2004，11 期，84-86（15）梁晓光，优化设计方法在齿轮减速器中的应用，山西机械，2003，2 期，20-21（16）赵又红等，二级圆柱齿轮减速器多目标优化设计，湘潭大学自然科学学报，2003，2 期，83-86（17）李玉平，斜齿减速器的优化设计，机械工程师，2002，4 期，40-41（18）张伟社等，基于齿面寿命的齿轮参数优化设计，煤矿机械，2004，10 期，5-7（19）张金海，单级圆柱齿轮
