管焊機結構設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 () 計算齒輪的應力循環次數，設工作壽命20年，兩班制，每年工作300天，則7）由圖1019查得接觸疲勞強度壽命系數；8）計算接觸疲勞許用應力，齒輪的許用應力按如下公式計算 ()取失效率為1%，安全系數S=1，由式()得（2）計算1）試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值在這里取分度圓直徑。2）計算圓周速度3）計算齒寬b4）計算齒寬與齒高之比b/h模數齒高5）計算載荷系數根據，7級精度，由圖108查得動載系數；直齒輪，假設。由表103查得；由表102使用系數；由表104查得7級精度、小齒輪相對支撐對稱分布時，由b/h=, 查圖1013得=。故載荷系數6)按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑，由如下公式計算 ()分別把各數據代入式()得7）計算模數m按齒根彎曲疲勞強度設計，其計算公式為 () （1）確定公式內的各計算數值1)由圖1020c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限，大齒輪的彎曲疲勞強度極限；2）由圖1018查得彎曲疲勞壽命系數,；3）計算彎曲疲勞許用應力，取彎曲疲勞安全系數S=，由式()得 4）計算載荷系數K5）由表105查得齒形系數。6）由表105查得應力校正系數.7）計算大、小齒輪的并加以比較大齒輪的數值大。（2）設計計算對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由于齒輪模數的大小主要取決于彎曲疲勞強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關，=2mm，按接觸強度算得的分度圓直徑=，算得小齒輪齒數取=25大齒輪齒數這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，避免浪費。幾何尺寸計算1）計算分度圓直徑 2）計算中心距3）計算齒輪寬度取。驗算合適。結構設計及繪制齒輪零件圖見零件圖。 軸的設計4．2．1 輸出軸2的結構設計輸出軸2上的功率、轉速和轉矩因已知低速級大齒輪分度圓直徑為=200mm，標準直齒輪壓力角=20則圓周力及徑向力的方向如圖43所示。初步確定軸的最小直徑由如下公式計算最小直徑 () 前面已選軸的材料為45鋼，調質處理。根據表153，取=112，于是由式()得為使所設計的軸徑與所選的卡盤配合孔相適應，選輸出軸2的最小直徑為d=15mm。軸的結構設計（1）軸上零件是裝配方案如下圖所示（2）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度，如圖42和圖21所示 1）輸出軸的最小直徑段顯然是最右端安裝卡盤處的直徑==14mm。2）查手冊初選軸承型號為16003的深溝球軸承，寬度B=8mm，內孔直徑，即與之配合的最右端的軸的直徑為17mm,即=17mm，軸右端與軸承配合后留有y=1mm的倒角空余量。考慮到箱體內壁加工就精度較低，設計軸承到箱體內壁的距離b=3mm,設計箱體內壁到轉動大齒輪間的距離c=10mm，設計齒輪寬度為B1=27mm,與大齒輪配合時，齒輪左端留有2mm的伸出余量，如上圖所示，則與軸承配合的軸長度為與大齒輪配合的軸長度為設計與大齒輪配合的軸直徑為=21mm。3）在齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h,取h=，則軸肩處直徑為=27mm。，取=6mm，4）同樣設計大齒輪右端到箱體間的距離為10mm，箱體內壁與右端軸承的距離為3mm的間隙，此軸承左端也采用軸肩定位，如圖42所示，則此段軸肩長度為由于軸承內孔直徑為17mm，此段軸肩高度h=,取h=，則此段軸肩的直徑為5）顯然安裝右邊的軸承段直徑=17mm, 長度=8mm。6）前面已知軸的最右端直徑為14mm，設計軸承端蓋總長度為a=，，伸入卡盤內孔的長度為d=，則此段總長度為7），則安裝套筒段的長度為至此，已初步確定了軸的各段長度和直徑。8）軸上零件的周向定位大齒輪與軸的周向定位采用平鍵聯接。按的長度，查手冊得平鍵截面bh=6mm6mm(GB/T10951979)，長度為22mm，其他配合公差見上圖。9）確定軸上圓角和倒角尺寸各圓角與倒角的尺寸見輸出軸2的零件圖。求軸上載荷由軸的結構圖42作出軸的計算簡圖如圖43所示。確定軸承的支點位置，作出簡支梁的軸的支承距L1=，懸臂L2=46mm。根據軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結構圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險截面。現將計算出的截面處的、及M的值列于下表。載 荷水平面H 垂直面V支反力F=, =, ==, =, =, =彎矩W ==, =總彎矩=, =扭矩T= 表2按彎扭合成應力校核軸的強度已知軸的彎矩和扭矩后，可針對某些危險截面作彎扭合成強度校核計算。按第三強度理論，計算軸的彎扭合成強度條件為 ()當扭轉切應力為脈動循環變應力時，取=，根據上式及表1中數值，軸的計算應力前已選軸的材料為45鋼，調質處理，由表151查得=60MPa，因此,故安全。4．2．2 輸出軸3的結構設計輸出軸3的計算前3個步驟與前面輸出軸2的計算步驟相同，即功率、轉速、轉矩、齒輪上的作用力和軸的最小直徑均與輸出軸2相同，在這計算可省略。軸的結構設計（1）軸上零件是裝配方案如下圖所示（2）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度，如圖45和圖21所示1）輸出軸的最小直徑段顯然是最左端安裝V型夾具處的直徑==14mm。2）根據所選的兩個圓螺母,所取V型夾具的寬度g=8mm,，再加上軸承端蓋的長度a=,則最小直徑處的長度為取螺紋加工長度=。3）與前面所選的軸承一樣，為深溝球軸承，寬度8mm，孔徑為17mm，即安裝軸承的軸的直徑為=17mm，長度為=8mm。4）與前面選取一樣，取軸承內側到箱體內壁的距離為b=3mm，箱體到離合器的距離為c=10mm，在此軸承右端采用軸肩進行軸向定位。由手冊上查的16003型軸承的定位軸肩高度取h=2mm，則此段軸肩的直徑為5）在離合器的左端也采用軸肩定位，即34段軸肩，根據與離合器配合的軸的直徑大小為20mm，取此段軸肩高度h=，取長度度=5mm，則此段軸肩直徑為則前面定位軸承的軸肩的長度為6）已知所選離合器孔徑為20mm，即與離合器配合的軸徑為=20mm，具體參數見附表2，根據離合器配合的特點，離合器有一段孔伸出來，用來與齒輪安裝在一起，則與離合器配合的軸的長度為7）軸的最右端一段安裝有齒輪（在軸承外圓安裝齒輪）、套筒和軸承，顯然此段軸徑應取為=17mm，其長度根據所安裝的各零件的寬度，如上圖所示，其長度為至此，已初步確定了軸的各段長度和直徑。8）軸上零件的周向定位根據所選離合器的配合尺寸，采用平鍵聯接，查手冊取與離合器配合段軸上平鍵為bh=6mm6mm(GB/T10951979)，長度為22mm，其他配合公差見上圖。9）確定軸上圓角和倒角尺寸各圓角與倒角的尺寸見輸出軸3的零件圖。求軸上載荷由軸的結構圖46作出軸的計算簡圖如圖45所示。確定軸承的支點位置，作出簡支梁的軸的支承距L1=55mm,L2=36mm,L3=,L4=32mm。根據軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結構圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面D是軸的危險截面。現將計算出的截面D處的、及M的值列于下表。